Elastomerlerin Bakır Üzerindeki Korozyon Etkisinin Değerlendirilmesi

Bakır, mükemmel elektriksel iletkenliği, termal iletkenliği, sünekliği ve demir gibi birçok metale kıyasla korozyona karşı doğal direnci nedeniyle yaygın olarak değer görmektedir. Bununla birlikte, korozyona uğrar. Bu, çevresiyle kimyasal veya elektrokimyasal bir reaksiyondur ve görünümünü, performansını ve bazen yapısal bütünlüğünü etkiler. Bakır korozyonu genellikle koruyucu bir tabaka oluşturur, ancak belirli koşullar altında sorunlara neden olabilir.

Hava ve neme maruz kaldığında, bakır başlangıçta ince, kırmızımsı kahverengi bir bakır oksit tabakası oluşturmak üzere oksitlenir. Zamanla, özellikle açık havada veya nemli ortamlarda, bu, karbondioksit, kükürt bileşikleri, oksijen ve diğer atmosferik elementlerle reaksiyonlar yoluyla patina adı verilen daha karmaşık, kararlı bir tabakaya dönüşür. Bu patina son derece faydalıdır: bir bariyer görevi görerek daha fazla korozyonu önemli ölçüde yavaşlatır ve alttaki metali korur. Çoğu atmosferik koşulda, korozyon oranı çok düşük kalır ve patina, malzemeye zarar vermek yerine dayanıklılığı artırır.

Patina birçok durumda koruyucu olsa da korozyon belirli koşullar altında zararlı etkilere sahip olabilir:

Malzeme kaybı ve yapısal zayıflama: Agresif ortamlarda (örneğin asidik sular, yüksek klorürlü topraklar veya kirli hava), korozyon homojen olmaktan ziyade lokalize hale gelebilir. Türleri şunlardır:
Çukur korozyonu: Borularda iğne deliği sızıntılarına yol açabilen derin, lokalize delikler.
Erozyon korozyonu: Yüksek hızlı türbülanslı su akışı tarafından hızlandırılır, koruyucu filmleri soyar ve boru duvarlarını inceltir.
Galvanik korozyon: Bakır daha az asil metallerle temas ettiğinde (örneğin karışık tesisat sistemlerinde), katot görevi görür ve diğer metalin korozyonunu hızlandırır, ancak bakırın kendisi daha az zarar görebilir.
Özelliklerin bozulması: Aşırı korozyon, mekanik dayanımı azaltır, bazı durumlarda kırılganlığı artırır ve kalın yalıtım katmanları oluşursa iletkenliği bozar. Elektrik veya termal uygulamalarda, küçük yüzey değişiklikleri bile performansı etkileyebilir.
Suya bakır salınımı (sıhhi tesisat sistemleri): Aşındırıcı su (düşük pH değeri, yumuşak su, yüksek klorür / sülfat, durgunluk) borulardan bakırı çözer ve şunlara yol açar:
Armatürlerde mavi-yeşil lekelenme.
İçme suyunda metalik veya acı tat.
Sağlık yönergelerini aşabilecek yüksek bakır seviyeleri.
Yeraltı / toprak korozyonu: Bazı topraklarda (yüksek sülfat / klorür, zayıf drenaj, nem), koruyucu filmler bozulur ve hızlandırılmış aşınmaya yol açar.
Diğer özel etkiler: Biyoyakıtlarda veya yağlarda, bakır korozyonu (bakır şerit testleriyle ölçülür) yakıt bozulmasını gösterir. Nükleer atık depolarında veya deniz ortamlarında, klorür iyonları düşük oksijen seviyelerinde bile korozyon oranlarını artırabilir.

Genel olarak, bakırın korozyonu genellikle kendi kendini sınırlayan ve koruyucudur, bu da onu çatı, tesisat ve elektrik uygulamaları için en dayanıklı metallerden biri yapar. Sorunlar esas olarak agresif veya durgun koşullarda ortaya çıkar ve bu durumlarda (örneğin su arıtma, kaplamalar veya alaşım seçimi) önlem alınması gerekir.

