تجربة بخاخ الملح

تجربة بخاخ الملح

التآكل هو تدمير أو تدهور مادة أو خصائصها بسبب تأثير البيئة. معظم التآكل يحدث في الغلاف الجوي. يحتوي الغلاف الجوي على الأكسجين والرطوبة والتغيرات في درجات الحرارة والملوثات مثل التآكل وعوامل التآكل. يعد التآكل الناتج عن رش الملح أحد التآكلات الجوية الشائعة والأكثر ضررًا. يحدث تآكل سطح المادة المعدنية بسبب رش الملح بسبب التفاعل الكهروكيميائي بين أيونات الكلوريد الموجودة التي تخترق طبقة الأكسيد السطحي المعدني والطبقة الواقية والمعدن الداخلي. وفي الوقت نفسه، يحتوي أيون الكلوريد على كمية معينة من طاقة الترطيب، والتي يتم امتصاصها بسهولة على المسام والشقوق الموجودة على سطح المعدن لإزاحة واستبدال الأكسجين الموجود في طبقة الأكسيد، وتحويل الأكسيد غير القابل للذوبان إلى كلوريد قابل للذوبان، وصنع سطح الحالة السلبية إلى سطح حيوي.

مقدمة:

اختبار رش الملح هو اختبار بيئي يستخدم بشكل أساسي الظروف البيئية المحاكية لرش الملح التي أنشأتها معدات اختبار رش الملح لتقييم مقاومة التآكل للمنتج أو المادة المعدنية. وهي مقسمة إلى فئتين رئيسيتين، واحدة لاختبارات التعرض البيئي الطبيعي والأخرى للاختبارات البيئية لرش الملح الاصطناعي المتسارع. الاختبار البيئي لرش الملح بشكل مصطنع هو استخدام معدات اختبار ذات مساحة معينة - غرفة اختبار رش الملح ، في مساحتها الحجمية بطرق صناعية، مما أدى إلى بيئة رش الملح لتقييم مقاومة المنتج للتآكل برذاذ الملح وجودته. بالمقارنة مع البيئة الطبيعية، فإن تركيز ملح الكلوريد في بيئة رش الملح يمكن أن يكون عدة مرات أو عدة مرات من البيئة الطبيعية العادية، مما يزيد بشكل كبير من معدل التآكل. يتم إجراء اختبار رش الملح على المنتج ويتم الحصول على النتائج. كما تم اختصار الوقت بشكل كبير. إذا تم اختبار عينة المنتج في ظل ظروف التعرض الطبيعية، فقد يستغرق التآكل ما يصل إلى عام واحد. ومع ذلك، إذا تم إجراء الاختبار في ظل ظروف رش الملح الاصطناعي المحاكاة، فيمكن الحصول على نتائج مماثلة لمدة تصل إلى 24 ساعة.

التصنيف:

تشتمل اختبارات رش الملح المحاكية صناعيًا على اختبار رش الملح المحايد، واختبار رش الأسيتات، واختبار رش الأسيتات المعجل بملح النحاس، واختبار رش الملح بالتناوب.

اختبار رش الملح المحايد

إنه أقدم مجال من أكثر المجالات استخدامًا لطرق اختبار التآكل المتسارع. بشكل عام، يستخدم محلول مائي من كلوريد الصوديوم بنسبة 5% ويتم ضبط الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى نطاق محايد (6.5 إلى 7.2) كمحلول رش. يتم أخذ درجة حرارة الاختبار عند 35 درجة مئوية، ومعدل ترسيب رذاذ الملح المطلوب يتراوح بين 1 ~ 3 مل/80 سم2.ساعة، ويكون الترسيب بشكل عام بين 1 ~ 2 مل/80 سم2.ساعة.

اختبار رش الأسيتات

تم تطويره على أساس اختبار رش الملح المحايد. يتم إضافة بعض حمض الأسيتيك الجليدي إلى محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 5٪، بحيث يتم تقليل قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى حوالي 3، ويصبح المحلول حمضيًا، ويتم أيضًا تغيير الضباب الملحي النهائي من ضباب ملحي محايد إلى حمضي. معدل تآكله أسرع بثلاث مرات تقريبًا من اختبار NSS.

اختبار رش خلات ملح النحاس المعجل

إنه اختبار سريع للتآكل برذاذ الملح تم تطويره مؤخرًا في الخارج. درجة حرارة الاختبار هي 50 درجة مئوية. إن إضافة كمية صغيرة من ملح النحاس، كلوريد النحاس، إلى المحلول الملحي يؤدي إلى حدوث التآكل بقوة. معدل التآكل الخاص به هو حوالي 8 أضعاف معدل اختبار NSS.

اختبار رش الملح بالتناوب

إنه اختبار رش ملح متكامل وهو في الواقع اختبار رش ملح محايد بالإضافة إلى اختبار حرارة رطبة ثابتة. وهي تستخدم أساسا لمنتجات آلة نوع تجويف. من خلال تسلل بيئة المد والجزر، لن يتم إنتاج تآكل رذاذ الملح على سطح المنتج فحسب، بل سيتم إنتاجه أيضًا داخل المنتج. وهو تبديل المنتج بالتناوب في ظل ظروف رش الملح والحرارة الرطبة، وأخيرًا تقييم ما إذا كان هناك أي تغيير في الخواص الكهربائية والخواص الميكانيكية للمنتج الكامل.

