معظم تآكل المواد المعدنية يحدث في البيئة الجوية، وذلك لأن الغلاف الجوي يحتوي على مكونات مسببة للتآكل مثل الأكسجين والملوثات، بالإضافة إلى عوامل التآكل مثل الرطوبة وتغير درجات الحرارة. يعد التآكل برذاذ الملح أحد أكثر التآكلات الجوية شيوعًا وتدميرًا.
مبدأ التآكل برذاذ الملح
يحدث تآكل المواد المعدنية عن طريق رش الملح بشكل رئيسي بسبب تسرب محلول الملح الموصل إلى المعدن والتفاعل الكهروكيميائي، مما يشكل نظام البطارية الصغيرة من "معدن منخفض الإمكانات - محلول إلكتروليت - شوائب عالية الإمكانات". ويحدث نقل الإلكترون، ويذوب المعدن الموجود في الأنود ويشكل مركبًا جديدًا، وهو التآكل. يلعب أيون الكلوريد دورًا رئيسيًا في عملية تلف تآكل رذاذ الملح، الذي يتمتع بقوة اختراق قوية، ويسهل اختراق طبقة أكسيد المعدن في المعدن، وتدمير الحالة الحادة للمعدن؛ وفي الوقت نفسه، يتمتع أيون الكلوريد بطاقة ترطيب صغيرة جدًا، والتي يسهل امتصاصها على سطح المعدن، لتحل محل الأكسجين الموجود في طبقة الأكسيد التي تحمي المعدن، مما يؤدي إلى تلف المعدن.
طرق اختبار التآكل بالرش الملحي وتصنيفه
اختبار رش الملح هو طريقة سريعة لتقييم مقاومة التآكل في الجو الاصطناعي. وهو عبارة عن تركيز من المحلول الملحي. ثم الرش في صندوق ثرموستاتي مغلق، من خلال ملاحظة تغير العينة المختبرة الموضوعة في الصندوق لفترة من الزمن لتعكس مقاومة التآكل للعينة المختبرة، وهي طريقة اختبار متسارعة، تركيز ملح بيئة رش ملح الكلوريد ، ولكن محتوى رش الملح في البيئة الطبيعية العامة عدة مرات أو عشرات المرات، بحيث يتم تحسين معدل التآكل بشكل كبير، كما تم تقليل وقت الحصول على النتائج بشكل كبير.
اختبار رش الملح قبل وبعد
قد يستغرق وقت تآكل عينة المنتج سنة أو حتى عدة سنوات عند اختبارها في بيئة طبيعية، ولكن يمكن الحصول على نتائج مماثلة في أيام أو حتى ساعات عند اختبارها في بيئة رش ملح محاكاة صناعية.
تنقسم اختبارات رش الملح بشكل أساسي إلى أربعة أنواع:
① اختبار رش الملح المحايد (NSS)
② اختبار رش حمض الأسيتيك (AASS)
③ اختبار رش حمض الأسيتيك المعجل بالنحاس (CASS)
(4) اختبار رش الملح بالتناوب
معدات اختبار التآكل برذاذ الملح
تقييم نتائج اختبار رش الملح
تتضمن طرق تقييم اختبار رش الملح طريقة التصنيف وطريقة تقييم حدوث التآكل وطريقة الوزن.
01
طريقة التقييم
تقسم طريقة التصنيف نسبة مساحة التآكل إلى المساحة الإجمالية إلى عدة درجات وفقًا لطريقة معينة، وتتخذ درجة معينة كأساس للحكم المؤهل. هذه الطريقة مناسبة لتقييم عينات الصفائح المسطحة. على سبيل المثال، GB/T 6461-2002، ISO 10289-2001، ASTM B537-70(2013)، ASTM D1654-2005 جميعها تستخدم هذه الطريقة لتقييم نتائج اختبار رش الملح.
تصنيف الحماية وتصنيف المظهر
يتم حساب قيم RP وRA على النحو التالي:
حيث: RP هي قيمة تصنيف الحماية؛ RA هي قيمة تصنيف المظهر؛ A هي النسبة المئوية للجزء المتآكل من معدن المصفوفة في المساحة الإجمالية عند حساب RP؛ RA هي النسبة المئوية للجزء المتآكل من الطبقة الواقية في المساحة الإجمالية.
