اختبار رش الملح للمواد المعدنية
التآكل هو تدمير أو تدهور المواد أو خصائصها بسبب البيئة. يحدث معظم التآكل في البيئة الجوية التي تحتوي على مكونات وعوامل مسببة للتآكل مثل الأكسجين والرطوبة وتغيرات درجات الحرارة والملوثات.
التآكل الناتج عن رش الملح هو تآكل شائع وأكثر تدميراً في الغلاف الجوي. يحدث تآكل سطح المواد المعدنية بسبب رش الملح بسبب اختراق أيونات الكلوريد الموجودة فيه لطبقة الأكسيد والطبقة الواقية لسطح المعدن وتسبب تفاعل كهروكيميائي مع المعدن الداخلي. وفي الوقت نفسه، تحتوي أيونات الكلوريد على كمية معينة من طاقة الترطيب ويتم ضغطها بسهولة عن طريق المسام والشقوق الممتصة على سطح المعدن وتحل محل الأكسجين الموجود في طبقة الأكسيد، وتحول الأكاسيد غير القابلة للذوبان إلى كلوريدات قابلة للذوبان ويحول السطح السلبي إلى سطح نشط.
اختبار رش الملح هو اختبار بيئي يستخدم بشكل أساسي الظروف البيئية لرش الملح الاصطناعي المحاكاة التي تم إنشاؤها بواسطة معدات اختبار رش الملح لتقييم مقاومة التآكل للمنتجات أو المواد المعدنية. وينقسم إلى فئتين، أحدهما اختبار التعرض للبيئة الطبيعية، والآخر عبارة عن اختبار بيئة رش الملح الاصطناعي المتسارع.
يستخدم اختبار بيئة رش الملح المحاكى الاصطناعي نوعًا من معدات الاختبار بمساحة حجمية معينة - غرفة اختبار رش الملح (كما هو موضح في الصورة) ويستخدم طرقًا صناعية في مساحة حجمه لإنشاء بيئة رش ملح لاختبار رذاذ الملح مقاومة التآكل للمنتج. تقييم جودة الأداء.
بالمقارنة مع البيئة الطبيعية، فإن تركيز ملح الكلوريد في بيئة رش الملح يمكن أن يكون عدة أو عشرات المرات من البيئة الطبيعية العامة، مما يزيد بشكل كبير من معدل التآكل. إجراء اختبار رش الملح على المنتج والحصول على النتائج. يتم أيضًا تقصير الوقت بشكل كبير. على سبيل المثال، إذا تم اختبار عينة المنتج في بيئة تعرض طبيعية، فقد يستغرق الأمر عامًا حتى تتآكل، ولكن إذا تم اختبارها في ظل ظروف بيئة رش الملح المحاكية صناعيًا، فيمكن الحصول على نتائج مماثلة خلال 24 ساعة فقط.
يمكن تقسيم رذاذ الملح المحاكي مختبريًا إلى أربع فئات:
⑴ يعد اختبار رش الملح المحايد (اختبار NSS) أقدم طريقة لاختبار التآكل المتسارع مع أوسع مجال للتطبيق. ويستخدم محلول ملح كلوريد الصوديوم 5%، ويتم ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى نطاق محايد (6.5 ~ 7.2) كمحلول الرش. درجة حرارة الاختبار هي 35 درجة، ويجب أن يكون معدل ترسيب رذاذ الملح 1 ~ 2 مل/80 سم/ساعة.
⑵تم تطوير اختبار رش ملح الأسيتات (اختبار ASS) على أساس اختبار رش الملح المحايد. ويضيف بعض حمض الأسيتيك الجليدي إلى محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 5% لتقليل قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى حوالي 3، مما يجعل المحلول حمضيًا، ويتغير رذاذ الملح الناتج أيضًا من رذاذ الملح المحايد إلى الحمضي. معدل تآكله أسرع بحوالي 3 مرات من اختبار NSS.
⑶ اختبار رش ملح خلات النحاس المعجل (اختبار CASS) هو اختبار سريع للتآكل برذاذ الملح تم تطويره مؤخرًا في الخارج. درجة حرارة الاختبار 50 درجة. تتم إضافة كمية صغيرة من ملح النحاس وكلوريد النحاس إلى المحلول الملحي للحث على التآكل بقوة. معدل التآكل هو ما يقرب من 8 أضعاف اختبار NSS.
⑷ اختبار رش الملح المتناوب هو اختبار شامل لرش الملح. إنه اختبار رش الملح المحايد بالإضافة إلى اختبار الرطوبة والحرارة المستمر. يتم استخدامه بشكل أساسي لمنتجات الماكينات الكاملة من النوع المجوف. من خلال اختراق البيئة الرطبة، لا يحدث تآكل رذاذ الملح على سطح المنتج فحسب، بل يحدث أيضًا داخل المنتج. يقوم بتحويل المنتج بالتناوب في ظل ظروفين بيئيتين: رذاذ الملح والحرارة الرطبة، وأخيرًا يقيم ما إذا كانت هناك أي تغييرات في الخواص الكهربائية والميكانيكية للمنتج الكامل.
حكم النتيجة
يتم تقديم نتائج اختبار رش الملح بشكل عام في شكل نوعي وليس في شكل كمي. هناك أربع طرق تحديد محددة.
① تقسم طريقة الحكم التصنيفي نسبة منطقة التآكل إلى المساحة الإجمالية إلى عدة مستويات وفقًا لطريقة معينة وتستخدم مستوى معينًا كأساس للتأهيل. إنها مناسبة لتقييم العينات المسطحة.
