Климатические коррозионные испытания материалов

 

3. Коррозивная среда

 

Коррозивная среда должна быть точно описана. Особенно это касается природы, состава, способа подготовки и условий воздействия коррозивной среды. Информация о природе коррозивной среды должна указывать, являются ли используемые растворы, газы или твердые вещества природного происхождения обычно применяемыми в технологическом процессе или они специально приготовлены. Если количественный химический состав среды неизвестен, его определяют аналитически, при этом также учитывают и количества примесей и загрязнений. Для водных растворов должны быть указаны значения рН и, если это возможно, окислительно-восстановительный потенциал. Для коррозивной среды в виде растворов на результаты испытаний часто влияет количество содержащихся растворенных газов; в виде газов - содержание влаги и твердых веществ, в виде твердых веществ - содержание влаги. В процессе испытаний необходимо контролировать состав коррозивной среды и при необходимости проводить ее корректировку до исходных значений. При этом протокол (отчет) испытания должен содержать сведения о том, проводилась ли и как часто, в каких количествах замена или корректирование коррозивной среды до постоянного (исходного) значения. [3]

 

 

4. Требования к аппаратуре

 

Ускоренные климатические  испытания проводят в специальных  камерах, которые должны быть достаточно большими, чтобы обеспечивать однородность распределения в объеме компонентов  испытательной среды и условий  испытаний. Верхние части испытательной  камеры должны быть такой формы, чтобы  капли собирающейся на них влаги  или распыляемого раствора не попадали на испытуемые образцы. Аппаратура должна обеспечивать заданные рабочие условия в рабочем объеме камеры (испытательного сосуда) в течение всего времени испытания. Аппаратура должна быть выполнена таким образом, чтобы исключить нежелательное внешнее воздействие на условия испытания. Общие требования к камерам для испытаний - по ГОСТ 20.57.406. Заданные рабочие условия испытаний должны контролироваться. Температура и относительная влажность должны регистрироваться автоматически, кроме случаев испытания с конденсацией. Концентрация коррозивных агентов должна автоматически регистрироваться или периодически определяться. Не рекомендуется использовать одну и ту же камеру для испытаний с различными агентами коррозивной среды. [3]

 

 

Камера соляного тумана для  лабораторных испытаний

 

Камера сернистого газа для  лабораторных испытаний

 

Для методов сравнительных  испытаний во избежание влияния  исследуемого образца (средства защиты) на образец сравнения необходимо предусмотреть в камерах секционные отсеки или проводить испытания  этих образцов последовательно (при  испытаниях в одной камере) или  параллельно (при испытаниях в разных камерах) при соблюдении одинаковых условий и режимов испытаний, если программой испытаний не предусмотрено  иное.Внутренняя поверхность испытательной камеры (испытательного сосуда), прокладки для крышек и дверей, коммуникационное оборудование и аппаратура, приспособления для испытания образцов, соприкасающиеся с коррозивными агентами (средой), должны быть изготовлены из материалов, стойких к воздействию испытательной коррозивной атмосферы (среды), и в свою очередь не оказывать воздействия на эту среду, которое влечет ее изменение. [3]

 

В случае необходимости устанавливают  систему циркуляции воздуха для  обеспечения одинаковых условий  испытания во всей камере. При проведении испытаний при повышенной температуре нагреватели должны обеспечивать ее повышение в камере не менее чем на 1°Смин.Заданная относительная влажность внутри камеры должна создаваться подачей увлажненного воздуха. Для увлажнения используют только дистиллированную воду по ГОСТ 6709 или ионитно-очищенную (деионизированную) воду. Не допускается создавать заданную относительную влажность в камере при помощи равновесных растворов солей, поскольку они могут оказывать влияние на коррозионное состояние испытуемых образцов. Время, необходимое для достижения заданной относительной влажности в камере, не должно превышать 1 ч с момента включения. Температура и относительная влажность в камере должны контролироваться с точностью ± 2°С и ± 5 % соответственно. Если коррозивную атмосферу получают распылением раствора, то давление и температурно-влажностные характеристики подаваемого воздуха должны соответствовать требованиям ГОСТ 9.308.Воздух, подаваемый для распыления, не должен содержать следов масла ил и твердых частиц. При необходимости определяют состав распыляемого раствора. Раствор должен равномерно распределяться по всему объему камеры. [3]

