การทดสอบการกัดกร่อนของซัลเฟอร์ไดออกไซด์

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ขึ้นชื่อเรื่องการรุกรานเหล็กและโลหะผสมอื่นๆ แม้ว่าสารประกอบจะอยู่ในรูปแบบบริสุทธิ์ สารประกอบจะไม่ทำปฏิกิริยารุนแรงกับโลหะ แต่ก็มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงเมื่อสัมผัสกับบรรยากาศ กรดซัลฟูริกเกิดขึ้นเมื่อซัลเฟอร์ไดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับความชื้น (น้ำ) และออกซิเจน สารประกอบที่เป็นกรดนี้มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และอาจทำให้โครงสร้างเสริมของเหล็กเสื่อมสภาพเร็วขึ้น ไอออนซัลเฟตที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของชั้นความชื้นมีส่วนสำคัญในการเร่งการกัดกร่อนบนพื้นผิวโลหะ

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นก๊าซไม่มีสีที่อยู่ในกลุ่มก๊าซที่เรียกว่าซัลเฟอร์ออกไซด์ มันทำปฏิกิริยาบนพื้นผิวของอนุภาคของแข็งในอากาศหลายชนิด ละลายในน้ำ และสามารถออกซิไดซ์ได้ในหยดน้ำในอากาศ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีกำมะถัน มีบทบาทสำคัญในการกัดกร่อนในบรรยากาศในบรรยากาศในเมืองและอุตสาหกรรม มันดูดซับกับพื้นผิวโลหะ มีความสามารถในการละลายน้ำได้สูง และมีแนวโน้มที่จะเกิดกรดซัลฟิวริก (ฝนกรด) เมื่อมีฟิล์มความชื้น ไอออนซัลเฟตเกิดขึ้นในชั้นความชื้นที่พื้นผิวโดยการออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และการก่อตัวของพวกมันถือเป็นผลกระทบหลักของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในการเร่งการกัดกร่อน

ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์สามารถแสดงได้ในรูปของอัตราการตกตะกอนหรือความเข้มข้นในอากาศ การวัดทั้งสองแบบควรดำเนินการตามมาตรฐาน “ISO 9225 การกัดกร่อนของโลหะและโลหะผสม – สภาวะการกัดกร่อนของบรรยากาศ – การวัดพารามิเตอร์สิ่งแวดล้อมที่มีผลต่อสภาวะการกัดกร่อนของบรรยากาศ” ในมาตรฐาน “ISO 9223 การกัดกร่อนของโลหะและโลหะผสม – สภาวะการกัดกร่อนของบรรยากาศ – การจำแนก การกำหนด และการประมาณค่า” หน่วยที่ใช้สำหรับประเภทของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์คืออัตราการตกตะกอนของซัลเฟตในหน่วย mg m-2 day-1 มาตรฐานนี้ระบุปัจจัยพื้นฐานในการกัดกร่อนของโลหะและโลหะผสมในบรรยากาศ ซึ่งได้แก่ อุณหภูมิและความชื้น มลพิษจากก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และความเค็มในอากาศ

แหล่งที่มาตามธรรมชาติของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ได้แก่ การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากภูเขาไฟ มหาสมุทร การย่อยสลายทางชีวภาพ และไฟป่า แหล่งที่มาที่สำคัญที่สุดของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่มนุษย์สร้างขึ้นคือการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล การถลุง การผลิตกรดซัลฟิวริก การเปลี่ยนเยื่อไม้เป็นกระดาษ การเผาขยะ และการผลิตธาตุกำมะถัน

การเผาถ่านหินเป็นแหล่งซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ใหญ่ที่สุดที่มนุษย์สร้างขึ้น โดยคิดเป็นประมาณร้อยละ 50 ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกต่อปี และการเผาน้ำมันมีสัดส่วนร้อยละ 25 ถึง 30 ในชั้นบรรยากาศ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ผสมกับไอน้ำเพื่อผลิตกรดซัลฟิวริก มลพิษที่เป็นกรดนี้สามารถพัดพาไปได้หลายร้อยไมล์โดยลม และสะสมเป็นฝนกรด

