Πώς να ελέγξετε την αντίσταση σε αλατούχο ψεκασμό δειγμάτων γαλβανισμένου χάλυβα (GI) με διαφορετικό βάρος επίστρωσης ψευδαργύρου

Πώς να ελέγξετε την αντίσταση σε αλατούχο ψεκασμό δειγμάτων γαλβανισμένου χάλυβα (GI) με διαφορετικό βάρος επίστρωσης ψευδαργύρου

Η δοκιμή αλατούχου ψεκασμού είναι η πλέον αποδεκτή μέθοδος για την αξιολόγηση της αντοχής στη διάβρωση των επιστρώσεων πηνίων GI. Για τους αγοραστές και τους μηχανικούς ποιότητας, η κατανόηση της απόδοσης διαφορετικών βαρών επίστρωσης ψευδαργύρου υπό επιταχυνόμενες συνθήκες διάβρωσης είναι απαραίτητη για την προδιαγραφή των υλικών. Αυτός ο οδηγός παρέχει ένα πρωτόκολλο βήμα-προς-βήμα για τη δοκιμή δειγμάτων πηνίων GI σε πέντε συνηθισμένα βάρη επίστρωσης ψευδαργύρου, από Z20 έως Z275, με βάση τις τυποποιημένες διαδικασίες ASTM B117.

Γιατί η δοκιμή αλατούχου ψεκασμού έχει σημασία για την αξιολόγηση της ποιότητας πηνίων GI

Η επίστρωση ψευδαργύρου στο GI coil παρέχει θυσιαστική καθοδική προστασία στο υποκείμενο χαλύβδινο υπόστρωμα. Το πάχος και η ομοιογένεια αυτού του στρώματος ψευδαργύρου καθορίζουν απευθείας το χρονικό διάστημα για το οποίο το χάλυβα παραμένει προστατευμένο πριν εμφανιστεί ο ερυθρός σκουριάς. Οι δοκιμές με αλατούχο ψεκασμό επιταχύνουν τη διαδικασία διάβρωσης, επιτρέποντας στους κατασκευαστές και τους αγοραστές να προβλέψουν την πραγματική απόδοση σε μερικές μέρες αντί για χρόνια.

Για το GI coil που χρησιμοποιείται σε παράκτια, βιομηχανικά ή υψηλής υγρασίας περιβάλλοντα, η επιλογή του κατάλληλου βάρους επίστρωσης ψευδαργύρου είναι κρίσιμη. Ένα GI coil με ομοιόμορφη επίστρωση ψευδαργύρου και σταθερό βάρος επίστρωσης σε όλο το πλάτος και το μήκος της λωρίδας θα παράγει πιο προβλέψιμα και επαναλήψιμα αποτελέσματα στις δοκιμές με αλατούχο ψεκασμό.

Πρωτόκολλο Προετοιμασίας Δειγμάτων Δοκιμής

Η σωστή προετοιμασία των δειγμάτων είναι κρίσιμη για την απόκτηση αξιόπιστων και επαναλαμβανόμενων αποτελεσμάτων από τις δοκιμές με αλατούχο ψεκασμό. Ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα για κάθε δείγμα GI coil:

Βήμα 1: Κόψτε πέντε δοκίμια με διαστάσεις 150 mm × 100 mm από διαφορετικές θέσεις κατά μήκος του πλάτους της κοίλας για να ελέγξετε την ομοιογένεια της επίστρωσης. Χρησιμοποιήστε ψαλίδι ή λέιζερ για την κοπή, ώστε να αποφύγετε τη θέρμανση των ακμών, η οποία θα μπορούσε να επηρεάσει το στρώμα του ψευδαργύρου.

Βήμα 2: Καθαρίστε κάθε δοκίμιο με μαλακό πανί και αιθανόλη για να αφαιρέσετε τα επιφανειακά λίπη και τους ρύπους. Μην χρησιμοποιήσετε αποξηραντικούς καθαριστικούς που θα μπορούσαν να γρατσουνιάσουν την επίστρωση ψευδαργύρου.

