Испытание в солевом тумане - Salt spray test
Испытание в соляном тумане (или испытание в солевом тумане ) - это стандартизированный и популярный метод испытаний на коррозию , используемый для проверки коррозионной стойкости материалов и покрытий поверхностей . Обычно тестируемые материалы являются металлическими (хотя также могут быть испытаны камень, керамика и полимеры) и имеют поверхностное покрытие, предназначенное для обеспечения определенной степени защиты от коррозии нижележащего металла.
Испытание в солевом тумане - это испытание на ускоренную коррозию, которое вызывает коррозионное воздействие на образцы с покрытием, чтобы оценить (в основном сравнительно) пригодность покрытия для использования в качестве защитного покрытия. Внешний вид продуктов коррозии ( ржавчины или других оксидов) оценивается через заранее установленный период времени. Продолжительность испытания зависит от коррозионной стойкости покрытия; как правило, чем более устойчиво к коррозии покрытие, тем больше период испытаний до появления коррозии или ржавчины.
Испытание в соляном тумане - одно из самых распространенных и давно установленных испытаний на коррозию. ASTM B117 был первым международно признанным стандартом солевого тумана, первоначально опубликованным в 1939 году. Другими важными соответствующими стандартами являются ISO 9227, JIS Z 2371 и ASTM G85.
Приложение
Тестирование в солевом тумане популярно, потому что оно относительно недорогое, быстрое, хорошо стандартизованное и достаточно воспроизводимое. Хотя может существовать слабая корреляция между продолжительностью испытания в солевом тумане и ожидаемым сроком службы покрытия в некоторых покрытиях, таких как горячеоцинкованная сталь , этот тест приобрел всемирную популярность благодаря низкой стоимости и быстрым результатам. Большинство камер для солевого распыления сегодня используются НЕ для прогнозирования коррозионной стойкости покрытия, а для поддержания процессов нанесения покрытия, таких как предварительная обработка и окраска, гальваника, гальваника и тому подобное, на сравнительной основе. Например, предварительно обработанные + окрашенные компоненты должны пройти 96 часов в нейтральном солевом тумане, прежде чем они будут приняты в производство. Несоблюдение этого требования подразумевает нестабильность химического процесса предварительной обработки или качества краски, которую необходимо решать немедленно, чтобы предстоящие партии имели желаемое качество. Чем дольше ускоренное испытание на коррозию, тем дольше процесс остается неконтролируемым и больше потери в виде несоответствующих партий. Таким образом, основное применение испытания в солевом тумане состоит в том, чтобы быстро сравнивать фактическую и ожидаемую коррозионную стойкость . Чаще всего время, необходимое для появления оксидов на тестируемых образцах, сравнивается с ожидаемыми, чтобы определить, прошел ли тест или нет. По этой причине испытание в солевом тумане чаще всего используется в роли аудита качества, где, например, его можно использовать для проверки эффективности производственного процесса, такого как покрытие поверхности металлической детали. Испытание в солевом тумане мало применяется для прогнозирования устойчивости материалов или поверхностных покрытий к коррозии в реальном мире, поскольку они не создают, не воспроизводят и не ускоряют коррозионные условия в реальном мире. Для этого лучше подходят циклические испытания на коррозию .
Испытательное оборудование
Аппарат для испытаний состоит из закрытого испытательного шкафа / камеры, в которой раствор соленой воды (5% NaCl) распыляется с помощью распылительной форсунки (ей) с использованием сжатого воздуха. Это создает коррозионную среду в виде плотного тумана с соленой водой (также называемого туманом или брызгами) в камере, так что испытательные образцы, подвергающиеся воздействию этой среды, подвергаются сильным коррозионным условиям. Объем камеры варьируется от поставщика к поставщику. Если конкретный стандарт испытаний в солевом тумане требует минимального объема, это должно быть четко указано и должно выполняться. Существует общий исторический консенсус в отношении того, что камеры большего размера могут обеспечить более однородную среду тестирования.