معيار

يعد معيار اختبار رش الملح متطلبًا محددًا ومحددًا لظروف اختبار رش الملح، مثل درجة الحرارة والرطوبة وتركيز محلول كلوريد الصوديوم وقيمة PH، كما يوفر المتطلبات الفنية لأداء غرفة اختبار رش الملح. أي نوع من معايير اختبار رش الملح لنفس المنتج يجب اختياره وفقًا لخصائص اختبار رش الملح ومعدل تآكل المعدن والحساسية لرذاذ الملح. فيما يلي وصف للعديد من معايير اختبار رش الملح، مثل GB/T2423.17-1993 "اختبار إجراءات الاختبار البيئي الأساسية للمنتجات الكهربائية والإلكترونية كا: طريقة اختبار رش الملح", GB/T2423.18-2000 "الاختبار البيئي للمنتجات الكهربائية والإلكترونية الجزء 2: اختبار الاختبار Kb: رش الملح، بالتناوب (محلول كلوريد الصوديوم)، GB5938-86 "طريقة اختبار مقاومة التآكل للطلاءات المعدنية وطبقات المعالجة الكيميائية للمنتجات الصناعية الخفيفة،" GB/T 1771-91 "مقاومة الطلاء والورنيش تحديد أداء رش الملح" ملخص قياسي لاختبار رش الملح:

ISO 7253-1996 (دهانات)، BS 3900-F12-1997 (طلاء)، BS 7479:1991، IEC 60068-2-11:1981، GB/T 10125-1997 (طلاء)، GB 2423.17-2008، DIN 50021-1988

معايير اختبار رش الملح الحمضي:

ASTM B368-09,ISO 9227-2006,DIN 50021-1988,BS 7479:1991

معيار اختبار رش الملح المتسارع بأيون النحاس

ASTM B368-09,ISO 9227-2006,DIN 50021-1988,BS 7479:1991

معيار اختبار رش الملح الدوري

أستم D6899-2003، أستم G85-02e1 الملحق A5، إسو 11997-1:2005، إسو 11997-2:2000

SAE J2334:2002,WSK-M2G299,GM4298P,GM4476P,GM9540P

الغرض من اختبار رش الملح هو تقييم مقاومة تآكل رش الملح للمنتج أو المادة المعدنية. نتيجة اختبار رش الملح هي الحكم على جودة المنتج. وأن تكون نتيجة حكمها صحيحة ومعقولة. إنه مقياس صحيح لمقاومة المنتج أو المعدن لرذاذ الملح. مفتاح جودة التآكل. يتم الحكم على نتائج اختبار رش الملح بطرق مثل: طريقة تحديد التصنيف، وطريقة تحديد الوزن، وطريقة تحديد مظهر التآكل، وطريقة التحليل الإحصائي لبيانات التآكل. طريقة الحكم التصنيفي تقسم نسبة نسبة مساحة التعرية إلى المساحة الكلية إلى عدة مستويات وفق طريقة معينة. يتم استخدام مستوى معين كمعيار لتحديد المطابقة. إنها مناسبة لعينات اللوحة المسطحة للتقييم. تمر طريقة تحديد الوزن قبل وبعد اختبار التآكل. يتم وزن العينة، ويتم حساب الوزن المفقود من التآكل لتقييم جودة مقاومة العينة للتآكل. إنها مناسبة بشكل خاص لتقييم مقاومة التآكل لمعدن معين؛ طريقة تحديد حدوث التآكل هي تحديد نوعي. تحدد الطريقة، التي تعتمد على اختبار التآكل برذاذ الملح، ما إذا كان المنتج متآكلًا لتحديد العينة. تستخدم معظم معايير المنتج العامة هذه الطريقة. توفر طريقة التحليل الإحصائي لبيانات التآكل الثقة في تصميم اختبارات التآكل، وتحليل بيانات التآكل، وتحديد بيانات التآكل. طريقة الدرجة، تستخدم بشكل أساسي لتحليل وإحصائيات التآكل، وليس لتحديد الجودة المحددة لمنتج معين.

التحليل الفني

مخاطر التآكل

سيؤدي التآكل الناتج عن رش الملح إلى إتلاف الطبقة الواقية المعدنية، مما يؤدي إلى فقدان خصائصها الزخرفية وتقليل قوتها الميكانيكية. قد تتسبب بعض المكونات الإلكترونية والأسلاك الكهربائية في انقطاع خط إمداد الطاقة بسبب التآكل، خاصة في البيئة الاهتزازية، خاصة عند حدوث رذاذ الملح. عند الهبوط على سطح العازل، سيتم تقليل مقاومة السطح؛ بعد أن يمتص العازل المحلول الملحي، ستنخفض مقاومته الحجمية بمقدار أربعة أوامر أسية؛ الأجزاء المتحركة من الأجزاء الميكانيكية أو الأجزاء المتحركة سوف تزيد من الاحتكاك بسبب توليد المواد المسببة للتآكل وتسبب الحركة. الأجزاء عالقة.

آلية التآكل

يحدث تآكل المواد المعدنية بسبب الضباب الملحي بشكل رئيسي عن التفاعل الكهروكيميائي لمحلول الملح الموصل الذي يتخلل المعدن لتشكيل نظام بطارية صغيرة "محلول إلكتروليت معدني منخفض الإمكانات وشوائب عالية الإمكانات". يحدث نقل الإلكترون ويذوب المعدن عندما يذوب الأنود. تتشكل مركبات جديدة كمنتجات تآكل. الطبقة المعدنية الواقية والطبقة الواقية من المواد العضوية متماثلتان أيضًا. عندما يخترق المحلول الملحي كإلكتروليت إلى الداخل، يتم تشكيل بطارية صغيرة يكون فيها المعدن قطبًا كهربائيًا والطبقة الواقية المعدنية أو المادة العضوية عبارة عن قطب كهربائي آخر.

تلعب أيونات الكلوريد دورًا رئيسيًا في عملية تلف التآكل الناتج عن ضباب الملح. يتمتع بقوة اختراق قوية، ويخترق بسهولة طبقة أكسيد المعدن داخل المعدن، ويدمر الحالة السلبية للمعدن. وفي الوقت نفسه، تمتلك أيونات الكلوريد طاقة ترطيب قليلة جدًا ويتم امتصاصها بسهولة على سطح المعدن، مما يؤدي إلى استبدال الأكسجين الموجود في طبقة الأكسيد للمعدن الواقي وإتلاف المعدن.

