Ăn mòn là sự phá hủy hoặc suy giảm tính chất của vật liệu hoặc đặc tính của chúng do môi trường gây ra. Ăn mòn chủ yếu xảy ra trong môi trường khí quyển, nơi chứa các thành phần ăn mòn và các yếu tố ăn mòn như oxy, độ ẩm, thay đổi nhiệt độ và chất ô nhiễm.
Ăn mòn tuần hoàn là một dạng ăn mòn khí quyển phổ biến và có tính phá hủy cao nhất. Ăn mòn tuần hoàn trên bề mặt vật liệu kim loại là do sự xâm nhập của các ion clorua chứa trong lớp oxy hóa bề mặt kim loại và lớp bảo vệ kim loại, gây ra phản ứng điện hóa kim loại bên trong. Đồng thời, các ion clo chứa một năng lượng hydrat hóa nhất định, dễ dàng bị hấp phụ trong các lỗ rỗng của bề mặt kim loại, làm tắc nghẽn các vết nứt và thay thế oxy trong lớp oxit, biến các oxit không hòa tan thành clorua hòa tan, khiến bề mặt bị thụ động hóa thành bề mặt hoạt động.
Thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn là một loại thử nghiệm môi trường, chủ yếu sử dụng thiết bị thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn để tạo ra mô phỏng nhân tạo các điều kiện môi trường ăn mòn tuần hoàn nhằm đánh giá khả năng chống ăn mòn của sản phẩm hoặc vật liệu kim loại. Thử nghiệm này được chia thành hai loại: một loại là thử nghiệm tiếp xúc với môi trường tự nhiên, loại còn lại là thử nghiệm mô phỏng tăng tốc nhân tạo về thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn.
Mô phỏng nhân tạo thử nghiệm môi trường ăn mòn tuần hoàn là sử dụng thiết bị thử nghiệm không gian có thể tích nhất định - Buồng thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn (Hình), trong không gian có thể tích nhất định bằng phương pháp nhân tạo, tạo ra môi trường ăn mòn tuần hoàn để đánh giá chất lượng khả năng chống ăn mòn của sản phẩm.
So với môi trường tự nhiên, nồng độ muối clorua trong môi trường ăn mòn tuần hoàn của nó có thể cao gấp vài lần hoặc hàng chục lần so với hàm lượng ăn mòn tuần hoàn trong môi trường tự nhiên nói chung, do đó tốc độ ăn mòn tăng lên đáng kể, thời gian nhận kết quả thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn trên sản phẩm cũng được rút ngắn đáng kể. Ví dụ, trong môi trường tiếp xúc tự nhiên để thử nghiệm mẫu sản phẩm, quá trình ăn mòn có thể mất 1 năm, trong khi trong điều kiện môi trường ăn mòn tuần hoàn mô phỏng nhân tạo, chỉ cần 24 giờ là có thể nhận được kết quả tương tự.
Ăn mòn tuần hoàn mô phỏng trong phòng thí nghiệm có thể được chia thành bốn loại
(1)Thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn trung tính (thử nghiệm NSS)Là phương pháp thử nghiệm ăn mòn tăng tốc xuất hiện sớm nhất và hiện đang được sử dụng rộng rãi nhất. Phương pháp này sử dụng dung dịch muối natri clorua 5%, giá trị pH của dung dịch được điều chỉnh trong khoảng trung tính (6,5 ~ 7,2) để phun. Nhiệt độ thử nghiệm được lấy ở 35℃, tốc độ lắng của yêu cầu ăn mòn tuần hoàn là 1 ~ 2ml/80cm/h.
(2)Thử nghiệm ăn mòn vòng axit axetic (thử nghiệm ASS)Được phát triển dựa trên thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn trung tính. Phương pháp này sử dụng axit axetic băng trong dung dịch natri clorua 5%, làm giảm độ pH của dung dịch xuống khoảng 3, dung dịch trở nên có tính axit, và quá trình hình thành ăn mòn tuần hoàn cuối cùng cũng chuyển từ ăn mòn tuần hoàn trung tính sang axit. Tốc độ ăn mòn của phương pháp này nhanh hơn khoảng 3 lần so với thử nghiệm NSS.
(3)Thử nghiệm ăn mòn vòng axit axetic tăng tốc bằng muối đồng (thử nghiệm CASS)là một thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn nhanh mới được nước ngoài phát triển, nhiệt độ thử nghiệm là 50℃, dung dịch muối với một lượng nhỏ muối đồng - đồng clorua, gây ra hiện tượng ăn mòn mạnh. Tốc độ ăn mòn của nó gấp khoảng 8 lần so với thử nghiệm NSS.
(4)Thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn xen kẽlà một thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn toàn diện, thực chất là thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn trung tính cộng với thử nghiệm độ ẩm và nhiệt độ không đổi. Phương pháp này chủ yếu được sử dụng cho toàn bộ sản phẩm dạng khoang, thông qua sự xâm nhập của môi trường ẩm ướt, do đó ăn mòn tuần hoàn không chỉ được tạo ra trên bề mặt sản phẩm mà còn bên trong sản phẩm. Phương pháp này là sản phẩm được thử nghiệm luân phiên trong hai điều kiện môi trường ăn mòn tuần hoàn và nhiệt độ ẩm, và cuối cùng đánh giá các tính chất điện và cơ học của toàn bộ sản phẩm, có hoặc không có sự thay đổi.
Kết quả thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn thường được đưa ra dưới dạng định tính hơn là định lượng. Có bốn phương pháp đánh giá cụ thể.
①phương pháp đánh giá xếp hạnglà diện tích ăn mòn và tổng diện tích theo tỷ lệ phần trăm theo một phương pháp phân chia nhất định thành nhiều mức, lấy một mức nhất định làm cơ sở đánh giá có trình độ, thích hợp cho các mẫu phẳng để đánh giá.
