Способ ускоренных испытаний цинковых гальванических покрытий

Способ ускоренных испытаний цинковых гальванических покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к исследованиям защитных покрытий. Цель - сокращение продолжительности испытаний и обеспечение возможности прогнозирования их срока службы в условиях эксплуатации судов. Способ ускоренных испытаний цинковых гальванических покрытий заключается в том, что на образец из испытуемого материала воздействуют хлоридами концентрацией 1200-1600 и сернистым газом концентрацией 13-17 мг/м3 при 38-42°С в течение 6 ч, воздействуют повышенной температурой (-58)-(-62)0С в течение 4 ч, повышенной влажностью без конденсации влаги при 58-62°С в течение 20 ч, повышенной влажностью с конденсацией влаги при температуре 38-42°С в течение 42 ч Образец подвергают также последовательно воздействию хлоридами концентрацией 1200- 1600 мг/м2-ч и сернистым газом концентрацией 13-17 мг/м3 при 38-42°С в течение 6 ч, повышенной темпера гурой 58- 62°С в течение 2 ч и повышенной влажностью без конденсации влаги при в течение 10ч. Воздействие холодом осуществляют при (-38Н-42)°С в течение 4 ч. Весь указанный цикл испытаний повторяют до 10% разрушения поверхности испытуемого материала, в качестве параметра, характеризующего прочность покрытия выбирают время Гу до достижения указанного процента разрушения, а прогнозируемый срок службы Т3 вычисляют по формуле гэ 17 Гу VI О го ОЭ Ч)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ й 1 (M

00, О (21) 4843196/28 (22) 14.05.90 (46) 15.09.92. Бюл. М 34 (71) Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов

"Прометей" (72) В.Д.Пирогов, Е,Я.Люблинский, Л.Г.Белоусова, Т.И.Балькова, .Ю.А.Каторгйн и .

Е.В.Заведия (56) ГОСТ 9.308 — 85 ЕСЗ КС. Покрытия металлические и. неметаллические неорганические. Методы ускоренных коррозионных испытаний, ГОСТ24927-81. Временная противокоррозионная защита изделий электронной техники. Технические требования и методы испытаний (прототип), (54) СПОСОБ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ

ЦИНКОВЫХ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к исследованиям защитных покрытий; Цель — сокращение продолжительности испытаний и обеспечение возможности прогнозирования их срока службы в условиях эксплуатации судов.

Способ ускоренных испытаний цинковых гальванических покрытий заключается в

Изобретение относится к области исследования защитной способности покрытий и может быть использовано при прогнозировании долговечности цинковых гальванических покрытий. (ГП). предназначенных для защиты от коррозии судовых деталей и конструкций.

Известны различные методы ускоренных испытаний ГП, предназначенных для эксплуатации в конкретных климатических условиях, Они основаны на ужесточении от. Ж 1762189 А1 том, что на образец из испытуемого материала воздействуют хлоридами концентрацией 1200 — 1600 мг/м-ч и сернистым газом

2 концентрацией 13 — 17 мг/м пр» 38 — 42 С в течение 6 ч, воздействуют повышенной температурой (-58)+62) С в течение 4 ч, повышенной влажностью без конденсации влаги при 58 — 62 С в течение 20 ч, повышенной влажностью с конденсацией влаги при температуре 38 — 42 С-в течение 42 ч. Образец подвергают также последовательно воздействию хлоридами концентрац,ней 12001600 мг/м ч и сернистым газом концентрацией 13-17 мг/м при 38 — 42 С в течение 6 ч, повышенной температурой 5862 С в течение 2 ч и повышенной влажностью без конденсации влаги при 58 — 62 С в течение 10 ч. Воздействие холодом осуще- ствляют при (-38)+42) С в течение 4 ч. Весь указанный цикл испытаний повторяют до

10 разрушения поверхности испытуемого материала, в качестве параметра, характеризующего прочность покрытия выбирают время t> до достижения укаэанного процента разрушения, а прогнозируемый срок службы тэ вычисляют по формуле т = 17 ТУ . дельных внешних факторов и сравнительной оценке покрытий (ГОСТ 9.308 — 85

ЕСЗКС). "Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы ускоренных коррозионных испытаний", ГОСТ

9,040 — 74 "Расчетно-экспериментальный метод ускоренного определения коррозионных потерь в атмосферных условиях" ГОСТ

20.57.406-81 "Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний", ГОСТ 24927:

1762189

"Временная противокоррозионная защита изделий электронной техники. Технические требования и методы испытаний" (прототип), Наиболее близким к заявляемому является способ ускоренных испытаний, регламентируемый ГОСТ 24927 — 81, Сущность его заключается в том, что образцы с ГП подвергают воздействию соляного тумана с агрессивными добавками, получаемого распылением водного раствора хлористого натрия 45 — 55 r/ë и сернистокислого натрия

