Циклічні випробування на корозію в порівнянні WOTech Technical Media WOMag WOClean
Майкл Сталер
Майкл Штайлер, розвиток якості, Dörken MKS-Systeme GmbH & Co. KG
Корозія щодня впливає на компоненти автомобілів та на них, вітрогенератори та сільськогосподарські машини. Для моделювання цих навантажень до серійного виробництва існують різні випробування на корозію, за допомогою яких компоненти та їх захисні шари можуть бути всебічно випробувані.
В основному, суттєве випробування корозійної стійкості компонентів є постійною проблемою для лабораторій через різноманітні навантаження, складні вимоги та різні кліматичні умови. Випробування на вулиці, як правило, важкі, оскільки перші пошкодження від корозії часто стають помітними лише через багато років. Особливо при так званому вивітрюванні на відкритому повітрі, умови іноді дуже мінливі і не дуже постійні з часом. Для того, щоб мати змогу моделювати різні погодні умови, виділяють різний клімат - від сухого пустельного клімату до тропічного та/або солоного клімату біля моря. Проблема з цим: Навіть при такому підході час на інтенсивні випробування і, отже, також на досягнення надійної якості або результатів розробки, як правило, занадто довгий.
Значно коротший час до появи корисних результатів досягається за допомогою стандартизованих процедур випробувань. Вони вказані в стандартах і можуть проводитися за допомогою комерційних випробувальних приладів та випробувальних систем.
1 постійний кліматичний тест згідно DIN EN ISO 9227 NSS
Для прискореного випробування на практиці набула популярності менш складна процедура випробування на корозійну стійкість окремих деталей та вузлів не лише в автомобільній промисловості: постійне кліматичне випробування відповідно до DIN EN ISO 9227 NSS. Випробувані зразки з покриттям безперервно обприскують 5% розчином солі при температурі навколишнього середовища 35 ° C та 100% вологості. Для отримання надійних та еластичних результатів випробувань на корозійну стійкість точно визначаються температури, ступінь чистоти солі та якість води. Крім того, кількість конденсату збирається відповідно до визначених критеріїв. І останнє, але не менш важливе: для постійного кліматичного випробування існує точна специфікація калібрування. Це означає, що голі контрольні панелі зважуються до і після тесту. Так можна визначити втрату ваги через іржу.
Завдяки однаковій установці тесту та зазначеним рамковим умовам для цього методу тестування доступні численні емпіричні значення. Для цього різні виробники випробувальних камер пропонують різні системи (рис. 1).
Рис. 1: Випробувальна камера для випробування сольовим розпиленням відповідно до DIN EN ISO 9227
2 тести на зміну клімату
Також часто використовуються так звані тести на зміну клімату. Ці процедури поєднують тест на розпилення солі (як правило, з концентрацією солі, яка іноді відрізняється від зазначеної у стандарті DIN EN ISO 9227) з визначеними сухими фазами та фазою впливу з чистою водяною туманом. Випробовувані компоненти іноді піддаються дії екстремальних температур від -40 ° C до +80 ° C (рис. 3).
Рис. 2: Випробувальна камера для випробувань ACT I та ACT II від Volvo та L467 від Ford
Рис. 3: Випробувальна камера для змінних кліматичних випробувань
Натомість у Швеції зарекомендувала себе ще одна тестова ідея, яку розробили виробники автомобілів Volvo та Scania. У так званому Volvo ACT I (прискорений тест на корозію) розчин солі не розпорошується у вигляді туману, але компоненти, що підлягають випробуванню, посипаються ним кілька разів на день. Пара знову і знову піднімається через температуру в випробувальній камері. У модифікованій розробці тесту ACT II полив проводиться лише один раз на день, але концентрація солі також змінюється. На різних випробувальних поверхнях ACT II в кінцевому підсумку виявився жорсткішим випробуванням на навантаження (рис. 2).
Спеціальною процедурою з Японії є CCT-A (циклічний тест на корозію), який використовує Toyota. Деталі спочатку піддають звичайному випробуванню розпиленням солі, а потім також занурюють у розчин солі.
3 Незалежні тести виробників автомобілів
На додаток до звичайних методів випробувань, згаданих вище, виробники автомобілів розробили власні методи випробувань для перевірки корозійної стійкості.
Наприклад, виробник Audi проводить одне з найжорсткіших випробувань за допомогою тесту на корозію та старіння в Інгольштадті (INKA). Дванадцять років водіння автомобіля в екстремальних умовах можна змоделювати за п’ять етапів протягом 19 тижнів. На початку машина запотіває сольовим розчином у кліматичній камері при температурі 35 ° C. Потім він піддається впливу тропічних погодних умов при температурі до 50 ° C та максимум 100% вологості. На наступному кроці імітується невблаганне сонце Сахари, нагріваючи корпус 80 галогенідних ламп потужністю 1200 Вт до 90 ° C. Кольори в інтер’єрі не повинні вицвітати, а крихкість матеріалів не допускається. У четвертій фазі арктичні мінусові температури імітуються при -35 ° C. У той же час чотирипоршневий гідропульсатор струшує транспортний засіб, щоб імітувати кручення кузова та навантаження на частини шасі на нерівних шляхах. І останнє, але не менш важливе: водії-випробувачі проїжджають близько 12 000 кілометрів на тестових доріжках, включаючи гравійні та брудні дороги.
У Mercedes існує такий же жорсткий тест на навантаження з так званим тестом MEKO, і в BMW теж транспортні засоби повинні довести свою корозійну стійкість в рамках обширного динамічного тесту на корозію (DyKo).
4 Порівняльність тестів
Внутрішнє оцінювання в Dörken MKS показало: Надзвичайно різні умови процедур випробувань унеможливлюють порівняння результатів випробувань або лише в обмеженій мірі (табл. 1). Оскільки в залежності від налаштування тесту, час, який потрібно тілу для реагування на білу або червону іржу, сильно варіюється. Виявляється, як правило, більш високі температури випробовування означають вищу хімічну активність і, отже, корозія відбувається швидше. У той же час дуже високі температури можуть призвести до виходу з ладу системи покриття - наприклад, гальванічне цинкове покриття (жовте пасивоване, що містить хром (VI)) руйнується при 70 ° С. У свою чергу мінусові градуси призводять до розриву системи при поглинанні води.
Окрім температури, волога також впливає на реакцію досліджуваного тіла: залежно від інтенсивності волога може призвести до вимивання і, таким чином, прискорити процес утворення іржі. Хоча вплив концентрації солі досить незначний, зміна значень рН призводить до посилення реакцій - як і фундаментальних змін клімату. І останнє, але не менш важливе: занурення досліджуваного зразка у солону воду вимагає високого рівня вбирання покриття та значного вимивання. Тому пряма кореляція між процедурами тестування неможлива.
5 висновок
Процедури випробувань та інспекцій, що застосовуються на практиці, дозволяють - залежно від схеми випробування та цілі - численні висновки для оцінки та оптимізації корозійної стійкості встановлених деталей або деталей. Однак ви можете лише імітувати різні повсякденні навантаження на компоненти і ніколи не зображати їх у всій їх складності. Крім того, не існує взаємозв'язку між процедурами.