②phương pháp cân nhắc phán đoánlà thông qua trọng lượng của mẫu trước và sau khi thử nghiệm ăn mòn, tính toán trọng lượng bị ăn mòn để đánh giá chất lượng khả năng chống ăn mòn của mẫu, đặc biệt thích hợp để đánh giá chất lượng khả năng chống ăn mòn của kim loại.
③phương pháp xác định hình dạng ăn mònlà phương pháp xác định định tính, đó là thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn, xem sản phẩm có tạo ra hiện tượng ăn mòn hay không để xác định mẫu, các tiêu chuẩn sản phẩm chung chủ yếu được sử dụng trong phương pháp này.
④phương pháp phân tích thống kê dữ liệu ăn mòncung cấp thiết kế các thử nghiệm ăn mòn, phân tích dữ liệu ăn mòn, dữ liệu ăn mòn để xác định mức độ tin cậy của phương pháp, chủ yếu được sử dụng để phân tích, ăn mòn thống kê, chứ không phải để đánh giá chất lượng sản phẩm cụ thể.
Kiểm tra ăn mòn tuần hoàn của thép không gỉ
Thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn được phát minh vào đầu thế kỷ XX, là phương pháp thử nghiệm ăn mòn được sử dụng lâu nhất, được người dùng vật liệu có khả năng chống ăn mòn cao ưa chuộng, đã trở thành phương pháp thử nghiệm "phổ thông". Lý do chính là: ① Tiết kiệm thời gian; ② Chi phí thấp; ③ Có thể thử nghiệm nhiều loại vật liệu; ④ Kết quả đơn giản và rõ ràng, thuận lợi cho việc giải quyết tranh chấp thương mại.
Trên thực tế, thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn đối với thép không gỉ là thử nghiệm được biết đến rộng rãi nhất - vật liệu này có thể thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn trong bao nhiêu giờ? Những người thực hành chắc hẳn không còn xa lạ với câu hỏi này.
Các nhà cung cấp vật liệu thường sử dụngthụ động hóađiều trị hoặccải thiện chất lượng đánh bóng bề mặtv.v., để cải thiện thời gian thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn của thép không gỉ. Tuy nhiên, yếu tố quyết định quan trọng nhất là thành phần của thép không gỉ, tức là hàm lượng crom, molypden và niken.
Hàm lượng hai nguyên tố crom và molypden càng cao thì khả năng chống ăn mòn cần thiết để chống lại hiện tượng rỗ và ăn mòn khe hở càng cao. Khả năng chống ăn mòn này được thể hiện bằng cái gọi làTương đương khả năng chống rỗGiá trị (PRE): PRE = %Cr + 3,3 x %Mo.
Mặc dù niken không làm tăng khả năng chống rỗ và ăn mòn khe hở của thép, nhưng nó có thể làm chậm hiệu quả tốc độ ăn mòn sau khi quá trình ăn mòn đã bắt đầu. Do đó, thép không gỉ austenit chứa niken có xu hướng hoạt động tốt hơn nhiều trong các thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn và bị ăn mòn ít nghiêm trọng hơn nhiều so với thép không gỉ ferritic hàm lượng niken thấp có khả năng chống rỗ và ăn mòn khe hở tương đương.
Thông tin thú vị: Đối với thép 304 tiêu chuẩn, Ăn mòn tuần hoàn trung tính thường nằm trong khoảng từ 48 đến 72 giờ; đối với thép 316 tiêu chuẩn, Ăn mòn tuần hoàn trung tính thường nằm trong khoảng từ 72 đến 120 giờ.
Cần lưu ý rằngcáiĂn mòn tuần hoànthử nghiệm có nhược điểm lớn khi kiểm tra các đặc tính của thép không gỉ.Hàm lượng clorua trong Ăn mòn tuần hoàn trong thử nghiệm Ăn mòn tuần hoàn cực kỳ cao, vượt xa môi trường thực tế, do đó, thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn trong môi trường ứng dụng thực tế với hàm lượng clorua rất thấp cũng sẽ bị ăn mòn trong thử nghiệm Ăn mòn tuần hoàn.
Thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn làm thay đổi tính chất ăn mòn của thép không gỉ, không thể coi đây là một thử nghiệm tăng tốc hay một thí nghiệm mô phỏng. Kết quả chỉ mang tính phiến diện và không có mối quan hệ tương đương với hiệu suất thực tế của thép không gỉ khi được đưa vào sử dụng.
Vì vậy, chúng ta có thể sử dụng thử nghiệm Ăn mòn Tuần hoàn để so sánh khả năng chống ăn mòn của các loại thép không gỉ khác nhau, nhưng thử nghiệm này chỉ có thể đánh giá vật liệu. Khi lựa chọn vật liệu thép không gỉ cụ thể, chỉ riêng thử nghiệm Ăn mòn Tuần hoàn thường không cung cấp đủ thông tin, vì chúng ta không hiểu rõ mối liên hệ giữa các điều kiện thử nghiệm và môi trường ứng dụng thực tế.
Cũng vì lý do đó, không thể ước tính tuổi thọ của sản phẩm chỉ dựa trên thử nghiệm ăn mòn tuần hoàn của mẫu thép không gỉ.
Ngoài ra, không thể so sánh giữa các loại thép khác nhau, ví dụ, chúng ta không thể so sánh thép không gỉ với thép cacbon phủ, vì cơ chế ăn mòn của hai vật liệu được sử dụng trong thử nghiệm rất khác nhau và mối tương quan giữa kết quả thử nghiệm và môi trường thực tế mà sản phẩm sẽ được sử dụng là không giống nhau.
Thời gian đăng: 06-11-2023