انتخاب یک تست خوردگی پرسرعت

تست های خوردگی سریع معمولا برای تعیین عملکرد رضایت بخش استفاده میشود اگر یک پوشش/ترکیب بستر(فلز پایه) تولید میشود، حاصل از داده های آزمایش های انجام شده بر پوشش / ترکیب بسترمشابه است. هدف این است که در مدت زمان نسبتا کوتاهی مشخص شود که ظاهر یا عملکرد محصول بعد از چندین سال استفاده به چه صورت خواهد بود.
در معرض پیشامدهای پیچیده طبیعی قرار گرفتن که ممکن است درگیر چندین عامل که شامل شکل هندسی، نفوذ پذیری یا چسبندگی محصول خوردگی، میزان غبار آلودگی، ساییدگی یا خراش، فرکانس چربیگیری برقی، روشهای تمیزکاری، پاک کننده های شیمیایی، قرار گرفتن در معرض نور خورشید و تغییرات دمایی است. به این سبب، خیلی مهم است که انتخاب تست سریع حتی الامکان مشابه مکانیسم های خوردگی زندگی واقعی باشد. دستورالعمل های زیر برای کمک به انتخاب بهترین تست خوردگی سریع برای یک برنامه کاربردی، تهیه شده است.

مکانیسم ها ی خوردگی:
تولیدات پوشش فلزی در در طول عمر خدمات خود، خوردگی آنها، بر اساس دو مکانیسم انجام می پذیرد(1) الکتروشیمیایی (گالوانیک) و (2) واکنش شیمیایی
الکتروشیمیایی(گالوانیک)
خوردگی الکتروشیمیایی می تواند ناشی از تماس فلزهای غیر مشابه با یک الکترولیت باشد. این (خوردگی) به اثر باتری رایج است. اثرات زیان آور خوردگی گالوانیک زمانی رخ می دهد که فلز پایه از نظر الکتروشیمیایی خیلی فعالتر از پوشش محافظ باشد، یا وقتی که محیط خورنده حاوی یک فلزباشد، که فعالیت کمتری نسبت به فلزپایه و پوشش داشته باشد. الکترولیت(آب، محلول نمک، اسید و...) باید در تماس با هر دو فلز باشد تا این مکانیسم رخ دهد.
مثالهایی از استفاده مفید این مکانیسم خوردگی شامل گالوانیزه یا آبکاری برقی روی بر سطح فولاد است که روی فعالیت الکتروشیمیایی بیشتری نسبت به فولاد دارد و در مقایسه با فولاد در اولویت بیشتری برای خوردگی قرار دارد، زمانیکه در محیط خورنده الکترولیت قرار بگیرد فلز روی نسبت به فولاد در اولویت قرار دارد و خورده خواهد شد. این محافظت قابل تعمیم هست حتی اگر خراش های بزرگی برسطح فلز روی ایجاد وبه فولاد برسد. مثال دیگر نیکل دو لایه است. نیکل الکتروشیمیایی که شامل سولفور(2%) از افزودنی براقی است فعالتر از نیکل بدون سولفور است. یک سیستم دولایه شامل نیکل نیمه براق (بدون سولفور) به همراه نیکل براق است و بازده خوردگی گالوانیک آن نیکل براق دراولویت بیشتری نسبت به نیکل نیمه براق دارد، تولید محافظ خوردگی گالوانیک برای لایه دوم نیکل است و نتیجه آن تاخیر در خوردگی(افزایش مقاومت به خوردگی )فلز پایه است.
مکانیسم الکتروشیمیایی همچنین می تواند شامل یک تفاوت در مقدار اکسیژن در تماس با سطح نمونه ای که در حضور الکترولیت قرار گرفته است، باشد و دو فلز غیر مشابه لازم نیست. ناحیه ای از نمونه که کمبود اکسیژن دارد برای ناحیه ای که در تماس با مقدار اکسیژن بیشتری است، آندی شده است. منطقه آندی در الکترولیت حل می شود و یک حفره خوردگی ایجاد می کند. هیدروکسیدها در منطقه کاتدی(غنی از اکسیژن) رسوب می کنند.
تغییر فیزیکی غلظت اکسیژن مکانیسم سلولی نام های گوناگونی دارند
خوردگی درزی: وقتی نمونه هایی با شکلهای هندسی پیچیده در تماس با مایعات خورنده( آب و محلول نمک ) باشند و مناطق تیز و فرورفته (منافذ) در سطح نمونه نسبت به مناطق دیگر نمونه به دلیل تفاوت انتشار در اکسیژن، با اکسیژن کمتر در تماس هستند. فلز داخل منافذ بصورت آندی انباشته میشود. بعنوان مثال شکاف بین سر پیچ یا پیچ، زمانی که با مهره یا دیگر سطوح بسته شده است ممکن است باشد.
.
خوردگی ساندویچی: نقطه اتصال سطوح مسطح نسبت به سطوح خارجی آند میشوند متصل کننده آندی میشود. محصولات خوردگی تمایل به فشار دادن سطوح جدا ازهم دارند تا به هم متصل شوند.به عنوان مثال، اتصال بین پرچ ورقه های آلومینیومی دربرگیرنده بال هواپیما یا بدنه تابلو.
خوردگی Poultice : خاک انباشته شده روی یک سطح قابل خوردگی به عنوان یک ضماد عمل می کند و نگهدارنده در برابر هزاران کیسه الکترولیت (آب و نمک و غیره ) بر روی سطح هستند. تفاوت درغلظت اکسیژن باعث خوردگی سطح می شود. یک مثال خاکی است که در سطح زیرین و چرخهای یک اتومبیل تجمع می کند.
خوردگی نخ مانند: این نوع از خوردگی سلولی اکسیژن ویژه پوششهای آلی ( رنگها، رنگ لاکی و..)است که در معرض قلم چکش قرار دارند است. مناطق کنده کاری شده در تماس بیشتری با اکسیژن هستند نسبت به فلزی که با پوشش محافظت شده است. فلز پوشش داده شده که تا حدی خورده می شوند، هیدروکسیدهای ایجاد شده زیر رنگ رسوب می کنند و در حضور گرما باعث پریدن و کنده شدن پوشش میشود. زمانی که گرما کم باشد خطوط مستقیمی رویپوشش ایجاد میشود و وقتی دما متغیر منحنی باید خطوط ترک روی پوشش منحنی میشود.

