Коррозионная стойкость
Коррозионная стойкость — способность материалов сопротивляться коррозии, определяющаяся скоростью коррозии в данных условиях.
Для оценки скорости коррозии используются как качественные, так и количественные характеристики. Изменение внешнего вида поверхности металла, изменение его микроструктуры являются примерами качественной оценки скорости коррозии.
Для количественной оценки можно использовать:
- число коррозионных очагов, образовавшихся за определённый промежуток времени;
- время, истекшее до появления первого коррозионного очага;
- изменение массы металла на единице поверхности в единицу времени;
- уменьшение толщины материала в единицу времени;
- плотность тока, соответствующая скорости данного коррозионного процесса;
- объём газа, выделившегося (или поглощённого) в ходе коррозии единицы поверхности за единицу времени;
- изменение какого-либо свойства за определённое время коррозии (например, электросопротивления, отражательной способности материала, механических свойств)
Разные материалы имеют различную коррозионную стойкость, для повышения которой используются специальные методы. Повышение коррозионной стойкости возможно при помощи легирования (например, нержавеющие стали), нанесением защитных покрытий (хромирование, никелирование, алитирование, цинкование, окраска изделий), пассивацией и др. Устойчивость материалов к воздействию коррозии, характерной для морских условий, исследуется в камерах солевого тумана.
Наиболее лёгкой формой коррозионного воздействия является изменение цвета и потеря блеска, что в принципе мало заметно издалека. При помощи санации поверхности обычно можно вернуть стали прежний привлекательный вид.
Оспенная коррозия
Оспенная коррозия (питтинговая коррозия) — это вид коррозионного воздействия, вызываемого хлоридами.
Обычно сначала появляются маленькие точки тёмно-рыжего цвета и лишь в очень сложных случаях они могут разрастаться до такой степени, что коррозия переходит в новую стадию, сплошную поверхностную коррозию. Риск возникновения коррозии усиливается, если на поверхности после сваривания остаются инородные материалы (лак и т.п.), если на поверхность попадают частицы другого корродировавшего металла, если после термообработки не был удалён цвет побежалости.
Коррозионное растрескивание
Коррозионное растрескивание — это разрушение металла вследствие возникновения и развития трещин при одновременном воздействии растягивающих напряжений и коррозионной среды. Оно характеризуется почти полным отсутствием пластической деформации металла.
Такой вид коррозии появляется в средах с повышенным содержанием хлоридов, например, в бассейнах.
Щелевая коррозия
Щелевая коррозия — возникает в местах стыка, обусловленных конструктивными или эксплуатационными требованиями.
На степень коррозионного воздействия будет оказывать влияние геометрия стыка и тип соприкасающихся материалов. Наиболее опасны узкие стыки с малыми зазорами и соединение стали с пластиками. Если же избежать стыков не возможно, то рекомендуем использовать нержавеющие стали, легированные молибденом.
Межкристаллитная коррозия
Межкристаллитная коррозия — этот вид коррозии возникает в настоящее время на сталях после сенсибилизации в сочетании с использованием в кислых средах.
Во время сенсибилизации выделяются карбиды хрома, которые накапливаются по границам зёрен. Соответственно возникают области с пониженным содержанием хрома и более подверженные коррозии. Подобное происходит, например, во время сваривания в зоне теплового воздействия.
Все аустенитные стали обладают стойкостью к межкристаллитной коррозии. Их можно подвергать свариванию (лист до 6 мм, пруток до 40 мм) без риска возникновения МКК.
Биметаллическая или гальваническая коррозия
Биметаллическая коррозия — возникает при работе биметаллического коррозионного элемента, т.е. гальванического элемента, в котором электроды состоят из разных материалов.
Очень часто необходимо использовать неоднородные материалы, чьё сопряжение при определённых условиях может приводить к коррозии. При сопряжении двух металлов биметаллическая коррозия имеет гальваническое происхождение.
При этом виде коррозии страдает менее легированный металл, который в обычных условиях, не находясь в контакте с более легированным металлом, не подвержен коррозии. Следствием биметаллической коррозии является как минимум изменение цвета и, например, потеря герметичности трубопроводов или отказ крепежа. В конечном итоге указанные проблемы могут приводить к резкому сокращению срока службы строения и необходимости преждевременного капитального ремонта.
В случае с нержавеющими сталями биметаллической коррозии подвергается сопрягаемый с ними менее легированный металл.