بالإضافة إلى أيونات الكلوريد، تتأثر أيضًا آليات التآكل برذاذ الملح بالأكسجين المذاب في المحلول الملحي (بشكل كبير المحلول الملحي الذي يذوب على سطح العينة). يمكن أن يتسبب الأكسجين في عملية إزالة الاستقطاب لسطح المعدن وتسريع تحلل معدن الأنود. نظرًا لاستمرار عملية رش الملح في الرش، يستقر الغشاء السائل الملحي بشكل مستمر على سطح العينة، بحيث يظل محتوى الأكسجين دائمًا بالقرب من التشبع. يؤدي تكوين منتجات التآكل إلى توسيع حجم المحلول الملحي الذي يخترق عيب المعدن، وبالتالي زيادة الضغط الداخلي للمعدن، مما يسبب التآكل الإجهادي، ويتسبب في انتفاخ الطبقة الواقية.

عامل

تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على نتائج اختبار رش الملح ما يلي: درجة حرارة الاختبار والرطوبة، وتركيز محلول الملح، وزاوية وضع العينة، وقيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول الملح، وكمية ترسيب ضباب الملح وطريقة الرش.

اختبار درجة الحرارة والرطوبة

تؤثر درجة الحرارة والرطوبة النسبية على تآكل رش الملح. تبلغ الرطوبة النسبية الحرجة لتآكل المعادن حوالي 70%. عندما تصل الرطوبة النسبية إلى هذه الرطوبة الحرجة أو تتجاوزها، يذوب الملح ليشكل إلكتروليتًا ذا موصلية جيدة. وعندما تنخفض الرطوبة النسبية فإن تركيز المحلول الملحي يزداد حتى يترسب الملح البلوري، وبالتالي تنخفض نسبة التآكل تبعاً لذلك.

كلما ارتفعت درجة حرارة الاختبار، كلما كان معدل تآكل رش الملح أسرع. اللجنة الكهروتقنية الدولية's IEC 60355:1971 "AN APPRAISAL OF THE PROBLEMS OF ACCELERATED TESTING FOR ATMOSPHERIC CORROSION" الدول القياسية: "ترتفع كل درجة حرارة بمقدار 10 درجات مئوية، ويزداد معدل التآكل بمقدار 2 إلى 3 مرات، وتزداد موصلية الإلكتروليت بنسبة 10 إلى 20%" وذلك بسبب ارتفاع درجة الحرارة، وزيادة حركة الجزيئات، وتسارع التفاعلات الكيميائية. بالنسبة لاختبار رش الملح المحايد، يعتقد معظم العلماء أنه تم اختيار درجة حرارة الاختبار عند 35 درجة مئوية أكثر ملاءمة. إذا كانت درجة حرارة الاختبار مرتفعة للغاية، فإن آلية التآكل برذاذ الملح تختلف عن الوضع الفعلي.

تركيز المحلول الملحي

ويرتبط تأثير تركيز المحلول الملحي على معدل التآكل بنوع المادة والطلاء. عندما يكون التركيز أقل من 5%، فإن معدل تآكل الفولاذ والنيكل والنحاس يزداد مع زيادة التركيز؛ وعندما يزيد التركيز عن 5% فإن معدل تآكل هذه المعادن يقل مع زيادة التركيز. يمكن تفسير الظاهرة المذكورة أعلاه بمحتوى الأكسجين في المحلول الملحي. يرتبط محتوى الأكسجين في المحلول الملحي بتركيز الملح. في نطاق التركيز المنخفض، يزداد محتوى الأكسجين مع تركيز الملح، ولكن عندما يزيد تركيز الملح إلى 5%، يكون محتوى الأكسجين مشبعًا نسبيًا. إذا استمر تركيز الملح في الزيادة، فإن محتوى الأكسجين ينخفض ​​وفقًا لذلك. مع انخفاض محتوى الأكسجين، تنخفض أيضًا قدرة الأكسجين على إزالة الاستقطاب، مما يعني انخفاض تأثير التآكل. ومع ذلك، بالنسبة للزنك والكادميوم والنحاس والمعادن الأخرى، فإن معدل التآكل يزداد دائمًا مع تركيز المحلول الملحي.

زاوية وضع العينة

إن زاوية وضع العينة لها تأثير كبير على نتائج اختبار رش الملح. اتجاه تسوية الضباب الملحي قريب من الاتجاه الرأسي. عندما يتم وضع العينة أفقيًا، تكون مساحتها المتوقعة هي الأكبر، كما أن كمية الضباب الملحي على سطح العينة هي أيضًا الأكثر خطورة، وبالتالي فإن التآكل هو الأكثر خطورة. أظهرت النتائج أنه عندما تكون اللوحة الفولاذية والخط الأفقي بزاوية 45 درجة، يكون فقدان التآكل لكل متر مربع 250 جم. عندما يكون مستوى اللوحة الفولاذية موازيًا للخط العمودي، يكون وزن فقدان التآكل 140 جم لكل متر مربع. وينص معيار GB/T 2423.17-93 على أن "طريقة وضع العينات المسطحة يجب أن تكون بحيث يكون سطح الاختبار بزاوية 30 درجة مع الاتجاه الرأسي".

الرقم الهيدروجيني لمحلول الملح

يعد الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على نتائج اختبار رش الملح. كلما انخفض الرقم الهيدروجيني، كلما زاد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول، وكلما زادت الحموضة وأقوى التآكل. اختبار رش الملح لـ Fe/Zn، Fe/Cd، Fe/Cu/Ni/Cr، إلخ. أظهرت أجزاء الطلاء أن قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول رش الملح 3.0 في اختبار رش الملح الأكريليك (ASS) كانت أكثر تآكلًا من قيمة الرقم الهيدروجيني البالغة 6.5 - اختبار رش الملح المحايد (NSS) البالغ 7.2 هو أقسى بمقدار 1.5 إلى 2.0 مرة.

بسبب العوامل البيئية، يتغير الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي. ولتحقيق هذه الغاية، نصت معايير اختبار رش الملح في الداخل والخارج على نطاق الرقم الهيدروجيني لمحلول الملح، واقترحت طريقة لتثبيت قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول الملح أثناء الاختبار لتحسين إمكانية تكرار نتائج اختبار رش الملح.

