ASTM G123 Farklı Nikel İçeriğine Sahip Paslanmaz Alaşımların Gerilim-Korozyon Çatlamasını Değerlendirmek

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından yayınlanan “ASTM G123 Kaynayan asitleştirilmiş sodyum klorür çözeltisinde farklı nikel içeriğine sahip paslanmaz alaşımların gerilim-korozyon çatlamasını değerlendirmek için standart test yöntemi“ standardında, asitlendirilmiş kaynar sodyum klorür çözeltisinde gerilim-korozyon çatlaması testleri yürütme prosedürü açıklanmaktadır. Bu test yöntemi, fosforik asitle pH değeri 1,5’e asitleştirilmiş yüzde 25 (kütlece) sodyum klorürde gerçekleştirilir. Bu test yöntemi, esas olarak test çözeltisi ve cam eşyalarla ilgilidir, ancak belirli bir U-bükme test numunesi türü önerilir.

Bu test yöntemi, ASTM G36 standardının daha zorlu kaynar magnezyum klorür testine kıyasla, paslanmaz çelikler için kimyasal proses endüstrisi deneyimiyle daha iyi bir korelasyon sağlamak üzere tasarlanmıştır. Birçok ortamda tatmin edici hizmet veren bazı paslanmaz çelikler, ASTM G36 standardı testlerinde kolayca çatlar, ancak bu sodyum klorür test yöntemi kullanılarak yapılan laboratuvarlar arası testlerde çatlamazlar.

Bu kaynar sodyum klorür test yöntemi, dubleks (ferrit-ostenit) paslanmaz çelikler ve yaklaşık yüzde 33’e kadar nikel içeren bir alaşım dahil olmak üzere dövme paslanmaz çelikleri değerlendirmek için bir laboratuvarlar arası test programında kullanılmıştır. Bu tür malzemelerin döküm veya kaynaklı koşullarda değerlendirilmesinde de kullanılabilir.

Bu test yöntemi, bileşim, ısıl işlem, mikro yapı ve gerilimin, malzemelerin klorür gerilim korozyon çatlamasına duyarlılığı üzerindeki önemli etkilerini tespit eder. Aynı kalitedeki numuneler arasındaki ısı-ısı değişimleri gibi küçük farklılıkların tespit edilmesi olası değildir.

Bu test yöntemi, alaşımları karşılaştırmak için tasarlanmıştır ve hizmete girmeden önce malzemeleri taramak için bir yöntem olarak kullanılabilir. Bu test yöntemi, özellikle klorür içeren soğutma suları olmak üzere, sudaki çatlamayı simüle etmek için tasarlanmıştır. Klorür veya hidroksit ile yüksek sıcaklıklarda (200 dereceden yüksek) meydana gelen çatlamaları simüle etmek amaçlanmamıştır. Tam daldırma testlerinde bulunan çatlama direnci derecesi, klorürlerin yoğunlaşabileceği su hattına veya buhar fazına maruz kalmayı içeren bazı servis koşulları için geçerli olmayabilir.

Mümkün olduğunda servis deneyimiyle korelasyon sağlanmalıdır. Farklı klorür ortamları malzemeleri farklı bir sırayla sıralayabilir.

Malzeme bilimi ve mühendisliği dünyasında, zorlu ortamlarda metalik bileşenlerin güvenilirliğini ve emniyetini sağlamak son derece önemlidir. Kritik endişelerden biri, çekme gerilimi ve aşındırıcı ortamın birlikte etkisi altında bir metalde çatlakların yayıldığı bir hasar mekanizması olan gerilim-korozyon çatlağıdır. Bu olgunun değerlendirmesini standartlaştırmak ASTM G123 standardı geliştirilmiştir.