9 — 11 г/л при температуре 33-37 С втечение

4 ч, затем повышенной температуры 5862 С при относительной влажности до 50/ в течение 12 ч, затем повышенной влажности без конденсации влаги при температуре

53 — 57 С и относительной влажности 92—

98 Д в течение 60 ч, затем в течение 12 ч при температуре 43-48 С и относительной влажности 94 — 100, затем выдерживают в течение 6 ч в камере холода при температуре минус 58-62 С. Оценку состояния производят после выдержки образцов в течение 2 ч в нормальных атмосферных условиях, Однако see известные методы, включая прототип, имеют следующие существенные недостатки: — количество воздействующих факторов и диапазоны их значений не моделируют условия эксплуатации гальванических покрытий (ГП) на судах; — режимы испытаний не учитывают механизм разрушения ГП в условиях эксплуатации судовых изделий; — отсутствуют параметры и критерии, моделирующие в лабораторных условиях динамику изменения защитной способности ГП в условиях эксплуатации судов, что исключает возможность прогнозирования долговечности покрытий.

Цель изобретения — сокращение продолжительности испытаний и обеспечение возможности прогнозирования долговечности ГГ1 в условиях эксплуатации судовых деталей и сооружений, Способ заключается в том, что на образец из испытуемого материала воздействуют хлоридами концентрацией 1200 — 1600 мг/м ч и сернистым газом, повышенной температурой 58 — 62 С, повышенной влажностью без конденсации влаги, повышенной влажностью с конденсацией влаги, холодом, выдерживают образец в нормальных климатических условиях в течение 2 ч и определяют параметр, по которому судят о прочности покрытия, при атом воздействие хлоридами и сернистым газом осуществляют при концентрации сернистого газа 13-17 мг/м и температуре 38-42 С в течение 6 «, воздействие повышенной температурой проводят в течение 4 ч, воздействие повышенной влажностью без конденсации влаги осуществляют при температуре 58 — 62 С в

5 течение 20 ч, воздействие повышенной влажностью с конденсацией влаги осуществляют при температуре 38-42 С в течение

42 ч, Перед воздействием холодом осуществляют последовательно воздействие хлори10 дами концентрацией 1200-1600 мг!м ч и сернистым газом 13 — 17 смlм при темпераз туре 38 — 42 С в течение 6 ч, повышенной температуре 58 — 62 С в течение 2 ч и повышенной влажностью без конденсации влаги

15 при температуре 58-62 С в течение 10 ч, а воздействие холодом осуществляют при температуре (-38) — (-42) С в течение 4 ч, указанный цикл испцтаний повторяют до 10;( разрушения поверхности испытуемого ма20 териала, в качестве параметра,характеризующего прочность покрытия выбирают время до достижения указанного процента разрушения, а прогнозируемый срок службы t вычисляют по формуле:

25 2 э = 17 гу.

Сущность и отличительная особенность способа заключается в том, что впервые ужесточение процесса обеспечено путем наибольшего приближения условий испыта30 ний к натурным условиям эксплуатации ГП при одновременном уменьшении продолжительности воздейстивия факторов, оказывающих несущественное влияние на защитную способность ГП, Так, например, ограничена продолжительность воздействия повышенной температуры и холода. Для сохранения механизма процесса и достижения одинакового закона износа покрытия в лабораторных и натурных условиях концен40 трация $0 увеличена по сравнению с его концентрацией в натурных условиях только до значений, при которых еще не проявляется существенного влияния сульфидов.

Учитывая, что хлориды и ЯО являются основными активирующими элементами, способ предусматривает их участие практически на всех стадиях процесса, Способ реализуют следующим образом, Образцы с ГП устанавливают под углом

50 45 в камере соляного тумана и сернистого газа, в которой периодическим распылением растворов NaCI 45-55 г/л и NazSOg 2,53,5 г/л поддерживают необходимую концентрацию хлоридов 1,2 — 1,6 г/м ч и сернистого газа 13 — 17 мгlм и, выдержива э ют образцы в течение 6 ч при температуре

38-42 С, Затем образцы переносят в камеру тепла и влаги, в которой при температуре

58 — 62 С и влажности до 507 в течение 4 ч

1762189 на поверхности образцов закрепляется солевой осадок. Затем в камере тепла и влаги при температуре 58 — 62 С повышают влажность до 92-987; и испытывают образцы в течение 20 ч. Затем путем снижения температуры до 38-42 С обеспечивают конденсацию влаги и испытывают образцы в течение

42 ч. Затем образцы снова переносят в камеру соляного тумана, и повторяют указанные выше три первых операции, причем продолжительность последней из них сокращается до 10 ч. Затеи переносят образцы в камеру холода, где выдерживают их в течение 4 ч при температуре (-38)-(-42)ОС, образцы вынимают из камеры, выдерживают на воздухе 2 ч. При этом образцы осматривают, контролируют заданные параметры. Общая продолжительность одного цикла испытаний составляет 96 ч, а время переноса из камеры в камеру не должно превышать 10 мин. Дальше испытательный цикл повторяют до достижения покрытием минимально допустимой сохранности, которая должна соответствовать процентному соотношению площади поверхности подложки, подверженной коррозии, к общей площади поверхности конструкции, равному не более 10 Эта величина принята за критерий долговечности гальванических покрытий.

