วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM G76-18 สำหรับการทดสอบการกัดกร่อนของอนุภาคของแข็งโดยใช้เจ็ทแก๊ส

มาตรฐานการทดสอบ ASTM G76-18 สำหรับการทดสอบการกัดเซาะโดยการกระแทกของอนุภาคของแข็งโดยใช้เจ็ทแก๊สซึ่งพัฒนาโดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายถึงวิธีการทดสอบเพื่อกำหนดการสูญเสียวัสดุจากการกัดเซาะโดยการกระแทกของอนุภาคของแข็งที่พาไปกับแก๊สโดยใช้อุปกรณ์กัดเซาะแบบหัวฉีดเจ็ท

วิธีทดสอบนี้ใช้ในการวัดการกัดกร่อนของอนุภาคแข็งของวัสดุต่างๆ ในห้องปฏิบัติการ และเป็นการทดสอบคัดกรองเพื่อจัดอันดับอัตราการกัดกร่อนของอนุภาคแข็งของวัสดุในสภาพแวดล้อมการบริการจำลอง บริการการกัดเซาะที่เกิดขึ้นจริงนั้นเกี่ยวข้องกับขนาดอนุภาค ความเร็ว มุมการโจมตี สื่อ และเงื่อนไขที่คล้ายคลึงกันที่หลากหลาย ดังนั้นการทดสอบในห้องปฏิบัติการเพียงครั้งเดียวอาจไม่เพียงพอที่จะประเมินประสิทธิภาพการให้บริการที่คาดหวังไว้ วิธีทดสอบนี้ประกอบด้วยขั้นตอนที่มีลักษณะเฉพาะชัดเจนสำหรับการวัดการกัดกร่อนของอนุภาคของแข็ง ซึ่งมีผลการทดสอบระหว่างห้องปฏิบัติการอยู่แล้ว

เพื่อวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ ให้ใช้ข้อกำหนดและคำจำกัดความต่อไปนี้:

• การกัดเซาะหมายถึงการสูญเสียวัสดุเดิมอย่างค่อยเป็นค่อยไปเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ทางกลระหว่างพื้นผิวแข็งและของเหลว ของเหลวที่มีหลายส่วนประกอบ หรือของเหลวหรืออนุภาคของแข็งที่กระแทก
• การกระทบหมายถึงกระบวนการที่ส่งผลให้เกิดการกระทบอย่างต่อเนื่องระหว่างอนุภาคของเหลวหรือของแข็งกับพื้นผิวของแข็ง
• ค่าการกัดกร่อนคือค่าที่ได้จากการหารปริมาตรที่สูญเสียไปของวัสดุตัวอย่างด้วยมวลรวมของอนุภาคกัดกร่อนที่กระทบตัวอย่าง
• อัตราการกัดกร่อนที่ได้รับการทำให้เป็นมาตรฐานคือค่าที่ได้จากการหารค่าการกัดกร่อนของวัสดุตัวอย่างด้วยค่าการกัดกร่อนของวัสดุอ้างอิง

วิธีทดสอบนี้ใช้แนวทางการกัดกร่อนด้วยแรงกระแทกซ้ำๆ โดยมีการใช้หัวฉีดขนาดเล็กฉีดกระแสก๊าซที่มีอนุภาคกัดกร่อนไปกระแทกกับพื้นผิวของตัวอย่างทดสอบ อธิบายชุดเงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน อย่างไรก็ตาม อาจมีการเบี่ยงเบนบางส่วนจากเงื่อนไขมาตรฐานได้ หากมีการอธิบายไว้โดยละเอียด ทำให้สามารถวัดการกัดเซาะในระดับห้องปฏิบัติการได้ภายใต้เงื่อนไขต่างๆ มาตรฐานนี้ระบุวิธีการทดสอบสำหรับการเตรียมตัวอย่าง การดำเนินการรับผลกระทบจากการกัดเซาะ และการรายงานผล

