وقد تم الاعتراف اختبار رش الملح لترتيب مستويات الأداء من أنظمة الطلاء. ومع ذلك ، هناك ارتباط ضئيل بين النتائج من اختبارات رش الملح القياسية والأداء الحقيقي المضاد للتآكل. على وجه الخصوص، فإنه لن تكون قادرة على إعطاء تقييم دقيق للطلاء المجلفن لأن البلل المستمر خلال اختبار رش الملح لا يسمح لهذه الطبقة أكسيد الكربونات والسلبية لتطوير، وهذه الطبقة الملتصقة يحمي الزنك من التآكل في الوقت نفسه الزنك يحمي الصلب الركيزة من التآكل. عندما يتم تقييم المواد المغلفة من خلال اختبار رش الملح، ولكن ليس لديها الأشعة فوق البنفسجية التي سوف تسبب تدهور الدهانات والتمهيدي. ولذلك، استخدام نتائج اختبار رش الملح لتوجيه اختيار الطلاء واقية للصلب هو مشكلة خطيرة جدا في المجال الهندسي. على الرغم من القيود المفهومة جيدا للاختبار ، يستخدم العديد من مصممي المشروع نتيجة اختبار رش الملح كمبدأ توجيهي لاختيار الطلاء المفضل لديهم. على مدى عقود ، ولد هذا الاختبار معلومات مضللة حول أداء الطلاء ونتائجه لا تزال تبرز بشكل بارز في المواد التسويقية للمنتجات التي تسفر عن نتائج أكثر ملاءمة مما كانت عليه في العالم العملي. تهدف هذه المقالة إلى إعطاء بعض البصيرة في قيود هذا النوع من الاختبارات المتسارعة.
ما هو اختبار رش الملح؟
هناك نوعان من اختبارات رش الملح في الاستخدام الشائع، حمض محايد وآليك، ولكن أيا من هذه يفعل ما نريد في اختبار، وهو تكرار الطبيعة على أساس زمني متسارع. كما يطلق عليه اختبار ضباب الملح وهو حل اختبار التآكل الموحد والشعبي ، ويستخدم للتحقق من مقاومة التآكل للمواد والطلاء السطحي. عادة، المواد التي سيتم اختبارها هي معدنية وانتهت مع طلاء السطح الذي يهدف إلى توفير درجة من الحماية من التآكل إلى المعدن الأساسي. وهو اختبار التآكل المتسارع الذي ينتج هجوم تآكل لعينات المغلفة لتقييم فعالية طلاء واقية. يتم تقييم مظهر التآكل بعد فترة معينة من الزمن ، وتعتمد مدة الاختبار على مقاومة التآكل للطلاء. عموما، وأكثر مقاومة للتآكل الطلاء، ويعد فترة الاختبار قبل ظهور التآكل أو الصدأ. اختبار رش الملح هو واحد من اختبارات التآكل الأكثر انتشارا وأطولها رسوخا، وكان ASTM B117 أول معيار معترف به دوليا والذي نشر في عام 1939. المعايير الهامة الأخرى ذات الصلة هي ISO 9227، JIS Z 2371 و ASTM G85.
دعونا نلقي نظرة على عملية الاختبار أولا. ينطوي إجراء رش الملح على رش محلول ملحي بالملح بنسبة 5٪ (كلوريد الصوديوم) على العينات ، ويتم الاختبار داخل غرفة يتم التحكم في درجة حرارتها. يتم الحفاظ على درجة الحرارة داخل الغرفة عند مستوى ثابت ، وتخضع العينات باستمرار لرذاذ المياه المالحة ، ويتم سرد إجراء اختبار ASTM B117 أدناه:
√ وضع خشبي في الغرفة
√ضع عينات على رف خشبي بزاوية إمالة صغيرة
√5٪ NaCl في مياه الصنبور التي يتم ضخها من الخزان لرش الفوهات
√حل ممزوج بالهواء المضغوط المرطب عند الفوهات
√الهواء المضغوط ينقسم محلول NaCl إلى ضباب عند الفوهات
√سخانات الحفاظ على درجة حرارة خزانة 95 درجة فهرنهايت
√يمكن أن تكون مدة الاختبار من 24 ساعة إلى 1000 ساعة ويتم تدوير العينات بشكل متكرر بحيث يتم تعريض جميع العينات بشكل موحد قدر الإمكان لضباب رذاذ الملح.
