Карозія — гэта разбурэнне або пагаршэнне матэрыялаў або іх уласцівасцей пад уздзеяннем навакольнага асяроддзя. Большая частка карозіі адбываецца ў атмасферных асяроддзях, якія ўтрымліваюць каразійныя кампаненты і каразійныя фактары, такія як кісларод, вільготнасць, перапады тэмпературы і забруджвальныя рэчывы.
Цыклічная карозія — распаўсюджаная і найбольш разбуральная атмасферная карозія. Цыклічная карозія паверхні металічных матэрыялаў узнікае з-за пранікнення іёнаў хлору, якія змяшчаюцца ў паверхні металу, у акіслены пласт і ахоўны пласт, а таксама з-за ўнутранай электрахімічнай рэакцыі ў метале. У той жа час іёны хлору валодаюць пэўнай энергіяй гідратацыі, лёгка адсарбуюцца ў порах паверхні металу, запаўняюць расколіны і замяняюць кісларод у аксідным пласце, ператвараючы нерастваральныя аксіды ў растваральныя хларыды, у выніку чаго паверхня пераходзіць у актыўную фазу.
Выпрабаванні на цыклічную карозію — гэта від выпрабаванняў на навакольнае асяроддзе, у якім у асноўным выкарыстоўваецца абсталяванне для выпрабаванняў на цыклічную карозію для стварэння штучнай сімуляцыі ўмоў навакольнага асяроддзя, звязаных з цыклічнай карозіяй, з мэтай ацэнкі каразійнай устойлівасці вырабаў або металічных матэрыялаў. Яны падзяляюцца на дзве катэгорыі: адна — на выпрабаванні на ўздзеянне натуральнага асяроддзя, а другая — на штучнае паскоранае мадэляванне выпрабаванняў на цыклічную карозію.
Штучнае мадэляванне цыклічнай карозіі ў умовах навакольнага асяроддзя заключаецца ў выкарыстанні пэўнага аб'ёму касмічнага выпрабавальнага абсталявання - камеры для цыклічнай карозіі (малюнак), у сваім аб'ёме прасторы з дапамогай штучных метадаў, што прыводзіць да стварэння цыклічнага каразійнага асяроддзя для ацэнкі якасці цыклічнай каразійнай устойлівасці прадукту.
У параўнанні з прыродным асяроддзем канцэнтрацыя хларыду ў цыклічнай карозіі можа ў некалькі разоў ці нават у дзясяткі разоў перавышаць агульнае ўтрыманне соляў у прыродным асяроддзі, што значна павялічвае хуткасць карозіі. Пры гэтым час атрымання вынікаў выпрабаванняў на цыклічную карозію прадукту значна скарачаецца. Напрыклад, у натуральным асяроддзі выпрабаванні ўзору прадукту на карозію можа заняць 1 год, у той час як пры штучным мадэляванні цыклічнай карозіі можна атрымаць падобныя вынікі на працягу 24 гадзін.
Лабараторна мадэляваную цыклічную карозію можна падзяліць на чатыры катэгорыі
(1)Выпрабаванне на нейтральную цыклічную карозію (выпрабаванне NSS)— гэта метад паскораных выпрабаванняў на карозію, які з'явіўся самым раннім і ў цяперашні час з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўваным. У ім выкарыстоўваецца 5% раствор хларыду натрыю саляной кіслаты, pH раствора даводзіцца да нейтральнага дыяпазону (6,5 ~ 7,2) у якасці раствора для распылення. Тэмпература выпрабавання складае 35 ℃, хуткасць усталявання цыклічнай карозіі — 1 ~ 2 мл/80 см/г.
(2)Выпрабаванне на цыклічную карозію з воцатнай кіслатой (выпрабаванне ASS)распрацаваны на аснове тэсту на нейтральную цыклічную карозію. Ён заключаецца ў даданні невялікай колькасці ледзяной воцатнай кіслаты ў 5% раствор хларыду натрыю, каб значэнне pH раствора знізілася прыкладна да 3, раствор стаў кіслым, і канчатковае ўтварэнне цыклічнай карозіі таксама змянілася з нейтральнай цыклічнай карозіі на кіслую. Яго хуткасць карозіі прыкладна ў 3 разы вышэйшая, чым пры тэсте NSS.