② طريقة الحكم على الوزن هي طريقة لوزن العينة قبل وبعد اختبار التآكل وحساب الوزن المفقود بسبب التآكل لتقييم جودة مقاومة التآكل للعينة. إنها مناسبة بشكل خاص لتقييم جودة مقاومة التآكل لبعض المعادن.
③ طريقة تحديد مظهر منتج التآكل هي طريقة نوعية. إنه يحدد ما إذا كان المنتج يعاني من ظاهرة التآكل بعد اختبار التآكل برذاذ الملح. تُستخدم هذه الطريقة في الغالب في معايير المنتج العامة.
④ توفر طريقة التحليل الإحصائي لبيانات التآكل طريقة لتصميم اختبارات التآكل، وتحليل بيانات التآكل، وتحديد مستوى الثقة في بيانات التآكل. يتم استخدامه بشكل أساسي لتحليل وحساب حالات التآكل، بدلاً من استخدامه بشكل خاص لتحديد جودة منتج معين.
اختبار رش الملح للفولاذ المقاوم للصدأ
تم اختراع اختبار رش الملح في أوائل القرن العشرين وهو "اختبار التآكل" الأطول استخدامًا. إنه مفضل لدى مستخدمي المواد المقاومة للتآكل وأصبح اختبارًا "عالميًا". الأسباب الرئيسية هي كما يلي: ① يوفر الوقت؛ ② التكلفة منخفضة. ③ يمكن اختبار مجموعة متنوعة من المواد؛ ④ النتائج بسيطة وواضحة، مما يفيد في حل النزاعات التجارية.
في التطبيقات العملية، يعد اختبار رش الملح للفولاذ المقاوم للصدأ هو الأكثر شهرة - كم ساعة يمكن أن يستمر اختبار رش الملح لهذه المادة؟ يجب أن يكون الممارسون على دراية بهذه المشكلة.
عادةً ما يستخدم مصنعو المواد طرقًا مثل معالجة التخميل أو تحسين مستوى تلميع السطح لزيادة وقت اختبار رش الملح للفولاذ المقاوم للصدأ. ولكن العامل الحاسم الأكثر أهمية هو تكوين الفولاذ المقاوم للصدأ نفسه، أي محتوى الكروم والموليبدينوم والنيكل.
كلما زاد محتوى عنصري الكروم والموليبدينوم، زادت قوة مقاومة التآكل المطلوبة لمقاومة بداية تآكل التنقر والشقوق. يتم التعبير عن مقاومة التآكل هذه بما يسمى بقيمة مقاومة التنقر المكافئة (PRE): PRE=%Cr+3.3×%Mo.
على الرغم من أن النيكل لا يزيد من مقاومة الفولاذ للتآكل والشقوق، إلا أنه يمكن أن يبطئ معدل التآكل بشكل فعال بعد بدء عملية التآكل. لذلك، غالبًا ما يكون أداء الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الذي يحتوي على النيكل أفضل في اختبارات رش الملح، وتكون ظاهرة التآكل أقل خطورة بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي منخفض النيكل مع مقاومة مماثلة للتآكل.
القليل من المعرفة: بالنسبة للمعيار 304، تتراوح مدة رش الملح المحايد بشكل عام بين 48 و72 ساعة؛ بالنسبة للمعيار 316، تتراوح مدة رش الملح المحايد عمومًا بين 72 و120 ساعة.
تجدر الإشارة إلى أن اختبار رش الملح به عيوب كبيرة في اختبار أداء الفولاذ المقاوم للصدأ. محتوى الكلوريد في رذاذ الملح في اختبار رش الملح مرتفع للغاية، ويتجاوز بكثير ذلك الموجود في البيئة الحقيقية. لذلك، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يمكنه مقاومة التآكل في بيئة التطبيق الفعلية ذات المحتوى المنخفض جدًا من الكلوريد سوف يتآكل أيضًا في اختبار رش الملح.
يغير اختبار رش الملح سلوك التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ ولا يمكن اعتباره اختبارًا سريعًا أو تجربة محاكاة. النتائج أحادية الجانب وليس لها علاقة مكافئة بالأداء الفعلي للفولاذ المقاوم للصدأ الذي تم استخدامه في النهاية.
لذلك يمكننا استخدام اختبار رش الملح لمقارنة مقاومة التآكل لأنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن هذا الاختبار يمكنه فقط تقييم المادة. عند اختيار مواد الفولاذ المقاوم للصدأ على وجه التحديد، فإن اختبار رش الملح وحده لا يوفر في كثير من الأحيان معلومات كافية لأننا نفتقر إلى الفهم الكافي للعلاقة بين ظروف الاختبار وبيئات التطبيق الفعلية.
لنفس السبب، لا يمكن تقدير العمر التشغيلي للمنتج استنادًا فقط إلى اختبار رش الملح لعينات الفولاذ المقاوم للصدأ.
وبالإضافة إلى ذلك، لا يمكن إجراء مقارنات بين أنواع مختلفة من الفولاذ. على سبيل المثال، لا يمكننا مقارنة الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني المطلي لأن آليات التآكل للمادتين المستخدمتين في الاختبار مختلفة تمامًا، كما أن نتائج الاختبار لا علاقة لها ببيئة الاستخدام الفعلي النهائي. الجنس ليس هو نفسه أيضًا.