أسباب ونتائج التغيرات في درجة الحموضة في المحلول الملحي

1) السبب الجذري لتغير درجة الحموضة في محلول الملح أثناء اختبار رش الملح هو بشكل رئيسي من المواد القابلة للذوبان في الهواء. قد تكون طبيعة هذه المواد مختلفة. بعضها حمضي في الماء وبعضها قلوي في الماء.

2) أثناء اختبار رش الملح، تكون عملية إذابة المواد القابلة للذوبان في الهواء في المحلول الملحي أو الهروب من المحلول الملحي عملية عكسية. ستؤدي المادة المذابة إلى انخفاض قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي، بينما ستؤدي المادة المتسربة إلى زيادة الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي. معدل التخفيض والزيادة متساويان، بينما معدل الذوبان أكبر من معدل الهروب، مما يؤدي إلى تقليل الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي. . وعلى العكس من ذلك، يزداد الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي. إذا كانت معدلات الذوبان والهروب متساوية، فإن الرقم الهيدروجيني لا يتغير.

3) هناك العديد من العوامل التي تؤثر على تغير الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي. على سبيل المثال، طبيعة ومحتوى المواد القابلة للذوبان في الهواء، والضغط، ومنطقة التلامس مع محلول الهواء والملح، وزمن التلامس، وما شابه ذلك.

أ. طبيعة ومحتوى المواد القابلة للذوبان في الهواء

يحتوي الهواء على ثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكبريت، وثاني أكسيد النيتروجين، وكبريتيد الهيدروجين، وما إلى ذلك. تذوب هذه الغازات في الماء وتنتج مواد حمضية، مما يخفض درجة حموضة الماء. قد تكون جزيئات الغبار القلوية موجودة أيضًا في الهواء. تذوب هذه المواد في الماء وتزيد من درجة حموضة الماء.

(ب). الضغط الجوي

تتناسب ذوبان الغاز في الماء مع الضغط الجوي. عند 0 درجة مئوية، يمكن إذابة 0.355 جم من ثاني أكسيد الكربون في 100 مل من الماء عند ضغط جوي واحد، بينما يمكن إذابة 0.670 جم من ثاني أكسيد الكربون في 100 مل من الماء عند ضغط جوي 2 atm. عند رش الهواء المضغوط، نظرًا لزيادة الضغط الجوي، تزداد الكمية الذائبة من المواد الحمضية مثل ثاني أكسيد الكربون في الهواء، وتنخفض درجة الحموضة للمحلول الملحي. وهذه العملية هي عكس العملية التي يتطور فيها ثاني أكسيد الكربون من المحلول الملحي بعد انخفاض درجة الحرارة.

(ج) منطقة الاتصال ووقت الاتصال بمحلول الهواء والملح

يقوم الرذاذ بتحويل المحلول الملحي إلى رذاذ ملحي بجزيئات دقيقة يتراوح قطرها من 1 إلى 5 ميكرومتر. تؤدي الزيادة في منطقة التلامس إلى زيادة كمية الغاز المذاب في السائل أو الغاز المتسرب من السائل. عندما تكون الظروف (مثل الضغط ودرجة الحرارة وما إلى ذلك) التي تؤثر على تطور الغاز إلى السائل وهروب الغاز من السائل ثابتة، فإن معدل الذوبان والهروب سيصل في النهاية إلى التوازن. قبل الوصول إلى التوازن، فإن الكمية الذائبة (أو المتسربة) ستزداد بمرور الوقت.

ستظهر نتائج الاختبارات الثلاثة التالية تأثير منطقة تلامس محلول الهواء والملح وزمن التلامس على قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي

وتظهر نتائج الاختبار في الجدول 1 والجدول 2 والجدول 3.

1. الجدول 1: تغير زمن التخزين وقيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي في دورق حجمي سعة 500 مل

رقم محلول الملح قيمة الرقم الهيدروجيني قبل التخزين وقت التخزين الرقم الهيدروجيني بعد التخزين

7.2 88 يومًا 7.2

II 7.2 88 يومًا 7.1

الجدول 2: تأثير منطقة التلامس بين الغاز والسائل وزمن التلامس على الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي في ظل الظروف الجوية العامة

حاوية السائل والقطر (مم) المخزنة في الجو (ساعة)

0 4 10 24 168

زجاجة صغيرة (Φ10) 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0

أطباق بيتري (Φ100) 7.0 6.7 6.4 6.4 6.0

الجدول 3: تأثير ظروف التخزين والوقت على درجة الحموضة للمحلول الملحي في البيئة التي تحتوي على القلوية

حاوية السوائل مدة تخزين المحلول الملحي في ورشة التنظيف القلوي (أيام)

زجاجة سعة 200 مل مع غطاء 6.6 6.6 6.6 6.6 6.7 6.7 6.8 6.7

زجاجة سعة 200 مل بدون غطاء 6.6 6.9 7.2 7.3 7.5 7.7 7.7 7.7

24 لتر بدون غطاء 6.5 - - - - 7.25 - -

يمكن رؤيته من الجدول 1 والجدول 2 والجدول 3:

1- لا يتغير الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي المخزن في وعاء مغلق مع مدة التخزين. والسبب هو عدم وجود اتصال مع الهواء.

2. المحلول الملحي المخزن في طبق بيتري، مع زيادة زمن ملامسة الغاز للسائل، انخفضت قيمة الرقم الهيدروجيني له بشكل ملحوظ. من الواضح أنه بسبب مساحة الاتصال الأكبر بالهواء.

3 في بيئة تحتوي على مواد قلوية، يزداد الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي في الحاوية بدون غطاء مع وقت التخزين.

