» » Определение коррозионной стойкости и защитной способности цинковых покрытий
11.02.2017

Защитную способность цинковых покрытий обычно определяют с помощью коррозионных испытаний. Кроме того, коррозионные испытания позволяют выявить дефекты покрытии, а также прогнозировать их поведение в конкретных коррозионных средах.
В настоящее время имеются десятки различных методов коррозионных испытаний цинковых покрытий. Многообразие этих методов обусловлено большим количеством агрессивных сред и видов цинковых покрытий, различными требованиями к точности и скорости испытаний.
Как правило, большинство методов коррозионных испытаний являются ускоренными. В ходе таких испытаний образцы подвергают воздействию искусственных высокоагрессивных коррозионных сред при повышенной влажности и температуре без механических нагрузок или с нагружением. Это вызывает ускоренное разрушение испытываемых оцинкованных образцов, что позволяет судить о наличии дефектов в покрытии и прогнозировать с той или иной степенью достоверности его коррозионную стойкость в различных условиях эксплуатации.
Однако следует отметить, что из-за сложности протекающих коррозионных процессов, зависящих от множества факторов и He всегда поддающихся точной оценке, прямое перенесение результатов лабораторных пли стендовых коррозионных испытаний на условия эксплуатации оцинкованных изделий в конкретных агрессивных средах не всегда может быть обоснованным. Поэтому результаты ускоренных коррозионных испытаний оцинкованных образцов или изделий подлежат уточнению в эксплуатационных условиях.
Методы коррозионных испытаний

Наиболее широко разработаны методы коррозионных испытаний, имитирующие атмосферную коррозию. Коррозионные процессы, протекающие при воздействии на оцинкованные изделия атмосфер различной степени агрессивности, обусловлены наличием в воздухе влаги, содержащей соединения, способствующие образованию на поверхности покрытия микрогальванических коррозионных пар. Поэтому большинство методов коррозионных испытаний па атмосферную коррозию предусматривают орошение оцинкованных образцов высокоэлектропроводным электролитом, содержащим в некоторых случаях ускорители коррозионных процессов, характерные для ряда высокоагрессивных промышленных атмосфер (например, сернистые соединения).
Испытания на атмосферную коррозию проводят в камере соляного тумана, в которой при 100 %-ной влажности распыляется 3 %- или 5 %-ный раствор NaCl. Распыление обычно проводят в течение 15—30 мин через каждые 15—45 мин. О защитной способности цинкового покрытия судят по количеству очагов коррозии основного металла, появляющихся на 1 м2 поверхности или, в случае испытаний проволоки или труб, на 10 см их длины. В частности, согласно требованиям к электролитическим оцинкованным трубам с толщиной покрытия 18—24 мкм (ТУ 14-3-960—80) после испытаний в камере соляного тумана в течение 96 ч допускается наличие на них не более 2 очагов коррозии на 10 см длины труб. Цинковое покрытие, выдержавшее такие испытания, обеспечивает противокоррозионную защиту трубопроводов пневмосистем автомобилей и тракторов в течение 10—12 лет (кроме эксплуатации в условиях тропиков) .
Одной из разновидностей коррозионных испытаний в соляном тумане являются испытания путем обрызгивания оцинкованных образцов растворами солей, содержащими в случае необходимости соответствующие ускоряющие присадки. Так, согласно стандарту 139 (Великобритания) наиболее близкой имитацией условий эксплуатации изделий в морской атмосфере является обрызгивание образцов диспергированными каплями искусственной морской воды с последующим помещением этих образцов в камеру с 95±3 %-ной влажностью по парам Н2О. Осмотр образцов и повторное напыление морской воды производят один раз в сутки. Этот метод очень широко применяют для прогнозирования коррозионной стойкости цинковых, особенно хроматированных и фосфатированных, покрытий в условиях промышленной атмосферы. Продолжительность таких испытании в зависимости от толщины слоя цинкового покрытия составляет от 24 до 240—360 ч. Считается, что цинковое покрытие удовлетворительно защищает от коррозии в промышленной атмосфере средней коррозионной агрессивности, если оно выдержало испытания по этому методу до появления первых очагов коррозии в течение 72 ч (96 ч для цинковых покрытий с последующей хроматной или фосфатной обработкой).
Все более широкое применение получает метод испытаний в камере с постоянным распылением при температуре 50°С 5 %-ного раствора NаСl, подкисленного уксусной кислотой до рН = 3,2 и в ряде случаев дополнительно содержащего 0,2—0,3 г/л CuCl2 (метод CASS). Выявлена достаточно устойчивая корреляция между результатами лабораторных коррозионных испытаний оцинкованных образцов по атому методу (16—18 ч) и данными, полученными при испытаниях таких же образцов в промышленной атмосфере высокой степени загрязненности в течение одного года. Метод CASS получил широкое распространение для. оценки защитной способности цинковых, кадмиевых, алюминиевых и некоторых многослойных катодных покрытий (например, системы Cu—Ni—Cr). Продолжительность испытаний не превышает 24—48 ч.
Снятие продуктов коррозии

