Jak przetestować odporność na mgłę solną różnych próbek cewek GI o różnej masie powłoki cynkowej

Jak przetestować odporność na mgłę solną różnych próbek cewek GI o różnej masie powłoki cynkowej

Test opadów solnych jest najbardziej powszechnie akceptowaną metodą oceny odporności na korozję powłok taśmy GI. Dla zakupujących oraz inżynierów ds. jakości zrozumienie, jak różne wagi powłoki cynkowej zachowują się w warunkach przyspieszonej korozji, jest kluczowe przy określaniu specyfikacji materiału. Niniejszy przewodnik zawiera szczegółowy protokół testowania próbek taśmy GI dla pięciu typowych wag powłoki cynkowej – od Z20 do Z275 – zgodnie ze standardową procedurą ASTM B117.

Dlaczego test opadów solnych ma znaczenie dla oceny jakości taśmy GI

Powłoka cynkowa na cewce GI zapewnia ochronę katodową pośredniczącą wobec podstawowego materiału stalowego. Grubość i jednolitość tej warstwy cynku bezpośrednio decydują o tym, jak długo stal pozostaje chroniona przed powstaniem rdzy czerwonej. Badania w komorze solnej przyspieszają proces korozji, umożliwiając producentom i zakupującym przewidywanie rzeczywistej wydajności w ciągu kilku dni zamiast lat.

Dla cewek GI stosowanych w środowiskach nadmorskich, przemysłowych lub o wysokiej wilgotności doboru odpowiedniej masy powłoki cynkowej ma kluczowe znaczenie. Cewka GI z jednolitą warstwą cynku i spójną masą powłoki na całej szerokości i długości taśmy zapewnia bardziej przewidywalne i powtarzalne wyniki badań w komorze solnej.

Protokół przygotowania próbek do badań

Poprawne przygotowanie próbek ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wiarygodnych i odtwarzalnych wyników badań w komorze solnej. Postępuj zgodnie z poniższymi krokami dla każdej próbki cewki GI:

Krok 1: Wytnij pięć próbek testowych o wymiarach 150 mm × 100 mm z różnych miejsc na szerokości taśmy, aby sprawdzić jednolitość powłoki. Użyj tnących nożyc lub cięcia laserowego, aby uniknąć nagrzewania krawędzi, które mogłoby wpłynąć na warstwę cynku.

Krok 2: Oczyść każdą próbkę miękką ściereczką i etanolem, aby usunąć oleje powierzchniowe i zanieczyszczenia. Nie używaj środków czyszczących ściernych, które mogłyby zadrapać powłokę cynkową.

Krok 3: Zamaskuj przycięte krawędzie taśmą odporną na korozję, aby zapewnić narażenie wyłącznie płaskiej, powlekanej powierzchni na mgiełkę solną. Korozja krawędzi może znacznie zniekształcić wyniki.

Krok 4: Zmierz rzeczywistą masę powłoki cynkowej każdej próbki metodą grawimetryczną zgodnie z normą ASTM A90 lub za pomocą miernika magnetycznego zgodnie z normą ASTM E376. Zapisz uzyskane wartości w celu korelacji z wynikami badań.

Krok 5: Przypisz każdej próbce unikalny numer identyfikacyjny oraz udokumentuj położenie próbki, zmierzoną masę powłoki oraz stan powierzchni przed przeprowadzeniem badań.

Ustawienie i parametry testu ASTM B117

Komora do testu mgły solnej musi być skalibrowana i obsługiwana zgodnie ze standardem ASTM B117. Należy utrzymywać następujące parametry przez cały czas trwania testu:

Stężenie roztworu solnego powinno wynosić 5 procent chlorku sodu w wodzie destylowanej o pH od 6,5 do 7,2. Temperatura w komorze musi być utrzymywana na poziomie 35 stopni Celsjusza z dopuszczalnym odchyleniem ±2 stopnie. Prędkość gromadzenia roztworu solnego powinna wynosić od 1 do 2 mililitrów na godzinę na każde 80 centymetrów kwadratowych poziomej powierzchni zbierającej. Ciśnienie rozpylania powinno być ustawione w zakresie od 0,7 do 1,4 bara.

Płytki próbne należy umieścić pod kątem od 15 do 30 stopni względem pionu, skierowane w stronę dyszy mgły solnej. Należy zapewnić, aby płytki nie stykały się ze sobą ani ze ścianami komory, aby uniknąć artefaktów związanych z odpływem roztworu.

Płytki należy kontrolować w regularnych odstępach co 24 godziny. Należy zanotować czas pierwszego pojawienia się białej rdzy, procentowe pokrycie powierzchni białą rdzą w każdym przedziale oraz czas pierwszego pojawienia się czerwonej rdzy.

Wyniki: masa powłoki cynkowej w porównaniu z godzinami testu w klimacie solnym

Na podstawie szerokich badań próbek taśmy GI spełniających normy ASTM A653 i JIS G3302 SGCC poniższe typowe wyniki stanowią odniesienie dla oczekiwanej wydajności w teście klimatu solnego:

Próbki z powłoką Z20 zwykle wykazują pierwsze białe rdzę po 24–48 godzinach, a pierwszą czerwoną rdzę po 72–96 godzinach. Próbki Z80 wykazują białą rdzę po 72–120 godzinach, a czerwoną rdzę po 168–240 godzinach. Próbki Z120 wykazują białą rdzę po 120–168 godzinach, a czerwoną rdzę po 288–432 godzinach. Próbki Z180 wykazują białą rdzę po 168–240 godzinach, a czerwoną rdzę po 480–720 godzinach. Próbki Z275 wykazują białą rdzę po 240–336 godzinach, a czerwoną rdzę po 720–1000 godzinach.

