Ăn mòn là sự phá hủy hoặc biến chất của vật liệu hoặc tính chất của chúng dưới tác động của môi trường. Hầu hết sự ăn mòn xảy ra trong khí quyển, nơi chứa oxy, độ ẩm, sự thay đổi nhiệt độ và các chất ô nhiễm.

Ăn mòn phun muối là một trong những ăn mòn khí quyển phổ biến và phá hủy nhất. Sự ăn mòn bề mặt kim loại do muối phun gây ra là do phản ứng điện hoá giữa các ion clorua xuyên qua lớp oxit và lớp bảo vệ bề mặt kim loại và kim loại bên trong. Đồng thời, ion clorua có chứa một lượng năng lượng hydrat hóa nhất định, rất dễ bị ép ra ngoài theo các lỗ rỗng và vết nứt, hấp phụ trên bề mặt kim loại và thay thế oxy trong lớp oxit, biến oxit không tan thành clorua hòa tan và bề mặt thụ động thành bề mặt hoạt động.

Thử nghiệm phun muối là một loại thử nghiệm môi trường chủ yếu sử dụng các điều kiện môi trường phun muối mô phỏng nhân tạo được tạo ra bởi thiết bị thử nghiệm phun muối để đánh giá khả năng chống ăn mòn của sản phẩm hoặc vật liệu kim loại. Nó có thể được chia thành hai loại, một là thử nghiệm tiếp xúc với môi trường tự nhiên, hai là thử nghiệm môi trường phun muối mô phỏng gia tốc nhân tạo.

Thử nghiệm môi trường phun muối mô phỏng nhân tạo là sử dụng một loại thiết bị thử nghiệm có không gian thể tích nhất định - buồng thử nghiệm phun muối (như trong hình vẽ). Trong không gian thể tích của mình, phương pháp nhân tạo được sử dụng để tạo môi trường phun muối nhằm đánh giá chất lượng chống ăn mòn của sản phẩm phun muối.

So với môi trường tự nhiên, nồng độ muối clorua trong môi trường phun muối có thể gấp vài lần hoặc hàng chục lần trong môi trường tự nhiên thông thường, do đó tốc độ ăn mòn được cải thiện đáng kể, và thời gian thu được kết quả kiểm tra phun muối được rút ngắn rất nhiều. Nếu một mẫu sản phẩm được thử nghiệm trong môi trường tiếp xúc tự nhiên, có thể mất một năm để nó bị ăn mòn. Tuy nhiên, nếu thử nghiệm trong môi trường phun muối mô phỏng nhân tạo thì chỉ cần 24 giờ là có kết quả tương tự.

Thử nghiệm phun muối cho kim loại là gì? 2

Việc phun muối mô phỏng trong phòng thí nghiệm có thể được chia thành bốn loại

(1) thử nghiệm phun muối trung tính (thử nghiệm NSS) là phương pháp thử nghiệm ăn mòn gia tốc sớm nhất và được sử dụng rộng rãi nhất. Nó sử dụng dung dịch NaCl 5% và độ pH của dung dịch nằm trong khoảng trung tính (6,5 đến 7,2) như một dung dịch phun. Nhiệt độ thử nghiệm là 35 ℃, và tốc độ lắng của phun muối là 1 ~ 2ml / 80cm / h.

(2) thử nghiệm phun axetat (thử nghiệm ASS) được phát triển trên cơ sở thử nghiệm phun muối trung tính. Đó là thêm một số axit axetic băng vào dung dịch natri clorua 5%, để giá trị pH của dung dịch giảm xuống khoảng 3, dung dịch trở nên có tính axit và cuối cùng muối phun tạo thành cũng trở thành axit từ phun muối trung tính. Tốc độ ăn mòn của nó nhanh hơn khoảng ba lần so với thử nghiệm của NSS.

(3) thử nghiệm phun axetat gia tốc muối đồng (thử nghiệm CASS) là một loại thử nghiệm ăn mòn phun muối nhanh được phát triển gần đây ở nước ngoài. Nhiệt độ thử nghiệm là 50 ℃, và một lượng nhỏ muối đồng clorua được thêm vào dung dịch muối để gây ra hiện tượng ăn mòn mạnh. Tốc độ ăn mòn của nó gấp khoảng 8 lần so với thử nghiệm của NSS.

(4) Thử nghiệm phun muối xen kẽ là một loại thử nghiệm phun muối toàn diện, thực chất là thử nghiệm phun muối trung tính cộng với thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm không đổi. Nó được sử dụng chủ yếu cho các sản phẩm kiểu khoang, thông qua sự xâm nhập của môi trường ẩm ướt, sự ăn mòn phun muối không chỉ xảy ra trên bề mặt của sản phẩm mà còn cả bên trong sản phẩm. Nó luân phiên sản phẩm trong môi trường phun muối và nóng ẩm, và cuối cùng kiểm tra xem các đặc tính điện và cơ học của toàn bộ sản phẩm có thay đổi hay không.

Kết quả phán đoán

Kết quả của thử nghiệm phun muối thường được đưa ra ở dạng định tính hơn là dạng định lượng. Có bốn phương pháp phán đoán cụ thể.

① Phương pháp phân loại là chia phần trăm diện tích ăn mòn trên tổng diện tích thành nhiều cấp theo một phương pháp nhất định và lấy một cấp nhất định làm cơ sở để đánh giá chất lượng. Nó phù hợp để đánh giá các mẫu tấm.

