هل تعرف ما هو اختبار التآكل الدوري؟

التآكل هو تدمير أو تدهور المواد أو خصائصها بفعل البيئة. يحدث معظم التآكل في البيئات الجوية التي تحتوي على مكونات وعوامل تآكلية مثل الأكسجين والرطوبة وتغيرات درجة الحرارة والملوثات.

التآكل الدوري هو تآكل جوي شائع وأكثرها تدميراً. يحدث تآكل التآكل الدوري على سطح المواد المعدنية نتيجةً لاختراق أيونات الكلوريد الموجودة في الطبقة المؤكسدة والطبقة الواقية لسطح المعدن، والتفاعل الكهروكيميائي الداخلي للمعدن. في الوقت نفسه، تحتوي أيونات الكلور على طاقة ترطيب معينة، مما يسهل امتصاصها في مسام سطح المعدن، مما يؤدي إلى ازدحام الشقوق واستبدال الأكسجين في طبقة الأكسيد، وتحويل الأكاسيد غير القابلة للذوبان إلى كلوريدات قابلة للذوبان، مما يؤدي إلى تخميل حالة السطح إلى سطح نشط.

اختبار التآكل الدوري هو نوع من الاختبارات البيئية، يستخدم بشكل رئيسي معدات اختبار التآكل الدوري لإنشاء محاكاة اصطناعية لظروف التآكل الدوري، بهدف تقييم مقاومة المنتجات أو المواد المعدنية للتآكل. وينقسم هذا الاختبار إلى فئتين: الأولى لاختبار التعرض للبيئة الطبيعية، والثانية لاختبار المحاكاة الاصطناعية المُسرّعة لظروف التآكل الدوري.

المحاكاة الاصطناعية لاختبار التآكل الدوري البيئي هي استخدام حجم معين من معدات اختبار الفضاء - غرفة اختبار التآكل الدوري (الشكل)، في حجمها من الفضاء بالطرق الاصطناعية، مما يؤدي إلى بيئة تآكل دوري لتقييم جودة مقاومة التآكل الدوري للمنتج.

اختبار التآكل الدوري

بالمقارنة مع البيئة الطبيعية، قد يكون تركيز أملاح الكلوريد في بيئة التآكل الدوري أعلى بعشرات المرات من محتوى التآكل الدوري في البيئة الطبيعية، مما يزيد من معدل التآكل بشكل كبير. كما أن اختبار التآكل الدوري على المنتج يُختصر وقت الحصول على النتائج بشكل كبير. على سبيل المثال، في بيئة التعرض الطبيعية لاختبار عينة المنتج، قد يستغرق تآكله عامًا واحدًا، بينما في المحاكاة الاصطناعية لظروف التآكل الدوري، يمكن الحصول على نتائج مماثلة لمدة تصل إلى 24 ساعة.

يمكن تقسيم التآكل الدوري المحاكى في المختبر إلى أربع فئات

(1)اختبار التآكل الدوري المحايد (اختبار NSS)طريقة اختبار التآكل المتسارع، التي ظهرت لأول مرة، هي الأكثر استخدامًا حاليًا. تستخدم محلول ملحي من كلوريد الصوديوم بتركيز 5%، مع ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني (PH) للمحلول ضمن النطاق المتعادل (6.5-7.2). درجة حرارة الاختبار 35 درجة مئوية، ومعدل ترسيب متطلبات التآكل الدوري يتراوح بين 1-2 مل/80 سم مكعب/ساعة.

(2)اختبار التآكل الدوري بحمض الأسيتيك (اختبار ASS)طُوِّرَ هذا المنتج بناءً على اختبار التآكل الحلقي المتعادل. ويتمثل في إضافة حمض الأسيتيك الجليدي إلى محلول كلوريد الصوديوم بتركيز 5%، مما يُخفِّض قيمة الرقم الهيدروجيني (PH) للمحلول إلى حوالي 3، ويصبح المحلول حامضيًا، ويتغير تكوين التآكل الحلقي من محايد إلى حمضي. معدل تآكله أسرع بثلاث مرات تقريبًا من اختبار NSS.

(3)اختبار التآكل الدوري المعجل بملح النحاس وحمض الأسيتيك (اختبار CASS)اختبار تآكل دوري سريع أجنبي مُطوَّر حديثًا، بدرجة حرارة 50 درجة مئوية، مع محلول ملحي بكمية صغيرة من ملح النحاس (كلوريد النحاس)، يُحفِّز تآكلًا قويًا. معدل تآكله أعلى بنحو 8 أضعاف من معدل اختبار NSS.

(4)اختبار التآكل الدوري المتناوباختبار تآكل دوري شامل، وهو في الواقع اختبار تآكل دوري متعادل، بالإضافة إلى اختبار رطوبة وحرارة ثابتتين. يُستخدم هذا الاختبار بشكل رئيسي على المنتجات المجوفة، حيث يخترق البيئة الرطبة، مما يسمح بتوليد التآكل الدوري ليس فقط على سطح المنتج، بل أيضًا داخله. يُعرض المنتج في بيئتين متناوبتين، هما التآكل الدوري والحرارة الرطبة، ويُقيّم في النهاية الخصائص الكهربائية والميكانيكية للمنتج ككل، مع أي تغييرات.

تُعطى نتائج اختبار التآكل الدوري عادةً بشكل نوعي وليس كمي. وهناك أربع طرق تقييم محددة.

