Испытание в соляном тумане это стандартизированный метод тестирования покрытия на устойчивость к коррозии. Покрытие защищает поверхность металла от внешнего неблагоприятного воздействия окружающей среды и выполняет декоративную функцию. В обычных условиях трудно определить, насколько покрытие устойчиво – это заняло бы слишком много времени и зависело бы от погодных условий.
Суть метода заключается в помещении образцов металла в испытательную камеру, где распыляется нейтральный соляной туман – 5% раствор хлорида натрия при температуре 35°С. Через некоторое время на поверхности предмета появляются следы коррозии. Чем выше коррозионная стойкость, тем дольше может находиться образец в камере с соляным туманом без проявления признаков разрушения покрытия.
На промежуточных временных точках образцы извлекают из камеры, осуществляют визуальную проверку узлов, фиксируют состояние и проводят замеры параметров: толщину, наличие пузырей, ширину отслоения и степень разрушения по ISO 4628-8-2013 (Краски и лаки. Оценка степени разрушения покрытий).
Результаты теста представляют в часах, проведенных изделием в камере без появления признаков коррозии.
Временной лимит испытания - 1000 часов. Промежуточные точки 150, 300, 450, 600, 750, 900 часов.
Продукты: 4 пластины (2 пластины с надрезом, 2 без надреза) каждого из 15 видов образцов размером 100*100*2 мм.
1. Образцы:
Черный металл, марка стали 08ПС.
Черный металл, покрытый эмалью, 60-80 мкм.
Черный металл, покрытый полимером, 100-130 мкм.
Черный металл, покрытый полимером и грунтом, 200-250 мкм.
Согласно химическим свойствам и составу черного металла изделиям обязательно нужна надежная антикоррозийная защита в виде покрытия. Иначе конструкции быстро потеряют свою прочность и разрушаются.
Эмаль и полимерное покрытие создают только пассивную, барьерную защиту. Система «грунт+полимерное покрытие» лучше противостоит коррозионному процессу. Эффективность защиты зависит от свойств поверхности, её предварительной подготовки перед окрашиванием и применяемого наружного покрытия.
Результаты воздействия солевого тумана на образцы черного металла:
На образцах черного металла без покрытия коррозия появилась менее, чем через 150 часов воздействия соляного тумана. Металл сильно окислился, разрушился металлический слой. Образцы черного металла, покрытые эмалью, выдержали также менее 150 часов: почти полностью слезла краска, в отверстиях и надрезах появились ржавые пятна и разводы.
Образец черного металла без надреза, покрытый только полимером, выдержал 300 часов. Поверхность покрылась ржавыми разводами по краям и вокруг отверстий. Покрытие образца с надрезом разрушилось в промежуток времени до 150 часов, проявилась небольшая коррозия.
Образцы черного металла, покрытого полимером и грунтом , показали максимальную стойкость к агрессивной среде – 1000 часов . Наблюдались точечные ржавые вкрапления на первом защитном слое – полимерном покрытии, не было замечено разрушения или отслоения. Образцы оставались в первоначальном виде до завершения испытания. Система «грунт+полимерное покрытие» также существенно ограничила область распространения коррозии у надрезанных образцов.
2. Образцы:
Оцинкованная сталь, марка стали 08ПС.
Оцинкованная сталь, покрытая эмалью, 50-70 мкм.
Оцинкованная сталь, покрытая полимером, 120-140 мкм.
Цинкование металла по методу Сендзимира - один из наиболее распространенных методов нанесения защитного цинкового покрытия. Он заключается в последовательном протягивании рулонной стали через ванну расплавленного цинка и через газовые ножи для охлаждения и снятия лишнего покрытия с листа.
Таким образом создается плотный и однородный цинковый слой толщиной 10-20 мкм, который может быть подвержен коррозии, но не позволяет стали контактировать с внешней средой.