 

 

5. Подготовка испытуемых образцов

 

Перед испытаниями поверхность  образцов должна быть очищена и обезжирена. Выбор подходящего средства очистки  и обезжиривания зависит от испытуемого  материала. Должны использоваться только такие средства, которые не оказывают  воздействия на поверхность испытуемого образца. В большинстве случаев используют органические растворители. При очистке и обезжиривании образцов допускается применять мягкие щетки, кисти, вату, целлюлозу. После обезжиривания допускается брать образцы только за торцы руками в хлопчатобумажных перчатках. Средства, используемые для очистки, должны быть указаны в протоколе (отчете) испытаний. Если поверхность образцов должна пройти предварительную механическую обработку, то следует отдать предпочтение шлифованию, при этом при каждой последующей ступени обработки удаляют следы предыдущей. В отчете следует указать класс (зернистость) абразива, который использовался последним. Для мягких материалов шлифование желательно заменить легкой механической очисткой (ГОСТ Р 9.907).Перед испытанием образцы осматривают. Образцы, предназначенные для нанесения средств временной противокоррозионной защиты, должны быть осмотрены перед их нанесением. Образцы, находившиеся на хранении, должны перед испытанием проверяться на отсутствие признаков коррозии. При этом должны регистрироваться следующие изменения внешнего вида поверхности цвет, потускнение поверхности, наличие и распределение видимых коррозионных дефектов, которые допускаются по согласованию заинтересованных сторон. Для определения количества и местоположения дефектов применяют сетку - шаблон с квадратами 5 × 5 мм, изготовленную из прозрачного гибкого материала, например пластика, в соответствии с ГОСТ 9.308 или ГОСТ 9.311, которую накладывают на испытуемый образец. Каждый квадрат должен быть пронумерован, начиная с левого угла. Результаты осмотров должны быть записаны для обеих сторон каждого образца. При оценке коррозионного поведения по изменению массы измеряют площадь поверхности образца, затем образцы помещают не менее чем на 24 ч в эксикатор с влагопоглотителем и взвешивают

с точностью до 0,001 г - для  образцов массой до 200 г;

с точностью до 0,01 г - для  образцов массой свыше 200 г.

Способ размещения образцов в коррозивной среде может оказывать влияние на результаты испытания. В случае проточной коррозивной среды образцы располагают таким образом, чтобы поток был параллелен длинной стороне образца. При атмосферных испытаниях на результаты может оказать влияние угол экспонирования относительно земли, расположение относительно географических полюсов, преобладающие (превалирующие) ветра и какую сторону поверхности образца оценивают - повернутую вверх или вниз, к земле. Образцы располагают таким образом, чтобы они не экранировали друг друга от влияния среды, т.е. чтобы вся испытуемая поверхность образца подвергалась воздействию среды. Испытуемые образцы располагают вертикально или под углом 15°-30° к вертикали в зависимости от метода испытания. В случае образцов со сварным соединением шов должен быть расположен перпендикулярно или под углом 15°-30° к дну камеры (сосуда).Возможны также случаи, когда предпочтительно расположение сварного шва параллельно дну камеры (сосуда). Тогда коррозионные пятна сварного шва создают повышенную местную коррозивность. При испытании образцов в климатических камерах испытуемые образцы размещают только в те части камеры, где коррозивная среда соответствует всем требованиям заданных параметров условий испытания. [3]

Общая площадь образцов не должна превышать 0,75 м2 на 1 м3 объема камеры. Расстояние между образцами должно быть не менее 20 мм; расстояние от нижнего края образца до дна камеры - не менее 200 мм. При испытании методом погружения любые незначительные отклонения, обусловленные работой испытательного оборудования, могут быть сбалансированы повторным помещением образцов через определенные интервалы времени в испытательную среду. При параллельном размещении образцов они не должны располагаться непосредственно друг за другом, а по возможности в различных местах испытательной среды или испытательного сосуда. Чтобы избежать электрохимической (гальванической, контактной) коррозии, между образцами или образцами и сосудом не должны использоваться металлические проводящие соединения. [3]