Источник: http://termoteks.ru/terms/corrosion-resistance
Испытания на коррозионную стойкость металла: методы и оборудование
Новые сплавы, многослойные материалы с применением разных металлов, сварные соединения, а также металлы, которые будут применяться в химически агрессивной среде, должны пройти испытания на коррозионную стойкость. Эти испытания покажут стойкость металла или соединений в условиях эксплуатации, помогут определить срок службы изделия или конструкции, допустить или не допустить применение материала в той или иной сфере.
В рамках испытаний проверяют стойкость к общей и межкристаллитной, химической и электрохимической коррозии.
Методы испытаний
Существует несколько методов оценки коррозионной стойкости:
Образцы взвешивают, затем погружают в азотную или серную кислоту и кипятят несколько раз по 24-48 часов. Затем удаляют с поверхности продукты коррозии и снова измеряют. Полученные результаты сравнивают с указанными в ГОСТ 13819-68 .
Образцы в данном случае также погружают в коррозионную среду — приближенную к среде, в которой будет эксплуатироваться металл. Затем измеряют глубину коррозионного поражения, используя профилографы.
Этот метод также называют потенциометрическим. В данном случае измеряют разность потенциалов между основным сплавом и швом, благодаря чему можно получить точные данные о глубине и месте коррозионного поражения.
Этот метод не используют для швов, оценивая стойкость к коррозии только основного металла. При испытаниях измеряют объем газа, который возникает во время коррозии.
- Оценка по изменению механических свойств
Данный метод в чем-то схож с весовым. Металл так же погружают в кислоту — соляную или серную. Продержав в агрессивной среде какое-то время, образец испытывают механическим способом. Если швы выдерживают ударную нагрузку, их можно использовать.
Существует как количественная, так и качественная оценка коррозионного поражения. При количественной измеряют размер поражений, при качественной — их особенности. Во втором случае проводят визуальный осмотр — без каких-либо приспособлений, с помощью микроскопа или лупы. Такая оценка особенно важна при испытаниях сварных швов.
Порядок проведения испытаний
Испытания на коррозионную стойкость осуществляют в лабораториях предприятий, занимающихся судо-, автомобиле- или приборостроением, и отдельных организаций. В лабораторию отправляют образцы материалов или соединений, которые будут использоваться в дальнейшем. Там они проводят несколько часов или суток, в зависимости от того, какой именно метод был использован. По итогам испытаний специалисты предоставляют отчет.
Лаборатории оснащают автоклавным оборудованием, резервуарами для серной, соляной, азотной кислот, электродами, нагрузочными рамами, измерительными приборами. Оснащение зависит от методов испытаний, требующихся на предприятии. Подобрать испытательное оборудование можно, как вариант, у известной американской фирмы Cortest.
Результаты, полученные в лаборатории, показывают, можно ли использовать определенные сплавы или методы сварки для изготовления изделия. Если результат оказался отрицательным, на предприятии подбирают иные технологии или материалы.
на правах рекламы
Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите CTRL+ENTER
Мы будем Вам благодарны!
Источник: https://smolensk-i.ru/partners/ispyitaniya-na-korrozionnuyu-stoykost-metalla-metodyi-i-oborudovanie_256237
Устойчивые к коррозии материалы
Связаться с экспертом Доступ к экспертным сервисам
Нержавеющая сталь
Во всех марках нержавеющей стали главными компонентами, отвечающими за коррозионную стойкость и пластичность металла, являются хром и никель.
Добавление > 10 % хрома делает сталь нержавеющей, создавая на поверхности слой, содержащий большое количество оксида хрома. Этот слой образуется в результате реакции содержащегося в сплаве хрома с кислородом из атмосферного воздуха.
Он придает стали свойство, которое делает ее нержавеющей. Добавление никеля обеспечивает хорошую пластичность и улучшенные свойства формовки и сварки.
Однако не все прутковые заготовки одинаковы. никеля и хрома в трубных обжимных фитингах и инструментальных кранах Swagelok из нержавеющей стали 316/316L превышает минимальные требования стандартов ASTM для прутков и поковок.
Следует учитывать, что хотя нержавеющая сталь разных марок и не подвержена сплошной коррозии, на ней может возникать местная коррозия.
Для борьбы со:
сплошной коррозией; водородным охрупчиванием; межкристаллитной коррозией;
Опасность коррозионного растрескивания под напряжением возрастает при высоких значениях концентрации хлоридов, температуры и растягивающих напряжений. Все марки нержавеющей стали подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением. Мы провели испытания фитингов Swagelok для трубок под давлением на устойчивость к SCC и получили превосходные результаты.