حمله ی شیمیایی :
ماهیت شیمیایی اسید ها و مواد شیمیایی خاص این است که آن ها فلزات را حل می کنند.عملکرد پوشش در مقاومت به حمله به وسیله ی قرار گرفتن نمونه ی آزمایشی در غلظت های مختلف اسیدها و گازهای تشکیل شده از اسیدها یا محلول های شیمیایی تعیین میشود.
حمله ی اسیدی، حمله ی شیمیایی وتکنیک های الکترو شیمیایی می تواند همچنین برای تعیین نفوذ پذیری یک پوشش استفاده شود که می تواند گاهی اوقات با عمر کاری آن مرتبط باشد. مثال هایی از این نوع تکنیک، تست فروکسیل، چاپ الکترو گرافیک ، تست سولفات مس .(کروم سخت روی فولاد است) .

روش های تست (آزمایش) :
در ادامه تست های رایج خوردگی پر سر عت و تست نفوذ پذیری آورده شده است. جدول 1 خلاصه ی کاربرد وتست های رایجی که روی پوشش و ترکیبات سطوح پایه استفاده میشود را مشخص کرده است.

سالت اسپری (ASTM B 117)
این تست خوردگی بطور گسترده مشخص شده است. کاربرد گسترده ای دارد. محلول نمکی که استفاده می شود خیلی مشابه به اثرات خوردگی ناشی از قرار گرفتن درهوای آزاد روی فلزآلات قطعات خودرو است. (به جز بعضی کاربرد های نیکل _کروم تزئینی، CAS و ضد خوردگی را در جدول 1 ببینید).
نتایج آزمایش به طور معمول درمدت زمان کوتاهی برای سیستم های محافظ کوچیکتر حاصل میشود (فسفات ،روغن وآبکاری کروم ) و(80-40) برای سیستم های برتر مانند آبکاری قلع – نیکل ،آبکاری فلزات سنگین و ترکیبات رنگ/گالوانیزه ممکن است چند روز طول بکشد .
مکانیسم های خوردگی برای سلول های غلظتی اکسیژن و اثرات گالوانیک به کار گرفته شده و بوسیله ی استفاده از الکترولیت با غلظت 5% وزنی کلراید (بیشتر برای غیر ضروری بودن نشان داده می شود.) ، دمای بالا ، انحراف نمونه آزمایشی و استفاده از قطرات بخار ریز تسریع میشود.