Te zakresy zakładają jednolitą warstwę cynku na taśmie GI, naniesioną metodą gorącej ocynkowania. Rzeczywiste wyniki mogą się różnić w zależności od składu podłoża stalowego, rodzaju struktury krystalicznej (spangle) oraz obróbki powierzchniowej.

Interpretacja pojawienia się czerwonej rdzy

Biała rdza, która pojawia się jako biały, proszkowaty osad, wskazuje na utlenianie cynku na powierzchni powłoki. Jest to oczekiwana i niekrytyczna faza korozji. Czerwona rdza natomiast sygnalizuje, że warstwa cynku została zużyta w danym miejscu i podstawowy stal zaczyna się korodować.

Czas do pojawienia się czerwonej rdzy jest głównym wskaźnikiem wydajności w teście opadów solnych taśmy GI. Taśma GI z jednolitą warstwą cynku wykazuje równomierne pojawianie się czerwonej rdzy na całej powierzchni panelu. Jeśli czerwona rdza pojawia się w izolowanych miejscach znacznie wcześniej niż przewidywany zakres, może to wskazywać na lokalny defekt powłoki lub nieregularne rozłożenie cynku.

W celach akceptacji większość specyfikacji zakupowych określa minimalną liczbę godzin do pierwszego pojawienia się czerwonej rdzy dla każdej klasy masy powłoki. Zamawiający powinni określić te wymagania w swoich zamówieniach zakupowych, aby zapewnić zgodność z wymaganiami jakościowymi.

Studium przypadku protokołu testowego: porównanie Z80 i Z275

W ramach niedawnej procedury weryfikacji jakości przeprowadzono testy wytrzymałości na działanie mgły solnej próbek taśmy GI z dwóch partii produkcyjnych przeznaczonych do projektu budowlanego na Bliskim Wschodzie. Klient wymagał potwierdzenia odporności na korozję w warunkach instalacji przybrzeżnych.

Grupa próbek A składała się z taśmy GI o oznaczeniu Z80 z zmierzonym natężeniem powłoki wynoszącym 80 gramów na metr kwadratowy. Grupa próbek B składała się z taśmy GI o oznaczeniu Z275 z zmierzonym natężeniem powłoki wynoszącym 275 gramów na metr kwadratowy. Zgodnie z protokołem ASTM B117 przetestowano po pięć paneli z każdej grupy.

Panele Z80 wykazały pierwsze ślady białej rdzy po średnio 96 godzinach oraz pierwsze ślady czerwonej rdzy po średnio 210 godzinach. Panele Z275 wykazały pierwsze ślady białej rdzy po średnio 284 godzinach oraz pierwsze ślady czerwonej rdzy po średnio 845 godzinach. Próbki Z275 zapewniały około czterokrotnie dłuższą ochronę przed czerwoną rdzą niż próbki Z80.

Na podstawie tych wyników specyfikację projektu dostosowano tak, aby do nieeksponowanych elementów konstrukcyjnych używać blachy ocynkowanej Z180 GI, a do bezpośrednio narażonych na działanie czynników zewnętrznych paneli dachowych – blachy ocynkowanej Z275 GI. Shenyang Yuanhe Steel dostarczyła oba gatunki powłoki z naszego stałego zapasu wraz z pełną dokumentacją testów, a klient zweryfikował wyniki we własnym, niezależnym laboratorium badawczym.

Najczęściej zadawane pytania

Pytanie: Jaka jest różnica między rdzą białą a rdzą czerwoną w teście opadu solnego?

Odpowiedź: Rdza biała to utlenianie cynku, które pojawia się jako biały, proszkowaty osad na powierzchni powłoki. Wskazuje ona, że powłoka cynkowa aktywnie chroni stal. Rdza czerwona oznacza zużycie cynku i korozję stali leżącej u podstawy. Pojawienie się rdzy czerwonej stanowi krytyczny kryterium awarii przy ocenie blachy ocynkowanej GI.

Pytanie: Jak czas trwania testu opadu solnego koreluje z rzeczywistą żywotnością w warunkach eksploatacji?

Odpowiedź: Test w komorze solnej jest testem przyspieszonym i nie ma bezpośredniej, liniowej korelacji z rzeczywistym okresem użytkowania. Jednak zapewnia on porównawczy punkt odniesienia. Próbka taśmy GI osiągająca 500 godzin do pojawienia się rdzy czerwonej będzie zazwyczaj wykazywać lepszą odporność niż próbka osiągająca 200 godzin w tych samych warunkach środowiskowych.

Pytanie: Dlaczego jednolita warstwa cynku jest ważna dla uzyskania spójnych wyników testu w komorze solnej?

Odpowiedź: Niejednolite rozmieszczenie cynku powoduje powstawanie cienkich miejsc, które ulegają szybszej korozji, prowadząc do wcześniejszego pojawienia się rdzy czerwonej w lokalizowanych obszarach. Jednolita warstwa cynku na taśmie GI zapewnia stałą grubość powłoki na całej powierzchni, co daje przewidywalną i powtarzalną odporność na korozję zgodną z oczekiwaną wydajnością dla każdej klasy masy powłoki.