Трубные обжимные фитинги и инструментальные краны Swagelok из нержавеющей стали 316 превышают минимальные требования стандартов ASTM.
Никелевые сплавы
Назначение сплава 825 (Incoloy® 825), в состав которого входят никель, железо, хром и молибден, состоит в том, чтобы обеспечить устойчивость к сплошной, точечной и щелевой коррозии, а также коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC) в широком диапазоне рабочих сред.
- Стойкость к межкристаллитной коррозии благодаря стабилизации титаном
- Возможность использования в среде высокосернистого газа (NACE MR0175/ISO 15156)
- Стойкость при использовании в кислотных средах (в т. ч. в серной или фосфорной кислоте).
Титановые сплавы
Стабильная оксидная пленка с надежной адгезией защищает титановые сплавы от коррозии. Эта пленка образуется мгновенно под воздействием воздуха или влаги на поверхность. Следует избегать безводных условий в отсутствие источника кислорода, поскольку в случае повреждения защитная пленка не восстановится.
Титан успешно применяется во многих системах благодаря превосходной коррозионной стойкости в следующих средах:
- хлоридсодержащие растворы и газ с содержанием влажного хлора;
- водные растворы хлоритов, гипохлоритов, перхлоратов и двуокиси хлора;
- естественная и хлорированная морская вода достаточно высокой температуры.
Титан и его сплавы:
- обладают исключительно высокой стойкостью к коррозии, вызванной микроорганизмами;
- высокоустойчивы к кислотам-окислителям различной концентрации и температуры (к распространенным кислотам этой категории относятся азотная, хромовая, хлорная и хлорноватистая кислота [влажный Cl]).
Ограничивающие факторы для применения титана и его сплавов:
- нелегированный титан иногда подвержен коррозии в водных хлоридсодержащих средах при условиях, не прогнозируемых с помощью скорости общей коррозии;
- сухой хлор может подвергнуть титан резкому окислению, вплоть до возгорания;
- титан не подходит для использования с фтористыми газами, чистым кислородом и водородом.
Сочетания компонентов из различных сплавов
В морских установках, в которых фитинги Swagelok из нержавеющей стали 316/316L проявили себя хорошо, а трубки из стали 316/316L подверглись щелевой коррозии в хомутах, возможно, будет экономически выгодно использовать фитинги из стали 316/316L в сочетании с трубками из более коррозионностойкого сплава. В сочетаниях компонентов из различных сплавов используются трубные обжимные фитинги Swagelok из стали 316/316L с трубками из сплавов 254, 904L, 825 или Tungum® (медный сплав UNS C69100).
Повышенное содержание хрома и никеля в стали 316/316L обеспечивает более высокую стойкость трубных обжимных фитингов Swagelok к местной коррозии.
Превосходный обхват трубки обеспечивается за счет запатентованной компанией Swagelok конструкции заднего обжимного кольца и шарнирно-цангового способа обжима (hinging-colleting™), при котором достигается низкий крутящий момент и вращение гайки не передается на трубку.
Процесс низкотемпературного науглероживания SAT 12, запатентованный компанией Swagelok, применяется для упрочения поверхности задних обжимных колец, что упрощает достижение превосходного обхвата трубок из вышеперечисленных сплавов.
Сочетания компонентов из различных сплавов могут стать экономически эффективным коррозионностойким решением, обеспечивающим следующие преимущества в морских установках:
- содержание никеля и хрома в стандартной нержавеющей стали Swagelok 316, превышающее минимальные требования стандарта ASTM A479, благодаря чему достигается более высокое значение PREN и повышенная стойкость к местной коррозии;
- высокая стойкость к точечной и щелевой коррозии трубок из специальных сплавов;
- низкий риск контактной коррозии за счет позиций 316, 254, 904L и 825 в таблице электродных потенциалов или с учетом длительной успешной эксплуатации фитингов из стали 316/316L с трубками из сплава Tungum.
Как и во всех узлах, в которых используются разные материалы, значения номинального давления для трубок и фитингов из разных сплавов определяются по материалу с самым низким значением номинального давления. Номинальные параметры давления см. в справочнике «Данные по трубкам — сочетания компонентов из различных сплавов», MS-06-117.
С помощью числового эквивалента стойкости к точечной коррозии (Pitting Resistance Equivalent Number, PREN) измеряется стойкость к местной точечной коррозии. Более высокие значения PREN показывают более высокую стойкость материала к точечной коррозии.