Состояние ГП оценивали по изменению толщины и потенциала; а также по убыли массы покрытий.

Установлена корреляционная связь между изменением этих показателей состояния ГП в предлагаемом режиме ускоренных испытаний и эксплуатационных условиях на судах. Рассчитан коэффициент ускорения Ky = 17 для цинковых покрытий.

Пример: проведены лабораторные ускоренные испытания цинковых ГП, предназначенных для защиты от коррозии судовых деталей. Данные покрытия наиболее часто применяют в судостроении.

По известным данным наибольшая коррозионная активность хлоридов наблюдается при их концентрации на поверхности (1,2-1,6) гlм . ч, эта концентрация и выбрана для испытаний, В реальных условиях атмосферной коррозии поступление (вследствие промышленного загрязнения атмосферы) в пленку воды на поверхности ГП вызывает подкисление пленки, частичное растворение продуктов коррозии (нарушение защитного слоя) и растворение гальванических покрытий.

Известно, что механизм коррозии ГП остается неизменным в интервале концентраций в атмосфере от 0,01 до 15 мг/м ° при40

Формула изобретения

Способ ускоренных испытаний цинковых гальванических покрытий, по которому на образец из испытуемого материала воздействуют хлооидами концентрацией

1200-1600 мгlм ч и сернистым газом, повышенной температурой 58 — 62 С, повышенной влажностью без конденсации влаги, повышенной влажностью с конденсацией влаги, холодом, выдерживают образец в нормальных климатических условиях в течение 2 ч и определяют параметр, по которому судят о долговечности покрытия, от. л и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения продолжительности испытаний и обеспечения возможности прогнозирования их срока службы в условиях эксплуатации судов, воздействие хлоридами и сернистым газом осуществляют при концентрации сернистого газа 13 — 17 мг/м и з температуре 38-42 С в течение 6 ч, воздействие повышенной температурой проводят в течение 4 ч, воздействие повышенной

1 чем при 15 мг/м наблюдается наибольшая скорость коррозии, Эта величина и выбрана для испытаний.

Максимальная температура воздуха в

5 режиме ускоренных испытаний выбрана

58 — 62 С, исходя из того, что при повышенных температурах наблюдается уплотнение продуктов коррозии, что затрудняет подход стимуляторов анодной реакции (Ог, SO4, 10 S . ОН) и, следовательно, замедляетскорогсть коррозии. Кроме того, при повышении температуры снижается концентрация кислорода в пленке влаги на поверхности об-разцов, 15 Минимальная температура принята

-38) — (-42) С, что приближается к минималь- ной температуре в условиях эксплуатации.

Понижение температуры нецелесообразно, т.к. отрицательная температура не оказыва20 ет значительного влияния на скорость коррозии.

Перепад температур при воздействии повышенной влажности для конденсации на образцах влаги выбран 20 С, что обеспе25 чивает конденсацию на образцах слоя влаги толщиной 80 — 100 мкм, обладающей наибольшей агрессивностью. Известно, что увеличение перепада температур, а следовательно и толщины сконденсированной

30 пленки влаги снижает концентрацию в ней

° хлоридов и кислорода, а также снижает рН в пленке.

Состояние ГП на образцах оценивали по вышеописанным показателям и крите35 рию долговечности через каждый цикл испытаний, 1762189

Составитель Н.Швыркова

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор

Заказ 3254 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 влажностью без конденсации влаги осуществляют при 58-62 в течение 20 ч, воздействие повышенной влажностью с конденсацией влаги осуществляют при 38—

42"С в течение 42 ч, перед воздействием холодом осуществляют последовательно воздействие хлоридами концентрацией

1200 — 1600 мг/м . ч и сернистым газом 13—

2 .

17 мг/м при 38-42 С в течение 6 ч, повышенной температурой 58 — 62ОC в течение 2 ч и повышенной влажностью без конденсации влаги при 58-62 С в теЧение 10 ч, а воздействие холодом осуществляют при (-38)-(-42) С в течение 4 ч, указанный цикл испытаний повторяют до 10 разрушения

5 поверхности испытуемого материала. в качестве параметра, характеризующего долговечность покрытия, выбирают время ty до достижения указанного процента разрушения, а прогнозируемый срок службы ts вы10 числяют по формуле ts- 17 ту.