Корзина (0)
В корзине пусто!
Тестер для определения пассивации на поверхности нержавейки

Тестер для определения пассивации на поверхности нержавейки

813
0
19 Декабря, 2019

Определение пассивации на поверхности металла

Пассивация – это образование слоя защитных оксидов на поверхности металла. Это свойство, присущее структуре металла, высоко ценится, поскольку оно ингибирует коррозионные явления, которые могут быть активированы на поверхности металла, увеличивая срок службы изделия и сохраняя неизменные механические свойства.

Пассивация может быть ускорена "естественными" процессами, такими как воздействие кислорода на сталь, или химическими / электрохимическими процессами, такими как погружение в ванны смесей, содержащих окисляющие кислоты.

Для определения наличия пассивного слоя на поверхности нержавеющей стали следует учитывать время, необходимое для формирования этого слоя, в случаях, когда сталь подверглась следующим видам обработки:

  • Механическая очистка;
  • Электрохимическая / химическая очистка;
  • Электрохимическая / химическая / механическая полировка;
  • Сгибание;
  • Фрезерование;
  • Обезжиривание.
Многие компании, манипулируя нержавеющей сталью, задаются вопросом, присутствует ли пассивный слой на поверхности нержавеющей стали, прежде чем доставлять его конечному потребителю. Этот вопрос жизненно важен по двум причинам:

  • Предоставить клиенту высококачественный продукт, который соответствует запрошенным характеристикам;
  • Наличие гарантии на продукт, который не должен подвергаться коррозии в определенных условиях; необходимо сосредоточиться на выборе материала или найти способ уменьшить агрессивность окружающей среды.

Пассивация обеспечивает защитный слой, который ставит нержавеющую сталь в условия ее максимальной коррозионной стойкости в данной среде. Другими словами, существует ограничение коррозионной стойкости, зависящее от природы нержавеющей стали, для которой даже лучшая пассивирующая обработка не гарантирует полной защиты для определенных применений.

Типичный пример – в области нефтехимии. Окружающая среда очень агрессивная, и поэтому выбор материала для строительства завода очень важен. Выбор между AISI 304 или AISI 316, а не никелевыми сплавами, создает очень важные эффекты в области коррозии. Даже если бы нержавеющая сталь получила лучшую обработку по пассивации, нефтехимическая среда может очень быстро разлагать материал и не предусматривать его на начальном этапе проектирования, что приводит к экспоненциальному увеличению затрат на техническое обслуживание.

Учреждения ASME, которые регулируют состояние пассивации, заявляют, что не существует общепринятых тестов, гарантирующих, что компонент или система были пассивированы или находятся в пассивном состоянии. Чтобы помочь клиенту распознать пассивацию, было разработано несколько тестов, которые можно разделить на две группы: грубая проверка и точная проверка.

Примерные проверки

Тест на смачивание водой и сушку детали (ASTM A380) и Тест на погружение в воду (ASTM A967) – этот тест можно выполнить на рабочем месте, просто погрузив изделие в соляной раствор на 3-7%, промыв дистиллированной водой и высушив на воздухе. Визуальная оценка пятен железной пыли и следов точечной коррозии не определяет количественный контроль пассивного слоя.

Тест на высокую влажность (ASTM A380, ASTM A967) – этот тест проводится только в лаборатории на небольших образцах, непригодных для проведения полевых испытаний. Образцы погружают в среду, богатую ацетоном или метиловым спиртом, а затем сушат в инертной атмосфере. В этот момент образцы будут испытаны в среде с влажностью 97% при 37°C в течение определенного пользователем времени (минимум 24 часа). Оценка чисто визуальная. В конце теста это может вызвать некоторые коррозийные процессы из-за загрязнения железом

Точные проверки

Ферроксильный тест (ASTM A380, ASTM A967) – этот тест может быть выполнен в полевых условиях путем приготовления химического раствора на основе дистиллированной воды, азотной кислоты и ферроцианида калия во время теста. Раствор распыляется на поверхность образца. Через 15 секунд появление голубоватых пятен выявляет наличие загрязнения свободным железом на поверхности нержавеющей стали. Этот тест не определяет положительные эффекты пассивного слоя. Химический раствор опасен для оператора, и необходимо производить необходимое количество, чтобы ограничить затраты на утилизацию и производство. Решение должно применяться квалифицированным персоналом, чтобы избежать необратимого повреждения поверхности из нержавеющей стали.