Варианты растворов для испытаний в солевом тумане зависят от испытуемых материалов. Наиболее распространенным испытанием для материалов на основе стали является испытание распылением нейтральной соли (часто сокращенно NSS), которое отражает тот факт, что этот тип испытательного раствора готовится с нейтральным pH от 6,5 до 7,2. Обычно результаты представлены в виде часов испытаний в NSS без появления продуктов коррозии (например, 720 часов в NSS согласно ISO 9227). Решения для синтетической морской воды также часто указываются некоторыми компаниями и стандартами. В другие испытательные растворы добавлены другие химические вещества, включая уксусную кислоту (часто сокращенно АСС) и уксусную кислоту с хлоридом меди (часто сокращенно CASS), каждый из которых выбирается для оценки декоративных покрытий, таких как гальваническое покрытие медь-никель-хром, гальваническое покрытие меди. никель или анодированный алюминий . Эти подкисленные испытательные растворы обычно имеют pH от 3,1 до 3,3.
Некоторые источники не рекомендуют взаимозаменяемо использовать испытательные шкафы ASS или CASS для тестов NSS из-за риска перекрестного загрязнения . Утверждается, что тщательная очистка шкафа после теста CASS очень затруднительна. ASTM не решает эту проблему, но ISO 9227 не рекомендует этого и, если это необходимо, рекомендует тщательную очистку.
Хотя большинство испытаний в солевом тумане являются непрерывными, т.е. Испытываемые образцы подвергаются непрерывному образованию соляного тумана в течение всего времени испытания, некоторые из них не требуют такого воздействия. Такие испытания обычно называют испытаниями в модифицированном солевом тумане. ASTM G85 является примером стандарта испытаний, который содержит несколько модифицированных испытаний в солевом тумане, которые являются вариациями основного испытания в солевом тумане.
Модифицированные испытания в солевом тумане
ASTM G85 - это самый популярный в мире стандарт испытаний, охватывающий испытания в модифицированном солевом тумане. Всего существует пять таких испытаний, которые упоминаются в ASTM G85 как приложения от A1 до A5.
Многие из этих модифицированных испытаний первоначально возникли в конкретном секторе промышленности , чтобы удовлетворить потребность в испытаниях на коррозию, способных воспроизвести эффекты естественной коррозии и ускорить эти эффекты.
Это ускорение происходит за счет использования химически измененных растворов солевого тумана, часто в сочетании с другими климатическими условиями испытаний и, в большинстве случаев, относительно быстрой сменой этих климатических условий с течением времени. Несмотря на популярность в определенных отраслях промышленности, испытание в модифицированном солевом тумане во многих случаях заменяется испытанием на циклическую коррозию (CCT). Тип камер для испытаний на воздействие окружающей среды, используемых для испытаний в модифицированном солевом тумане согласно ASTM G85, в целом аналогичен камерам, используемым для испытаний согласно ASTM B117. , но часто будет иметь некоторые дополнительные функции, такие как автоматическая система климат-контроля.
ASTM G85 Приложение А1 - уксусная кислота Соль спрей тест (нециклического) Этот тест может быть использован для определения относительной устойчивости к коррозии декоративного хромирования на стали и цинка на основе Литье под давлением при воздействии уксусной кислоты солевого тумана климата при повышенной температура. Этот тест также называется тестом ASS. Образцы для испытаний помещают в закрытую камеру и подвергают непрерывному непрямому разбрызгиванию раствора соленой воды, приготовленного в соответствии с требованиями стандарта на испытания и подкисленного (pH 3,1–3,3) добавлением уксусной кислоты. Этот спрей предназначен для выпадения на образцы со скоростью 1-2 мл / 80 см 2 / час при температуре камеры 35 ° C. Этот климат поддерживается в постоянных устойчивых условиях. Продолжительность теста варьируется.
ASTM G85, приложение A2 - Испытание в подкисленном соляном тумане (циклическое).
Этот тест может быть использован для проверки относительной устойчивости алюминиевых сплавов к коррозии при воздействии меняющегося климата солевым туманом уксусной кислоты с последующей сушкой на воздухе с последующей высокой влажностью, все при повышенной температуре. Этот тест также называется тестом на МАСТМАЗ. Образцы для испытаний помещают в закрытую камеру и подвергают воздействию изменяющегося климата, который включает следующие 3 повторяющихся цикла. 0,75 часа воздействия непрерывного непрямого распыления раствора соленой воды, приготовленного в соответствии с требованиями стандарта испытаний и подкисленного (pH 2,8–3,0) добавлением уксусной кислоты. Этот спрей предназначен для выпадения на образцы со скоростью 1-2 мл / 80 см 2 / час. После этого следует 2-часовая выдержка в климатических условиях с воздушной сушкой (продувкой). Затем следует 3,25 часа выдержки в климате с высокой влажностью, которая постепенно повышается до 65-95%. Весь цикл испытаний проходит при постоянной температуре камеры 49 ° C. Количество повторений цикла и, следовательно, продолжительность теста варьируются.
