La corrosione è la distruzione o il deterioramento dei materiali o delle loro proprietà causato dall'ambiente. La maggior parte dei casi di corrosione si verifica in ambienti atmosferici, che contengono componenti corrosivi e fattori corrosivi come ossigeno, umidità, variazioni di temperatura e agenti inquinanti.
La corrosione ciclica è una forma comune e tra le più distruttive di corrosione atmosferica. La corrosione ciclica sulla superficie dei materiali metallici è dovuta alla penetrazione degli ioni cloruro presenti nello strato di ossido e nello strato protettivo della superficie metallica, innescando una reazione elettrochimica interna. Allo stesso tempo, gli ioni cloruro, grazie alla loro energia di idratazione, si adsorbono facilmente nei pori della superficie metallica, ostruendo le fessure e sostituendo l'ossigeno nello strato di ossido, trasformando gli ossidi insolubili in cloruri solubili, in modo che lo stato di passivazione della superficie si trasformi in una superficie attiva.
Il test di corrosione ciclica è un tipo di test ambientale che utilizza principalmente apparecchiature specifiche per simulare artificialmente le condizioni ambientali di corrosione ciclica, al fine di valutare la resistenza alla corrosione di prodotti o materiali metallici. Si divide in due categorie: test di esposizione all'ambiente naturale e test di simulazione accelerata artificiale dell'ambiente di corrosione ciclica.
La simulazione artificiale dei test ambientali di corrosione ciclica consiste nell'utilizzo di un determinato volume di apparecchiatura di prova - la camera di prova per corrosione ciclica (Figura), nel cui volume di spazio vengono utilizzati metodi artificiali, creando un ambiente di corrosione ciclica per valutare la qualità della resistenza alla corrosione ciclica del prodotto.
Rispetto all'ambiente naturale, la concentrazione di cloruro nell'ambiente sottoposto a corrosione ciclica può essere diverse volte o decine di volte superiore a quella riscontrabile in un ambiente naturale, con conseguente aumento significativo del tasso di corrosione. Di conseguenza, il tempo necessario per ottenere i risultati del test di corrosione ciclica sul prodotto si riduce notevolmente. Ad esempio, mentre in un ambiente naturale, la corrosione di un campione di prodotto può richiedere un anno, nelle condizioni ambientali simulate artificialmente per la corrosione ciclica si ottengono risultati simili in sole 24 ore.
La corrosione ciclica simulata in laboratorio può essere suddivisa in quattro categorie
(1)Test di corrosione ciclica neutra (test NSS)È un metodo di prova di corrosione accelerata che è apparso per primo ed è attualmente il più utilizzato. Utilizza una soluzione salina di cloruro di sodio al 5%, con un valore di pH regolato nell'intervallo neutro (6,5 ~ 7,2) come soluzione da spruzzare. La temperatura di prova è di 35 ℃ e la velocità di sedimentazione richiesta per la corrosione ciclica è di 1 ~ 2 ml/80 cm/h.
(2)Test di corrosione ciclica con acido acetico (test ASS)È stato sviluppato sulla base del test di corrosione ciclica neutra. Consiste nell'aggiungere dell'acido acetico glaciale a una soluzione di cloruro di sodio al 5%, in modo che il valore del pH della soluzione si riduca a circa 3, rendendola acida, e la formazione finale della corrosione ciclica passi da neutra ad acida. La sua velocità di corrosione è circa 3 volte più veloce del test NSS.
(3)Test di corrosione ciclica accelerata con acido acetico e sali di rame (test CASS)Si tratta di un test di corrosione ciclica rapida di recente sviluppo, condotto all'estero, con una temperatura di prova di 50 ℃ e una soluzione salina contenente una piccola quantità di sale di rame (cloruro di rame), che induce una corrosione forte. Il suo tasso di corrosione è circa 8 volte superiore a quello del test NSS.
(4)Test di corrosione ciclica alternataSi tratta di un test completo di corrosione ciclica, che in realtà è un test di corrosione ciclica in condizioni neutre combinato con un test a umidità e temperatura costanti. Viene utilizzato principalmente per prodotti interi con cavità, in quanto, attraverso la penetrazione in un ambiente umido, la corrosione ciclica si genera non solo sulla superficie del prodotto, ma anche al suo interno. Il prodotto viene sottoposto alternativamente a corrosione ciclica e calore umido, e infine si valutano le proprietà elettriche e meccaniche dell'intero prodotto, con o senza modifiche.
I risultati dei test di corrosione ciclica vengono generalmente forniti in forma qualitativa piuttosto che quantitativa. Esistono quattro metodi di valutazione specifici.
①metodo di valutazione del giudizioè l'area di corrosione e l'area totale del rapporto della percentuale secondo un certo metodo di divisione in diversi livelli, a un certo livello come base di giudizio qualificata, è adatto per campioni piatti per la valutazione.