(3)Выпрабаванне на цыклічную карозію з паскоранай воцатнай кіслатой з соллю медзі (тэст CASS)Гэта нядаўна распрацаваны замежны хуткі цыклічны каразійны тэст, які пры тэмпературы выпрабавання 50 ℃, з даданнем невялікай колькасці солі медзі і хларыду медзі, выклікае моцную карозію. Хуткасць карозіі прыкладна ў 8 разоў вышэйшая, чым у тэсту NSS.
(4)Выпрабаванне на цыклічную карозію з пераменным напружаннемГэта комплекснае цыклічнае выпрабаванне на карозію, якое фактычна ўяўляе сабой нейтральнае цыклічнае выпрабаванне на карозію плюс выпрабаванне на пастаянную вільготнасць і награванне. Яно ў асноўным выкарыстоўваецца для цэлых вырабаў з полымі праз пранікненне вільготнага асяроддзя, так што цыклічная карозія ўзнікае не толькі на паверхні вырабу, але і ўнутры яго. Выраб па чарзе падвяргаецца цыклічнай карозіі і вільготнаму нагрэву, і ў выніку ацэньваюцца электрычныя і механічныя ўласцівасці ўсяго вырабу са зменамі або без іх.
Вынікі выпрабаванняў на цыклічную карозію звычайна прадстаўляюцца ў якаснай, а не колькаснай форме. Існуюць чатыры канкрэтныя метады ацэнкі.
①метад ацэнкі- гэта суадносіны плошчы карозіі і агульнай плошчы ў працэнтах у адпаведнасці з пэўным метадам падзелу на некалькі ўзроўняў, да пэўнага ўзроўню ў якасці кваліфікаванай асновы меркавання, ён падыходзіць для ацэнкі плоскіх узораў.
②метад ацэнкі ўзважванняпраз вагу ўзору да і пасля каразійных выпрабаванняў метадам узважвання, разлічваецца вага страт ад карозіі для ацэнкі якасці каразійнай устойлівасці ўзору, гэта асабліва падыходзіць для ацэнкі якасці каразійнай устойлівасці металу.
③метад вызначэння каразійнага выглядуГэта якасны метад вызначэння, цыклічнае выпрабаванне на карозію. Для вызначэння таго, ці выклікае прадукт карозію ўзору, у асноўным выкарыстоўваюцца агульныя стандарты прадукту.
④метад статыстычнага аналізу дадзеных карозіізабяспечвае распрацоўку каразійных выпрабаванняў, аналіз дадзеных аб карозіі, вызначэнне ўзроўню даверу да дадзеных аб карозіі метаду, які ў асноўным выкарыстоўваецца для аналізу статыстычнай карозіі, а не спецыяльна для ацэнкі якасці канкрэтнага прадукту.
Цыклічныя каразійныя выпрабаванні нержавеючай сталі
Цыклічныя каразійныя выпрабаванні былі вынайдзены ў пачатку ХХ стагоддзя і з'яўляюцца самым працяглым ужываннем "каразійных выпрабаванняў". Высокаўстойлівыя да карозіі матэрыялы карыстаюцца перавагай карыстальнікаў і сталі "ўніверсальнымі" выпрабаваннямі. Асноўныя прычыны наступныя: 1. эканомія часу; 2. нізкі кошт; 3. магчымасць выпрабавання розных матэрыялаў; 4. простыя і зразумелыя вынікі, спрыяльныя для ўрэгулявання камерцыйных спрэчак.
На практыцы найбольш шырока вядомы цыклічны каразійны тэст нержавеючай сталі — колькі гадзін гэты матэрыял можа праслужыць? Спецыялісты-практыкі павінны быць добра знаёмыя з гэтым пытаннем.
