ASTM G71 Vykonávanie a hodnotenie galvanických koróznych testov v elektrolytoch

Norma ASTM G71 s názvom „Norma pre vykonávanie a hodnotenie galvanických koróznych testov v elektrolytoch“, ktorú vypracovala Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM), sa zaoberá vykonávaním a hodnotením galvanických koróznych testov na charakterizáciu správania dvoch rôznych kovov v elektrickom kontakte v elektrolyte za podmienok nízkeho prietoku. Táto norma je prispôsobiteľná pre kované alebo liate kovy a zliatiny.

Táto príručka sa zaoberá výberom materiálu, prípravou vzorky, testovacím prostredím, metódou expozície a vyhodnotením výsledkov charakterizujúcich správanie galvanických párov v elektrolyte.

Účelom tejto príručky je poskytnúť informácie o galvanickej korózii kovov v elektrickom kontakte v elektrolyte, ktorý nemá dostatočne vysoký prietok na to, aby spôsobil eróziu, koróziu alebo kavitáciu.

Norma ASTM G71 opisuje odporúčané postupy pre navrhovanie, vykonávanie a interpretáciu laboratórnych a terénnych testov, ktoré hodnotia galvanickú koróziu medzi rôznymi kovmi vystavenými vodivým elektrolytom. Táto norma pomáha inžinierom vybrať vhodné testovacie metódy, pripraviť vzorky, kontrolovať podmienky prostredia, merať galvanický prúd a interpretovať výsledné korózne správanie.

Norma ASTM G71 sa široko používa v nasledujúcich odvetviach:

automotive
Letectvo a vesmír
námorné inžinierstvo
Ropa a plyn
Chemické spracovanie
stavba
Elektronika
Obnoviteľná energia

Odporúčania tejto normy sú cenné v každej situácii, kde sa rôzne kovy kombinujú vo vlhkom alebo korozívnom prostredí.

Galvanická korózia sa vyskytuje v nasledujúcich situáciách:

Keď sú dva rôzne kovy elektricky spojené
Keď sú oba kovy vystavené rovnakému elektrolytu (ako je voda, morská voda, vlhkosť alebo soľný roztok)
Keď je medzi nimi rozdiel elektrického potenciálu

Za týchto okolností,

Anódou sa stáva menej ušľachtilý kov.
Ušľachtilejší kov sa stáva katódou.
Anodický kov koroduje zrýchleným tempom.

Medzi príklady patria:

Hliník spojený s nehrdzavejúcou oceľou.
Oceľové spojovacie prvky v hliníkových konštrukciách.
Medené rúry spojené s pozinkovanou oceľou.
Horčíkové komponenty kombinované s oceľou.

Pochopenie galvanickej korózie je kľúčové, pretože často spôsobuje lokálne poruchy dávno predtým, ako sa homogénna korózia stane významnou.

Norma ASTM G71 pomáha inžinierom s nasledujúcim:

Vyhodnotiť galvanickú kompatibilitu kovov.
Porovnanie kombinácií materiálov
Meranie galvanického prúdu.
Odhad závažnosti korózie.
Skúmanie vplyvov na životné prostredie
Hodnotenie náterov a ochranných systémov.
Podpora pri výbere materiálov počas vývoja produktu.

Norma ASTM G71 nedefinuje kritériá pre úspešné/neúspešné skúšky. Namiesto toho poskytuje vedecky akceptované metódy na získavanie spoľahlivých údajov o korózii. Táto norma sa vzťahuje na:

Laboratórny test galvanickej korózie
Test expozície v teréne
Elektrochemické merania
Monitorovanie galvanického prúdu
Merania úbytku hmotnosti
Merania korózneho potenciálu
Simulácia prostredia
Príprava testovacej vzorky
Interpretácia údajov

Norma ASTM G71 sa vzťahuje na nasledujúce:

kovy
kovové nátery
Povrchovo upravené kovy
spojovací materiál
Zdrojové odkazy
Mechanické komponenty

Závažnosť galvanickej korózie závisí od niekoľkých vzájomne pôsobiacich faktorov:

Rozdiel potenciálov elektród: Väčší rozdiel potenciálov vo všeobecnosti zvyšuje galvanický prúd. Napríklad
- Horčíková oceľ: Veľmi vysoké riziko.
- Hliník-oceľ: Stredné riziko
- Nerezová oceľ-titán: Nízke riziko.
Vodivosť elektrolytu: Elektrolyty s vysokou vodivosťou zvyšujú koróziu. Napríklad
- Morská voda
- Posypová soľ
- Priemyselná chladiaca voda

Médiá s nízkou vodivosťou vo všeobecnosti znižujú galvanický atak.

Pomer plochy: Jedným z najdôležitejších konceptov diskutovaných v tejto norme je pomer plochy katódy a anódy:
- Veľká katóda + malá anóda: Veľmi silná korózia.
- Malá katóda + veľká anóda: Oveľa nižšia rýchlosť korózie.

napríklad,

Malé oceľové nity na hliníkovom paneli
Veľká doska z nehrdzavejúcej ocele pripevnená k malému hliníkovému držiaku.

