Na czym polega badanie w komorze solnej?

Badanie w komorze solnej, zwane również badaniem w mgle solnej, to technika laboratoryjna stosowana do oceny odporności metali, powłok i wykończeń powierzchni na korozję. Badanie przeprowadza się w specjalnej komorze, w której próbka jest stale rozpylana roztworem chlorku sodu. Symulowane środowisko przyspiesza proces korozji, dzięki czemu producenci mogą w ciągu kilku dni zaobserwować skutki, które w warunkach naturalnych pojawiłyby się po miesiącach lub latach.

Komorę zazwyczaj ogrzewa się do 35 °C (95 °F) i wypełnia 5-procentowym roztworem chlorku sodu o stałej wartości pH. Próbki poddaje się działaniu mgły solnej przez określoną liczbę godzin, zależną od oczekiwanych właściwości produktu. Po zakończeniu badania inżynierowie sprawdzają powierzchnie próbek pod kątem rdzy, korozji wżerowej, pęcherzy, łuszczenia się powłoki lub odbarwień.

Badanie w komorze solnej nie służy do odwzorowania wszystkich rzeczywistych warunków eksploatacji, lecz zapewnia znormalizowaną podstawę do porównywania powłok i materiałów. Dlatego jest jedną z najczęściej stosowanych w przemyśle metod oceny korozji.

Do czego służy badanie w komorze solnej?

Badania w komorze solnej przeprowadza się w różnych branżach, w których tempo korozji ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo, parametry użytkowe i trwałość produktu.

Branża motoryzacyjna

W branży motoryzacyjnej bada się nadwozia samochodowe, elementy złączne, układy wydechowe i części podwozia, aby upewnić się, że są odporne na sól drogową i środki odladzające. W lotnictwie powłoki podwozi, elementów złącznych i części konstrukcyjnych muszą być odporne na wilgoć oraz zasolenie powietrza występujące podczas eksploatacji.

Przemysł morski

W przemyśle morskim badanie to stosuje się do oceny okuć okrętowych, śrub napędowych, urządzeń offshore i instalacji portowych stale narażonych na działanie wody morskiej. Badana jest również trwałość stali powlekanej, konstrukcji rurowych, pokryć dachowych i innych elementów budowlanych.

Dobra konsumpcyjne

Badanie to ma znaczenie również w przypadku dóbr konsumpcyjnych. Urządzenia kuchenne, armatura łazienkowa, okucia dekoracyjne i elektronika są narażone na korozję w wilgotnych i korozyjnych warunkach domowych. Badanie w komorze solnej pozwala zapewnić ich funkcjonalność i estetyczny wygląd przez wiele lat.

Co najważniejsze, ta metoda badawcza umożliwia inżynierom jakości wykrycie potencjalnych słabości powłok ochronnych, stopów metali i obróbki powierzchniowej przed wprowadzeniem produktu na rynek. W tych branżach badanie w komorze solnej jest nieodzownym elementem doboru materiałów i podejmowania decyzji projektowych.

Dlaczego badanie w komorze solnej jest ważne?

Badania w komorze solnej są ważne, ponieważ korozja wywołuje wiele destrukcyjnych skutków w materiałach.

Wpływ korozji

Korozja osłabia właściwości mechaniczne materiałów. Rdzewienie i korozja wżerowa zmniejszają również nośność, co może powodować pęknięcia lub nieoczekiwane awarie. Korozja może prowadzić do nieszczelności rur oraz pękania elementów złącznych poddanych naprężeniom — odpowiednio w rurociągach i połączeniach. Z tego względu stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa.

Skutki elektryczne

Korozja zwiększa rezystancję elektryczną i zakłóca przewodzenie prądu. Skorodowane połączenia elektryczne, płytki drukowane i zaciski mogą się przegrzewać, powodować zwarcia lub całkowicie przestać działać. Może to prowadzić do usterek, a nawet pożarów w pojazdach i urządzeniach elektronicznych. Badania w komorze solnej służą do przewidywania takich awarii przed oddaniem produktów do użytku konsumentom.

Skutki fizyczne

Korozja powoduje również uszkodzenie produktów. Pęcherze, łuszczenie się powłoki, przebarwienia i plamy na powierzchni sprawiają, że produkty wyglądają na zużyte i zawodne. Jest to szczególnie niekorzystne w branżach, w których wartość produktu zależy od jego wyglądu, na przykład w przypadku samochodów luksusowych, sprzętu AGD i elektroniki użytkowej.

