การกัดกร่อนคือการทำลายหรือเสื่อมสภาพของวัสดุหรือคุณสมบัติของวัสดุที่เกิดจากสิ่งแวดล้อม การกัดกร่อนส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นในบรรยากาศ ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบและปัจจัยกัดกร่อน เช่น ออกซิเจน ความชื้น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และสารมลพิษ
การกัดกร่อนแบบวงจรเป็นการกัดกร่อนในบรรยากาศที่พบได้บ่อยและทำลายล้างมากที่สุด การกัดกร่อนแบบวงจรบนพื้นผิวของวัสดุโลหะเกิดจากไอออนคลอไรด์ที่มีอยู่ในพื้นผิวโลหะของชั้นออกซิไดซ์และชั้นป้องกันการแทรกซึมของพื้นผิวโลหะและปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีภายในของโลหะที่เกิดจาก ในเวลาเดียวกัน ไอออนของคลอรีนมีพลังงานไฮเดรชั่นบางอย่างซึ่งดูดซับได้ง่ายในรูพรุนของพื้นผิวโลหะ รอยแตกจะหนาแน่นและแทนที่ออกซิเจนในชั้นออกไซด์ ออกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำจะละลายในคลอไรด์ ทำให้สถานะของพื้นผิวกลายเป็นพื้นผิวที่ใช้งานได้
การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรเป็นการทดสอบสิ่งแวดล้อมประเภทหนึ่งที่ใช้เครื่องมือทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรเป็นหลักเพื่อสร้างการจำลองสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนแบบวงจรเทียมเพื่อประเมินความต้านทานการกัดกร่อนของผลิตภัณฑ์หรือวัสดุโลหะ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท หนึ่งสำหรับการทดสอบการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมธรรมชาติ อีกประเภทหนึ่งสำหรับการจำลองการทดสอบสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนแบบวงจรเทียมที่เร่งความเร็ว
การจำลองการทดสอบสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนแบบวงจรเทียมเป็นการใช้ปริมาตรพื้นที่ของอุปกรณ์ทดสอบ - ห้องทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจร (รูปภาพ) ในปริมาณพื้นที่โดยใช้วิธีเทียม ส่งผลให้เกิดสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนแบบวงจร เพื่อประเมินคุณภาพของความต้านทานการกัดกร่อนแบบวงจรของผลิตภัณฑ์
เมื่อเปรียบเทียบกับสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ ความเข้มข้นของเกลือคลอไรด์ในสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนแบบวงจรสามารถสูงกว่าหรือสูงกว่าสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติทั่วไปหลายเท่าหรือหลายสิบเท่า ทำให้อัตราการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรบนผลิตภัณฑ์ทำให้เวลาในการรับผลลัพธ์สั้นลงอย่างมาก เช่น ในสภาพแวดล้อมที่สัมผัสกับธรรมชาติสำหรับการทดสอบตัวอย่างผลิตภัณฑ์ การกัดกร่อนอาจใช้เวลา 1 ปี ในขณะที่การจำลองสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนแบบวงจรเทียม นานถึง 24 ชั่วโมง ก็สามารถได้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกัน
การกัดกร่อนแบบวงจรจำลองในห้องปฏิบัติการสามารถแบ่งออกได้เป็นสี่ประเภท
(1)การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรเป็นกลาง (การทดสอบ NSS)เป็นวิธีการทดสอบการกัดกร่อนแบบเร่งซึ่งปรากฏให้เห็นเร็วที่สุดและปัจจุบันใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยใช้สารละลายโซเดียมคลอไรด์ 5% ปรับค่า pH ของสารละลายให้อยู่ในช่วงเป็นกลาง (6.5 ~ 7.2) เป็นสารละลายสำหรับฉีดพ่น อุณหภูมิในการทดสอบคือ 35 ℃ อัตราการตกตะกอนของข้อกำหนดการกัดกร่อนแบบวงจรคือ 1 ~ 2 มล./80 ซม./ชม.