Periyodik olarak güncellenen bu standart, gerilim-korozyon çatlağı duyarlılığını değerlendirmek için tekrarlanabilir ve hızlandırılmış bir test sağlar. Havacılık ve uzay, petrol ve gaz, nükleer enerji ve deniz mühendisliği gibi paslanmaz çelik, alüminyum alaşımları ve nikel bazlı süper alaşımlar gibi malzemelerin klorür açısından zengin ortamlara maruz kaldığı endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

ASTM G123 standardı, hassas alaşımlarda gerilim-korozyon çatlağını hızlandıran agresif bir ortam yaratan yüzde 45 magnezyum klorür çözeltisinin 155 derecede kaynatılması için özel olarak tasarlanmıştır. Bu test yöntemi şunlara uygulanabilir:

• Dövme, döküm ve kaynaklı metaller ve alaşımlar.
• Malzemelerin gerilim-korozyon çatlağına karşı bağıl direncinin değerlendirilmesi.
• Farklı ısıl işlemlerin, yüzey kaplamalarının veya alaşım bileşimlerinin karşılaştırılması.

Şunlar bu standardın kapsamı dışındadır:

• Gerçek ortamlarda hizmet ömrünün tahmini (hızlandırılmış bir test olduğu için).
• Metalik olmayan malzemeler veya kaplamalar.
• Magnezyum klorürün modifikasyon yapılmadan kaynatılması dışındaki ortamlar.

Temel amaç, malzemeleri gerilim-korozyon çatlağı direnci açısından nitel olarak sıralamak, malzeme seçimine ve hasar analizine yardımcı olmaktır.

ASTM G123 standardı, tekrarlanabilirliği sağlamak için kesin bir metodoloji içermektedir. Bu sürecin temel adımlar şunlardır:

• Numune hazırlama: Pürüzsüz, U-bükümlü, C-halkalı veya çekme numuneleri kullanılır (standartta belirtilen boyutlar, örneğin U-bükümlü için 3,18-6,35 mm kalınlığında şeritlerin U şeklinde bükülmesi). Numune çekme gerilimi oluşturmak için zorlanır (örneğin bükme veya yükleme aparatları aracılığıyla). U-bükümlü testlerde, dış elyaf gerilimi genellikle akma dayanımının yüzde 100'üdür. Numuneler, oksitleri, yağları veya kirleticileri gidermek için çözücüler veya hafif aşındırıcılar kullanarak temizlenir.
• Test cihazı: Ağırlıkça yüzde 45 magnezyum klorür çözeltisi içeren bir kaynama kabına sahip bir geri akış kondansatör sistemi. Çözelti bir ısıtma mantosu kullanılarak kaynama noktasında (yaklaşık 155 derece) tutulur. Buhar yoğunlaşması sağlanır ve konsantrasyon değişikliklerini önlemek için geri döndürülür.
• Maruz kalma: Gergin numuneler kaynar çözeltiye tamamen daldırılır. Maruz kalma süresi genellikle 24-500 saat veya çatlama gözlenene kadardır (hangisi önce gelirse). Yaygın son noktalar arasında gözle görülür çatlaklar veya bozulmalar bulunur.
• Değerlendirme: Maruz kalma sonrası numuneler damıtılmış suda durulanır ve görsel olarak veya düşük büyütme altında (40 kata kadar) incelenir. Transgranüler (kristal taneleri arasında oluşan kırılma) veya intergranüler (taneler arası kırılma) çatlaklar varsa çatlama doğrulanır. Çatlama süresi, çatlak morfolojisi ve ikincil korozyon bildirilir.
• Güvenlik önlemleri: Magnezyum klorür çözeltileri oldukça aşındırıcıdır ve zehirli dumanlar (hidroklorik asit gazı) üretir. Davlumbaz, koruyucu ekipman ve uygun havalandırma kullanılmalıdır. Yanıklardan kaçınmak için kaynar çözeltileri dikkatli kullanılmalıdır.

Test niteldir, sonuçlar belirli bir süre içinde çatlak oluşumuna göre geçer / kalır.

ASTM G123 standardı, birçok sektörde yaygın kullanılmaktadır:

• Havacılık ve uzay: Buz çözücü tuzlara maruz kalan uçak bileşenleri için 300 serisi paslanmaz çeliklerin kalifikasyonu.
• Petrol ve gaz: Klorür ortamlarında deniz altı boru hatları için dubleks paslanmaz çeliklerin taranması.
• Nükleer: Reaktör bileşenleri için nikel bazlı alaşımların değerlendirilmesi.
• Hata araştırmaları: Kazanlar veya ısı eşanjörleri gibi serviste görülen gerilim-korozyon çatlağı arızalarının tekrarlanması.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere ASTM G123 standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.