Badanie w komorze solnej pozwala również przeciwdziałać wszystkim trzem rodzajom skutków, dlatego ma zasadnicze znaczenie dla bezpieczeństwa, właściwości użytkowych i wyglądu produktów.

Jak przebiega badanie w komorze solnej?

Badanie w komorze solnej polega na poddaniu materiałów działaniu sztucznej atmosfery powodującej znacznie przyspieszoną korozję. Metoda jest znormalizowana, co zapewnia wiarygodne i powtarzalne wyniki.

Przygotowanie

Próbki są myte i pokrywane w komorze badawczej pod określonym kątem, tak aby wszystkie powierzchnie były równomiernie narażone na działanie atmosfery korozyjnej.

Roztwór

Przygotowuje się 5-procentowy roztwór chlorku sodu z dodatkiem lub bez dodatku innych substancji, takich jak kwas octowy lub chlorek miedzi, które zwiększają agresywność badania.

Rozpylanie

Roztwór jest rozpylany w sposób ciągły wewnątrz komory za pomocą sprężonego powietrza, tworząc drobną mgłę.

Warunki

 Temperatura jest utrzymywana na poziomie 35 °C, a wartość pH — na poziomie zależnym od rodzaju badania.

Czas trwania

Ekspozycja może trwać od 24 godzin w przypadku prostych powłok do ponad 1 000 godzin w przypadku powłok o wysokich parametrach użytkowych.

Ocena

Po badaniu próbki sprawdza się pod kątem występowania rdzy, pęknięć, pęcherzy, łuszczenia i korozji wżerowej.

Choć metoda ta nie odwzorowuje wszystkich aspektów rzeczywistych warunków, takich jak promieniowanie UV czy zmiany temperatury, umożliwia porównawcze badanie odporności korozyjnej różnych materiałów.

Normy dotyczące badań w mgle solnej

 Badania w mgle solnej podlegają ścisłym normom międzynarodowym, które zapewniają spójność i wiarygodność wyników. Normy te określają:

Skład roztworu

Badanie standardowe: roztwór NaCl o stężeniu 5 %.

Roztwory dostosowane do badań specjalnych:

• Kwas octowy (AASS).
• Chlorek miedzi + kwas octowy (CASS).
• Woda musi być dejonizowana lub oczyszczona, aby zapobiec zanieczyszczeniu.

Warunki w komorze

• Temperatura: (zwykle utrzymywana na poziomie) 35 °C (95 °F).
• Zakres pH: testy obojętne: od 6,5 do 7,2; w testach kwasowych zakres jest zmieniony.
• Natężenie rozpylania: powinno zapewniać drobny, ciągły natrysk bez dużych kropel.

Czas trwania testu

• Określono to w normach ASTM B117 i ISO 9227.
• Wysychanie prostych powłok trwa do 24 godzin, a materiałów zaawansowanych technologicznie — ponad 1 000 godzin.
• Czas zależy od rodzaju powłoki i jej przeznaczenia.

Metody oceny

Sprawdź stopień skorodowania, pęcherzenia, łuszczenia i występowania wżerów.

Porównaj z tabelami ocen i zdjęciami.

Sporządź znormalizowane raporty z badań.

Normy te zapewniają, że badanie w komorze solnej przeprowadzone w jednym laboratorium da takie same wyniki jak badania wykonane w innych laboratoriach w kraju lub na świecie. Jest to niezbędne dla firm, które dostarczają części na całym świecie i wymagają odpowiednich certyfikatów.

Zalety badań w komorze solnej

Badania w komorze solnej mają kilka zalet. Na przykład:,

Szybkość

Analiza naturalnej korozji w warunkach zewnętrznych trwa latami, natomiast badanie w mgle solnej pozwala uzyskać wyniki w skróconym czasie — w ciągu kilku dni lub tygodni.

Efektywność kosztowa

Koszt badania jest niższy niż koszt długoterminowych badań terenowych.

Standaryzacja

Ponieważ badanie opiera się na normach międzynarodowych, jego wyniki są przewidywalne i wiarygodne na całym świecie.

Wszechstronność

Badanie jest odpowiednie do metali, powłok, farb, powierzchni galwanizowanych i polimerów.

Kontrola jakości

Badanie jest powszechnie stosowane w rutynowych kontrolach w celu zapewnienia spójności powłoki między partiami.

Badania i rozwój

 Inżynierowie wykorzystują to badanie do porównywania różnych powłok i metod obróbki podczas projektowania produktu.

Korzyści te sprawiają, że badanie pozostaje popularne w przemyśle, mimo że w celu uzyskania większej dokładności zazwyczaj łączy się je z innymi badaniami środowiskowymi.