Тест на сульфат меди (ASTM A380, ASTM A967) – тест, который можно проводить только в лаборатории. Испытание включает приготовление химического раствора на основе серной кислоты, сульфата меди и дистиллированной воды. Раствор наносится несколько раз на испытуемый образец и рассчитан на 6 минут. Этот тест является только визуальным и может обнаружить только железо на поверхности. Обнаружение железа непосредственно внутри поверхности нержавеющей стали (например, после гибки на вальцах из углеродной стали) остается затруднительным.

Циклическая поляризация – лабораторный тест, используемый только специалистами в области электрохимии на основе электролизера, в котором образец погружен в раствор электролита. Через потенциостат напряжение периодически увеличивается, и система обнаруживает изменение тока. Текущие значения очень низкие (микроампер на квадратный сантиметр) и достигается напряжение до 1,6 вольт. Этот метод определяет очень точные численные значения коррозионной стойкости нержавеющей стали. Эти значения обрабатываются для создания диаграммы, называемой "кривая поляризации".

На рисунке показана теоретическая кривая поляризации нержавеющей стали в среде, содержащей хлориды. В частности, из теоретической кривой можно получить некоторые контрольные значения, полезные для классификации на основе коррозионной стойкости разных сталей или подвергнутых различным поверхностным обработкам, а именно:

Ecorr – представляет потенциал равновесия (в применяемых экспериментальных условиях), который идеально разделяет анодное и катодное поведение материала; для потенциалов ниже Ecorr материал будет защищен от коррозии (катодное поведение), в то время как для потенциалов выше, чем Ecorr, материал будет активным, окисляющим (анодное поведение);

Epit – представляет потенциал, начиная с которого защита, обеспечиваемая пассивным слоем, присутствующим на материале (оксид хрома), теряется из-за явлений транспассивации (разрушения оксида) или точечной коррозии (локального разрушения оксида); для тестируемых испытаний (в присутствии хлоридов) всегда будет локализованный распад оксида, поэтому мы всегда будем обращаться к точечной коррозии; чем больше потенциал точечной коррозии, тем выше устойчивость материала к этому явлению локальной коррозии;

Ipass Media – средний ток пассивации, это среднее значение, принимаемое током коррозии в интервале пассивации (т. е. диапазон потенциалов, в пределах которого материал защищен стабильным пассивирующим оксидом); чем ниже средний ток пассивации, тем больше защита от коррозии гарантируется пассивирующим оксидом.

Тестер пассивации Passi Test Plus

Passi Test Plus – это электрохимическое устройство, разработанное компанией Nitty Gritty, способное определять наличие пассивного слоя по числу, выраженному в вольтах. Потенциал (V) определяет благородство материала, т.е. его устойчивость к коррозии по сравнению с другим материалом. По этой причине, если потенциал положительный, устройство обнаруживает наличие пассивного слоя, в противном случае, если оно отрицательное, может произойти коррозионное воздействие из окружающей среды.

Преимущества по сравнению с предыдущим тестом:

  • Возможность оценки пассивации на рабочем месте;
  • Пассивация также может быть проанализирована на сложных и скрытых поверхностях благодаря зонду и очень маленькой испытательной области;
  • Химический раствор не разъедает материал и не опасен для оператора. Тестируемая область не нуждается в последующей пассивации;
  • Элемент управления является количественным: на дисплее отображается число, выраженное в вольтах, которое можно сравнить и оценить;
  • Прост в использовании и транспортировке. Не требует профилактических химических препаратов и специального персонала;
  • Химический раствор внутри зонда не разлагается и не истекает. Таким образом, затраты на утилизацию и управление жидкостью обнуляются;
  • Раствор не распыляется на поверхность, но содержится в небольшой прокладке из впитывающего материала;
  • Возможность хранения данных во внутренней памяти устройства. Таким образом, проведенные испытания могут быть представлены в отчете, который может быть приложен к конечному продукту для подтверждения качества продукта.

813
0
19 Декабря, 2019
Ваш комментарий будет первым