طريقة تقييم الحكمهي مساحة التآكل والمساحة الإجمالية لنسبة النسبة المئوية وفقًا لطريقة معينة من التقسيم إلى عدة مستويات، إلى مستوى معين كأساس حكم مؤهل، وهي مناسبة للعينات المسطحة للتقييم.

طريقة الحكم بالوزنيتم حساب وزن فقدان التآكل من خلال وزن العينة قبل وبعد اختبار التآكل لتقدير جودة مقاومة العينة للتآكل، وهو مناسب بشكل خاص لتقييم جودة مقاومة التآكل المعدني.

طريقة تحديد المظهر التآكليهي طريقة تحديد نوعية، وهي اختبار التآكل الدوري، لتحديد ما إذا كان المنتج ينتج ظاهرة التآكل لتحديد العينة، وتستخدم معايير المنتج العامة في الغالب في هذه الطريقة.

طريقة التحليل الإحصائي لبيانات التآكليوفر تصميم اختبارات التآكل، وتحليل بيانات التآكل، وبيانات التآكل لتحديد مستوى ثقة الطريقة، والتي تستخدم بشكل أساسي لتحليل التآكل الإحصائي، وليس على وجه التحديد للحكم على جودة منتج محدد.

اختبار التآكل الدوري للفولاذ المقاوم للصدأ

تم اختراع اختبار التآكل الدوري في أوائل القرن العشرين، وهو من أقدم اختبارات التآكل، وقد لاقى استحسان مستخدمي المواد عالية المقاومة للتآكل، وأصبح اختبارًا عالميًا. ومن أهم أسباب ذلك: ① توفير الوقت؛ ② انخفاض التكلفة؛ ③ إمكانية اختبار مجموعة متنوعة من المواد؛ ④ نتائجه بسيطة وواضحة، مما يُسهم في حل النزاعات التجارية.

عمليًا، يُعد اختبار التآكل الدوري للفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر شيوعًا - كم ساعة يمكن لهذه المادة اختبار التآكل الدوري؟ لا شك أن هذا السؤال ليس غريبًا على الممارسين.

عادةً ما يستخدم بائعو الموادالتخميلالعلاج أوتحسين درجة تلميع السطحإلخ، لتحسين زمن اختبار التآكل الدوري للفولاذ المقاوم للصدأ. ومع ذلك، فإن العامل الحاسم هو تركيب الفولاذ المقاوم للصدأ نفسه، أي محتواه من الكروم والموليبدينوم والنيكل.

كلما ارتفع محتوى العنصرين، الكروم والموليبدينوم، زادت قوة مقاومة التآكل اللازمة لمقاومة التآكل النقطي والشقوقي الذي بدأ يظهر. تُعبّر هذه المقاومة للتآكل عن ما يُسمىما يعادل مقاومة التآكلقيمة (PRE): PRE = %Cr + 3.3 x %Mo.

على الرغم من أن النيكل لا يزيد من مقاومة الفولاذ للتآكل النقطي والشقوقي، إلا أنه يُبطئ بشكل فعال معدل التآكل بعد بدء عملية التآكل. لذا، يميل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المحتوي على النيكل إلى أداء أفضل بكثير في اختبارات التآكل الدوري، ويتآكل بدرجة أقل بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي منخفض النيكل، والذي يتمتع بمقاومة مماثلة لنظيراته من الفولاذ المقاوم للصدأ النقطي. 

معلومات عامة: بالنسبة للمعيار 304، يكون التآكل الدوري المحايد عادةً ما بين 48 و72 ساعة؛ وبالنسبة للمعيار 316، يكون التآكل الدوري المحايد عادةً ما بين 72 و120 ساعة.

تجدر الإشارة إلى أنالالتآكل الدورييوجد عيوب كبيرة في اختبار خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ.إن محتوى الكلوريد في اختبار التآكل الدوري مرتفع للغاية، ويتجاوز البيئة الحقيقية بكثير، وبالتالي فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يمكنه مقاومة التآكل في بيئة التطبيق الفعلية مع محتوى كلوريد منخفض للغاية سوف يتآكل أيضًا في اختبار التآكل الدوري.

يُغيّر اختبار التآكل الدوري سلوك تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ، ولا يُعدّ اختبارًا مُسرّعًا ولا تجربة محاكاة. النتائج أحادية الجانب، ولا علاقة لها بالأداء الفعلي للفولاذ المقاوم للصدأ المُستخدَم.

لذا، يُمكننا استخدام اختبار التآكل الدوري لمقارنة مقاومة التآكل لأنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن هذا الاختبار يُقيّم فقط المادة. عند اختيار مواد الفولاذ المقاوم للصدأ تحديدًا، لا يُوفر اختبار التآكل الدوري وحده عادةً معلومات كافية، نظرًا لعدم وجود فهم كافٍ للعلاقة بين ظروف الاختبار وبيئة التطبيق الفعلية.

ولنفس السبب، فإنه من غير الممكن تقدير العمر الافتراضي للمنتج بناءً على اختبار التآكل الدوري لعينة من الفولاذ المقاوم للصدأ فقط.

بالإضافة إلى ذلك، فإنه من غير الممكن إجراء مقارنات بين أنواع مختلفة من الفولاذ، على سبيل المثال، لا يمكننا مقارنة الفولاذ المقاوم للصدأ مع الفولاذ الكربوني المطلي، لأن آليات التآكل للمادتين المستخدمين في الاختبار مختلفة جدًا، والارتباط بين نتائج الاختبار والبيئة الفعلية التي سينتهي بها الأمر إلى استخدام المنتج ليس هو نفسه.

أنبوب فولاذي

وقت النشر: 6 نوفمبر 2023