طريقة الرش

كلما كانت جزيئات رذاذ الملح أدق، كلما زادت مساحة السطح المتكون، وكلما زاد امتصاص الأكسجين، وأصبح التآكل أقوى. أكثر من 90% من جزيئات رذاذ الملح الموجودة في الطبيعة يبلغ قطرها 1 ميكرون أو أقل. تظهر نتائج الأبحاث أن كمية الأكسجين الممتصة على سطح جزيئات رش الملح التي يبلغ قطرها 1 ميكرومتر متوازنة نسبيًا مع كمية الأكسجين المذاب في الجزيئات. تكون جزيئات الضباب الملحي أصغر حجمًا، ولم تعد كمية الأكسجين الممتصة تزداد.

تشمل طرق الرش التقليدية الرش بضغط الغاز وطرق برج الرش. تتمثل العيوب الأكثر وضوحًا في ضعف انتظام ترسيب رذاذ الملح والقطر الكبير لجزيئات رذاذ الملح. تستخدم طريقة الانحلال بالموجات فوق الصوتية مبدأ الانحلال بالموجات فوق الصوتية لتفتيت المحلول الملحي مباشرة إلى ضباب الملح وإدخال منطقة الاختبار من خلال الانتشار. وهذا يحل مشكلة ضعف انتظام تسوية الضباب الملحي، ويكون قطر جسيمات رش الملح أصغر. تؤثر طرق الرش المختلفة أيضًا على الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي (انظر الجدول 4).

الجدول 4: تأثير طرق الرش المختلفة على تغير الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي

طريقة الرش قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول ملح الرش تجميع قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول الملح

طريقة رش الضغط 7.0 6.0 -1.0

طريقة برج رش ضغط الغاز 7.4 6.5 -0.9

الانحلال بالموجات فوق الصوتية 7.0 6.9 -0.1

يتبين من الجدول 4 أن طريقة الانحلال بالموجات فوق الصوتية دون استخدام الهواء المضغوط لها تأثير ضئيل على الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي، بينما تتغير قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي بشكل كبير مع طريقة الرش الهوائي وطريقة برج الرش باستخدام الهواء المضغوط رذاذ.

1) مبدأ الانحلال بالموجات فوق الصوتية

مبدأ الانحلال بالموجات فوق الصوتية هو استخدام التذبذبات ذاتية الإثارة الناتجة عن مولد ومحول الطاقة بالموجات فوق الصوتية لإشعاع موجات فوق صوتية مكثفة في الماء. تنقل الموجات فوق الصوتية المحلول الملحي المراد تفتيته في كوب الانحلال عبر الماء والغشاء شبه المنفذ، بحيث تبدأ الفقاعات الدقيقة الموجودة في المحلول الملحي في التأرجح تحت تأثير مجال الصوت. عندما يصل ضغط الصوت إلى قيمة معينة، تتوسع الفقاعات الدقيقة بسرعة وتغلق بشكل مفاجئ، وتتولد موجة صدمة عندما يتم إغلاق الفقاعات الدقيقة. تسمى هذه السلسلة من العمليات الديناميكية مثل التمدد والإغلاق والتذبذب بالتجويف الصوتي. تحت تأثير التجويف الصوتي، يتشتت السائل في الطور الغازي ويشكل رذاذًا خفيفًا على سطح السائل. يتم تشغيل الضباب الناعم بواسطة الغاز المتدفق ويتدفق المصدر بشكل مستمر من كوب الانحلال لتحقيق الانحلال بالموجات فوق الصوتية. تحدث التفاعلات الفيزيائية فقط طوال العملية، ولا تحدث أي تفاعلات كيميائية.

الشكل 1: جهاز الانحلال بالموجات فوق الصوتية

2) السيطرة على تسوية ضباب الملح في الانحلال بالموجات فوق الصوتية

يمكن لطريقة الانحلال بالموجات فوق الصوتية التحكم بسهولة في معدل ترسيب رذاذ الملح. تشمل العوامل التي تؤثر على معدل ترسيب رذاذ الملح درجة الحرارة والضغط وتركيز محلول الملح وقطر جسيمات رذاذ الملح وسرعة الانحلال. حجم جسيمات رش الملح وتردد الموجات فوق الصوتية لها العلاقة التالية:

: تردد بالموجات فوق الصوتية. : كثافة المحلول الملحي؛ : التوتر السطحي للمحلول الملحي

ويمكن ملاحظة أنه عندما تكون الظروف الأخرى مؤكدة، يمكن تعديل معدل ترسيب رذاذ الملح عن طريق ضبط قطر جسيمات رذاذ الملح. كلما زاد تردد الموجات فوق الصوتية، كلما كان رذاذ الملح الناتج أدق وانخفض معدل ترسيب الضباب الملحي. يمكن تحقيق الغرض من التحكم في معدل ترسيب رذاذ الملح عن طريق ضبط تردد الموجات فوق الصوتية.

ترتبط سرعة الانحلال ارتباطًا وثيقًا بقوة الموجات فوق الصوتية، ويتم ضبط معدل ترسيب رذاذ الملح عن طريق ضبط قوة مولد الموجات فوق الصوتية. بحيث يتم التحكم في معدل التسوية لكل وحدة زمنية. يمكن أيضًا تعديل كمية رذاذ الملح عن طريق ضبط كمية الهواء الداخل إلى مدخل كوب الرذاذ. عندما يكون حجم الهواء الداخل كبيرًا، ستزداد الفقاعات الدقيقة الموجودة في السائل، وسيتم تشكيل المزيد من الضباب الناعم بسهولة. وفي الوقت نفسه، سيزداد معدل تدفق الضباب الملحي بسبب زيادة فرق الضغط، وستزداد كمية الضباب الداخل إلى منطقة الاختبار.

من أجل إثبات جدوى وتفوق الانحلال بالموجات فوق الصوتية، سيتم إجراء الاختبارين التاليين:

1 اختبار جدوى الانحلال بالموجات فوق الصوتية

الغرض من هذا الاختبار هو 1) ما إذا كان الضباب الملحي المتناثر بالموجات فوق الصوتية قد استقر أم لا. (2) هل يمكن التحكم في معدل استقرار رذاذ الملح؟ (3) ما إذا كان المحلول الملحي قد تم ذريته له تغييرات فيزيائية كيميائية سلبية على العينة.