تصنيف التراكب والتقييم الذاتي
يتم التعبير عن تصنيف الحماية على النحو التالي: RA/ -
على سبيل المثال، عندما يتجاوز الصدأ الطفيف 1% من السطح وأقل من 2.5% من السطح، يتم التعبير عنه على النحو التالي: 5/ -
يتم التعبير عن تصنيف المظهر على النحو التالي: - قيمة /RA + التقييم الذاتي + مستوى فشل التراكب
على سبيل المثال، إذا كانت مساحة البقعة أكثر من 20%، فهي: – /2mA
يتم التعبير عن تصنيف الأداء كقيمة RA + تقييم شخصي + مستوى فشل التراكب
على سبيل المثال، إذا لم يكن هناك تآكل معدني في العينة، ولكن كان هناك تآكل خفيف لطبقة التغطية الأنودية أقل من 1% من المساحة الإجمالية، يُشار إليه بـ 10/6 درجة مئوية
صورة لتراكب ذو قطبية سلبية تجاه معدن الركيزة
02
طريقة لتقييم وجود التآكل
طريقة تقييم التآكل هي طريقة تحديد نوعية، وهي تعتمد على اختبار تآكل رش الملح، ما إذا كانت ظاهرة تآكل المنتج لتحديد العينة. على سبيل المثال، JB4 159-1999، GJB4.11-1983، GB/T 4288-2003 اعتمدت هذه الطريقة لتقييم نتائج اختبار رش الملح.
جدول خصائص التآكل لأجزاء الطلاء الكهربائي الشائعة بعد اختبار رش الملح
طريقة حساب معدل التآكل:
01
تبلغ الرطوبة النسبية الحرجة لتآكل المعادن حوالي 70٪. عندما تصل الرطوبة النسبية إلى هذه الرطوبة الحرجة أو تتجاوزها، سيتم إزالة الملح لتكوين إلكتروليت ذو موصلية جيدة. عندما تنخفض الرطوبة النسبية، فإن تركيز المحلول الملحي يزداد حتى يترسب الملح البلوري، وبالتالي تنخفض نسبة التآكل تبعاً لذلك. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تتكثف الحركة الجزيئية ويزداد معدل التآكل الناتج عن رش الملح العالي. تشير اللجنة الكهروتقنية الدولية إلى أن معدل التآكل يزيد بمقدار 2 إلى 3 مرات وتزداد موصلية الإلكتروليت بنسبة 10 إلى 20% لكل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة الحرارة. لاختبار رش الملح المحايد، يعتبر بشكل عام أن 35 درجة مئوية هي درجة الحرارة المناسبة.02تركيز المحلول
زاوية وضع العينة
اتجاه ترسيب رذاذ الملح قريب من الاتجاه العمودي. عندما يتم وضع العينة أفقيًا، تكون مساحة إسقاطها هي الأكبر، ويتحمل سطح العينة معظم رذاذ الملح، وبالتالي يكون التآكل هو الأكثر خطورة. أظهرت النتائج أنه عندما تكون اللوحة الفولاذية بزاوية 45 درجة من الخط الأفقي، يكون فقدان وزن التآكل لكل متر مربع 250 جم، وعندما تكون اللوحة الفولاذية موازية للخط العمودي، يكون فقدان وزن التآكل 140 جم لكل متر مربع. ينص معيار GB/T 2423.17-1993 على ما يلي: "يجب أن تكون طريقة وضع العينة المسطحة بحيث يكون السطح الذي تم اختباره بزاوية 30 درجة من الاتجاه الرأسي".
04 ف
انخفاض الرقم الهيدروجيني، وارتفاع تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول، وأكثر حمضية وتآكل. اختبار رش الملح المحايد (NSS) قيمة الرقم الهيدروجيني هي 6.5 ~ 7.2. بسبب تأثير العوامل البيئية، سوف تتغير قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي. من أجل تحسين إمكانية تكرار نتائج اختبار رش الملح، يتم تحديد نطاق قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول الملح في معيار اختبار رش الملح في الداخل والخارج، ويتم اقتراح طريقة تثبيت قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول الملح أثناء الاختبار.
05
كمية ترسيب رذاذ الملح وطريقة الرش
كلما كانت جزيئات رذاذ الملح أصغر، زادت مساحة السطح التي تشكلها، وامتصت المزيد من الأكسجين، وأصبحت أكثر تآكلًا. تتمثل العيوب الأكثر وضوحًا لطرق الرش التقليدية، بما في ذلك طريقة الرش الهوائي وطريقة برج الرش، في ضعف انتظام ترسيب رش الملح والقطر الكبير لجزيئات رش الملح. تؤثر طرق الرش المختلفة أيضًا على الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي.
المعايير المتعلقة باختبارات رش الملح.
ما هي مدة رش الملح في البيئة الطبيعية لمدة ساعة؟
ينقسم اختبار رش الملح إلى فئتين، أحدهما هو اختبار التعرض للبيئة الطبيعية، والآخر هو اختبار بيئة رش الملح الاصطناعي المتسارع.