(2)การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรกรดอะซิติก (ASS test)ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรที่เป็นกลาง โดยเติมกรดอะซิติกบริสุทธิ์ลงในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 5% เพื่อให้ค่า pH ของสารละลายลดลงเหลือประมาณ 3 สารละลายจะกลายเป็นกรด และการก่อตัวของการกัดกร่อนแบบวงจรขั้นสุดท้ายก็เปลี่ยนจากการกัดกร่อนแบบวงจรที่เป็นกลางเป็นกรด อัตราการกัดกร่อนของการกัดกร่อนแบบวงจรเร็วกว่าการทดสอบ NSS ประมาณ 3 เท่า
(3)กรดอะซิติกเร่งด้วยเกลือทองแดง การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจร (การทดสอบ CASS)เป็นการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรแบบรวดเร็วที่พัฒนาขึ้นใหม่จากต่างประเทศ อุณหภูมิการทดสอบคือ 50 ℃ สารละลายเกลือที่มีเกลือทองแดงจำนวนเล็กน้อย - คอปเปอร์คลอไรด์ ทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรง อัตราการกัดกร่อนอยู่ที่ประมาณ 8 เท่าของการทดสอบ NSS
(4)การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรสลับกันเป็นการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรที่ครอบคลุม ซึ่งเป็นการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรที่เป็นกลางบวกกับการทดสอบความชื้นและความร้อนอย่างต่อเนื่อง มักใช้กับผลิตภัณฑ์ทั้งชิ้นแบบโพรง โดยผ่านการเจาะเข้าไปในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น เพื่อให้การกัดกร่อนแบบวงจรไม่เพียงเกิดขึ้นบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นภายในผลิตภัณฑ์ด้วย โดยเป็นผลิตภัณฑ์ภายใต้สภาวะแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนแบบวงจรและความร้อนชื้นสลับกัน และสุดท้ายคือการประเมินคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของผลิตภัณฑ์ทั้งหมดพร้อมหรือไม่มีการเปลี่ยนแปลง
ผลการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรโดยทั่วไปจะแสดงในรูปแบบเชิงคุณภาพมากกว่าเชิงปริมาณ มีวิธีตัดสินเฉพาะอยู่ 4 วิธี
①วิธีการตัดสินการให้คะแนนคือพื้นที่การกัดกร่อนและพื้นที่รวมของอัตราส่วนร้อยละตามวิธีการแบ่งออกเป็นหลายระดับในระดับหนึ่ง โดยเมื่อถึงระดับหนึ่งเป็นพื้นฐานการตัดสินที่มีคุณสมบัติ จะเหมาะกับตัวอย่างแบบแบนสำหรับการประเมิน
②วิธีการตัดสินโดยการชั่งน้ำหนักคือการใช้การชั่งน้ำหนักตัวอย่างก่อนและหลังการทดสอบการกัดกร่อนเพื่อคำนวณน้ำหนักของการสูญเสียการกัดกร่อนเพื่อตัดสินคุณภาพของความต้านทานการกัดกร่อนของตัวอย่าง โดยเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการประเมินคุณภาพความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะ
③วิธีการตรวจสอบลักษณะการกัดกร่อนเป็นวิธีการพิจารณาเชิงคุณภาพ ซึ่งคือการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจร เพื่อดูว่าผลิตภัณฑ์ก่อให้เกิดปรากฏการณ์การกัดกร่อนหรือไม่ เพื่อพิจารณาตัวอย่าง โดยมาตรฐานผลิตภัณฑ์ทั่วไปส่วนใหญ่จะใช้ในวิธีนี้
④วิธีการวิเคราะห์สถิติข้อมูลการกัดกร่อนให้บริการออกแบบการทดสอบการกัดกร่อน วิเคราะห์ข้อมูลการกัดกร่อน ข้อมูลการกัดกร่อนเพื่อกำหนดระดับความเชื่อมั่นของวิธีการ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการวิเคราะห์การกัดกร่อนเชิงสถิติ มากกว่าการตัดสินคุณภาพผลิตภัณฑ์โดยเฉพาะ
การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรของสแตนเลส
การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรถูกคิดค้นขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ถือเป็นการใช้ "การทดสอบการกัดกร่อน" ที่ยาวนานที่สุด วัสดุที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงเป็นที่นิยมของผู้ใช้ และได้กลายเป็นการทดสอบ "สากล" เหตุผลหลักมีดังนี้: ① ประหยัดเวลา ② ต้นทุนต่ำ ③ สามารถทดสอบวัสดุต่างๆ ได้หลากหลาย ④ ผลลัพธ์นั้นเรียบง่ายและชัดเจน เอื้อต่อการยุติข้อพิพาททางการค้า
ในทางปฏิบัติ การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรของสแตนเลสเป็นที่รู้จักกันอย่างกว้างขวางที่สุด วัสดุนี้สามารถทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรได้กี่ชั่วโมง ผู้ปฏิบัติจริงคงคุ้นเคยกับคำถามนี้เป็นอย่างดี
ผู้ขายวัสดุมักจะใช้การทำให้เฉื่อยการรักษาหรือปรับปรุงเกรดการขัดผิว, ฯลฯ เพื่อปรับปรุงเวลาการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรของสแตนเลส อย่างไรก็ตาม ปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือองค์ประกอบของสแตนเลสเอง เช่น ปริมาณโครเมียม โมลิบดีนัม และนิกเกิล
ยิ่งโครเมียมและโมลิบดีนัมมีปริมาณธาตุทั้งสองนี้มากเท่าไร ประสิทธิภาพการกัดกร่อนที่จำเป็นในการต้านทานการเกิดหลุมและการกัดกร่อนแบบรอยแยกก็ยิ่งแข็งแกร่งมากขึ้นเท่านั้น ความต้านทานการกัดกร่อนนี้แสดงออกมาในรูปของสิ่งที่เรียกว่าความต้านทานการเกิดหลุมเทียบเท่าค่า (PRE): PRE = %Cr + 3.3 x %Mo.