②metodo di valutazione ponderataIl metodo di pesatura, basato sul peso del campione prima e dopo il test di corrosione, calcola la perdita di peso dovuta alla corrosione per valutare la qualità della resistenza alla corrosione del campione. È particolarmente adatto per la valutazione della qualità della resistenza alla corrosione dei metalli.
③metodo di determinazione dell'aspetto corrosivoSi tratta di un metodo di determinazione qualitativa, ovvero un test di corrosione ciclica, che serve a determinare se il prodotto presenta fenomeni di corrosione sul campione. In questo metodo vengono utilizzati principalmente gli standard di prodotto generali.
④metodo di analisi statistica dei dati di corrosioneFornisce la progettazione di test di corrosione, l'analisi dei dati di corrosione, i dati di corrosione per determinare il livello di affidabilità del metodo, che viene utilizzato principalmente per analizzare la corrosione statistica, piuttosto che per una valutazione specifica della qualità di un prodotto.
Test di corrosione ciclica dell'acciaio inossidabile
Il test di corrosione ciclica, inventato all'inizio del XX secolo, è il test di corrosione più longevo e, grazie alla sua elevata resistenza alla corrosione, è diventato un test "universale". I motivi principali sono i seguenti: ① risparmio di tempo; ② basso costo; ③ possibilità di testare una varietà di materiali; ④ risultati semplici e chiari, utili per la risoluzione di controversie commerciali.
In pratica, il test di corrosione ciclica dell'acciaio inossidabile è il più conosciuto: per quante ore può resistere questo materiale a un test di corrosione ciclica? Questa domanda non sarà certo nuova ai professionisti del settore.
I fornitori di materiali di solito usanopassivazionetrattamento omigliorare il grado di lucidatura della superficie, ecc., per migliorare la durata del test di corrosione ciclica dell'acciaio inossidabile. Tuttavia, il fattore determinante più critico è la composizione dell'acciaio inossidabile stesso, ovvero il contenuto di cromo, molibdeno e nichel.
Maggiore è il contenuto dei due elementi, cromo e molibdeno, maggiore è la resistenza alla corrosione necessaria per resistere alla formazione di vaiolature e alla corrosione interstiziale. Questa resistenza alla corrosione è espressa in termini della cosiddettaResistenza alla corrosione equivalenteValore (PRE): PRE = %Cr + 3,3 x %Mo.
Sebbene il nichel non aumenti la resistenza dell'acciaio alla corrosione per vaiolatura e interstiziale, può rallentare efficacemente la velocità di corrosione una volta che il processo corrosivo è iniziato. Gli acciai inossidabili austenitici contenenti nichel tendono quindi a comportarsi molto meglio nei test di corrosione ciclica e a corrodersi molto meno gravemente rispetto agli acciai inossidabili ferritici a basso contenuto di nichel con una resistenza alla corrosione per vaiolatura simile.
Curiosità: Per l'acciaio inossidabile 304 standard, la resistenza alla corrosione ciclica neutra è generalmente compresa tra 48 e 72 ore; per l'acciaio inossidabile 316 standard, la resistenza alla corrosione ciclica neutra è generalmente compresa tra 72 e 120 ore.
Va notato cheILCorrosione ciclicaIl test presenta notevoli svantaggi quando si valutano le proprietà dell'acciaio inossidabile.Il contenuto di cloruri nel test di corrosione ciclica è estremamente elevato, ben superiore a quello presente nell'ambiente reale; pertanto, anche l'acciaio inossidabile che resiste alla corrosione nell'ambiente di applicazione reale con un contenuto di cloruri molto basso si corroderà nel test di corrosione ciclica.
Il test di corrosione ciclica modifica il comportamento alla corrosione dell'acciaio inossidabile e non può essere considerato né un test accelerato né un esperimento di simulazione. I risultati sono parziali e non hanno alcuna relazione equivalente con le prestazioni effettive dell'acciaio inossidabile che viene infine messo in uso.
Possiamo quindi utilizzare il test di corrosione ciclica per confrontare la resistenza alla corrosione di diversi tipi di acciaio inossidabile, ma questo test è in grado solo di valutare il materiale. Quando si selezionano specificamente materiali in acciaio inossidabile, il solo test di corrosione ciclica di solito non fornisce informazioni sufficienti, perché non abbiamo una comprensione adeguata del legame tra le condizioni di prova e l'ambiente di applicazione reale.
Per lo stesso motivo, non è possibile stimare la durata di vita di un prodotto basandosi esclusivamente sul test di corrosione ciclica di un campione di acciaio inossidabile.
Inoltre, non è possibile effettuare confronti tra diversi tipi di acciaio; ad esempio, non possiamo confrontare l'acciaio inossidabile con l'acciaio al carbonio rivestito, perché i meccanismi di corrosione dei due materiali utilizzati nel test sono molto diversi e la correlazione tra i risultati del test e l'ambiente reale in cui il prodotto verrà effettivamente utilizzato non è la stessa.
Data di pubblicazione: 6 novembre 2023