Βήμα 3: Σκεπάστε τις κομμένες ακμές με ανθεκτική σε διάβρωση ταινία, ώστε να εκτίθεται στην αλατούχα ομίχλη μόνο η επίπεδη επιστρωμένη επιφάνεια. Η διάβρωση των ακμών μπορεί να προκαλέσει σημαντική παραπλάνηση των αποτελεσμάτων.

Βήμα 4: Μετρήστε το πραγματικό βάρος της επίστρωσης ψευδαργύρου σε κάθε δοκίμιο με την γραβιμετρική μέθοδο σύμφωνα με το πρότυπο ASTM A90 ή με μαγνητικό μετρητή σύμφωνα με το πρότυπο ASTM E376. Καταγράψτε τις τιμές για συσχέτιση με τα αποτελέσματα των δοκιμών.

Βήμα 5: Αναθέστε ένα μοναδικό αναγνωριστικό αριθμό σε κάθε δοκίμιο και καταγράψτε τη θέση δειγματοληψίας, το μετρηθέν βάρος της επίστρωσης και την κατάσταση της επιφάνειας πριν από τη δοκιμή.

Ρύθμιση και παράμετροι δοκιμής ASTM B117

Η θάλαμος δοκιμής αλατούχου ψεκασμού πρέπει να καλιβράρεται και να λειτουργεί σύμφωνα με το πρότυπο ASTM B117. Οι ακόλουθες παράμετροι πρέπει να διατηρούνται καθ’ όλη τη διάρκεια της δοκιμής:

Η συγκέντρωση του διαλύματος αλατός πρέπει να είναι 5 τοις εκατό χλωριούχο νάτριο σε αποσταγμένο νερό, με pH μεταξύ 6,5 και 7,2. Η θερμοκρασία του θαλάμου πρέπει να διατηρείται στους 35 βαθμούς Κελσίου, με ανοχή ±2 βαθμών. Ο ρυθμός συλλογής του διαλύματος αλατός πρέπει να είναι 1 έως 2 χιλιοστόλιτρα ανά ώρα ανά 80 τετραγωνικά εκατοστά οριζόντιας επιφάνειας συλλογής. Η πίεση ατομοποίησης πρέπει να ρυθμιστεί μεταξύ 0,7 και 1,4 bar.

Οι δοκιμαστικές πλάκες πρέπει να τοποθετούνται υπό γωνία 15 έως 30 μοιρών από την κατακόρυφο, με την επιφάνειά τους προσανατολισμένη προς το ακροφύσιο αλατούχου ψεκασμού. Να διασφαλίζεται ότι οι πλάκες δεν έρχονται σε επαφή μεταξύ τους ή με τα τοιχώματα του θαλάμου, προκειμένου να αποφευχθούν παραμορφώσεις λόγω αποστράγγισης του διαλύματος.

Να επιθεωρούνται οι πλάκες σε τακτά χρονικά διαστήματα των 24 ωρών. Να καταγράφεται η χρονική στιγμή εμφάνισης της πρώτης λευκής σκουριάς, το ποσοστό κάλυψης από λευκή σκουριά σε κάθε διάστημα και η χρονική στιγμή εμφάνισης της πρώτης κόκκινης σκουριάς.

Αποτελέσματα: Βάρος επίστρωσης ψευδαργύρου έναντι ωρών δοκιμής με αλατούχο ψεκασμό

Με βάση εκτενείς δοκιμές δειγμάτων GI ταινιών που πληρούν τα πρότυπα ASTM A653 και JIS G3302 SGCC, τα ακόλουθα τυπικά αποτελέσματα παρέχουν μια αναφορά-βάση για την αναμενόμενη απόδοση σε δοκιμή αλατούχου ψεκασμού:

Τα δείγματα με επίστρωση Z20 εμφανίζουν συνήθως πρώτη λευκή σκουριά σε 24 έως 48 ώρες και πρώτη κόκκινη σκουριά μεταξύ 72 και 96 ωρών. Τα δείγματα Z80 εμφανίζουν λευκή σκουριά σε 72 έως 120 ώρες και κόκκινη σκουριά σε 168 έως 240 ώρες. Τα δείγματα Z120 εμφανίζουν λευκή σκουριά σε 120 έως 168 ώρες και κόκκινη σκουριά σε 288 έως 432 ώρες. Τα δείγματα Z180 εμφανίζουν λευκή σκουριά σε 168 έως 240 ώρες και κόκκινη σκουριά σε 480 έως 720 ώρες. Τα δείγματα Z275 εμφανίζουν λευκή σκουριά σε 240 έως 336 ώρες και κόκκινη σκουριά σε 720 έως 1000 ώρες.