ASTM G85, приложение A3 - испытание на подкисление морской воды (циклическое)
Это испытание можно использовать для проверки относительной устойчивости к коррозии алюминиевых сплавов с покрытием или без покрытия и других металлов при воздействии изменяющегося климата из-за подкисленных брызг синтетической морской воды с последующей высокой влажностью, как при повышенной температуре. Этот тест также называется тестом SWAAT. Образцы для испытаний помещают в закрытую камеру и подвергают воздействию изменяющегося климата, который включает следующие 2 повторяющихся цикла. Во-первых, 30-минутное воздействие непрерывного непрямого распыления синтетического раствора морской воды, приготовленного в соответствии с требованиями стандарта испытаний и подкисленного (pH 2,8–3,0) добавлением уксусной кислоты. Этот спрей предназначен для выпадения на образцы со скоростью 1-2 мл / 80 см 2 / час. После этого следует 90-минутное воздействие климата с высокой влажностью (выше 98%). Весь цикл испытаний проходит при постоянной температуре камеры 49 ° C (может быть снижена до 24–35 ° C для образцов с органическим покрытием). Количество повторений цикла и, следовательно, продолжительность теста варьируются.
ASTM G85, приложение A4 - SO
2 Испытание солевым туманом (циклическое)
Это испытание можно использовать для проверки относительной стойкости к коррозии образцов продукта, которые могут столкнуться с комбинированным SO
2/ солевой туман / кислотный дождь в течение обычного срока службы. Образцы для испытаний помещают в закрытую камеру и подвергают воздействию 1 из 2 возможных климатических циклов. В любом случае воздействие солевого тумана может быть связано с брызгами соленой воды или синтетической морской водой, приготовленной в соответствии с требованиями стандарта испытаний. Наиболее подходящий цикл испытаний и растворы для распыления должны быть согласованы между сторонами.
Первый климатический цикл включает непрерывное непрямое распыление нейтрального (pH 6,5–7,2) раствора соленой воды / синтетической морской воды, которое падает на образцы со скоростью 1–2 мл / 80 см 2 / час. Во время этого распыления в камеру дозируется SO
2газ из расчета 35 см 3 / мин / м 3 объема камеры в течение 1 часа через каждые 6 часов распыления. Весь цикл испытаний проходит при постоянной температуре камеры 35 ° C. Количество повторений цикла и, следовательно, продолжительность теста варьируются.
Второй климатический цикл включает 0,5 часа непрерывного непрямого распыления нейтрального (pH 6,5–7,2) раствора соленой воды / синтетической морской воды, который выпадает на образцы со скоростью 1–2 мл / 80 см 2 / час. Затем следует 0,5 часа дозирования SO.
2газ из расчета 35 см 3 / мин / м 3 объема камеры. Затем следует 2 часа замачивания при высокой влажности. Весь цикл испытаний проходит при постоянной температуре камеры 35 ° C. Количество повторений цикла и, следовательно, продолжительность теста варьируются.
ASTM G85, приложение A5 - Испытание соляным туманом / сухим разбавленным электролитом (циклическое)
Этот тест можно использовать для проверки относительной стойкости к коррозии красок на стали при воздействии изменяющегося климата в виде разбавленного солевого тумана при температуре окружающей среды с последующей сушкой на воздухе при повышенной температуре. Это популярный тест в индустрии покрытий поверхностей, где его также называют тестом PROHESION. Образцы для испытаний помещают в закрытую камеру и подвергают воздействию изменяющегося климата в следующем цикле из 2 частей. Во-первых, это 1-часовое воздействие непрерывного непрямого распыления раствора соленой воды, приготовленного в соответствии с требованиями стандарта испытаний и подкисленного (pH 3,1–3,3) добавлением уксусной кислоты. Этот спрей должен падать на образцы со скоростью 1–2 мл / 80 см 2 / час при температуре окружающей среды в камере (21–27 ° C). После этого следует 1-часовая выдержка в климатических условиях с воздушной сушкой (продувкой) при 35 ° C. Цикл повторяется до тех пор, пока не будет достигнута желаемая продолжительность.