ความสำคัญของวิธีการทดสอบนี้ในโปรแกรมการวัดโดยรวมใดๆ เพื่อประเมินพฤติกรรมการสึกหรอของวัสดุขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขการใช้งาน ผู้ใช้การทดสอบวิธีนี้จะต้องพิจารณาว่าผลลัพธ์ที่ได้มีความสัมพันธ์กับผลลัพธ์ที่ได้จากการทดสอบภาคสนามหรือจากการใช้ระบบและวิธีการทดสอบอื่นๆ มากน้อยเพียงใด วิธีทดสอบนี้ใช้ในการจัดอันดับความต้านทานการสึกกร่อนของวัสดุภายใต้เงื่อนไขการทดสอบที่ระบุ

อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบเหล่านี้สามารถกัดกร่อนวัสดุจากตัวอย่างการทดสอบภายใต้สภาวะการรับแสงที่ควบคุมได้ดี ภาพวาดแผนผังของหัวฉีดทางออกและระบบป้อนก๊าซอนุภาคแสดงอยู่ในรูปภาพที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน การเบี่ยงเบนจากการออกแบบนี้เป็นที่ยอมรับได้ แต่ต้องมีการกำหนดลักษณะระบบและการควบคุมพารามิเตอร์ที่สำคัญอย่างเหมาะสม ควรมีการบันทึกความเบี่ยงเบนในการออกแบบและขนาดของหัวฉีด เพื่อให้ได้การกระจายความเร็วอนุภาคที่ยอมรับได้ในการไหล อัตราส่วนความยาวหัวฉีดต่อเส้นผ่านศูนย์กลางควรเป็น 25:1 หรือมากกว่า หัวฉีดที่แนะนำประกอบด้วยท่อยาว 1,5 มม. ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในประมาณ 50 มม. ผลิตจากวัสดุที่ทนต่อการสึกกร่อน ควรตรวจสอบการสึกหรอของหัวฉีดระหว่างการใช้งาน และไม่ควรเพิ่มเกิน 10 เปอร์เซ็นต์จากเส้นผ่านศูนย์กลางเริ่มต้น

คุณลักษณะที่จำเป็นของเครื่องมือควรมีวิธีการควบคุมและปรับความเร็วการกระทบของอนุภาค ฟลักซ์ของอนุภาค ตลอดจนตำแหน่งและทิศทางของตัวอย่างสัมพันธ์กับกระแสการกระทบ (มุมการกระทบ)

สามารถมีวิธีการต่างๆ มากมายในการใส่อนุภาคลงในกระแสก๊าซ รวมถึงถังบรรจุที่ควบคุมการสั่นสะเทือนหรือระบบป้อนสกรู ระบบจะต้องป้อนอนุภาคอย่างราบรื่นและปรับได้เพื่อให้ตรงกับค่าการไหลของอนุภาคที่ต้องการ

ต้องมีวิธีการวัดความเร็วของอนุภาคเพื่อใช้ร่วมกับอุปกรณ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ตัวอย่างของวิธีการที่ได้รับการยอมรับ ได้แก่ การถ่ายภาพความเร็วสูง การหมุนดิสก์คู่ และเครื่องเร่งความเร็วแบบเลเซอร์ ควรวัดความเร็วของอนุภาคในตำแหน่งที่ตัวอย่างจะครอบครองและภายใต้เงื่อนไขการทดสอบ

วิธีทดสอบนี้สามารถใช้กับตัวอย่างขนาดและการกำหนดค่าที่หลากหลาย การกำหนดค่าตัวอย่างที่เหมาะสมคือแถบสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีขนาดประมาณ 10 มม. x 30 มม. x หนา 2 มม. อาจใช้ตัวอย่างขนาดใหญ่กว่าหรือรูปร่างอื่นๆ ได้หากจำเป็น แต่ต้องมีการบันทึกเอาไว้ วัสดุขัดที่จะใช้ ขนาดของอนุภาค ความชื้น องค์ประกอบทางเคมี ฯลฯ คุณสมบัติพื้นฐานเช่น ควรจะสม่ำเสมอ การสุ่มตัวอย่างวัสดุเพื่อจุดประสงค์ในการรับตัวอย่างทดสอบที่เป็นตัวแทนควรดำเนินการตามหลักปฏิบัติทางสถิติที่ยอมรับได้ มาตรฐาน ASTM E122 มีผลใช้บังคับในเรื่องนี้