Если это требование невыполнимо, то выбирают такое соотношение объема среды и поверхности образцов, при котором параметры, определяющие агрессивность среды, не могут существенно изменяться во время испытаний или предусматривают в программе испытаний обновление или корректировку среды в процессе испытания. Приспособления для крепления образцов должны изготовляться из инертного материала и обеспечивать соответствующую неподвижность образцов с учетом условий испытаний. Площадь контакта держателей с образцами должна быть минимальной. Крепления не должны вызывать ни электрохимической (гальванической, контактной) коррозии, ни загрязнения образцов. Сравнительные испытания проводят с применением образцов сравнения, поведение которых в заданных условиях эксплуатации известно. При эксплуатационных испытаниях коррозивной средой является рабочая среда. При лабораторных испытаниях воспроизводят близкие к реальным условия эксплуатации в зависимости от цели испытаний. Воздействующие факторы и способы воздействия должны соответствовать преимущественному применению продукции в условиях эксплуатации. При наличии нескольких основных применений продукции разрабатывают несколько режимов испытаний. При ускоренных испытаниях с целью предварительной оценки коррозионной стойкости и (или) защитной способности условия испытаний ужесточают по сравнению с реальными условиями эксплуатации, не допуская резких изменений механизма коррозии. При ускоренных испытаниях с целью контроля качества образца допускается ужесточать условия испытаний по сравнению с условиями эксплуатации, если по поведению образцов во время испытаний можно сделать заключение о поведении продукции в условиях эксплуатации. Не допускается одновременно испытывать в жидкой коррозивной среде в одном сосуде образцы из разного материала или образцы с разным покрытием, если это не предусмотрено программой испытаний. Испытания образцов из различных материалов или с различными покрытиями в газовой среде допускаются в том случае, если все образцы подвергают одинаковому воздействию и их взаимное влияние исключено или если исследуют возможность такого влияния. Испытания образцов, защищенных летучими ингибиторами, следует проводить в специально предназначенных для этой цели испытательных камерах, из которых удалены следы летучих ингибиторов от предыдущих испытаний. При испытаниях в условиях эксплуатации образцы из различных материалов или с различными покрытиями размещают так, чтобы избежать их взаимного влияния, если это не предусмотрено программой испытаний. Перед началом испытаний контролируют состав и другие заданные параметры коррозивной среды на соответствие требованиям, указанным в программе испытаний. В случае, когда испытания проводят в открытых сосудах, воздух не должен содержать компонентов, способных повлиять на результаты испытания. Жидкие коррозивные среды, содержащие несмешиваемые компоненты, перед испытаниями равномерно перемешивают, если программой испытаний не установлены другие требования. В случае существования температурной зависимости между коррозивной средой и металлическим материалом, эта зависимость должна быть установлена в ходе эксперимента. Если коррозивная среда движется в ходе испытания, необходимо это отметить в протоколе (отчете) испытаний. [3]

 

6. Оценка результатов испытания

 

Для оценки коррозионной стойкости  металлов и сплавов с противокоррозионной  защитой и без нее используют различные критерии:

а) изменение внешнего вида образца во время испытания;

б) время, прошедшее до появления  первого очага коррозии основного  металла или покрытия;

в) количество и распределение  коррозионных дефектов;

г) изменение массы (ГОСТ Р 9.907);

д) изменение размеров (особенно толщины);

е) изменение механических, электрических, оптических и др. свойств.

Оценку результатов испытания  проводят в соответствии с выбранными критериями (10.1) в зависимости от требований, предъявляемых к испытуемым металлам, сплавам и средствам  защиты, а также от цели и метода испытания. Конкретный способ обработки результатов испытаний устанавливают в стандартах на конкретный метод испытаний с учетом требований к обработке результатов испытаний по ГОСТ 9.908 и проведению контроля показателей качества результатов испытаний с учетом требований ГОСТ Р ИСО 5725-6. [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Список использованных материалов:

1. http://teststroy.ru/klimaticheskie-ispytanija.html

2. http://www.infolab.ru/index.php?id=text&folderName=first&id2=18

3. ГОСТ Р 9.905-2007 «Единая система защиты от коррозии и старения. Методы коррозионных испытаний. Общие требования»