الشكل 2 اختبار الانحلال بالموجات فوق الصوتية الشكل 3 اختبار رش الضغط

يظهر هيكل الاختبار في الشكل 2. يقوم المولد بالموجات فوق الصوتية بتفتيت المحلول الملحي في كوب التفتيت وينتشر في منطقة الاختبار من خلال الخرطوم البلاستيكي. مع زيادة تركيز الانتشار، يبدأ ضباب الملح في الاستقرار. كلما زاد تركيز الضباب الملحي في منطقة الاختبار، زادت سرعة التسوية. يصل معدل الترسيب النهائي إلى التوازن ويميل إلى الاستقرار. أثناء اختبار الانحلال بالموجات فوق الصوتية، كان تركيز المحلول الملحي وقيمة الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة لكل نقطة في منطقة الاختبار يلبي متطلبات معيار رش الملح.

2 اختبار تجانس ترسيب رش الملح

والغرض من هذا الاختبار هو إثبات أن انتظام تسوية رذاذ الملح في الانحلال بالموجات فوق الصوتية قد تحسن بشكل كبير على طريقة رش ضغط الغاز. بالمقارنة مع طريقة رش ضغط الغاز، فإن رذاذ الملح الناتج عن طريقة الانحلال بالموجات فوق الصوتية يكون ناعمًا وموحدًا، ويمكن التحكم في قطره بين عدة ميكرومتر و20 ميكرومتر بتناسق جيد. ومع ذلك، فإن جزيئات رش الملح التي تنتجها طريقة رش ضغط الغاز تكون خشنة وناعمة، ويمكن أن يصل قطرها إلى عدة مئات من الميكرونات. وينتج عن ذلك توزيع غير متساوٍ لرذاذ الملح في منطقة الاختبار ويقلل من مساحة الاختبار الفعالة.

طريقة التجربة

1) يتم إجراء الطلاء الكهربائي السطحي والطلاء اللاكهربائي للركائز المعدنية تحت "اختبار التآكل اليدوي في الغلاف الجوي، اختبار رش الملح" GB/T10125-97

اختبار التآكل الجوي الاصطناعي طريقة اختبار رش الملح [1] :

أ. حل الاختبار

يذوب كلوريد الصوديوم النقي كيميائياً في الماء المقطر أو منزوع الأيونات بتركيز 50±5 جم/لتر. باستخدام مقياس الأس الهيدروجيني لقياس الأس الهيدروجيني للمحلول، يمكنك أيضًا استخدام ورقة اختبار الأس الهيدروجيني الدقيقة التي تمت معايرتها بمقياس الأس الهيدروجيني للاختبار الروتيني. يمكن تعديل الرقم الهيدروجيني للمحلول باستخدام حمض الهيدروكلوريك النقي كيميائيًا أو هيدروكسيد الصوديوم. كانت قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول جمع رش الملح في غرفة الاختبار 6.5-7.2. لتجنب انسداد الفوهة، يجب تصفية المحلول قبل الاستخدام.

(ب). عينة

يجب أن يعتمد نوع عينات الاختبار وعددها وشكلها وحجمها على متطلبات تراكب الاختبار أو معيار المنتج. إذا لم يكن هناك معيار، يمكن تحديده بالتشاور مع الأطراف المعنية. قبل الاختبار، يجب تنظيف العينة بالكامل. تعتمد طريقة التنظيف على حالة سطح العينة وطبيعة الأوساخ. لا تستخدم المواد الكاشطة والمذيبات التي من شأنها مهاجمة سطح العينة. بعد غسل العينة، يجب تجنب التلوث. إذا تم قطع العينة من قطعة العمل، فلا يمكن أن يتلف الغطاء القريب من منطقة القطع. بالإضافة إلى اللوائح، يجب حماية منطقة القطع بغطاء مناسب، مثل الطلاء أو التوابيت أو الشريط اللاصق.

(ج) وضع العينة

يتم وضع العينة في صندوق الاختبار بحيث يكون سطح الاختبار متجهًا لأعلى، مما يسمح لرذاذ الملح بالاستقرار بحرية على سطح الاختبار. لا يمكن رش سطح الاختبار مباشرة برذاذ الملح. الزاوية التي توضع فيها العينة مهمة. سطح الاختبار لعينة اللوحة المسطحة يتراوح من 15 درجة إلى 30 درجة من الاتجاه الرأسي، و20 درجة قدر الإمكان. يجب أيضًا أن تكون العينات ذات الأسطح غير المنتظمة (مثل قطعة العمل بأكملها) قريبة قدر الإمكان من المتطلبات المذكورة أعلاه. يجب ألا تلمس العينات الخزانة أو تلامس بعضها البعض. يجب ألا تؤثر المسافة بين العينات على رذاذ الملح الذي يهبط بحرية على سطح الاختبار. يجب ألا تسقط القطرات الموجودة على العينة على عينات أخرى. حاملات العينات مصنوعة من الزجاج والبلاستيك ومواد أخرى. لا يجوز أن تكون العينات المعلقة مصنوعة من المعدن. ويجب استخدام ألياف صناعية أو ألياف قطنية أو مواد عازلة أخرى. يجب ألا تسقط القطرات الموجودة على الحامل على العينة.

د. شروط الاختبار

درجة الحرارة داخل صندوق الرش هي 35±2 درجة مئوية. بعد استقرار رذاذ الملح، بعد 24 ساعة من الرش، يجب أن يكون كل محلول مجمع 1-2 مل/ساعة لمسافة 80 سم، 50±10 جم/لتر من كلوريد الصوديوم، ودرجة الحموضة 6.5-7.2. من خلال الضباب في منطقة العينة، لا مزيد من الاستخدام

هـ. دورة الاختبار

يجب تحديد وقت الاختبار وفقًا لمتطلبات تغطية الاختبار أو معيار المنتج؛ وإذا لم يكن هناك معيار، فيمكن تحديده من خلال التشاور مع الأطراف المعنية. وقت الاختبار الموصى به هو: 2، 6، 16، 24، 48، 96، 240، 480، 720 ساعة. يجب ألا ينقطع الرش خلال فترة الاختبار المحددة. لا يمكن فتح صندوق رش الملح إلا عند ملاحظة العينة لفترة وجيزة. إذا كانت نقطة نهاية الاختبار تعتمد على الوقت الذي يبدأ فيه التآكل، فيجب فحص العينة بشكل متكرر. لذلك، لا يمكن اختبار هذه العينات مع العينات التي لها فترة اختبار محددة مسبقًا. يمكن التحقق من الاختبار لفترة محددة مسبقًا في الدورة المذكورة أعلاه. ومع ذلك، لا يمكن تدمير سطح الاختبار أثناء عملية الفحص. يجب أن يكون وقت فحص العينات قصيرًا قدر الإمكان.