Связаться с экспертом Доступ к экспертным сервисам
Чтобы получить больше информации, ознакомьтесь с дополнительными полезными информационными материалами от Swagelok.
> Просмотреть и загрузить подготовленную к печати версию руководства по подбору материалов
Источник: https://www.swagelok.com/ru-RU/toolbox/material-selection-guide/corrosion-resistant-metals
Обновленные оценки коррозионной стойкости «Vi Bilagare»
Есть в Швеции авторитетный журнал «Vi Bilagare». Вот уже много лет это издание испытывает автомобили. А еще оценивает коррозионную стойкость их кузовов. «Из 100 обследованных нами автомобилей каждый второй оказался ржавым», – пишет журнал в одном из своих обзоров. Эти утверждения не голословны, они основаны на фактах.
Издание тесно сотрудничает со Шведским государственным институтом металла и коррозии (Corrosion and Metal Research Institute), активно участвуя в его исследованиях.
Беда в том, отмечает издание, что коррозия кузовных панелей нового автомобиля начинается незаметно, исподволь. А видимая их поверхность покрывается ржавчиной после окончания гарантийного «антикоррозионного» периода.
Сегодня мы познакомим читателей с результатами новых исследований. Как и ранее, они представлены в виде таблиц.
Как производится оценка коррозионной стойкости
Основополагающее значение имеет обработка скрытых полостей, утверждает журнал. Красивый внешний вид автомобиля не обязательно означает, что скрытые от глаз полости имеют необходимую защиту. Тесты «Vi Bilagare» на коррозионную стойкость основаны на прогнозах: всесторонняя оценка того, насколько хорошо модель автомобиля может выдерживать коррозионные атаки в течение гарантийного срока.
В качестве важного инструмента используются оптоволоконные видеоэндоскопы, для оценки качества обработки на стадии производства ТС. Обратите внимание, что прогнозы не включают оценку качества окраски, которое также может стать причиной образования ржавчины, а только основную защиту скрытых полостей.
Пересмотр оценок происходит, если последующие наблюдения через несколько лет показывают результаты, не подтверждающие прогнозы коррозионной стойкости.
Факторы, влияющие на оценку
• Выбор материала. Элементы автомобиля, изготовленные из алюминия и пластика, дают преимущество. До тех пор пока автомобили изготавливают из стали, всегда есть опасность возникновения коррозии.
• Конструкции. Современные дизайнерские решения могут создавать слабые места в конструкции с точки зрения опасности возникновения коррозии. Чем меньше стыков и мест сбора влаги и грязи, тем лучше.
• Ингибиторы коррозии. С целью снижения себестоимости производители ТС снижают норму оцинкования (гальванизации), как и прочих покрытий (ЛКМ, ПВХ и проч.), а в отдельных случаях ими пренебрегают. В то время как защитные покрытия на днище и воск в скрытых полостях обеспечивают надежную защиту.
• Герметизация. Швы должны быть проклеены и герметизированы, то, насколько качественно это сделано, влияет на оценку.
• Накопление влаги. Пластиковые покрытия и войлочные материалы, которые накапливают влагу, являются источником для коррозионных атак.
Оценки «Vi Bilagare» по 5-балльной шкале
5. Очень хорошо. Грамотно выбраны материалы, конструкции элементов кузова не имеют слабых мест, труднодоступные и скрытые полости защищены. Очаги коррозии не должны появляться в течение первых шести лет.
4. Хорошо. Имеется антикоррозионная защита скрытых полостей, но есть некоторые сомнительные дизайнерские решениями, которые могут вызвать проблемы в долгосрочной перспективе.
3. Удовлетворительно. Нормальная защита от ржавчины, частичная обработка произведена на этапе производства. Конструкция и защитные материалы могут в течение некоторого времени предотвратить процесс коррозии.
2. Плохо. Защитные покрытия присутствуют частично или отсутствует полностью. Процесс образования коррозионных поражений начнется в течение первых лет, преимущественно в труднодоступных и скрытых полостях, а также на днище и в колесных арках.
1. Очень плохо. Отсутствует защита от возникновения ржавчины. Автомобиль не подготовлен для эксплуатации на дорогах, где используются реагенты. Настоятельно рекомендуется произвести антикоррозионную обработку автомобиля перед началом эксплуатации.
Юлия Власова, маркетолог Dinitrol Russia (ООО «ЮВК»)
Источник: https://abs-magazine.ru/article/obnovlennye-otsenki-korrozionnoj-stojkosti-«vi-bilagare»