عند استخدام اختبار رش الملح لاختبار ورقة الصلب المغلفة بالمعادن، يتم تقييم أداء التآكل بالطرق التالية:
√Nr. من ساعات حتى صدأ من الصلب هو أول واضح
√Nr. من ساعات حتى 5٪ من مساحة السطح هو صدئ
√Nr. من ساعات حتى 10٪ من مساحة السطح هو صدئ
يتم قياس تقييم أداء المعالجات المسبقة للدهانات أو طلائها التمهيدي أو المعاطف العلوية بالمعايير التالية:
√قياس عرض الطلاء الذي يضعف إما على طول خط من خلال الطلاء أو على حافة مقص بعد 250، 500، 750 ساعة من التعرض في غرفة الاختبار
√قياس كمية تقرحات الطلاء التي حدثت على أسطح اللوحة الفولاذية المطلية في 250، 500، 750 ساعة.
لماذا اختبار رش الملح مضلل؟
كما قد تكون على علم بأن اختبار رش الملح (B117) لا ينطوي على أي التعرض للأشعة فوق البنفسجية، والطلاء يتلاشى والطباشير. على الرغم من أن G85 لديها العديد من التعديلات التي تنطوي على إضافات دورية من حمض وS SO2، لكنه لا يزال لا يمكن أن ترتبط مع الأداء في الهواء الطلق في الغلاف الجوي كلوريد. هناك ثلاثة أسباب أهم لاختبار رش الملح لا ترتبط مع معظم ظروف التعرض في العالم الحقيقي.
√سطح عينات الاختبار رطب باستمرار ، وهو ما لا يحدث في بيئة حقيقية.
√درجة حرارة الغرفة باستمرار في 95 درجة فهرنهايت، مما يزيد من المياه والأوكسجين والنقل الأيونات مقارنة مع الغلاف الجوي الحقيقي.
√محتوى كلوريد هو في مستوى عال جدا من 5٪، ومنع الزنك من تشكيل فيلم سلبي.
بالطبع، فإنه ليس من الإنصاف أن نقول أن رذاذ الملح ليس له أي قيمة لأنه لا يوفر تحليلا كميا لأداء مكافحة التآكل، وبالتالي يتم استخدام هذا الاختبار على نطاق واسع في طلاء مسحوق وصناعة الطلاء للتحقق من جودة المواد الطلاء. على سبيل المثال، إذا كان الأداء الطبيعي في اختبار رش الملح هو 750 ساعة قبل بداية التآكل، بل هو وسيلة سريعة لتحديد ما إذا كان هناك أي مشاكل الإنتاج الرئيسية التي تؤثر على جودة المنتج. قد لا يستنتج الاختبار أن جودة المنتج مقبولة ، ولكن إذا كان الأداء في هذا الاختبار دون المستوى المطلوب ، فقد لا يكون الأداء الخارجي جيدا كما هو متوقع. ليس من المستغرب أن توصي ISO 9227 بأن اختبارات رش الملح مناسبة فقط كاختبارات لمراقبة الجودة.
باختصار، اختبار رش الملح ليست طريقة دقيقة لتقييم مقاومة التآكل في المقام الأول لأن رذاذ الملح يدمر الآلية التي تعبئة النهاية يحمي الصلب من خلال توفير حاجز، وهذا الحاجز هو أيضا حماية كهربائية هامة. لهذا السبب، قد تؤدي نتيجة الاختبار إلى استنتاج خاطئ حول كيفية أداء النهاية المجلفنة، مما يجعل الاختبار بلا معنى. لا عجب أن هذا الاختبار مهجور الآن إلى حد كبير حتى من قبل صناعة السيارات.
لسوء الحظ ، لا يزال هذا الاختبار شائعا إلى حد ما. على الرغم من ISO 9227 تنص بوضوح على أنه "نادرا ما تكون هناك علاقة مباشرة بين مقاومة عمل رش الملح ومقاومة التآكل في وسائل الإعلام الأخرى، لأن العديد من العوامل التي تؤثر على تقدم التآكل، مثل تشكيل الأفلام الواقية، تختلف اختلافا كبيرا مع الظروف التي واجهتها". إذا كان مصمم المشروع على دراية بما يعنيه اختبار رش الملح حقا ، فيمكنه بعد ذلك فهم قيوده واستخدام النتائج بطريقة حكيمة.
