Štandardná skúšobná metóda ASTM B636/B636M-15 na meranie vnútorného napätia kovových povlakov potiahnutých špirálovým kontraktómom

Norma „ASTM B636/B636M-15 Štandardná skúšobná metóda na meranie vnútorného napätia kovových povlakov potiahnutých špirálovým kontraktómom“, ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM), opisuje použitie špirálového kontraktómu na meranie vnútorného napätia kovových povlakov vyrobených z povlakových roztokov na špirálovej katóde. Túto testovaciu metódu je možné použiť s elektrolytickými a autokatalytickými usadeninami.

Na účely tohto štandardu platia nasledujúce pojmy a definície:

• Tlakové napätie sa vzťahuje na napätie, ktoré spôsobuje rozpínanie sedimentu.
• Vnútorné napätie sa vzťahuje na čisté napätie, ktoré zostáva v sedimente, keď je bez vonkajších síl. Vnútorné napätie má tendenciu stlačovať alebo naťahovať usadeniny.
• Ťahové napätie sa vzťahuje na napätie, ktoré spôsobuje zmršťovanie sedimentu.

Skúšobná metóda na meranie napätia špirálovým počítadlom je založená na nanesení povlaku na vonkajšiu stranu špirály. Špirála sa vytvorí navinutím pásu okolo valca a jeho následným žíhaním. Počas prevádzky je jeden koniec špirály pevný a druhý sa môže pohybovať podľa vyvíjajúceho sa napätia. Voľný koniec je pripevnený k indikátorovej ihle pomocou ozubených kolies, ktoré zväčšujú pohyb špirály. Keď je špirála potiahnutá, napätie v usadenine spôsobuje, že sa špirála pevnejšie stočí alebo uvoľní v závislosti od toho, či je napätie tlakové (-) alebo ťahové (+). Z veľkosti vychýlenia ihly a ďalších údajov sa vypočíta vnútorné napätie. S úpravami prístroja je možné pohyb špirály merať elektronicky, a nie mechanicky, ako je opísané vyššie.

Pri správnom použití poskytne špirálový kontraktometer opakovateľné výsledky v širokom rozsahu hodnôt napätia. Touto metódou je možné špecifikovať medze vnútorného napätia pre použitie kupujúcim aj výrobcom potiahnutých alebo galvanicky tvarovaných dielov.

Povrchová úprava s veľkými ťahovými napätiami znižuje únavovú pevnosť výrobku vyrobeného z vysokopevnostnej ocele. Aby sa to minimalizovalo, je možné stanoviť maximálne limity napätia. Medzi ďalšie vlastnosti ovplyvnené namáhaním patrí odolnosť proti korózii, rozmerová stabilita, praskanie a odlupovanie.

Pri riadení elektroformovacích roztokov sú účinky napätia širšie rozpoznateľné a riadenie napätia je často nevyhnutné na dosiahnutie použiteľného elektroformovania. Pre riadenie výroby je možné určiť a špecifikovať vnútorné medze napätia.

Hodnoty vnútorného napätia získané špirálovým počítadlom nemusia nevyhnutne odrážať hodnoty vnútorného napätia zistené v diele potiahnutom rovnakým roztokom. Vnútorné napätie sa mení v závislosti od mnohých faktorov, ako je hrúbka povlaku, príprava substrátu, hustota a teplota prúdu a zloženie roztoku. Užšia korelácia sa dosiahne, keď testovacie podmienky zodpovedajú podmienkam použitým pri nanášaní povlaku na diel.

Medzi faktory ovplyvňujúce presnosť patria:

• Zmeny v príprave špirály môžu spôsobiť významné zmeny vo výsledkoch.
  • Zarážkový materiál by mal byť nanesený rovnomerne na vnútornú stranu špirály. Materiál dorazu by mal byť tenký a pružný, aby sa špirála mohla počas testovania voľne pohybovať. Postačuje hmotnosť povlaku menšia ako 3 mg/in. Interiér by mal byť utesnený nejakým inertným, flexibilným náterom. Prijateľným brzdiacim materiálom je microstop. Pred použitím sa jedna časť Microstopu zriedi dvoma časťami acetónu. Akýkoľvek nikel usadený na vnútornej strane špirály má opačný účinok.
  • Špirály permanentne potiahnuté zvnútra TFH-fluorouhlíkom môžu pri testovaní takmer nulových napätí poskytovať variabilné výsledky.
  • Zmeny v čistote a úprave povrchu špirály pred testovaním môžu viesť k rôznym výsledkom. Napríklad elektročistenie špirály by malo byť vždy katódové a kontrolované z hľadiska prúdu, času a teploty. Anodické čistenie v tejto fáze môže poskytnúť široké variácie. Treba sa vyhnúť abrazívnemu čisteniu špirály a používaniu abrazív.
  • Veľmi jemné sedimenty, menšie ako približne 3 µm, sú viac ovplyvnené povrchovými podmienkami a prípravou špirály ako hrubšie sedimenty.
• Vnútorné napätie sa mení v závislosti od hustoty prúdu použitej pri galvanickom pokovovaní. Zmena nie je predvídateľná a závisí od naneseného kovu, nečistôt alebo prísad a od uvažovaného rozsahu hustoty prúdu. Je dôležité, aby bol prúd meraný a dôkladne kontrolovaný počas celej skúšky napätia. Zmeny prúdov by mali byť menšie ako 2 percentá.
• Keďže teplota náterového roztoku môže ovplyvniť vnútorné napätie, počas skúšky by sa mala udržiavať v rozmedzí 2 stupňov. Počiatočný a konečný bod pokoja meradla sa merajú pri prevádzkovej teplote náterového roztoku, aby sa eliminovalo tepelné namáhanie.
• Zloženie roztoku by sa počas testu nemalo meniť. Vo všeobecnosti, ak sú splnené testy opakovateľnosti, možno predpokladať, že roztok sa počas testovacích behov nezmenil. Naopak, ak nie sú splnené požiadavky na testy opakovateľnosti, mal by sa roztok náteru analyzovať, aby sa zistilo, či počas testu nedošlo k zmene v zložení roztoku.
  • Testy galvanických roztokov s použitím nerozpustných alebo inertných anód môžu počas testovania viesť k významným zmenám roztoku.
  • Pri testovaní autokatalytických náterových roztokov sa môžu zložky náterového roztoku počas testu výrazne vyčerpať, ak sa neregenerujú.
• Existuje vzťah medzi plochou povrchu, ktorá sa má natrieť, a objemom autokatalytických povlakových roztokov, ktorý môže ovplyvniť charakter usadeniny. Pri testovaní autokatalytických náterových roztokov by sa mal dodržiavať pomer nanesenej plochy povrchu k objemu roztoku bežne používaného v náterovej nádrži. Pri použití patentovaných riešení by sa mali dodržiavať odporúčania dodávateľa.

Naša organizácia, ktorá sa už roky snaží podporovať podniky zo všetkých sektorov širokou škálou testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich štúdií, má silný personál, ktorý pozorne sleduje svetový vývoj v oblasti vedy a techniky a neustále sa zlepšuje. V tejto súvislosti sa podnikom poskytujú aj testovacie služby v súlade s normou „ASTM B636/B636M-15 Štandardná testovacia metóda na meranie vnútorného napätia kovových povlakov potiahnutých špirálovým kontraktom“.