Korrosion ist die Zerstörung oder Verschlechterung von Materialien oder deren Eigenschaften durch Umwelteinflüsse. Korrosion tritt vor allem in atmosphärischen Umgebungen auf, die korrosive Bestandteile und korrosive Faktoren wie Sauerstoff, Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und Schadstoffe enthalten.
Zyklische Korrosion ist eine häufige und äußerst zerstörerische atmosphärische Korrosionsreaktion. Zyklische Korrosion an der Oberfläche metallischer Werkstoffe entsteht durch das Eindringen von Chloridionen in die oxidierte Schicht und die Schutzschicht der Metalloberfläche sowie durch die dadurch verursachte elektrochemische Reaktion im Metall. Gleichzeitig enthalten Chloridionen eine gewisse Hydratationsenergie, können leicht in den Poren der Metalloberfläche adsorbiert werden, Risse verstopfen und den Sauerstoff in der Oxidschicht ersetzen. Unlösliche Oxide werden zu löslichen Chloriden, wodurch die Oberfläche passiviert und in eine aktive Oberfläche umgewandelt wird.
Der zyklische Korrosionstest ist eine Art Umwelttest, bei dem hauptsächlich zyklische Korrosionsprüfgeräte eingesetzt werden, um die zyklischen Korrosionsbedingungen künstlich zu simulieren und so die Korrosionsbeständigkeit von Produkten oder Metallmaterialien zu bewerten. Er ist in zwei Kategorien unterteilt: eine für den natürlichen Umweltexpositionstest und eine für die künstliche beschleunigte Simulation des zyklischen Korrosionsumgebungstests.
Bei der künstlichen Simulation von Umwelttests gegen zyklische Korrosion wird ein Raumtestgerät mit einem bestimmten Volumen verwendet – eine Testkammer für zyklische Korrosion (Abbildung). In ihrem Raumvolumen wird mithilfe künstlicher Methoden eine Umgebung für zyklische Korrosion geschaffen, um die Qualität der Korrosionsbeständigkeit des Produkts gegen zyklische Korrosion zu bewerten.
Im Vergleich zur natürlichen Umgebung kann die Chloridkonzentration in der zyklischen Korrosionsumgebung ein Vielfaches oder Dutzendes des üblichen Gehalts an zyklischer Korrosion in der natürlichen Umgebung betragen, wodurch die Korrosionsrate stark erhöht ist. Auch die Zeit bis zum Vorliegen der Ergebnisse beim zyklischen Korrosionstest des Produkts verkürzt sich erheblich. Beispielsweise kann es in einer natürlichen Umgebung, in der eine Produktprobe getestet wird, bis zur Korrosion ein Jahr dauern, während unter künstlichen Simulationsbedingungen zyklischer Korrosion bereits nach 24 Stunden ähnliche Ergebnisse erzielt werden.
Die im Labor simulierte zyklische Korrosion kann in vier Kategorien unterteilt werden
(1)Neutraler zyklischer Korrosionstest (NSS-Test)ist eine beschleunigte Korrosionstestmethode, die als erste bekannt war und heute am weitesten verbreitet ist. Sie verwendet eine 5%ige Natriumchlorid-Kochsalzlösung mit einem pH-Wert im neutralen Bereich (6,5–7,2) als Sprühlösung. Die Prüftemperatur beträgt 35 °C, die Absetzgeschwindigkeit für die zyklische Korrosion liegt bei 1–2 ml/80 cm³/h.
(2)Essigsäure-Zyklischer Korrosionstest (ASS-Test)wurde auf Basis des neutralen zyklischen Korrosionstests entwickelt. Durch Zugabe von etwas Eisessig zu einer 5%igen Natriumchloridlösung wird der pH-Wert der Lösung auf ca. 3 gesenkt, die Lösung wird sauer und die Bildung von zyklischer Korrosion ändert sich von neutraler zu saurer Korrosion. Die Korrosionsrate ist etwa dreimal schneller als beim NSS-Test.
(3)Kupfersalz-beschleunigter Essigsäure-Zyklischer Korrosionstest (CASS-Test)ist ein neu entwickelter ausländischer Schnelltest für zyklische Korrosion. Bei einer Testtemperatur von 50 °C und einer Salzlösung mit einer kleinen Menge Kupfersalz (Kupferchlorid) wird starke Korrosion verursacht. Die Korrosionsrate ist etwa achtmal höher als beim NSS-Test.
(4)Wechselzyklischer Korrosionstestist ein umfassender zyklischer Korrosionstest, der eigentlich ein neutraler zyklischer Korrosionstest plus ein konstanter Feuchtigkeits- und Hitzetest ist. Er wird hauptsächlich für Hohlraumprodukte verwendet. Durch das Eindringen der feuchten Umgebung entsteht die zyklische Korrosion nicht nur auf der Produktoberfläche, sondern auch im Produktinneren. Das Produkt wird abwechselnd zyklischer Korrosion und feuchter Hitze ausgesetzt, um die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des gesamten Produkts mit oder ohne Veränderungen zu beurteilen.
Die Ergebnisse von zyklischen Korrosionsprüfungen werden in der Regel qualitativ und nicht quantitativ angegeben. Es gibt vier spezifische Bewertungsmethoden.
①BewertungsbeurteilungsmethodeDas prozentuale Verhältnis der Korrosionsfläche zur Gesamtfläche wird nach einer bestimmten Methode in mehrere Stufen unterteilt und dient als qualifizierte Beurteilungsgrundlage für eine bestimmte Stufe. Es eignet sich zur Bewertung flacher Proben.