Оцинкованная сталь, покрытая эмалью или полимером, это комбинированный тип исполнения. В случае с полимером на готовое изделие из оцинкованной стали по методу Сендзимира наносится порошково-полимерное покрытие для усиления антикоррозионных характеристик продукции. Изделие получает двойную защиту от агрессивных внешних условий (дуплексное покрытие): однородный цинковый слой и непроницаемый полимерный слой, что намного продлевает долговечность продукции и повышает ее эксплуатационные свойства.
На образцах оцинкованной стали без покрытия появился налет менее, чем через 150 часов воздействия соляного тумана. Налет (оксидная пленка) не является критичным моментом, это защитный слой цинка, который берет на себя защиту самого металла (стали). Характерные ржавые пятна появились после 150 часов, их наличие уже способствует дальнейшему протеканию коррозионного процесса и разрушению слоя покрытия.
Налет (оксидная пленка) не является критичным моментом, это защитный слой цинка, который берет на себя защиту самого металла (стали).
Образцы с эмалью также выдержали менее 150 часов. На целых образцах эмаль почти полностью отслоилась, на надрезанных появились пятна красной ржавчины. Это говорит о начале процесса значительного разрушения.
Образцы оцинкованной стали с полимерным покрытием с надрезом выдержали 300 часов. На образцах без надреза вздутие краски началось возле отверстия после 450 часов. Образцы продолжили испытания с целью отслеживания скорости отслаивания покрытия. Образцы без надреза успешно прошли 600 часов.
...появился белый налет, т.е. цинк, как металл, начал химически воздействовать с кислородом и окисляться. До этого момента полимерное покрытие сдерживало появление ржавчины.
При достижении контрольной точки 600 часов вокруг отверстий начала отслаиваться краска и появился белый налет, т.е. цинк, как металл, начал химически воздействовать с кислородом и окисляться. До этого момента полимерное покрытие сдерживало появление ржавчины. Оно активно противостояло появлению коррозии, не входило в химическую реакцию с агрессивной средой: с кислородом, с водой, с солью.
3. Образцы:
Горячеоцинкованная сталь, марка стали 08ПС.
Горячеоцинкованная сталь, покрытая эмалью, 120-130 мкм.
Горячеоцинкованная сталь, покрытая полимером, 140-160 мкм.
Цинковый слой наносится методом кратковременного погружения изделия в ванну с расплавленным цинком. Таким образом жидкий цинк равномерно заполняет все внутренние полости изделий самой сложной формы, защищаются все его поверхности, углы, щели и т.п. Сформированный толстый слой цинка препятствует влиянию внешней агрессивной среды на сталь и надолго предотвращает ее коррозию.
Толщина цинкового слоя колеблется от 40 до 200 мкм. Это в 4-10 раз больше, чем цинкование по методу Сендзимира, поэтому коррозийный процесс идет пропорционально дольше.
Нанесение порошкового полимерного покрытия увеличивает прочность покрытия. Оно заключается в нанесении на поверхность изделия порошковой краски, которая при затвердевании образует сплошной непроницаемый полимерный слой. Продукция с данным покрытием показывает высокие эксплуатационные свойства и долговечность использования, благодаря способности покрытия сохраняться в самых неблагоприятных условиях. Толщина полимерного покрытия равна 80-120 мкм.
Результаты воздействия солевого тумана на образцы горячеоцинкованной стали:
На горячеоцинкованных образцах без покрытия появился налет менее, чем через 150 часов. Налёт (оксидная плёнка) в этом случае также не является критичным моментом, это защитный слой цинка. Ржавых пятен замечено не было. Испытание ошибочно остановили на 300-х часах, оно могло бы проходить дальше до появления характерных признаков коррозии.
Эмаль на целых горячеоцинкованных образцах начала разрушаться между 300 и 450 часами испытания. Надрезанная эмаль не выдержала 150 часов действия соляного тумана. Цинковый слой при этом сохранил свою целостность, не начал окисляться.
Полимерное покрытие на горячеоцинкованных образцах с надрезом начало разрушаться до 150 часов. Целостность покрытия образцов без надреза сохранялась более 450 часов, после началось отслоение краски, но при этом металл еще не вступил в реакцию с кислородом, на нем нет следов коррозии.