การกัดกร่อนของซัลเฟอร์ไดออกไซด์หมายถึงการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของโลหะกับสารประกอบซัลเฟอร์ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ผลจากการกัดกร่อนนี้ โดยทั่วไปซัลเฟอร์จะแทรกซึมเข้าไปต่ำกว่าความหนาเดิมเล็กน้อย ทำให้เกิดชั้นกำมะถันบนพื้นผิว โดยทั่วไปกระบวนการนี้เรียกว่าการกัดกร่อนของซัลฟิดิกในเอกสารเกี่ยวกับการกัดกร่อน การกัดกร่อนของซัลเฟอร์ไดออกไซด์สามารถเกิดขึ้นได้ทุกที่ที่มีสารประกอบซัลเฟอร์อยู่ในกระแสไฮโดรคาร์บอนและมีอุณหภูมิสูงเกินประมาณ 230 องศา

การทดสอบการกัดกร่อนของซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นการทดสอบในห้องปฏิบัติการกับของเหลวฉนวนไฟฟ้า และตรวจจับการมีอยู่ของซัลเฟอร์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในตัวอย่าง ซัลเฟอร์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอาจอยู่ในรูปของธาตุซัลเฟอร์หรือสารประกอบซัลเฟอร์ที่ไม่เสถียรทางความร้อน ธาตุกำมะถันเป็นอันตรายต่อหม้อแปลงทันที ในขณะที่สารประกอบกำมะถันที่ไม่เสถียรทางความร้อนอาจเป็นอันตรายได้ รูปแบบของกำมะถันเหล่านี้ทำให้เกิดการกัดกร่อนของโลหะ เช่น ทองแดงและเงิน

ปัญหาซัลเฟอร์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนดึงดูดความสนใจอย่างมากในอุตสาหกรรม เมื่อหม้อแปลงทำงานที่อุณหภูมิสูงเพียงพอ สารประกอบกำมะถันที่ไม่เสถียรในน้ำมันจะกลายเป็นสารประกอบกำมะถันที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สารประกอบซัลเฟอร์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนโจมตีตัวนำทองแดง ทำให้เกิดการก่อตัวของคอปเปอร์ซัลไฟด์ ซึ่งบางส่วนละลายในน้ำมัน คอปเปอร์ซัลไฟด์มีความสัมพันธ์กับฉนวนกระดาษและก่อตัวเป็นชั้นๆ บนและภายในกระดาษ คอปเปอร์ซัลไฟด์สร้างเส้นทางนำไฟฟ้าซึ่งในที่สุดจะทำให้เกิดความล้มเหลวและทำให้คุณสมบัติการเป็นฉนวนของกระดาษเสื่อมลง

ในการทดสอบการกัดกร่อนของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ โดยทั่วไปจะใช้มาตรฐาน "ASTM D1275-15 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับซัลเฟอร์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในของเหลวฉนวนไฟฟ้า" ที่พัฒนาโดย American Society for Testing and Materials (ASTM) มาตรฐานนี้อธิบายวิธีทดสอบสำหรับการตรวจหาสารประกอบซัลเฟอร์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (ทั้งอนินทรีย์และอินทรีย์) ในของเหลวฉนวนไฟฟ้า ของเหลวฉนวนใหม่และที่ใช้งานอยู่อาจมีธาตุกำมะถันหรือสารประกอบกำมะถันหรือทั้งสองอย่างซึ่งทำให้เกิดการกัดกร่อนภายใต้เงื่อนไขการใช้งานบางประการ วิธีทดสอบนี้ออกแบบมาเพื่อตรวจจับการมีอยู่หรือแนวโน้มที่จะเกิดสารประกอบซัลเฟอร์อิสระและซัลเฟอร์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนโดยการนำทองแดงหรือเงินสัมผัสกับของเหลวที่เป็นฉนวนภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด

ในบรรดาการศึกษาการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินผลจำนวนมากที่มีให้กับธุรกิจในภาคส่วนต่างๆ องค์กรของเรายังให้บริการทดสอบการกัดกร่อนของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ด้วยพนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมและเชี่ยวชาญ และอุปกรณ์เทคโนโลยีขั้นสูง