Ответственной операцией при проведении коррозионных испытаний является удаление с поверхности оцинкованных образцов продуктов коррозии. Достоверность полученных результатов определяется правильностью выбора способа и раствора для снятия продуктов коррозии и точностью соблюдения режима обработки образцов.
Для снятия продуктов коррозии с цинка и оцинкованной стали применяют различные растворы, основные на которых приведены ниже:
Определение коррозионной стойкости и защитной способности цинковых покрытий

Обычно удаление продуктов коррозии с оцинкованных образцов начинают с того, что их помещают и горячую (60—70°С) воду на 30—45 мин. Это позволяет значительно разрыхлить образовавшиеся продукты коррозии и облегчить проведение последующих операций.
В процессе обработки образцов используют щетки различной степени жесткости (капроновые, резиновые и т.п.), деревянные шпатели, брусочки, мягкие канцелярские резинки и др. С их помощью удаляют продукты коррозии с труднодоступных мест или образовавшийся шлам.
Для протирки и сушки образцов применяют различные растворители (чистый бензин или бензол, ацетон, спирт).
Взвешивание образцов чаще всего выполняют на аналитических весах.
Наиболее трудноудаляемые продукты коррозии образуются на диффузионно оцинкованных образцах, особенно, если образцы (изделии) испытывались или эксплуатировались в жесткой агрессивной среде (например, при движении морской воды, в нефтесодержащей водной среде).
Удаление продуктов коррозии с таких образцов проводят. как правило, комбинированным способом, включая химическую и электрохимическую обработку. Вначале образцы помещают и 25 %-ный водный раствор хлористого аммония, нейтрализованный аммиаком до рН=7. Обработку проводят в течение 5 мин при температуре раствора 18—20°С. После этого образцы промывают проточной подои, одновременно протирая их поверхность деревянным шпателем. Если продукты коррозии все еще плохо снимаются, то образцы можно снова поместить в раствор на 2—3 мин. Такая обработка позволяет хороню снимать продукты коррозии чистого цинка и частично — железоцинкового сплава. После обработки образцов раствор приобретает светло-коричневый оттенок.
Затем образцы подвергают электрохимической обработке в растворе состава (г/л): Nа3РО4 — 30; Na2CO3 — 15; NaOH — 10 при температуре 70 и iк = 11 А/дм2.
Обрабатываемый образец подключают в качестве катода. Для анода используют обычную листовую углеродистую сталь или листовой никель. После обработки в течение 5 мин образец промывают проточной водой, одновременно протирая его поверхность деревянным шпателем. При необходимости образцы повторно катодно обрабатывают в течение 4—5 мин. Электрохимическую обработку целесообразно проводить в термостате, что позволяет строго соблюдать температурный режим обработки.