ما الذي يسبب التآكل في بيئة حقيقية؟
التآكل المعدني الأكثر شيوعا هو الغلاف الجوي. إذا تعرضت المعادن مثل الصلب والنحاس والمغنيسيوم والألمنيوم للغلاف الجوي ، فإنها تتفاعل مع الهواء والرطوبة المتدفقة بحرية لتطوير الأكاسيد. تآكل الغلاف الجوي يعتمد على خمسة عوامل رئيسية:
√درجة الحرارة
√رطوبة
√الامطار
√ثاني أكسيد الكبريت، يتشكل أساسا من تركيز التلوث في الهواء
√ملوحة الهواء.
لا يمكن تحديد أي من هذه العوامل كمساهم رئيسي في التآكل. وقد أجريت دراسات مستفيضة على هذه المعادن ويقدر بوضوح معدل التآكل يمكن التنبؤ بها لكل منها. يمكن أن تتجاوز معدلات التآكل العامة للصلب الكربوني في البيئات الدقيقة التالية معدلات التآكل هذه إلى حد كبير.
√في التربة، يتعرض الصلب لمجموعة من القوى المسببة للتآكل تماما على عكس تلك التي شهدتها ظروف التعرض في الغلاف الجوي. هناك أكثر من 200 نوع مختلف من التربة التي تم تحديدها في أمريكا الشمالية وحدها، ويقرر معدل التآكل من قبل أربعة عوامل رئيسية: درجة حرارة التربة، ومحتوى الرطوبة، ومستوى درجة الحموضة، والكلوريدات. إذا كان أي من هذه غائبة، فإن رد فعل التآكل تتوقف أو المضي قدما ببطء شديد. الصلب يتآكل بسرعة في البيئات الحمضية وببطء أو لا على الإطلاق مع زيادة ال قلوية. يمكن أن يتراوح معدل تآكل الصلب في التربة من أقل من 0.2 ميكرون سنويا في ظروف مواتية إلى 20 ميكرون سنويا أو أكثر في التربة العدوانية للغاية.
√ البحرية أو المياه، يتم غمر بيئة أقل شيوعا للمعادن في الماء أو عرضه. الرطوبة شديدة التآكل لمعظم المعادن بما في ذلك الصلب والألومنيوم والزنك. هناك العديد من أنواع مختلفة من المياه (المياه النقية، والمياه العذبة الطبيعية، ومياه الشرب، ومياه البحر، ولكل منها آليات مختلفة تحدد معدل التآكل. المعلمات التي تؤثر على تآكل المعادن في الماء وتشمل مستوى درجة الحموضة، ومحتوى الأكسجين، ودرجة حرارة المياه، والهياج، ووجود مثبطات، وظروف المد والجزر. وتشمل المناطق البرية للتآكل البحري الأرصفة والمرافئ والساحات البحرية، حيث يمكن استخدام الأنودات القربانية التي توفر الحماية الكاثودية، فضلا عن الطلاء الواقي مثل الدهانات البحرية والجلفنة. تتعرض منصات النفط والغاز البحرية للتآكل العدواني بشكل خاص من رذاذ ملح البحر والغمر.
فوق سطح الأرض، وهناك خمسة عوامل هامة التي تعتبر ضرورية لتآكل الغلاف الجوي: الرطوبة (الندى والتكثيف)، ودرجة الحرارة والرطوبة، وترسب الجسيمات الهباء الجوي والملوثات. على سبيل المثال، كل 50 درجة فهرنهايت (10 درجة مئوية) زيادة في درجة الحرارة يمكن مضاعفة نشاط التآكل. ظاهرة أخرى مثيرة للاهتمام هي أن البيئة الغنية بالملح والهباء الجوي تميل إلى أن تكون مستويات عالية من الرطوبة.
لفهم تآكل الغلاف الجوي أمر ضروري لأن هذا النوع من الضرر هو الأكثر انتشارا بين أنواع مختلفة من الضرر التآكل، ويؤثر على المنشآت في الهواء الطلق وكذلك في الأماكن المغلقة مثل المرافق العامة،الهياكل الاساسيه,مشاريع الطاقة الشمسية,مشاريع الاتصالات,مشاريع زراعيةمركباتبناء قفص الاتهامو المنشآت السكنية.
