ASTM G31 Laboratórne ponorné korózne testovanie kovov

Norma „ASTM G31 Štandardný postup pre laboratórne imerzné korózne skúšky kovov“, ktorú vydala Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM), opisuje akceptované postupy pre laboratórne imerzné korózne skúšky, najmä skúšky úbytku hmotnosti, a faktory ovplyvňujúce tieto skúšky. Medzi tieto faktory patrí príprava vzorky, zariadenie použité pri skúškach, testovacie podmienky, metódy čistenia vzorky, vyhodnotenie výsledkov a výpočet a hlásenie rýchlosti korózie. Norma tiež zdôrazňuje dôležitosť zaznamenávania všetkých relevantných údajov a poskytuje kontrolný zoznam pre hlásenie údajov z testov.

Vo väčšine prípadov je produktom korózie na reaktívnych kovoch titánu a zirkónia tvrdý, pevne viazaný oxid, ktorý je ťažké odstrániť chemickými alebo konvenčnými mechanickými metódami. V mnohých takýchto prípadoch sú rýchlosti korózie určené skôr nárastom hmotnosti ako úbytkom hmotnosti.

Konkrétne zváženie účinkov lokálneho napadnutia, praskania podporovaného prostredím a tečenia roztoku je mimo rozsahu tejto normy.

Táto norma je určená pre tých, ktorí navrhujú laboratórne imerzné testy a nie sú oboznámení so všetkými premennými a ťažkosťami spojenými s navrhovaním a vykonávaním takýchto testov. Táto metóda by sa mala používať ako referencia, aby sa zabezpečilo, že údaje relevantné pre aplikáciu sa generujú s minimálnym zásahom.

Skúšanie korózie svojou povahou vylučuje vytvorenie kompletnej normy. Preto je táto norma prezentovaná skôr ako návod, ako sa vyhnúť niektorým úskaliam takéhoto skúšania, než ako štandardná testovacia metóda.

Nie všetky kovy a zliatiny reagujú rovnako na mnohé faktory, ktoré ovplyvňujú koróziu, a zrýchlené korózne testy poskytujú iba orientačné výsledky. Často môžu byť zavádzajúce. S výnimkou kvalifikačných testov materiálov, ktoré by mali byť štandardizované, je nepraktické odporúčať prísny štandardný postup laboratórnych koróznych testov na všeobecné použitie. Jedným z cieľov tejto normy je zlepšiť budúcu koreláciu výsledkov a znížiť počet protichodných správ podrobnejším zaznamenávaním významných faktorov a podmienok.

Stručne povedané, laboratórne imerzné korózne skúšky sú základnou technikou používanou na hodnotenie odolnosti kovov a zliatin voči korózii v kontrolovanom prostredí. Poskytujú cenné informácie o výkonnosti materiálov a pomáhajú inžinierom a vedcom vybrať vhodné materiály na použitie v korozívnom prostredí.

Korózia je prirodzený elektrochemický proces, ktorý spôsobuje degradáciu kovov v dôsledku interakcie s prostredím. Pochopenie a zmiernenie korózie je kľúčové v odvetviach, ako je letecký a kozmický priemysel, námorný priemysel, ropa a plyn a stavebníctvo, kde môže zlyhanie materiálu viesť k bezpečnostným rizikám a ekonomickým stratám. Laboratórne ponorné testovanie je jednou z najpoužívanejších metód simulácie reálnej korózie v kontrolovanom prostredí, čo umožňuje porovnávaciu analýzu rôznych materiálov a náterov.

Skúšanie korózie ponorením v podstate zahŕňa ponorenie kovových vzoriek do kvapalného korozívneho média na stanovený čas. Toto médium môže zahŕňať destilovanú vodu, kyslé alebo alkalické roztoky, soľné roztoky (napr. chlorid sodný) alebo korozívne činidlá špecifické pre dané odvetvie (napr. soľanky, simulátory morskej vody). Cieľom je simulovať prevádzkové podmienky a pozorovať správanie kovu vrátane rýchlosti korózie, poškodenia povrchu a typu korózie (napr. jamková, homogénna, galvanická).