Druhý príklad predstavuje oveľa väčšie galvanické riziko.

Teplota: Vyššie teploty vo všeobecnosti zvyšujú nasledovné:
- Reakčné rýchlosti
- Vodivosť elektrolytu
- Korozívny prúd
Dostupnosť kyslíka: Rozpustený kyslík podporuje katódové reakcie. Zle vetrané prostredie môže v porovnaní s prostredím bohatým na kyslík vytvárať odlišné mechanizmy korózie.

Norma ASTM G71 sa zaoberá rôznymi testovacími metódami:

Ponorné testy: Vzorky sa ponoria do nasledujúcich roztokov:
- Roztoky chloridu sodného
- umelá morská voda
- Priemyselné procesné kvapaliny
- Sladkovodné
- Chladiaca voda

Spojené kovy zostávajú elektricky prepojené počas celej doby expozície.

Elektrochemické merania: Táto norma odporúča vykonávať nasledujúce merania:
- Galvanický prúd
- Galvanický potenciál
- Potenciál otvoreného obvodu
- Polarizačné správanie

Tieto merania poskytujú kvantitatívne informácie o korozívnej aktivite.

Skúška úbytku hmotnosti: Rýchlosť korózie je možné určiť pomocou nasledujúcich metód:
- Čistenie vzoriek
- Meranie hmotnosti pred expozíciou
- Meranie hmotnosti po expozícii
- Výpočet straty materiálu.

Úbytok hmotnosti je jednou z najspoľahlivejších metód na posúdenie dlhodobej korózie.

Expozícia v teréne: Laboratórne testy nemusia presne zodpovedať skutočnému prevádzkovému prostrediu. Preto norma ASTM G71 odporúča vykonávať testy v teréne vždy, keď je to možné. Napríklad
- Námorné stavby
- Pobrežné platformy
- hypertextové odkazy
- Automobilové komponenty
- Komponenty lietadla

Spoľahlivé výsledky vyžadujú dôslednú prípravu vzorky. Medzi kľúčové faktory patria:

Povrchová úprava
Čistiace procesy
Drsnosť povrchu
rozmery
Zloženie kovu
Kvalita elektrického pripojenia
Príprava hrán

Zlá príprava vzorky môže výrazne ovplyvniť výsledky korózie.

Norma ASTM G71 odporúča, aby sa z hľadiska environmentálnych premenných kontrolovali nasledujúce faktory:

Chémia elektrolytov
Koncentrácia soli
hodnota pH
teplota
Rozpustený kyslík
prietok
Doba vystavenia
Vlhkosť (pre atmosférické testy)

Konzistentnosť prostredia zvyšuje opakovateľnosť a reprodukovateľnosť výsledkov testov.

Medzi bežné merania podľa normy ASTM G71 patria:

Galvanický prúd
Potenciál korózie
Chudnutie
Rýchlosť korózie
Vzhľad povrchu
Hĺbka jamy
Çatlak korozyonu
Lokálny útok
Tvorba produktov korózie

Norma ASTM G71 zdôrazňuje, že samotný galvanický prúd by sa nemal používať na predpovedanie životnosti. Inžinieri by mali výsledky vyhodnotiť v spojení s nasledujúcim:

Podmienky prostredia
Geometria materiálu
Pomery plôch
Stav povrchu
Doba vystavenia
Morfológia korózie
Mechanické zaťaženie
Ochranné nátery

Norma ASTM G71 sa široko používa v nasledujúcich oblastiach:

Automobilový priemysel:
- Hliníkové panely karosérie
- Elementy čelikových baglantov
- Kryty batérií
- Podvozok elektrického vozidla
- Chladiace systémy
Letectvo a vesmír:
- Zliatiny hliníka
- Titánové štruktúry
- Kompozitné kovové spoje
- Zostavy podvozkov
Marine:
- trupy lodí
- Vrtule
- Pobrežné platformy
- Potrubia na morskú vodu
- spojovací materiál
Budova:
- Konštrukčná oceľ
- Strešné systémy
- Zavesené steny
- Kotvy
- hypertextové odkazy
Ropa a plyn:
- plynovody
- tepelné výmenníky
- ventily
- Tlakové nádoby
- Vybavenie na mori

Norma ASTM G71 sa často používa v spojení s inými normami pre koróziu vrátane:

ASTM G1 Príprava, čistenie a vyhodnotenie vzoriek na skúšky korózie.
ASTM G3 Elektrochemické meracie techniky
Potenciodynamický polarizačný test ASTM G5
Laboratórny test ponornej korózie ASTM G31
ASTM G44 Alternatívne skúšky ponorením kovov do médií obsahujúcich chloridy.
Merania polarizačného odporu ASTM G59
ASTM G102 Výpočet rýchlosti korózie z elektrochemických meraní.

Tieto normy spolu poskytujú komplexný rámec pre posudzovanie korózie.

Naša organizácia so svojím kompetentným a skúseným tímom už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov riadenia. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou ASTM G71.