Normy badań w komorze solnej

Wybrane normy badań w komorze solnej

ASTM B117

Jest to najczęściej stosowana norma. Po raz pierwszy opublikowano ją w 1939 roku. Zaleca stosowanie 5% roztworu soli, utrzymywanie temperatury w komorze badawczej na poziomie 35 °C oraz pH w zakresie od 6,5 do 7,2. W wielu branżach nadal uznaje się ją za złoty standard badań korozyjnych.

ISO 9227

Powszechnie znaną normą międzynarodową jest ISO 9227. Określa ona trzy rodzaje badań: w obojętnej mgle solnej (NSS), w kwaśnej mgle solnej z kwasem octowym (AASS) oraz w kwaśnej mgle solnej z kwasem octowym przyspieszonej miedzią (CASS). Należy wybrać badanie odpowiednie do powłoki: funkcjonalnej, dekoracyjnej lub zapewniającej bardzo wysoką ochronę.

JIS Z 2371

Jest to japońska norma przemysłowa. W Japonii jest szeroko stosowana w produkcji, motoryzacji i elektronice. Jest porównywalna z wymaganiami ISO, ale obejmuje również japońskie zasady sporządzania raportów i przeprowadzania kontroli.

DIN 50021

Jest to niemiecka norma dotycząca badań w obojętnej mgle solnej. Jest powszechnie stosowana w Europie, szczególnie w budownictwie, przemyśle stalowym i sektorze inżynieryjnym.

Podsumowanie

Jest to prosta i skuteczna metoda określania odporności korozyjnej materiału. Badanie nie odwzorowuje wszystkich warunków rzeczywistych, ale jest szybkie, powtarzalne i niedrogie, dzięki czemu szczególnie dobrze sprawdza się w zapewnieniu jakości. 

Samochody i samoloty, budynki, a nawet produkty codziennego użytku powstają z wykorzystaniem tego badania, które zapewnia większą trwałość materiałów, ich bezpieczeństwo i estetyczny wygląd. Te same zasady badań należy stosować w handlu światowym i międzynarodowych łańcuchach dostaw, aby budować zaufanie między producentami a klientami. 

Najczęściej zadawane pytania 

Na czym polega badanie w mgle solnej zgodnie z ASTM B117?

Podstawową normą dotyczącą badań w mgle solnej jest ASTM B117. Zaleca ona stosowanie 5% roztworu chlorku sodu w temperaturze 35 °C i przy obojętnym pH. Metodę tę wprowadzono w 1939 roku i stanowi ona podstawę współczesnych badań w mgle solnej. 

Jak przeprowadza się badanie śrub gwintowanych w mgle solnej?

W komorze śruby gwintowane umieszcza się w taki sposób, aby wszystkie zwoje gwintu miały kontakt z mgłą solną. Aby żadna część śruby nie pozostawała wystawiona na działanie mgły, pracownicy dbają o to, by żaden obszar nie był zasłonięty. Po zakończeniu badania śruby sprawdza się również pod kątem obecności rdzy między zwojami gwintu, ponieważ właśnie w tym miejscu śruba pęka. 

Jaka norma ISO dotyczy badania w mgle solnej? 

Jest to norma ISO 9227. Obejmuje ona trzy rodzaje badań: NSS (obojętna mgła solna), AASS (mgła solna zakwaszona kwasem octowym) oraz CASS (mgła solna zakwaszona kwasem octowym i przyspieszona dodatkiem miedzi). Oba typy są przeznaczone do różnych powłok i materiałów. 

Ile kosztuje badanie w mgle solnej?

Koszt badania wynosi zazwyczaj $200-$800 za partię, w zależności od czasu ekspozycji, liczby próbek i wymaganej dokumentacji. W przypadku regularnych programów badań często obowiązują rabaty ilościowe.

Ile godzin trwa badanie w mgle solnej? 

Czas trwania badań zależy od specyfikacji materiałowych i wymagań branżowych — od 24 godzin w przypadku podstawowej kontroli do ponad 3 000 godzin w przypadku powłok o wysokich parametrach lub elementów krytycznych.

Na czym polega badanie w obojętnej mgle solnej? 

Najpopularniejszym badaniem jest badanie w obojętnej mgle solnej (NSS). Stosuje się w nim roztwór chlorku sodu o stężeniu 5% i obojętnym pH, a temperatura w komorze wynosi 35 °C. Jest to standardowa metoda określania stopnia odporności materiału na korozję.

Zobacz: https://en.wikipedia.org/wiki/Salt_spray_test