Οι εν λόγω περιοχές υποθέτουν μια ομοιόμορφη επίστρωση ψευδαργύρου σε ταινία GI, με εφαρμογή της επίστρωσης μέσω θερμής εμβάπτισης. Τα πραγματικά αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τη σύνθεση της χάλυβα υποστρώματος, τον τύπο των κρυστάλλων (spangle) και την επεξεργασία της επιφάνειας.

Ερμηνεία της εμφάνισης κόκκινης σκουριάς

Η λευκή σκουριά, η οποία εμφανίζεται ως λευκή σκόνη, υποδηλώνει οξείδωση του ψευδαργύρου στην επιφάνεια της επίστρωσης. Αυτό είναι μια αναμενόμενη και μη κρίσιμη φάση διάβρωσης. Η κόκκινη σκουριά, ωστόσο, υποδηλώνει ότι η επίστρωση ψευδαργύρου έχει καταναλωθεί σε εκείνο το σημείο και τώρα διαβρώνεται ο υποκείμενος χάλυβας.

Ο χρόνος μέχρι την εμφάνιση κόκκινης σκουριάς αποτελεί το κύριο μέτρο απόδοσης για τις δοκιμές ψεκασμού αλατούχου διαλύματος σε πηνία GI. Ένα πηνίο GI με ομοιόμορφο στρώμα ψευδαργύρου θα εμφανίζει κόκκινη σκουριά ομοιόμορφα σε όλη την επιφάνεια της πλάκας. Εάν η κόκκινη σκουριά εμφανιστεί σε απομονωμένα σημεία πολύ νωρίτερα από το αναμενόμενο εύρος, αυτό μπορεί να υποδηλώνει τοπικό ελάττωμα επίστρωσης ή μη ομοιόμορφη κατανομή ψευδαργύρου.

Για σκοπούς αποδοχής, οι περισσότερες προδιαγραφές αγορών ορίζουν τον ελάχιστο αριθμό ωρών μέχρι την πρώτη εμφάνιση κόκκινης σκουριάς για κάθε βαθμίδα βάρους επίστρωσης. Οι αγοραστές θα πρέπει να καθορίζουν αυτές τις απαιτήσεις στις παραγγελίες τους για να διασφαλίσουν τη συμμόρφωση προς τις προδιαγραφές ποιότητας.

Μελέτη περίπτωσης πρωτοκόλλου δοκιμής: Σύγκριση Z80 έναντι Z275

Σε ένα πρόσφατο πρόγραμμα επαλήθευσης ποιότητας, διεξήγαμε δοκιμή αλατούχου ψεκασμού σε δείγματα GI πηνίων από δύο παρτίδες παραγωγής που προορίζονταν για ένα κτιριακό έργο στη Μέση Ανατολή. Ο πελάτης απαιτούσε επαλήθευση της αντοχής σε διάβρωση για συνθήκες εγκατάστασης σε παράκτιες περιοχές.

Η Ομάδα Δειγμάτων Α αποτελούνταν από GI πηνίο Z80 με μετρημένο βάρος επίστρωσης 80 γραμμάρια ανά τετραγωνικό μέτρο. Η Ομάδα Δειγμάτων Β αποτελούνταν από GI πηνίο Z275 με μετρημένο βάρος επίστρωσης 275 γραμμάρια ανά τετραγωνικό μέτρο. Πέντε πλάκες από κάθε ομάδα υποβλήθηκαν σε δοκιμή σύμφωνα με το πρωτόκολλο ASTM B117 που περιγράφεται παραπάνω.