100% رطوبت نسبی(ASTM D 2247)
این آزمایش به طور وسیع برای پوشش های محافظ که در یک جای بسته و منطقه محافظت شده(محیط داخلی) قرار می گیرند یا در منطقه ای که آب میتواند روی سطح نمونه تجمع کند، قابل کاربرد است.
بسیاری از تغییرات این آزمایش برای بازتاب دقیق شرایط کار بکار میرود. این ها شامل تغیرات سطوح رطوبتی ازنسبت60تا 95% رطوبتی؛ چرخه ی رطوبت غوطه وری دوره ای در مایعات خورنده (ASTM G60)، چرخه رطوبت با چرخه ی خشک کننده برای پوشش روی چوب ((ASTM D3459 ، وترکیب رطوبت با نوسان دماهای طاقت فرسا (ASTM D2246).
مکانیسم خوردگی بکار رفته برای شرایط خوردگی سلول غلظتی اکسیژن، بوسیله سطح رطوبت بالا، دمای بالا، نمونه آزمایشی شیب دارطراحی و اجرا میشود.

ASTM B 287 (اسید استیک- سالت اسپری)
این تست برای پوشش هایی در نظر گرفته شده که نتیجه ضد خوردگی عالی درمعرض اسپری نمک (B 117) به صورت بلند مدت فراهم میکند. شدت خوردگی این آزمایش تقریبا دو برابر آزمایش بخار نمک است، هر چند ممکن است برای هر کاربرد به طور قابل ملاحظه ای تغییر کند.
مکانیسم خوردگی به کار رفته برای سلول غلظتی اکسیژن بوسیله پی اچ پایین اعمال میشود است (3.1-3.3 دربرابر6.5-7.2 برای تست بخار نمک )؛ از یک الکترولیت محتوی 5%وزنی جزء کلرایدی استفاده میشود (معمولا لازم به نمایش نیست)، دمای بالا، نمونه ی آزمایشی بصورت مایل قرار گیرد وبا استفاده از یک بخار آب ریز، تسریع میشود.

سالت اسپری تسریع داده شده با مس (CASS) (ASTM B 368(
این آزمایش برای پوشش های مس- نیکل- کروم بر روی پایه های آهنی و غیر آهنی استفاده میشود.
مکانیسم های خوردگی سلول های غلظتی اکسیژن بوسیله ی اعمال در PH پایین (3.1-3.3 دربرابر6.5-7.2 برای تست بخار نمک )؛ استفاده از یک الکترولیت با غلظت جزء کلراید %5وزنی، دمای بالا، نمونه آزمایشی بصورت مایل قرار گیرد، استفاده از یک بخار آب ریز و افزودن مس کلراید برای فراهم کردن اثرات گالوانیک، تسریع میشود.

آزمون پوشش خورهCorrodkote (ASTM B 380(
این آزمایش همچنین برای پوشش های مس- نیکل- کروم بر روی پایه های آهنی و غیر آهنی استفاده میشود.
مکانیسم های خوردگی بکاررفته، سلول غلظتی اکسیژن و اثر گالوانیک تولید شده به وسیله ی یون های آهن ومس است، و علاوه بر این به وسیله ی یون های نیترات کلراید و آمونیوم اثرات پیچیده مواد شیمیایی را ایجاد کرده اند.
این تست یک خمیر کائولوند را به کار میگیرد که یون های خورنده را روی سطح آزمایش به روش منطقه ای(ضماد) نگه میدارد، مشابه خاک تجمع یافته بخش های خارجی اتومبیل است.