و. تنظيف عينة الاختبار بعد الاختبار

في نهاية الاختبار، قم بإزالة العينة. من أجل تقليل فقدان منتجات التآكل، تم تجفيف العينة بشكل طبيعي في الغرفة لمدة 0.5-1 ساعة قبل التنظيف. ثم اشطفها بلطف بماء جارٍ نظيف لا تزيد درجة حرارته عن 40 درجة مئوية لإزالة بقايا المحلول الملحي على سطح العينة ثم جففها على الفور بمجفف الشعر.

ز. تقييم نتائج الاختبار

تتم مقارنة نتائج الاختبار مع نتائج اختبار العينات والعينات بعد اختبار تآكل المعدن والطلاءات غير العضوية الأخرى على ركائز معدنية بموجب المعايير الفنية GB/T6461-2002 والاتفاق بين الطرفين، وهي مؤهلة في نطاق المعيار، والعكس صحيح. فشل في اجتياز الاختبار.

2) الأجزاء المؤكسدة من الألومنيوم وسبائك الألومنيوم، باستخدام معيار اختبار رش خلات النحاس المعجل (CASS) لأفلام الأكسيد

طريقة اختبار رذاذ خلات النحاس معجل (CASS) للأكسدة الأنودية للألمنيوم وسبائك الألومنيوم [1] :

أ. حل الاختبار

تمت إذابة كلوريد الصوديوم النقي تحليليًا في ماء مقطر أو منزوع الأيونات إلى تركيز 50±5 جم/لتر. في محلول كلوريد الصوديوم هذا، تمت إضافة ثنائي كلوريد النحاس النقي تحليليًا (CuCl2•2H2O) إلى تركيز 0.26±0.02 جم/لتر (0.205±0.015 جم/لتر CuCl2). تم ضبط الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى 3.0-3.1 باستخدام حمض الأسيتيك الجليدي النقي تحليليًا وهيدروكسيد الصوديوم. يجب قياس قيمة الرقم الهيدروجيني باستخدام مقياس الرقم الهيدروجيني عند 25 درجة مئوية أو الفحص اليومي باستخدام ورق اختبار الرقم الهيدروجيني الدقيق. يجب تصفية المحلول قبل الاستخدام لتجنب انسداد الفوهة.

(ب). العينة (نفس اختبار رش الملح المحايد للغطاء المعدني (NSS) القياسي ب)

(ج) وضع العينة (مثل اختبار رش الملح المحايد للغطاء المعدني (NSS) القياسي ج)

د. شروط الاختبار

درجة الحرارة داخل صندوق الرش هي 35±2 درجة مئوية. بعد استقرار رذاذ الملح، بعد 24 ساعة من الرش، يجب أن يكون كل محلول مجمع 1-2 مل/ساعة لـ 80 سم، 50±10 جم/لتر لكلوريد الصوديوم، و3.0-3.1 للأس الهيدروجيني. يجب عدم استخدام الضباب الذي مر عبر منطقة العينة مرة أخرى. من أجل مقارنة ظروف الاختبار في مختبرات مختلفة أو في أيام مختلفة، يمكن استخدام ألواح النيكل للمعايرة.

هـ. دورة الاختبار

يجب تحديد وقت الاختبار وفقًا لمتطلبات تغطية الاختبار أو معيار المنتج؛ وإذا لم يكن هناك معيار، فيمكن تحديده من خلال التشاور مع الأطراف المعنية. أوقات الاختبار الموصى بها هي: 4، 8، 16، 26، 32، 40، 48، 56، 64، 72 ساعة. يجب ألا ينقطع الرش خلال فترة الاختبار المحددة. لا يمكن فتح صندوق رش الملح إلا عند ملاحظة العينة لفترة وجيزة.

و. تنظيف عينة الاختبار بعد الاختبار

في نهاية الاختبار، قم بإزالة العينة. تجف بشكل طبيعي لمدة 0.5-1 ساعة، ثم تشطف بلطف بماء متدفق نظيف لا تزيد درجة حرارته عن 40 درجة مئوية لإزالة البقايا من محلول رش الملح على سطح العينة، وتجفف العينة على الفور بالهواء المضغوط أو مجفف الشعر. تتجاوز 200 كيلو باسكال.

ز. تقييم نتائج الاختبار (مع معيار اختبار رش الملح المحايد للطلاء المعدني (NSS))

3) نتائج الاختبار ومعاييره

تتم مقارنة نتائج الاختبار المقاسة بالمعايير الفنية للمنتجات ذات الصلة والاتفاق بين الطرفين. يتم الحكم على المعايير بأنها مقبولة ضمن نطاق المعيار. وإلا سيتم رفض الاختبارات. ما لم ينص على خلاف ذلك، تحتاج السجلات التقليدية إلى النظر في الجوانب التالية فقط:

أ. المظهر بعد الاختبار؛

(ب). المظهر بعد إزالة منتج التآكل.

(ج) توزيع وكمية عيوب التآكل مثل الحفر والشقوق والفقاعات وما إلى ذلك؛

تم تقييم نتائج الاختبار المذكورة أعلاه وفقًا للطرق المحددة في GB/T 6461-2002 "صفوف وعينات المعادن والطلاءات غير العضوية الأخرى على الركائز المعدنية بعد اختبار التآكل"

5) الحفاظ على العينة

توضع عينة الاختبار النهائي في كيس العينة، وتكتب حالة العينة وتاريخ الاختبار على كيس العينة. بشكل عام، يجب الاحتفاظ بالعينة لمدة تزيد عن ستة أشهر.

