تست خوردگی

برای انتخاب مواد و ساخت قطعات فلزی یا راه اندازی یک کارخانه، چند گام در حوزه خوردگی لازم است که انجام شود. این مراحل شامل بررسی گروهی از مواد و انتخاب یا رد آن ها بر اساس مطالعات آزمایشگاهی، ساخت نمونه های کوچک از مواد انتخاب شده و شبیه سازی شرایط واقعی، راه اندازی کارخانه یا ساخت قطعات در مقیاس انبوه، انجام آزمایش های عملی در حین کار و بعد از اجرا برای بررسی های بیشتر و بهینه سازی شرایط و مواد به کار برده شده می باشد.

مراحل تست خوردگی

مراحل انجام یک تست خوردگی شامل آماده سازی نمونه (ها) ، وزن کردن نمونه ، چربی زدایی نمونه ، قرار دادن نمونه در شرایط شبیه سازی شده، انجام آزمون خوردگی مورد نظر، تمیز کردن نمونه پس از انجام آزمون نرخ خوردگی، محاسبه نرخ خوردگی و سایر بررسی های مربوط به آن است.

آماده سازی نمونه

اولین قدم در انجام تست خوردگی آماده سازی نمونه است. به این معنی که ابعاد نمونه ها باید طبق شرایط آزمایش و محیط شبیه سازی شده آماده شوند.

هم چنین ضخامت، طول و عرض نمونه باید برای محاسبات بعدی اندازه گیری شده و در نظر گرفته شود. از سویی دیگر در آماده سازی نمونه برای انجام آزمون نرخ خوردگی ، سطح قطعه را هم باید توسط عملیات سمباده زنی، پولیش، سنگ زنی، اسیدشویی فلزات و غیره آماده شوند.

وزن کردن نمونه

همان طور که ابعاد نمونه در انجام محاسبات خوردگی باید به دقت اندازه گیری شوند، وزن و سطح نمونه نیز باید به درستی اندازه گیری شود. چرا که محاسبه دقیق میزان خوردگی ، وابسته به دقت اندازه گیری این موارد است. هم چنین این نکته را هم باید مدنظر قرار داد که سطح نمونه با حجم محلولی که برای خوردگی استفاده می شود، متناسب باشد.

چربی زدایی نمونه

برای اینکه آزمایش در بهینه ترین شرایط انجام شود، سطح نمونه باید عاری از هرگونه آلودگی و چربی باشد. برای چربی زدایی نمونه می توان آن را در محلول های مختلف مانند استون، اتانول، متانول و غیره در دستگاه التراسونیک قرار داد تا عمل چربی زدایی سطح انجام شود. در این قسمت نیز باید توجه شود که نمونه بلافاصله پس از بیرون آمدن از دستگاه التراسونیک، تحت تست خوردگی قرار گیرد. در غیر این صورت برای جلوگیری از ایجاد آلودگی دوباره روی سطح، باید نمونه را در دسیکاتور نگهداری کرد.

شبیه سازی شرایط خوردگی

شبیه سازی شرایط خوردگی به این صورت است که شرایط و عواملی که قطعه در حالت واقعی در آن محیط قرار می گیرد به صورت کوچکتر برای انجام آزمایش خوردگی ، شبیه سازی شود.

در این مرحله، نمونه را در شرایط مناسب و یا در محلول خوردگی قرار می دهند و با بررسی زمان و میزان خوردگی ایجاد شده در قطعه، مقاومت نمونه در شرایط شبیه سازی را به دست می آورند.

تمیز کردن نمونه پس از انجام تست خوردگی

پس از اینکه تست خوردگی به پایان رسید، نمونه از محلول خوردگی خارج شده و تمیز می شود. اگر تمیز کردن نمونه به خوبی انجام شود، روی نتیجه آزمایش تاثیر مستقیمی می گذارد و باعث بهبود آن می شود. تمیز کردن نمونه به صورت شستن نمونه زیر آب و یا ساییدن آن با کاردک و برس و یا تمیز کردن آن در حلال های شیمیایی است.

محاسبه میزان خوردگی

در این مرحله که پس از تست خوردگی باید انجام شود، با فرمول های موجود، میزان خوردگی قطعه به دست می آید. معمولا گزارش میزان خوردگی به صورت جرم بر واحد زمان (سال) است. نرخ خوردگی نشان می دهد که اگر قطعه در شرایط واقعی در چنین محیطی قرار گیرد، چه میزان از جرم آن خورده شده و از بین می رود. برای مثال فرمول زیر میزان خوردگی را بر حسب میلی متر خورده شده بخش بر سال نشان می دهد:

mmpy (millimeter per year) = (جرم از دست رفته×8700)/(زمان×چگالی ×سطح)

نقش زمان در آزمایش خوردگی

برای به حداقل رساندن خطا در آزمایش خوردگی ، لازم است زمان مناسب برای انجام تست و زمانی که نمونه باید در محیط خوردگی قرار گیرد، با دقت انتخاب شود. زمانی که آزمایشات در مرحله شبیه سازی و پایلوت قرار دارند، زمان تست خوردگی بین 15 تا 30 روز انتخاب می شود. در برخی موارد نمونه ها در شرایط محیطی و با قرار گرفتن در معرض اتمسفر، سرعت خوردگی کمی دارند. در این موارد لازم است زمان زیادی برای آزمایش خوردگی صرف شود.