② Phương pháp cân là phương pháp cân khối lượng của mẫu trước và sau khi thử ăn mòn để tính khối lượng hao mòn ăn mòn nhằm đánh giá chất lượng chống ăn mòn của mẫu. Nó đặc biệt thích hợp để đánh giá chất lượng chống ăn mòn của một kim loại nhất định.

③ Phương pháp phán đoán ngoại hình ăn mòn là một loại phương pháp phán đoán định tính. Nó đánh giá các mẫu bằng cách xem các sản phẩm có bị ăn mòn sau khi thử nghiệm ăn mòn phun muối hay không. Phương pháp này hầu hết được sử dụng trong các tiêu chuẩn sản phẩm chung.

④ Phương pháp phân tích thống kê dữ liệu ăn mòn cung cấp phương pháp thiết kế kiểm tra ăn mòn, phân tích dữ liệu ăn mòn và xác định mức độ tin cậy của dữ liệu ăn mòn. Nó chủ yếu được sử dụng để phân tích và đếm tình hình ăn mòn, thay vì xác định chất lượng của một sản phẩm cụ thể.

Thử nghiệm phun muối cho kim loại là gì? 3

Ví dụ: Thử nghiệm phun muối của thép không gỉ

Thử nghiệm phun muối, được phát minh vào đầu thế kỷ 20, là “thử nghiệm ăn mòn” được sử dụng lâu nhất. Nó được ưa chuộng bởi những người sử dụng vật liệu chống ăn mòn và đã trở thành một thử nghiệm “phổ quát”. Những lý do chính như sau: 1) tiết kiệm thời gian; 2) chi phí thấp; 3) thử nghiệm nhiều loại vật liệu; 4) kết quả đơn giản và rõ ràng, có lợi cho việc giải quyết các tranh chấp thương mại.

Trong ứng dụng thực tế, thử nghiệm phun muối của thép không gỉ là nổi tiếng nhất - vật liệu này có thể được thử nghiệm trong phun muối bao nhiêu giờ? Các học viên phải nắm rõ vấn đề này.

Các nhà cung cấp vật liệu thường sử dụng phương pháp xử lý thụ động hoặc cải thiện mức độ đánh bóng bề mặt để cải thiện thời gian thử nghiệm phun muối của thép không gỉ. Nhưng yếu tố quyết định quan trọng nhất là thành phần của chính thép không gỉ, tức là hàm lượng crom, molypden và niken.

Hàm lượng Cr và Mo càng cao thì khả năng chống ăn mòn rỗ và ăn mòn kẽ hở càng mạnh. Khả năng chống ăn mòn này được thể hiện bằng cái gọi là tương đương rỗ (trước): pre = % Cr + 3,3 × % mo.

Mặc dù niken không thể làm tăng khả năng chống ăn mòn của thép đối với vết rỗ và vết nứt, nhưng nó có thể làm chậm tốc độ ăn mòn một cách hiệu quả sau khi quá trình ăn mòn bắt đầu. Do đó, thép không gỉ Austenit có chứa niken thường có hiệu suất tốt hơn trong thử nghiệm phun muối, và hiện tượng ăn mòn của nó ít hơn nhiều so với thép không gỉ ferit niken thấp có độ ăn mòn rỗ tương đương.

Kiến thức nhỏ: Tiêu chuẩn 304, phun muối trung tính nói chung là từ 48-72 giờ; tiêu chuẩn 316, phun muối trung tính nói chung là từ 72-120 giờ.

Cần chỉ ra rằng thử nghiệm phun muối có những khiếm khuyết đáng kể trong việc kiểm tra tính năng của thép không gỉ. Trong thử nghiệm phun muối, hàm lượng clorua của muối phun rất cao, vượt xa môi trường thực, vì vậy thép không gỉ có thể chống ăn mòn trong môi trường ứng dụng thực tế với hàm lượng clorua rất thấp cũng sẽ bị ăn mòn trong thử nghiệm phun muối.

Thử nghiệm phun muối thay đổi hành vi ăn mòn của thép không gỉ. Nó không thể được coi là một bài kiểm tra gia tốc hoặc một bài kiểm tra mô phỏng. Kết quả là một chiều và không có mối quan hệ tương đương với hiệu suất thực tế của thép không gỉ cuối cùng được đưa vào sử dụng.

Vì vậy, chúng tôi có thể sử dụng thử nghiệm phun muối để so sánh khả năng chống ăn mòn của các loại thép không gỉ khác nhau, nhưng thử nghiệm này chỉ có thể đưa ra đánh giá vật liệu. Khi lựa chọn vật liệu thép không gỉ, thử nghiệm phun muối một mình thường không thể cung cấp đầy đủ thông tin, vì chúng ta thiếu hiểu biết đầy đủ về mối quan hệ giữa điều kiện thử nghiệm và môi trường ứng dụng thực tế.

Vì lý do tương tự, không thể ước tính tuổi thọ sử dụng của sản phẩm chỉ dựa trên thử nghiệm phun muối đối với các mẫu thép không gỉ.

Ngoài ra, không thể so sánh các loại thép khác nhau, ví dụ, chúng ta không thể so sánh thép không gỉ và thép cacbon phủ, bởi vì cơ chế ăn mòn của hai vật liệu được sử dụng trong thử nghiệm là khá khác nhau, và mối tương quan giữa kết quả thử nghiệm và môi trường sử dụng thực tế cuối cùng cũng khác nhau.