نتائج الإختبار

خصائص التآكل

تعتمد هذه الطريقة على خصائص مظهر منتجات التآكل بعد اختبار رش الملح. يتم عرض خصائص التآكل لأجزاء الطلاء الشائعة بعد اختبار رش الملح في الجدول 5 أدناه.

الجدول 5: خصائص التآكل لأجزاء الطلاء الشائعة بعد اختبار رش الملح

طلاء أجزاء نوع خصائص التآكل

الصلب المجلفن تآكل الطلاء الرمادي أو الأسود والصدأ البني

طلاء الكادميوم باللون الرمادي أو الأسود والتآكل والصدأ البني

فولاذ مطلي بالكروم صدأ بني

مطلي بالنحاس باللون الأخضر

طلاء القصدير النحاسي تآكل الطلاء الرمادي وصدأ النحاس الأخضر

المعايير المعتمدة بهذه الطريقة هي: JB4159-1999 "المتطلبات الفنية العامة للمنتجات الكهربائية الاستوائية"; GJB4.11-1983 "اختبار رش الملح للاختبار البيئي للمعدات الإلكترونية البحرية"; GB/T4288-2003 "غسالة كهربائية منزلية" إلخ.

نسبة التآكل

هذه الطريقة مناسبة للعينات المسطحة. إذا كان وقت الاختبار قصيرًا أو كان شكل العينة معقدًا، فمن الصعب قياس منطقة التآكل.

المعايير المعتمدة بهذه الطريقة هي: GB/T6461-2002 "تصنيفات وعينات المعادن والطلاءات غير العضوية الأخرى على الركائز المعدنية بعد اختبار التآكل".

صيغة حساب GB/T6461-2002:

حيث: أ: النسبة المئوية للمساحة الإجمالية التي يغطيها التآكل؛ R: مستوى الحماية (انظر الجدول 6)، وينقسم إلى 0 إلى 10 مستويات.

الجدول 6: جدول مستوى الحماية R

المستوى أ المستوى

لا يوجد عيب 1025≤ 5 4

A ≤ 0.1 9 5≤ 10 3

0.1≤ 0.25 8 10≤ 25 2

0.25≤ 0.50 7 25≤ 50 1

0.50≤ 1.00 6 A>50 0

1.00≤ 2.50 5

معدل التآكل

المعايير التي تستخدم هذه الطريقة تشمل ASTM B537-1970 "الممارسة القياسية لتصنيف الألواح المطلية بالكهرباء المعرضة للتعرض الجوي" وما شابه.

تستخدم هذه الطريقة 5 × 5 (مم) كمربع صغير، ويقسم السطح الرئيسي للعينة إلى عدد من المربعات الصغيرة، احسب معدل تآكل العينة، انظر الجدول 7 لتصنيف معدل التآكل.

الجدول 7: جدول تقييم معدل التآكل

معدل التآكل % درجة معدل التآكل % درجة

0 10 ≤ 8 4

≤ 0.25 9 ≤ 16 3

≤ 0.5 8 ≤ 32 2

≤ 1 7 ≤ 64 1

≤ 2 6 >64 0

≤ 4 5

الزيادة أو النقصان بالوزن

تعتمد هذه الطريقة على وزن العينة الناتج عن تآكل المادة، ووزن العينة قبل وبعد تغيير الوزن، وتنقسم إلى طريقة فقدان الوزن وطريقة زيادة الوزن. كلتا الطريقتين عادة ما تكونا عبارة عن عينات تشبه اللوحة.

تتمثل طريقة فقدان الوزن في استخدام مذيب كيميائي يمكنه إذابة المواد المسببة للتآكل ولا يمكنه التفاعل كيميائيًا مع العينة نفسها، وحل المواد المسببة للتآكل في العينة بعد الاختبار، وتحديد وزن العينة بعد الاختبار. اختبار أخف من ذلك قبل الاختبار. يتم التعبير عن طريقة فقدان الوزن كقيمة فقدان الوزن لمنطقة عينة الوحدة بعد الاختبار.

تقيس طريقة زيادة الوزن بشكل مباشر قيمة الزيادة في الوزن لكل وحدة مساحة بعد الاختبار.

مقسمة حسب الخبرة

تعتمد هذه الطريقة على خبرة العمل الفعلية لتقسيم درجة تآكل العينة بعد اختبار رش الملح، وهي طريقة تمثيل تقريبية للغاية. تُستخدم العبارات التالية بشكل شائع: تآكل شديد، تآكل شديد، تآكل متوسط، تآكل طفيف، تآكل طفيف جدًا، مظهر جيد، إلخ.

تأثير الاختبار

يعد اختبار رش الملح وسيلة مهمة لتقييم قدرة المنتجات أو المواد على مقاومة التآكل بسبب رش الملح. إن علمية وعقلانية نتائج الاختبار أمر بالغ الأهمية. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على ثبات واتساق نتائج اختبار رش الملح. لتحسين فعالية نتائج اختبار رش الملح، فإن تكنولوجيا الاختبار هي المفتاح. لذلك، لا يحتاج القائمون على الاختبار إلى المعرفة المهنية القوية والمهارات المهنية فحسب، بل يحتاجون أيضًا إلى خبرة عملية غنية وفهم شامل للمنتج. يجب أن يفهموا اختبار رش الملح من تخصصات متعددة مثل الكيمياء والهندسة البيئية والمواد والهياكل والعمليات، وأن يكونوا علميين وعقلانيين. يتم التعبير عن نتائج الاختبار لتوفير معلومات أفضل لاختيار المنتج، والتصميم الهيكلي، واختيار العملية، ونقل المنتج، وتخزينه واستخدامه، ولتحسين مقاومة المنتج أو المادة للتآكل بسبب رش الملح.