②AbwägungsbeurteilungsmethodeDie Korrosionsbeständigkeitsqualität der Probe wird durch Wiegen des Probengewichts vor und nach dem Korrosionstest berechnet. Dies eignet sich besonders zur Qualitätsbewertung der Korrosionsbeständigkeit von Metallen.
③Methode zur Bestimmung des korrosiven Erscheinungsbildsist eine qualitative Bestimmungsmethode. Es handelt sich um einen zyklischen Korrosionstest, um zu bestimmen, ob das Produkt Korrosionsphänomene aufweist, wobei bei dieser Methode meist allgemeine Produktstandards verwendet werden.
④Methode zur statistischen Analyse von KorrosionsdatenBietet die Gestaltung von Korrosionstests, die Analyse von Korrosionsdaten und die Bestimmung des Vertrauensniveaus der Korrosionsdatenmethode. Diese Methode wird hauptsächlich zur Analyse statistischer Korrosion und nicht speziell zur Beurteilung der Qualität eines bestimmten Produkts verwendet.
Zyklische Korrosionsprüfung von Edelstahl
Der zyklische Korrosionstest wurde im frühen 20. Jahrhundert erfunden und ist der am längsten verwendete Korrosionstest. Er wird von Anwendern hochkorrosionsbeständiger Materialien bevorzugt und hat sich zu einem universellen Test entwickelt. Die Hauptgründe dafür sind: 1. Zeitersparnis; 2. Kostengünstig; 3. Prüfung einer Vielzahl von Materialien; 4. Einfache und klare Ergebnisse, die die Beilegung von Handelsstreitigkeiten begünstigen.
In der Praxis ist der zyklische Korrosionstest von Edelstahl am bekanntesten. Wie viele Stunden hält dieses Material dem zyklischen Korrosionstest stand? Diese Frage dürfte Praktikern nicht fremd sein.
Materiallieferanten verwenden normalerweisePassivierungBehandlung oderVerbesserung der Oberflächenpolierqualitätusw., um die Dauer des zyklischen Korrosionstests von Edelstahl zu verbessern. Der wichtigste bestimmende Faktor ist jedoch die Zusammensetzung des Edelstahls selbst, d. h. der Gehalt an Chrom, Molybdän und Nickel.
Je höher der Gehalt der beiden Elemente Chrom und Molybdän ist, desto stärker ist die Korrosionsbeständigkeit, die erforderlich ist, um Lochfraß und Spaltkorrosion zu widerstehen. Diese Korrosionsbeständigkeit wird durch die sogenannteÄquivalente Lochfraßbeständigkeit(PRE)-Wert: PRE = %Cr + 3,3 x %Mo.
Obwohl Nickel die Beständigkeit von Stahl gegen Loch- und Spaltkorrosion nicht erhöht, kann es die Korrosionsgeschwindigkeit nach Beginn des Korrosionsprozesses effektiv verlangsamen. Nickelhaltige austenitische Edelstähle schneiden daher in zyklischen Korrosionstests tendenziell deutlich besser ab und korrodieren deutlich weniger stark als nickelarme ferritische Edelstähle mit ähnlicher Beständigkeit gegen Lochkorrosion.
Wissenswertes: Bei Standard 304 beträgt die neutrale zyklische Korrosion im Allgemeinen zwischen 48 und 72 Stunden; bei Standard 316 beträgt die neutrale zyklische Korrosion im Allgemeinen zwischen 72 und 120 Stunden.
Es ist zu beachten, dassDieZyklische KorrosionDer Test weist erhebliche Nachteile bei der Prüfung der Eigenschaften von Edelstahl auf.Der Chloridgehalt der zyklischen Korrosion im zyklischen Korrosionstest ist extrem hoch und übersteigt die Werte in der realen Umgebung bei weitem. Daher wird auch Edelstahl, der in der tatsächlichen Anwendungsumgebung Korrosion trotz eines sehr niedrigen Chloridgehalts widerstehen kann, im zyklischen Korrosionstest korrodieren.
Der zyklische Korrosionstest verändert das Korrosionsverhalten von Edelstahl. Er kann weder als beschleunigter Test noch als Simulationsexperiment betrachtet werden. Die Ergebnisse sind einseitig und stehen in keinem Verhältnis zur tatsächlichen Leistung des Edelstahls, der letztendlich eingesetzt wird.
Mit dem zyklischen Korrosionstest können wir die Korrosionsbeständigkeit verschiedener Edelstahlsorten vergleichen. Dieser Test dient jedoch nur der Bewertung des Materials. Bei der Auswahl von Edelstahlmaterialien liefert der zyklische Korrosionstest allein in der Regel keine ausreichenden Informationen, da wir den Zusammenhang zwischen den Testbedingungen und der tatsächlichen Anwendungsumgebung nicht ausreichend verstehen.
Aus demselben Grund ist es nicht möglich, die Lebensdauer eines Produkts ausschließlich auf Grundlage des zyklischen Korrosionstests einer Edelstahlprobe abzuschätzen.
Darüber hinaus ist es nicht möglich, Vergleiche zwischen verschiedenen Stahlsorten anzustellen. Beispielsweise können wir Edelstahl nicht mit beschichtetem Kohlenstoffstahl vergleichen, da die Korrosionsmechanismen der beiden im Test verwendeten Materialien sehr unterschiedlich sind und die Korrelation zwischen den Testergebnissen und der tatsächlichen Umgebung, in der das Produkt letztendlich verwendet wird, nicht dieselbe ist.
Beitragszeit: 06.11.2023