วิธีทดสอบนี้กำหนดเงื่อนไขมาตรฐานดังต่อไปนี้

• ท่อหัวฉีดต้องมีความยาวอย่างน้อย 50 มม. และมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 1,5 มม. บวกหรือลบ 0,075 มม.
• ก๊าซทดสอบควรเป็นอากาศแห้งตามปกติ รายงานการทดสอบควรระบุปริมาณน้ำที่มีอยู่ในก๊าซทดสอบ ที่ความดัน และวิธีการวัดที่ดำเนินการ การทดสอบระหว่างห้องปฏิบัติการใช้ลมอัดชนิดกระบอกสูบที่มีปริมาณน้ำเท่ากับจุดน้ำค้างลบ 50 องศา ไม่ว่าจะใช้แหล่งก๊าซใดในการทดสอบ ขอแนะนำให้มีระดับความแห้งที่ใกล้เคียงกัน
• อนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนควรมีขนาดประมาณ 50 ไมโครเมตร ซึ่งเทียบเท่ากับที่ใช้ในชุดการทดสอบระหว่างห้องปฏิบัติการ ควรใช้สารกัดกร่อนเพียงครั้งเดียวเท่านั้น การกระจายขนาดโดยทั่วไป (กำหนดโดยการตกตะกอน): 20 เปอร์เซ็นต์ตั้งแต่ 83 ถึง 100 µm, 42 เปอร์เซ็นต์ตั้งแต่ 57 ถึง 50 µm, 48 เปอร์เซ็นต์หยาบกว่า 50 µm
•  ความเร็วของอนุภาคกัดกร่อนวัดที่ตำแหน่งตัวอย่าง 30 บวกหรือลบ 2 ม. วินาที^-1 ควรจะเป็น. ที่ความเร็วนี้ อัตราการไหลของก๊าซจะอยู่ที่ประมาณ 0,13 L/s และความดันของระบบอยู่ที่ประมาณ 140 kPa แต่ความดันขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบโดยเฉพาะ
• ระยะเวลาการทดสอบควรอยู่ที่ 600 วินาทีเพื่อให้บรรลุสภาวะคงที่ อาจอนุญาตให้ใช้เวลานานขึ้นได้ตราบใดที่หลุมสึกหรอขั้นสุดท้ายไม่ลึกเกิน 1 มม.
• มุมระหว่างแกนหัวฉีดและพื้นผิวตัวอย่างควรเป็น 90 องศาบวกหรือลบ 2 องศา
• อุณหภูมิในการทดสอบควรเป็นอุณหภูมิแวดล้อมปกติ (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 18 ถึง 28 องศา)
• อัตราการป้อนอนุภาคควรเป็น 0,033 บวกหรือลบ 0,008 กรัม/วินาที ซึ่งสอดคล้องกับประมาณ 2 มก./มม. บนพื้นผิวตัวอย่างภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน^-2·ส^-1สอดคล้องกับฟลักซ์อนุภาคของ การกำหนดฟลักซ์ของอนุภาคต้องวัดพื้นที่ที่ถูกกัดเซาะบนตัวอย่างและอาจเกิดข้อผิดพลาดได้มาก รูปภาพแสดงโปรไฟล์ความกว้างและความลึกที่วัดได้ของหลุมกัดเซาะที่เกิดจากเงื่อนไขที่กำหนด โดยแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างความกว้างและความลึกของการกัดเซาะโดยทั่วไป
• ระยะห่างจากพื้นผิวตัวอย่างถึงปลายหัวฉีดควรอยู่ที่ 10 มม. บวกหรือลบ 1 มม.

องค์กรของเราซึ่งพยายามสนับสนุนธุรกิจจากทุกภาคส่วนด้วยการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์และการประเมินที่หลากหลายซึ่งได้ดำเนินการมาเป็นเวลาหลายปี มีบุคลากรที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามการพัฒนาของโลกในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด และปรับปรุงตัวเองอย่างต่อเนื่อง ในบริบทนี้ บริการทดสอบยังมีให้กับธุรกิจต่างๆ ตามมาตรฐาน “วิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM G76-18 สำหรับการดำเนินการทดสอบการกัดเซาะโดยการกระแทกของอนุภาคของแข็งโดยใช้เจ็ทก๊าซ”