Genellikle contalarda, sızdırmazlık elemanlarında veya kaplamalarda kullanılan kauçuk benzeri polimerler olan elastomerlerin bakır üzerindeki korozyon etkisini değerlendirmek için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır.

Elastomerler, kükürt, asitler, aminler veya halojenler gibi bileşiklerin sızması yoluyla korozyonu teşvik edebilir. Bu bileşikler bakırla reaksiyona girerek oksitler, sülfürler veya diğer aşındırıcı yan ürünler oluşturur. Bu durum, elastomerlerin bakır bileşenlerle temas ettiği otomotiv, elektrik veya tesisat sistemleri gibi uygulamalarda özellikle önemlidir. Değerlendirme tipik olarak kontrollü maruz kalma testlerini ve ardından nicel veya nitel değerlendirmeyi içerir.

Temel yaklaşımlar şunlardır:

Kontrollü ortamlarda temaslı maruz kalma testleri: Bu testler, elastomerlerin bakırla doğrudan temas ettiği gerçek dünya koşullarını simüle ederek korozyonu hızlandırır ve daha hızlı sonuçlar elde edilmesini sağlar. Hızlandırılmış test için, deniz veya endüstriyel ortamları taklit etmek üzere tuz sisi odası (ASTM B117 standardı) veya yüzde 3-5 sodyum klorür çözeltisi gibi aşındırıcı ortamlar kullanılır.

Değerlendirme şu şekilde yapılır:

Görsel inceleme: 5 puanlık bir ölçek kullanılır (0 korozyon yok, 1 çok hafif, örneğin küçük renk değişimi), 2 hafif çukurlaşma, 3 orta, görünür patina veya birikintiler, 4 güçlü, derin çukurlar, 5 aşırı, yapısal hasar).
Gravimetrik (ağırlık kaybı) ölçümü: Bakır numuneleri maruz kalmadan önce ve sonra tartılır. Korozyon ürünleri hafif bir asit ile temizlenir, kurulanır ve kütle kaybı hesaplanır. Yüksek kayıp, yüksek korozyon şiddetini gösterir.
Boyutsal değişiklikler: Şişme veya bozulmayı kontrol etmek için önce ve sonra elastomer kalınlığı ölçülür. Bu, agresif bileşiklerin sızmasıyla ilişkili olabilir.
Elektrokimyasal yöntemler: Bunlar, korozyon kinetiği hakkında nicel veriler sağlar ve hassas laboratuvar değerlendirmeleri için uygundur:
Elektrokimyasal empedans spektroskopisi: Bakır-elastomer düzeneklerini bir elektrolite daldırılır. Üç elektrotlu bir düzenek kullanılır: çalışma elektrodu olarak bakır, karşı elektrot olarak platin ve referans elektrot olarak gümüş / gümüş klorür. Maruz kalmadan önce ve sonra, frekans aralığında küçük bir AC voltajı uygulanır. Daha düşük polarizasyon direnci, elastomer etkisinden dolayı daha yüksek korozyon oranını gösterir.
Potansiyodinamik polarizasyon: Elektrokimyasal empedans spektroskopisine benzer bir düzenektir. Test, elastomer temasıyla ve elastomer teması olmadan yapılır. Daha yüksek akım yoğunluğu, elastomerin korozyonu hızlandırdığı anlamına gelir. Bakır alaşımları için ASTM G61 standardına uyulur.
Tarama Kelvin probu: Mikro alan elektrokimyasal iş istasyonu kullanarak elastomer maruziyetinden önce ve sonra bakır yüzeyi taranır. Korozyon bölgelerini haritalamak için Volta potansiyel farkları ölçülür
Bakır üzerindeki elastomerlere özgü standartlaştırılmış testler şunlardır:
VW PV 3976 Araç iç mekanındaki parlak yüzeylerin aşınma direnci
ASTM E478 Bakır alaşımlarının kimyasal analizi için standart test yöntemleri
ASTM G38 C-Halka gerilim-korozyon test numunelerinin hazırlanması ve kullanılması için standart uygulama

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 elastomerlerin bakır üzerindeki korozyon etkisinin değerlendirilmesi hizmetleri de verilmektedir.