Spis treści
Jednym z najpoważniejszych zagrożeń dla struktury oraz trwałości metali jest korozja atmosferyczna. Niestety nie da się jej wyeliminować. To naturalny proces powodowany wilgotnością powietrza czy utrzymującymi się w powietrzu gazami, a nawet cząstkami stałymi. Doskonale więc widać, jak dobrze trzeba zabezpieczyć metal, aby uniknąć poważnych uszkodzeń w krótkim czasie. A do określenia stopnia ochrony służą badania w komorze solnej. Umieszczenie w specjalnej konstrukcji próbki metalu daje wiarygodne wyniki w zakresie antykorozyjności materiałów.
Jak wygląda komora solna?
Do testów nadają się wyłącznie takie komory, które spełniają najwyższe wymagania pod względem odporności na korozję oraz szczelności. To dość oczywiste, jeśli weźmie się pod uwagę, że wewnątrz konstrukcji rozpyla się związki znacząco przyspieszające proces rdzewienia materiałów. Co więcej, nie tylko komora solna do testów korozyjnych musi być odpowiednio wytrzymała. Dotyczy to także urządzeń odpowiedzialnych za rozpylanie.
Istnieje alternatywa dla konstrukcji tworzonych z materiałów odpornych na korozję. Wystarczy zabezpieczyć ściany komory pleksiglasem, czyli produktem polimeryzacji metakrylanu metylu. Wyróżnia się bardzo dobrą ochroną przed procesami korozyjnymi, co znajduje swoje zastosowanie w komorach solnych. Niektóre ośrodki badawcze korzystają z pleksiglasu dla oszczędności bądź ze względu na szczególne warunki przeprowadzanych testów.
Sama komora może mieć bardzo różny kształt i rozmiar. Wszystko zależy od rodzaju lub wielkości badanej próbki. Jedyną ważną zasadą w kwestii wymiarów komory solnej do testów korozyjnych jest utrzymanie wystarczająco dużej odległości pomiędzy urządzeniem rozpylającym a powierzchnią próbki. Dlaczego to takie ważne? Ponieważ mgła solna nie powinna opadać bezpośrednio na metal. W przeciwnym wypadku otrzymane wyniki nie będą miarodajne. Profesjonaliści doskonale wiedzą, jak przygotować komorę solną do badania wszelkich dostarczonych próbek. W efekcie można spodziewać się przeprowadzenia testów w najlepszy możliwy sposób.
Typowa komora solna składa się z kilku elementów. Pierwszym z nich jest system wentylacji, który odpowiada za przepływ powietrza, które dostaje się do środka ze sprężarki. Kolejna istotna część konstrukcji to stojak na próbki. Dzięki niemu umieszczony metal zachowuje stabilność i oddziela się od pozostałych czynników. Ostatnim elementem są dysze rozpylające. To właśnie poprzez nie doprowadza się do komory solnej do testów korozyjnych mgłę solną.
Na czym polegają badania w komorze solnej?
Do uzyskania wyników poświadczających o skuteczności powłoki czy materiału antykorozyjnego w komorach stosuje się badania przyspieszone, nazywane również krótkotrwałymi. Ich cechą szczególną jest stworzenie warunków trudniejszych niż w rzeczywistości. To znacząco skraca wszystkie procesy związane z rdzewieniem materiałów. Przyspieszone badania w komorze solnej potrzebują więc bardzo wilgotnej atmosfery wraz z podwyższoną temperaturą. Dopiero po osiągnięciu wymaganych – wysokich – wartości, do konstrukcji można wprowadzić specjalnie przygotowany roztwór z solanki, który do złudzenia przypomina morską atmosferę.
Roztwór korozyjny nie powinno się wprowadzać więcej niż jeden raz. Zwyczajowo preparat zawiera 50 g/dm³ chlorku sodu. W ten sposób symuluje się warunki typowe dla ekspozycji naturalnej. Utrzymanie temperatury w granicach 30-40ºC i względnej wilgotności powietrza na poziomie 50-95% pozwala zobaczyć zachowywanie się warstw antykorozyjnych w morskim klimacie.
Do testów można też użyć obojętny roztwór chlorku sodu z kwasem octowym z pH między 3,2 a 3,5 i temperaturę sięgającą 35ºC. Badanie nazywa się Acetic Acid Salt Spray Test. Dzięki niemu uzyskuje się warunki zbliżone do atmosferycznych w umiarkowanym klimacie. Kolejnym badaniem w komorze solnej może być Copper Accelerated Acetic Acid Salt Spray Test, który wymaga zastosowania kwasu octowego z dodatkiem chlorku miedzi (I) oraz osiągnięcia temperatury 50ºC. Jego główną zaletą jest jeszcze większe przyspieszenie testów.
Czas i norma Badanie w komorze solnej według określonych standardów
Badania krótkotrwałe przyspieszają rdzewienie materiałów około 100 razy. Łatwo więc obliczyć, jak długo testowany materiał jest w stanie przetrwać w warunkach poza komorą solną. Ile jednak powinno się przetrzymywać próbkę, aby otrzymać miarodajny wynik?
Do tego służą opracowane przez specjalistów i naukowców standardy. Szczególnie ważna w tym kontekście jest jedna norma Badanie w komorze solnej wg PN-EN ISO 9227 zaleca sprawdzanie stanu próbek w określonych okresach. Mowa o 2, 6, 24, 48, 96, 168, 240, 480, 720 i 1000 godzinach. W praktyce oznacza to, że badania przyspieszone są badaniami kontrolnymi. Ma to sens ze względu na konieczność przetestowania próbki pod kątem jej trwałości.
Dla przykładu wystarczy wyobrazić sobie metal pokryty powłoką antykorozyjną, która powinna przetrwać przynajmniej 720 godzin w typowych warunkach powodujących korozję atmosferyczną. Jeśli w wyniku badania w komorze solnej na powierzchni próbki pojawią się ślady rdzy, należy uznać, że warstwa ochronna nie spełnia swojego zadania. Prawdopodobną przyczyną takiego stanu rzeczy jest niewłaściwy proces technologiczny lub odstępstwa od ustalonych parametrów. Po usunięciu błędu wystarczy przeprowadzić ponownie badania, aby zweryfikować skuteczność powziętych metod.
Komora solna do testów korozyjnych – interpretacja otrzymanych wyników
Istnieje kilka sposobów oceny, a w efekcie zrozumienia wyników przeprowadzonych testów. Od czego zależy wybór metody? Przede wszystkim od potrzeb, założeń projektowych oraz rodzaju korozji. Tak więc wśród wyróżnionych sposobów interpretacji badań w komorze solnej znajdują się:
- ocena wizualna i metalograficzna,
- pomiar ubytku grubości,
- metoda elektryczna, mechaniczna i elektrochemiczna,
- metoda analizy chemicznej.
Specjaliści od badań korozyjnych doskonale wiedzą, jakiej metody użyć i jak poprawnie zinterpretować wyniki w danej sytuacji. Warto polegać na ich wiedzy oraz doświadczeniu.