Vo všeobecnosti proces testovania zahŕňa nasledujúce kroky:

Príprava vzorky: Kovové vzorky sa narežú na štandardné veľkosti a ich povrchy sa opracujú, aby sa zabezpečila rovnomernosť. Medzi bežné postupy patrí brúsenie a leštenie na odstránenie oxidových vrstiev.
Počiatočné váženie: Vzorky sa vážia s vysokou presnosťou, aby sa určila elementárna hmotnosť.
Ponorenie: Vzorky sa úplne ponoria do testovacieho roztoku, ktorý sa udržiava pri konštantnej teplote a pH počas stanoveného časového obdobia (od hodín do týždňov).
Čistenie po ponorení: Po testovaní sa produkty korózie odstránia pomocou chemických čistiacich metód špecifikovaných v tejto norme.
Konečné váženie a analýza: Na výpočet rýchlosti korózie sa meria úbytok hmotnosti. Na ďalšie hodnotenie sa často používajú techniky povrchovej analýzy, ako je skenovacia elektrónová mikroskopia (SEM), energeticky disperzná spektroskopia (EDS) a optická mikroskopia.

Laboratórne imerzné testy sú obzvlášť dôležité pre:

Výber materiálu pre korozívne prostredie.
Porovnanie povlakov alebo úprav (napr. eloxovanie, pasivácia).
Skúmanie vplyvu legujúcich prvkov na odolnosť proti korózii.
Vyhodnotenie mechanizmov poruchy po vystavení v prevádzke.

Hlavnými výhodami tejto metódy sú kontrolované prostredie, ktoré umožňuje opakovateľnosť, a priame meranie rýchlosti korózie. Nemusí však zachytiť všetky reálne premenné (napr. dynamiku prúdenia, mikrobiálnu aktivitu) a príprava povrchu môže výrazne ovplyvniť výsledky. Okrem toho môžu byť časy testovania pasívnych materiálov dlhé.

Norma ASTM G31 sa považuje za dôležitú z nasledujúcich dôvodov:

Stanovuje konzistentnú metódu testovania: Táto norma poskytuje jednotný a reprodukovateľný postup pre skúšky korózie ponorením. Táto konzistentnosť je kľúčová pre porovnávanie výsledkov medzi laboratóriami, materiálmi alebo priemyselnými odvetviami.
Poskytuje presné meranie rýchlosti korózie: Vysvetľuje, ako merať úbytok hmotnosti, plochu povrchu a čas expozície, ktoré sú všetky potrebné na výpočet rýchlosti korózie. Bez štandardizovanej metódy môžu byť údaje skreslené v dôsledku zmien v príprave vzorky alebo testovacích podmienok.
Definuje testovacie prostredie a podmienky: Táto norma definuje zloženie roztoku (napr. chlorid sodný, kyseliny, soľanky), reguláciu teploty, postupy prevzdušňovania alebo odvzdušňovania a čas ponorenia. To umožňuje testu realisticky simulovať prevádzkové podmienky alebo špecifické prostredia (napr. morské, priemyselné, kyslé).
Podporuje výber a návrh materiálov: Konštruktéri sa spoliehajú na normu ASTM G31 pri hodnotení nových materiálov alebo povlakov, porovnávaní výkonnosti zliatin a identifikácii rizík zlyhania v korozívnom prostredí. To podporuje inteligentnejší výber materiálov v odvetviach ako letecký a kozmický priemysel, námorníctvo, automobilový priemysel, ropa a plyn a infraštruktúra.
Poskytuje základ pre výskum a vývoj. Táto norma sa používa vo výskumných a vývojových laboratóriách na skríning zliatin alebo povrchových úprav, validáciu inhibítorov korózie, štúdium mechanizmov korózie (napr. homogenita a jamková tvorba) a poskytovanie vedecky platného základu pre experimentálne porovnania.

V dôsledku toho zostáva laboratórne imerzné korózne testovanie základným kameňom koróznej vedy a poskytuje cenné poznatky o degradačnom správaní kovov v rôznych environmentálnych podmienkach. Ak sa imerzné testovanie vykonáva v súlade s normou ASTM G31 a podobnými normami a je podporené pokročilými analýzami povrchu, poskytuje spoľahlivý základ pre výber materiálu a stratégie prevencie korózie.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky vo všetkých sektoroch prostredníctvom širokej škály testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich aktivít, má silný tím zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade so štandardnou praxou ASTM G31 pre laboratórne imerzné korózne testovanie kovov.