Стандартизация
Конструкция камеры, процедура тестирования и параметры тестирования стандартизированы в соответствии с национальными и международными стандартами, такими как ASTM B 117 и ISO 9227. Эти стандарты содержат информацию, необходимую для проведения этого теста; параметры испытаний, такие как температура, давление воздуха распыляемого раствора, приготовление раствора для распыления, концентрация, pH и т. д. Ежедневная проверка параметров испытаний необходима для подтверждения соответствия стандартам, поэтому записи должны вестись соответствующим образом. ASTM B117 и ISO 9227 широко используются в качестве эталонных стандартов. Шкафы для испытаний изготавливаются в соответствии с указанными здесь требованиями.
Однако эти стандарты испытаний не содержат информации о сроках испытаний оцениваемых покрытий или о появлении продуктов коррозии в виде солей. Требования согласовываются между заказчиком и производителем. В автомобильной промышленности требования указаны в спецификациях материалов. Различные покрытия имеют разное поведение при испытании в солевом тумане, и, следовательно, продолжительность испытания будет отличаться от одного типа покрытия к другому. Например, типичная деталь из цинка и желтой пассивированной стали с гальваническим покрытием выдерживает 96 часов в солевом тумане без белой ржавчины . Детали из цинк-никелевой стали с гальваническим покрытием могут прослужить более 720 часов в тесте NSS без красной ржавчины (или 48 часов в тесте CASS без красной ржавчины). Требования установлены в отношении продолжительности теста (часы), и покрытия должны соответствовать минимальным срокам тестирования.
Искусственную морскую воду, которую иногда используют для испытаний солевым туманом, можно найти в ASTM International . Стандарт для искусственной морской воды - ASTM D1141-98, который является стандартной практикой для приготовления заменителя океанской воды.
Использует
Типичные покрытия, которые можно оценить с помощью этого метода:
- Фосфатированные (предварительно обработанные) поверхности (с последующей окраской / грунтовкой / лаком / защитой от ржавчины)
- Цинк и покрытие цинковыми сплавами (см. Также гальваническое покрытие ). См. ISO 4042 для руководства.
- Гальванический хром , никель , медь , олово
- Покрытия, не наносимые электролитическим способом, такие как цинковые чешуйчатые покрытия в соответствии с ISO 10683
- Органические покрытия, такие как антикоррозийные средства.
- Покрытие краской
Горячеоцинкованные поверхности обычно не проходят испытания в солевом тумане (см. ISO 1461 или ISO 10684). В результате горячего цинкования образуются карбонаты цинка при воздействии естественной окружающей среды, что защищает металл покрытия и снижает скорость коррозии. Карбонаты цинка не образуются, когда горячеоцинкованный образец подвергается воздействию солевого тумана, поэтому этот метод испытаний не дает точного измерения защиты от коррозии. ISO 9223 дает рекомендации по правильному измерению коррозионной стойкости образцов, оцинкованных горячим способом.
Окрашенные поверхности с нижележащим покрытием, нанесенным методом горячего цинкования, могут быть испытаны этим методом. См. ISO 12944-6.
Периоды испытаний варьируются от нескольких часов (например, 8 или 24 часов для фосфатированной стали) до более месяца (например, 720 часов для цинк-никелевых покрытий, 1000 часов для некоторых покрытий из цинковых чешуек).
Список используемой литературы
- Металлическая отделка. Путеводитель и выпуск справочника. Опубликовано Metal Finishing Magazine, 1996 г.
Смотрите также
- Коррозия
- Коррозионная инженерия
- Циклические коррозионные испытания
- Экологическая камера
- Японские промышленные стандарты
- ASTM International
- Международная Организация Стандартизации
дальнейшее чтение
- Модифицированный стандарт испытания солевым распылением ASTM G85
- Deutsches Institut für Normung eV DIN 50021 Sprühnebelprüfungen mit verschiedenen Natriumchloridlösungen. Beuth Verlag GmbH, 1988. Этот стандарт был заменен ISO 9227 и упоминается только в библиографических целях.
- Международная организация по стандартизации ISO. ISO 9227 Испытания на коррозию в искусственной атмосфере - Испытания в солевом тумане, 2006 г.
- Международная организация по стандартизации ISO. ISO 4628-3 Лаки и краски. Оценка разрушения покрытий. Обозначение количества и размера дефектов, а также интенсивности однородных изменений внешнего вида. Часть 3 Оценка степени ржавления
- MIL-STD-810 Инженерные аспекты окружающей среды и лабораторные испытания
- Условия испытаний, метод и применение ASTM B117