FACT (ASTM B 538(
این آزمایش به آندایزینگ آلومینیوم محدود میشود و به طور پایه ای یک تست تخلخل برای به دست آوردن نتایج محافظت خوردگی سریع مبتنی بر یافتن سطح تخلخل استفاده میشود. جنس ماده ی پایه برای ارتباط داده های آزمایشی با عمر کار برای هر کاربرد خاص نیاز است.
این تست از یک سلول الکترولیتی با اسپری نمک (ASTM B 117) یا محلول CASS (ASTM B 368) به عنوان یک اکترولیت تشکیل شده است.
سل روی نمونه ی آزمایشی بایک واشر برای جلو گیری از نشت قرار می گیرد. یک پتانسیل بین آند پلاتینی و نمونه ی آزمایشی (کاتد) اعمال میشود. چون هیدروژن ازمنافظ کاتدی تخلیه شده و قلیاییت توسعه میابد، پوشش مورد حمله قرار میگیرد و ولتاژ کاهش میابد. کاهش دادن ولتاژ سلولی بر اساس زمان نتایج پربازده را تطبیق میدهد.
Weatherometer (ASTM G 23(
این ازمایش داده هایی را برای ارزیابی عملکرد سیستم های رنگ و رنگ و لاکی که تحت هوای آزاد شبیه سازی شده قرار دارند، استفاده شده است. داده های حاصل از این آزمایش روی مقاومت سیستم پوشش برای اثرات باران و پایداری رنگدانه در رنگ (ثبات رنگ) وقتی در معرض نور خورشید قرار میگیرد ارائه می دهد. شدت تابش اشعه ی فرابنفش ازلامپ های هلالی کربن دو تایی و سطح رطوبت مختلف (چرخش از تقریبا 70تا 80% رطوبت نسبی) نتایج تست با رنج بلند در یک زمان کوتاه فراهم میکند.(100-2000 ساعت)
لاکتیک اسید:
آلیاژهای مبتنی بر مس و برنز لاک شده برای تخلخل ومقاومت در برابر کدرشدن بوسیله هر روز دستمالی شدن با استفاده از این تست آزمایش شده اند. اگر چه ASTM استاندارد نیست، بلکه تولید یک روشکار قابل قبول صنعتی است. مکانیسم اصلی حمله شیمیایی است.
روش کار بر طبق زیر است:
1. آیتم(مورد) در یک محلول از اسید لاکتیک 85% که با سدیم کلرید اشباع شده، در دمای اتاق غوطه ور شود.
2. آیتم در یک آون برای دوساعت در دمای 20 درجه فارنهایت خشک شود .
3. قطعه در یک دیسکاتور با هوای سوسپانسیون شده با بیش از 100 میلی لیتر از اسید استیک آویزان شود. جایگزین مناسب آن بخار تولید شده بوسیله 100 میلی لیتر ار محلول اسید استیک 50% یک ظرف رو باز کوچک است.
بیشتر از حدود 20 ساعت بدون ظاهر شدن خوردگی سبز(نیکل)، از دست دادن چسبندگی پوشش آلی، یا کدر شدن برنج یا مس ، نشان از موفقیت آمیز بودن لاک است.
.
سولفور دی اکسید/ Kesternich (ASTM B 605(
تعداد کمی از پوششها آنقدر پایداراند که تست مقاومت به خوردگی معمولی ساعت ها، به طور غافل گیر کننده ای بطول می انجامند. برای بدست آوردن نتایج نزدیک به واقعیت، یک مکانیسم حمله اسیدی استفاده میشود. دو نوع از این آزمایش ها تست سولفور دی اکسید (ASTM B 605) وتست kesternich (Volkswagen)هستند، ولکس واژن در DIN 50018 مشخص شده است. این روش کارها بطور معمول به پوششهای قلع- نیکل، و پوشش های مشابه محدود میشوند، یا پوشش هایی که در آن تشخیص سریع یک نقص یا نقص سطح مورد نیاز است.
در هردو این روشها از گاز سولفور دی اکسید در دمای بالا و سطوح مرطوب استفاده می کنند و باعث تشکیل اسید سولفوریک روی سطح نمونه آزمایش میشوند.
نقطه سه گانه (ASTM A 309)
فولاد گالوانیزه شده بوسیله ضخامت خالص پوشش روی از خوردگی محافظت می شود. بنابراین برآورد مقاومت به خوردگی می تواند با اندازه گیری ضخامت متوسط پوشش روی روی فولاد بدست آید. ضخامت اندازه گیری شده با استفاده از روش وزنی- منطقه و یک اسید مهار شده برای پاک کردن پوشش است.
این روش غیر مستقیم برای اندازه گیری مقاومت خوردگی فولاد از خوردگی گالوانیکی است که به پوشش (گالوانیزه) محدود است. روکش های نسبتا نازک مانند الکتروپلیت، به سادگی به انجام خوردگی ارتباط داده نشده اند، چون تغییرات عمومی در ضخامت، نواقص کاری ایجاد خواهد کرد که بوسیله این روش پیش بینی شده اند.