แม้ว่านิกเกิลจะไม่เพิ่มความต้านทานของเหล็กต่อการกัดกร่อนแบบหลุมและรอยแยก แต่สามารถชะลออัตราการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพหลังจากกระบวนการกัดกร่อนเริ่มขึ้น ดังนั้น สเตนเลสออสเทนนิติกที่มีนิกเกิลจึงมีแนวโน้มที่จะมีประสิทธิภาพดีกว่ามากในการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจร และกัดกร่อนน้อยกว่าสเตนเลสเฟอร์ริติกที่มีนิกเกิลต่ำที่มีค่าความต้านทานการกัดกร่อนแบบหลุมใกล้เคียงกัน
เกร็ดความรู้: สำหรับมาตรฐาน 304 การกัดกร่อนแบบวงจรกลางโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 48 ถึง 72 ชั่วโมง สำหรับมาตรฐาน 316 การกัดกร่อนแบบวงจรกลางโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 72 ถึง 120 ชั่วโมง
ควรสังเกตว่าเดอะการกัดกร่อนแบบวงจรการทดสอบนี้มีข้อเสียสำคัญเมื่อทำการทดสอบคุณสมบัติของสแตนเลสปริมาณคลอไรด์ของการกัดกร่อนแบบวงจรในการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรนั้นสูงมาก สูงกว่าสภาพแวดล้อมจริงมาก ดังนั้นสแตนเลสที่สามารถต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมการใช้งานจริงโดยมีปริมาณคลอไรด์ต่ำมาก ก็จะกัดกร่อนในการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรได้เช่นกัน
การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรจะเปลี่ยนพฤติกรรมการกัดกร่อนของสเตนเลสสตีล ไม่สามารถถือเป็นการทดสอบแบบเร่งหรือการทดลองจำลองได้ ผลลัพธ์ที่ได้เป็นเพียงด้านเดียวและไม่มีความสัมพันธ์เทียบเท่ากับประสิทธิภาพจริงของสเตนเลสสตีลที่นำไปใช้งานจริง
ดังนั้นเราจึงสามารถใช้การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรเพื่อเปรียบเทียบความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสประเภทต่างๆ ได้ แต่การทดสอบนี้จะสามารถประเมินวัสดุได้เท่านั้น เมื่อเลือกวัสดุสเตนเลสโดยเฉพาะ การทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรเพียงอย่างเดียวมักจะไม่ให้ข้อมูลเพียงพอ เนื่องจากเราไม่เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างเงื่อนไขการทดสอบและสภาพแวดล้อมการใช้งานจริงอย่างเพียงพอ
ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ จึงไม่สามารถประมาณอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์โดยอาศัยการทดสอบการกัดกร่อนแบบวงจรของตัวอย่างสแตนเลสเพียงอย่างเดียวได้
นอกจากนี้ ไม่สามารถทำการเปรียบเทียบระหว่างเหล็กประเภทต่าง ๆ ได้ เช่น เราไม่สามารถเปรียบเทียบสแตนเลสกับเหล็กกล้าคาร์บอนเคลือบได้ เนื่องจากกลไกการกัดกร่อนของวัสดุสองชนิดที่ใช้ในการทดสอบแตกต่างกันมาก และความสัมพันธ์ระหว่างผลการทดสอบกับสภาพแวดล้อมจริงที่ผลิตภัณฑ์จะถูกนำมาใช้ก็ไม่เหมือนกัน
เวลาโพสต์: 6 พ.ย. 2566