تتمثل المحاكاة الاصطناعية لاختبار بيئة رش الملح في استخدام معدات اختبار ذات مساحة حجمية معينة - غرفة اختبار رش الملح، في مساحة حجمها بطرق اصطناعية لإنشاء بيئة رش الملح لتقييم مقاومة المنتج للتآكل. بالمقارنة مع البيئة الطبيعية، يمكن أن يكون تركيز ملح الكلوريد في بيئة رش الملح عدة مرات أو عشرات المرات من محتوى رش الملح في البيئة الطبيعية العامة، بحيث تتحسن سرعة التآكل بشكل كبير، واختبار رش الملح على تم اختصار المنتج بشكل كبير. على سبيل المثال، قد يستغرق الأمر سنة واحدة حتى تتآكل عينة المنتج تحت التعرض الطبيعي، في حين يمكن الحصول على نتائج مماثلة خلال 24 ساعة تحت بيئة رش الملح المحاكية الاصطناعية.
يتضمن اختبار رش الملح الاصطناعي اختبار رش الملح المحايد، واختبار رش الأسيتات، واختبار رش الأسيتات المتسارع بملح النحاس، واختبار رش الملح بالتناوب.
(1) اختبار رش الملح المحايد (اختبار NSS) هو طريقة اختبار التآكل المتسارعة ذات المظهر المبكر ومجال التطبيق الأوسع. ويستخدم محلول ملحي كلوريد الصوديوم بنسبة 5%، ويتم ضبط درجة الحموضة للمحلول في النطاق المحايد (6 ~ 7) كمحلول الرش. تم ضبط درجة حرارة الاختبار على 35 درجة مئوية، وكان معدل تسوية رذاذ الملح مطلوبًا بين 1 ~ 2 مل/80 سم².ساعة.
(2) تم تطوير اختبار رش الأسيتات (اختبار ASS) على أساس اختبار رش الملح المحايد. هو إضافة بعض حمض الأسيتيك الجليدي إلى محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 5٪، بحيث تنخفض قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى حوالي 3، ويصبح المحلول حمضيًا، وأخيرًا يتكون رذاذ الملح من رذاذ الملح المحايد إلى حمض. معدل التآكل أسرع بحوالي ثلاث مرات من اختبار NSS.
(3) اختبار رش خلات ملح النحاس المعجل (اختبار CASS) هو اختبار سريع للتآكل برذاذ الملح تم تطويره مؤخرًا في الخارج. درجة حرارة الاختبار هي 50 درجة مئوية، ويتم إضافة كمية صغيرة من ملح النحاس - كلوريد النحاس إلى المحلول الملحي لتحفيز التآكل بقوة. إنه يتآكل أسرع بحوالي ثماني مرات من اختبار NSS.
في ظل الظروف البيئية العامة، يمكن الإشارة تقريبًا إلى صيغة تحويل الوقت التالية:
اختبار رش الملح المحايد على مدار 24 ساعة في البيئة الطبيعية لمدة عام واحد
اختبار رذاذ الأسيتات على مدار 24 ساعة في البيئة الطبيعية لمدة 3 سنوات
اختبار رذاذ خلات ملح النحاس المعجل لمدة 24 ساعة في البيئة الطبيعية لمدة 8 سنوات
لذلك، في ضوء البيئة البحرية، ورذاذ الملح، والتناوب الرطب والجاف، وتجميد ذوبان الجليد، نعتقد أن مقاومة التآكل لتجهيزات سفن الصيد في مثل هذه البيئة يجب أن تكون ثلث مقاومة الاختبارات التقليدية فقط.
لذلك، في ضوء البيئة البحرية، ورذاذ الملح، والتناوب الرطب والجاف، وتجميد ذوبان الجليد، نعتقد أن مقاومة التآكل لتجهيزات سفن الصيد في مثل هذه البيئة يجب أن تكون ثلث مقاومة الاختبارات التقليدية فقط.
ولهذا السبب نشترط وجود قوارب الصيدمعدن هاليد مصباح الصابورةوالمكثفات المثبتة في الداخل. حامل المصباحضوء الصيد 4000 واط على متن الطائرةيجب أن تكون مختومة بمادة يمكنها تحمل أكثر من 230 درجة مئوية. لضمان أن أضواء الصيد في استخدام هذه العملية، لن تفقد تأثير الختم، ورذاذ الملح، مما أدى إلى تآكل غطاء المصباح، مما أدى إلى كسر رقاقة المصباح الكهربائي.
أعلاه، أمصباح صيد بقوة 4000 واط يجذب سمك التونةتم استخدامه بواسطة قارب صيد لمدة نصف عام. ولم يحتفظ القبطان بالمصباح في بيئة جافة على الأرض ولم يفحص ختم المصباح لأنه كان يحرس الجزيرة لمدة عام. وعندما استخدم المصباح مرة أخرى بعد عام، انفجرت شريحة المصباح
وقت النشر: 15-مايو-2023