نقش وجود اکسیژن در محیط آزمایش خوردگی

محیطی که قرار است در آن آزمون نرخ خوردگی انجام شود، باید از لحاظ میزان اکسیژن موجود کنترل شود. چرا که اکسیژن جزو عواملی است که سرعت خوردگی را افزایش می دهد. در نتیجه باید در هنگام انجام تست خوردگی به این موضوع دقت شود.

همچنین قطعاتی که در محیط های آبی قرار دارند نیز باید از این لحاظ بررسی شوند. برای مثال، برای جلوگیری از خوردگی دیگ های بخار، از تکنیک هوا زدایی آب استفاده می شود. چرا که اغلب دیگ های بخار از جنس فولاد و چدن هستند و این فلزات در معرض اکسیژن، خوردگی بالایی دارند.

انواع تست خوردگی

انتخاب روش تست خوردگی بر اساس اینکه چه چیزی قرار است بررسی شود باید انتخاب گردد. برای مثال برخی روش ها جریان و سرعت خوردگی را می دهند و برخی دیگر خوردگی را به صورت کیفی مورد بررسی قرار می دهند. همچنین یک سری از تست ها مکانیزم های خوردگی و واکنش های آن را بررسی می کنند. اما در حالت کلی تست های خوردگی به دو دسته آزمون های ارزیابی کننده سینتیک و واکنش خوردگی و آزمون های بررسی کننده خوردگی موضعی طبقه بندی می شوند. آزمون های خوردگی که سینتیک و واکنش خوردگی را بررسی می کنند، شامل آزمون های الکتروشیمیایی و غیر الکتروشیمایی می شوند. تست های الکتروشیمیایی، تست خوردگی پلاریزاسیون ، پتانسیومتری، امپدانس، ولتامتری، کرونوآمپرومتری و نویز الکتروشیمایی هستند. تست های غیر الکتروشیمیایی، تست های غوطه وری و آنالیز شیمیایی محلول هستند.

آزمایش هایی که خوردگی را به صورت کیفی و موضعی بررسی می کنند، آزمون خوردگی شیاری، مرزدانه ای، مکانیکی و آزمون حفره دار شدن می باشند. آزمون خوردگی مرزدانه ای نیز شامل آزمون وارن و آزمون استرایکر می شود.

تست خوردگی پلاریزاسیون

در تست خوردگی پلاریزاسیون ابتدا سل الکتروشیمیایی را در شرایط پایدار قرار می دهند و پتانسیل آن که پتانسیل مدار باز نامیده می شود را اندازه گیری می کنند. در مرحله بعد، با تغییر پتانسیل، جریان اندازه گیری می شود. نتیجه تست خوردگی پلاریزاسیون نمودار پتانسیل بر حسب لگاریتم جریان است. این دو نمودار دو شاخه آندی و کاتدی دارد و نمودار تافل نامیده می شود. شیب های آندی و کاتدی رسم می شوند و از تقاطع آن ها جریان و پتانسیل خوردگی به دست می آید.

هدف از انجام آزمون خوردگی

هدف از انجام آزمون خوردگی این است که فلزات و آلیاژهایی را انتخاب کنیم که با قرار گرفتن در شرایط عملی، کمترین میزان خوردگی برای آن ها رخ دهد. آزمون نرخ خوردگی در حین کار یک قطعه در شرایط عملی به این منظور انجام می شود که به صورت پیوسته خوردگی آن کنترل و بررسی شود. همچنین تست خوردگی در شرایط آزمایشگاهی و صنعتی برای مطالعه و بررسی مکانیزم ها و واکنش های خوردگی انجام می شود.

امروزه آزمون های خوردگی پشرفته و دقیق باعث می شوند با آگاهی از رفتار خوردگی مواد مختلف در شرایط مختلف، بیشترین دوام و کمترین هزینه و خسارت در صنایع به وجود آید.

خدمات تست خوردگی

خدمات تست خوردگی در آزمایشگاه های مربوطه برای بررسی و شبیه سازی رفتار خوردگی قطعات مختلف انجام می شود. این آزمایشگاه ها خدمات تست خوردگی را طبق درخواست مشتری و بر اساس هدف موردنظر و جنس قطعه و محیط خورنده انجام می دهند. هم چنین در آزمایشگاه های خوردگی و پوشش دهی ، خدمات تست خوردگی به این صورت است که مشاوران و کارشناسان با تجربه حضور دارند و به صنایع مختلف در انتخاب مواد و تکنیک های مناسب برای به حداقل رساندن خوردگی قطعات صنعتی کمک می کنند.

این آزمایشگاه ها علاوه بر ارائه خدمات تست خوردگی ، خدمات پوشش دهی و روش های تکمیل سطح را نیز برای حفظ ظاهر و محافظت از قطعات در برابر خوردگی، اشعه ماورا بنفش، نفوذ آب، حرارت و سایر عوامل از بین برنده قطعه، ارائه می دهند.

هزینه تست خوردگی

هزینه تست خوردگی بر اساس نوع تست و تعداد نمونه ها متفاوت است. در واقع ابعاد نمونه و زمان انجام آزمایش نیز در هزینه تست خوردگی تاثیر می گذارند. اما با انتخاب درست ماده و یا در برخی موارد پوشش دهی قطعات برای محافظت از آن ها در برابر خوردگی و بکارگیری تکنیک های مختلف برای کاهش و مدیریت نرخ خوردگی و همچنین انجام آزمایش خوردگی، از ایجاد هزینه های گزاف بعدی به خصوص در صنایع بزرگ مانند کشتی سازی و پالایشگاه و پتروشیمی جلوگیری می شود.