Τα πλακίδια Z80 εμφάνισαν πρώτη λευκή σκουριά σε μέσο χρόνο 96 ώρες και πρώτη κόκκινη σκουριά σε μέσο χρόνο 210 ώρες. Τα πλακίδια Z275 εμφάνισαν πρώτη λευκή σκουριά σε μέσο χρόνο 284 ώρες και πρώτη κόκκινη σκουριά σε μέσο χρόνο 845 ώρες. Τα δείγματα Z275 παρείχαν περίπου τετραπλάσια προστασία έναντι κόκκινης σκουριάς σε σύγκριση με τα δείγματα Z80.

Με βάση αυτά τα αποτελέσματα, η προδιαγραφή του έργου προσαρμόστηκε ώστε να χρησιμοποιείται πηνίο Z180 GI για δομικά στοιχεία που δεν εκτίθενται άμεσα και πηνίο Z275 GI για τα οροφοκαλύμματα που εκτίθενται άμεσα. Η εταιρεία Shenyang Yuanhe Steel προμήθευσε και τους δύο τύπους επικάλυψης από το συνεχές απόθεμά μας, με πλήρη τεκμηρίωση δοκιμών, και ο πελάτης επιβεβαίωσε τα αποτελέσματα με το δικό του ανεξάρτητο εργαστήριο δοκιμών.

Συχνές Ερωτήσεις

Ερώτηση: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ λευκής σκουριάς και κόκκινης σκουριάς στις δοκιμές με αλατούχο ψεκασμό;

Απάντηση: Η λευκή σκουριά είναι οξείδωση του ψευδαργύρου που εμφανίζεται ως λευκός πούδροειδής αποτύπωμα στην επιφάνεια της επικάλυψης. Υποδηλώνει ότι η επίστρωση ψευδαργύρου προστατεύει ενεργά το χάλυβα. Η κόκκινη σκουριά υποδηλώνει ότι ο ψευδάργυρος έχει καταναλωθεί και ότι ο υποκείμενος χάλυβας υφίσταται διάβρωση. Η εμφάνιση κόκκινης σκουριάς αποτελεί το κρίσιμο κριτήριο αποτυχίας για την αξιολόγηση πηνίων GI.

Ερώτηση: Πώς συσχετίζεται ο χρόνος δοκιμής με αλατούχο ψεκασμό με την πραγματική διάρκεια ζωής στην πράξη;

Απάντηση: Η δοκιμή με αλατούχο ψεκασμό είναι μια επιταχυνόμενη δοκιμή και δεν έχει απευθείας γραμμική συσχέτιση με την πραγματική διάρκεια ζωής σε συνθήκες λειτουργίας. Ωστόσο, παρέχει ένα συγκριτικό πρότυπο. Ένα δείγμα πηνίου GI που επιτυγχάνει 500 ώρες μέχρι την εμφάνιση ερυθρού σκουριάς θα παρουσιάζει γενικά καλύτερη απόδοση από ένα δείγμα που επιτυγχάνει 200 ώρες, υπό τις ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Ερώτηση: Γιατί είναι σημαντικό ένα ομοιόμορφο στρώμα ψευδαργύρου για συνεπή αποτελέσματα στη δοκιμή με αλατούχο ψεκασμό;

Απάντηση: Η μη ομοιόμορφη κατανομή ψευδαργύρου δημιουργεί λεπτές περιοχές που διαβρώνονται ταχύτερα, προκαλώντας πρόωρη εμφάνιση ερυθρού σκουριάς σε τοπικές περιοχές. Ένα πηνίο GI με ομοιόμορφο στρώμα ψευδαργύρου εξασφαλίζει συνεκτικό πάχος επίστρωσης σε ολόκληρη την επιφάνεια, παράγοντας προβλέψιμη και επαναλαμβανόμενη αντοχή στη διάβρωση, η οποία αντιστοιχεί στην αναμενόμενη απόδοση για κάθε βαθμίδα βάρους επίστρωσης.