Пастаўшчыкі матэрыялаў звычайна выкарыстоўваюцьпасівацыялячэнне абопалепшыць якасць паліроўкі паверхніі г.д., каб палепшыць час выпрабавання нержавеючай сталі на цыклічную карозію. Аднак найбольш важным вызначальным фактарам з'яўляецца склад самой нержавеючай сталі, г.зн. утрыманне хрому, малібдэна і нікеля.
Чым вышэй утрыманне двух элементаў, хрому і малібдэна, тым мацнейшыя каразійныя ўласцівасці неабходныя для супрацьстаяння кропкавай і шчыліннай карозіі, якая пачынае з'яўляцца. Гэтая каразійная ўстойлівасць выражаецца так званайЭквівалент супраціву кропкавай адукацыіЗначэнне (PRE): PRE = %Cr + 3,3 x %Mo.
Нягледзячы на тое, што нікель не павялічвае ўстойлівасць сталі да кропкавай і шчыліннай карозіі, ён можа эфектыўна запаволіць хуткасць карозіі пасля таго, як працэс ужо пачаўся. Такім чынам, аўстэнітныя нержавеючыя сталі, якія змяшчаюць нікель, як правіла, значна лепш паказваюць вынікі ў цыклічных выпрабаваннях на карозію і каразіююць значна менш моцна, чым ферытныя нержавеючыя сталі з нізкім утрыманнем нікеля з падобнай устойлівасцю да кропкавай карозіі.
Цікавасць: для стандартнай сталі 304 нейтральная цыклічная карозія звычайна складае ад 48 да 72 гадзін; для стандартнай сталі 316 нейтральная цыклічная карозія звычайна складае ад 72 да 120 гадзін.
Варта адзначыць, штогэтыЦыклічная карозіяГэты тэст мае істотныя недахопы пры праверцы ўласцівасцей нержавеючай сталі.Утрыманне хларыдаў у цыклічнай карозіі ў выпрабаванні на цыклічную карозію надзвычай высокае і значна перавышае рэальнае асяроддзе, таму нержавеючая сталь, якая можа супрацьстаяць карозіі ў рэальных умовах прымянення з вельмі нізкім утрыманнем хларыдаў, таксама будзе падвяргацца карозіі ў выпрабаванні на цыклічную карозію.
Цыклічныя каразійныя выпрабаванні змяняюць каразійныя ўласцівасці нержавеючай сталі, таму іх нельга разглядаць ні як паскораныя выпрабаванні, ні як мадэляванне. Вынікі аднабаковыя і не маюць эквівалентнай сувязі з рэальнымі характарыстыкамі нержавеючай сталі, якая ў канчатковым выніку ўводзіцца ў эксплуатацыю.
Такім чынам, мы можам выкарыстоўваць выпрабаванне на цыклічную карозію для параўнання каразійнай устойлівасці розных тыпаў нержавеючай сталі, але гэта выпрабаванне можа толькі ацаніць матэрыял. Пры выбары канкрэтных матэрыялаў з нержавеючай сталі, само па сабе выпрабаванне на цыклічную карозію звычайна не дае дастатковай інфармацыі, бо мы не маем дастатковага разумення сувязі паміж умовамі выпрабавання і рэальным асяроддзем прымянення.
Па той жа прычыне немагчыма ацаніць тэрмін службы вырабу, грунтуючыся выключна на цыклічным выпрабаванні ўзору нержавеючай сталі на карозію.
Акрамя таго, немагчыма параўноўваць розныя тыпы сталі, напрыклад, мы не можам параўноўваць нержавеючую сталь з пакрытай вугляродзістай сталлю, таму што механізмы карозіі двух матэрыялаў, якія выкарыстоўваліся ў выпрабаванні, вельмі розныя, і карэляцыя паміж вынікамі выпрабаванняў і рэальным асяроддзем, у якім прадукт будзе выкарыстоўвацца, не аднолькавая.
Час публікацыі: 06 лістапада 2023 г.