Судя по результатам испытания «голых» горячеоцинкованных образцов, разрушение второго слоя в этом случае наступит не менее, чем через 450 часов. Соответственно, общее время составит более 900 часов.
4. Образцы:
Гальванически оцинкованная сталь, марка стали 08ПС.
Гальванически оцинкованная сталь с полимерным покрытием, 90-100 мкм.
Гальваническое цинкование представляет собой электролитический метод нанесения тонкого защитного слоя цинка на изделие, поверхность которого должна быть предварительно подготовлена. Этот способ позволяет получать покрытия толщиной до 12 мкм.
Чаще всего гальваническое цинкование используется при производстве крепежных и монтажных изделий.
Результаты воздействия солевого тумана на образцы гальванически оцинкованной стали:
На образцах гальванически оцинкованной стали без покрытия появился налет и ржавые вкрапления менее, чем через 150 часов испытания. Их наличие способствовало дальнейшему протеканию коррозионного процесса и разрушению слоя покрытия, что видно при достижении второй контрольной точки.
Образцы гальванически оцинкованной стали с полимерным покрытием с надрезом успешно прошли только 150 часов – появилось разрушение полимера, но металл не начал коррозировать. Через 300 часов вокруг надреза проявились ржавые пятна.
На образцах без надреза малозаметное вздутие краски (1,5 мм) началось возле отверстия после 600 часов. Оксидная плёнка появилась после 900 часов, небольшие вкрапления ржавчины зафиксированы на 1000 часах испытания.
5. Образцы:
Нержавеющая сталь AISI 304.
Нержавеющая сталь AISI 316.
Нержавеющая сталь AISI 304 - это аустенитная сталь с низким содержанием углерода. Данный вид стали обладает высокой плотностью и, одновременно, остается достаточно пластичным, также характеризуется высочайшими показателями устойчивости к коррозии и способностью выдерживать различные температурные режимы.
AISI 304 – самый распространённый тип нержавеющий стали, используемый во многих сферах производства.
Нержавеющая сталь AISI 316 - улучшенная версия стали AISI 304 с добавлением 2.5% молибдена, который делает ее более устойчивой к воздействию коррозии. Технические свойства этой стали при высоких температурах гораздо лучше, чем у аналогичных сталей, не содержащих молибден. Молибден делает сталь более защищенной от питтинговой коррозии в хлористой среде, морской воде и парах уксусной кислоты. Питтинговая коррозия затрагивает лишь верхний оксидный слой металла, а вглубь проникает достаточно медленно.
Результаты воздействия солевого тумана на образцы нержавеющей стали:
Подтверждены вышеуказанные основные характеристики и химические свойства нержавеющей стали - AISI 316 имеет более высокую коррозионную стойкость, она выдержала полный цикл испытания, 1000 часов. На образцах нержавеющей стали AISI 304 появились незначительные следы коррозии (точечные вкрапления ржавчины) после 600 часов воздействия соляного тумана.
Вывод:
Выбор покрытия металла зависит от окружающей среды.
Краска является первым барьером для защиты металла от коррозии. Потом вступает вторая защита – цинковый слой.
Для обычных атмосферных условий подходят оцинкованные или полимерно-порошковые покрытия.
В агрессивных средах – комбинированные горячеоцинкованные / гальванически оцинкованные + полимерно-порошковые или нержавеющие покрытия. Краска является первым барьером для защиты металла от коррозии. Потом вступает вторая защита – цинковый слой. За счет этого увеличивается срок службы изделия.
Самую высокую коррозионную проявили образцы черного металла, покрытого полимером с грунтом, и нержавеющей стали AISI 316 – они выдержали 1000 часов без видимых разрушений.
При производстве кабеленесущих систем и металлокорпусов на заводе "АСД-электрик" применяется 5 вариантов исполнения. Подробно о них читайте в статье Выбор исполнения КНС и металлокорпусов.
