ГОСУДАРСТВЕН НЫИ
СОЮЗА ССР
ЕДИНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ И СТАРЕНИЯ
СТАЛИ И СПЛАВЫ
КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ
МЕТОДЫ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИИ НА СТОЙКОСТЬ
К ПИТТИНГОВОЙ КОРРОЗИИ
(
коп. БЗ 10-89/863
СТ СЭВ 6446-88)Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ
КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ
Москв
а
М
гост
9.912—89
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Единая система защиты от коррозии и старения
СТАЛИ И СПЛАВЫ КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ
етоды ускоренных испытаний на стойкость к питтинговой коррозииL
(СТ СЭВ 6446—88)
'nified system of corrosion and ageing protection. Corrosion-resistant steels and alloys Method of accelerated tests for resistance to pitting corrosionОКСТУ C009
«99^Уuir”? ZEJ*£ І III I I !■ ЧИЇ ІІНИІ і II ЯМ0—MW»
Дата введения 01 01.91
Настоящий стандарт распространяется на коррозионностойкие (нержавеющие) стали и коррозионностойкие на железо-никелевой основе кристаллические сплавы (далее — материалы) и устанавливает химический и электрохимический методы ускоренных испытаний материалов на стойкость к питтинговой коррозии (далее— питтингостойкость) в водных средах, в которых питтинговая коррозия вызывается воздействием на пассивный металл ионов хлора.
Методы допускается использовать для накопления экспериментальных данных с целью получения оценок питтингостойкости также коррозионностойких кристаллических сплавов на основе никеля и сплавов мелкокристаллических и аморфных (быстрозакален- ных) на железной и железо-никелевой основе. При этом сохраняются ограничения по средам, установленным в настоящем стандарте.
ХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД
Сущность метода
Метод заключается в выдерживании образцов в растворе трихлорида железа (РеСІз-бНгО) с последующим определением потери массы образцов.
Общие положения
Метод используют для получения сравнительных оценок питтингостойкости:
материалов выпускаемых и вновь разрабатываемых марок;
материала различных плавок;
П
Издание официальное
ерепечатка воспрещена© Издательство стандартов, 199
0материала, изготовленного различными методами;
образцов из одного и того же материала, подвергнутых различным видам термической, механической, термомеханической обработки, сварки, обработки поверхности;
образцов, вырезаемых из различных участков изделия (конструкции), подвергшегося питтинговой коррозии, с целью выяснения ее причин.
Отбор и подготовка образцов
Для испытаний применяют плоские прямоугольные образцы размером 20x30 мм и толщиной от 0,8 до 5 мм с отверстием для подвешивания диаметром 3 мм. Центр отверстия расположен на расстоянии 5 мм от верхней короткой кромки образна и на равных расстояниях от его длинных сторон. От каждой плавки (партии) материала или вида его обработки отбирают и испытывают параллельно не менее пяти образцов.
При ограниченном количестве металла для испытаний допускается использовать образцы иных размеров и формы при условии, что площадь поверхности образца не менее 6 см2, а толщина достаточна для исключения образования сквозных питтингов за время испытаний.
Поверхность образцов шлифуют корундовыми бумагами
или шкурками с последовательно убывающей величиной зерна абразива до придания поверхности гладкого блестящего вида. Размер зерна абразива для заключительной шлифовки должен быть в пределах 0,8—1,0 мкм. Острые кромки торцов и отверстия перед шлифовкой сглаживают напильником или карборундовым бруском (SiC).
После шлифовки образцы промывают в струе водопроводной воды с одновременным протиранием фильтровальной бумагой или ватой, ополаскивают водопроводной водой, обезжиривают этиловым спиртом, ополаскивают дистиллированной водой и высушивают фильтровальной бумагой. Расход спирта составляет 0,5 см3 на 1 см2 площади поверхности образца. Подготовленные образцы при необходимости хранят в эксикаторе. При хранении более 5 ч образцы подвергают дополнительной шлифовке наиболее тонкой шкуркой и повторяют указанные операции промывки и обезжиривания.
Другие способы обработки поверхности используют, если их сопоставление является целью испытаний.
Перед испытанием образцы взвешивают с погрешностью не менее ±0,1 мг.
Реактивы и растворы
Железа трихлорид гексагидрат (РеСІз’бНгО) по ГОСТ 4147, ч.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.Железа трихлорида гексагидрата 10%-ный раствор (6%-ный— в пересчете на безводную соль FeCh) : 100 г соли рас- творяют в 900 см3 дистиллированной воды и измеряют плотность раствора ареометром при температуре (20±0,5)°С. Плотность должна составлять (1,049 ±0,002) г/см3. Плотность раствора корректируют, добавляя дистиллированную воду или насыщенный расі вор соли по п. 1.4.4.
Железа трихлорида гексагидрата насыщенный раствор для корректировки раствора по п. 1.4.3: 175—180 г соли по п. 1.4.1 растворяют в 100 см3 дистиллированной воды, энергично размешивают и дают отстояться не менее 2 ч. Дно сосуда, содержащего готовый раствор, должно быть покрыто слоем кристаллов соли
Проведение испытаний
Испытания проводят в стеклянных сосудах, термостатированных при температуре раствора (20±1)°С. Объем раствора — не менее 10 см3 на 1 см2 площади поверхности образцов.
Образцы подвешивают на крючках (из стекла, фторопласта, полиэтилена) так, чтобы верхняя и нижняя кромки образца отстояли не менее чем на 20 мм соответственно от уровня раствора и дна испытательного сосуда. Расстояние между соседними образцами должно быть не менее 5 мм. В одном сосуде (или в одном отделении сосуда) испытывают образцы одного вида материала (обработки). Не допускается испытывать в одном сосуде различные материалы (виды обработки).
Продолжительность испытания 5 ч, за исключением случаев, указанных в п. 1.5.4. После испытания образцы промывают в струе водопроводной воды, ополаскивают дистиллированной водой, тщательно высушивают фильтровальной бумагой или теплым воздухом и взвешивают на тех же весах, на которых проводили взвешивание до испытания.
Если суммарная потеря массы образцов каждого из двух или более сопоставляемых материалов (видов обработки) не превышает удвоенную погрешность взвешивания, например, 0,2 мг при погрешности взвешивания ±0,1 мг, то продолжительность испытания увеличивают последовательно до 24, 48 и 72 ч, подбирая экспозицию, которая обеспечивает суммарную потерю массы соответствующих образцов больше указанной. При этом для одного из сопоставляемых видов образцов допускается потеря массы не выше указанной. Если суммарная потеря массы для каждого из двух или более видов сопоставляемых образцов не превышает указанную и при продолжительности испытания 72 ч, то их пит- тингостойкость в испытательном растворе оценивают как одинаковую.
Обработка результатов
Среднюю условную скорость питтинговой коррозии (Кп), Г*М~1*Ч~ вычисляют по формуле
^=-77--10і, (1)
О * Г
где Д/п— суммарная потеря массы параллельных образцов, г;
суммарная площадь поверхности параллельных образцов, см2;
t — продолжительность испытания, ч.
В качестве дополнительных показателей питтинговой коррозии при необходимости используют максимальную глубину питтинга, а также среднее число питтингов на единицу площади поверхности параллельных образцов, определяемое при увеличении 7 — 12х.
Если Дт для случаев, указанных в п. 1.5.4, не превышает удвоенную погрешность взвешивания, принимают Vm-0c соответствующим примечанием в протоколе испытаний.
При допущении нормального распределения скорости коррозии индивидуальных образцов в каждой серии параллельных образцов рекомендуется рассчитывать доверительные оценки истинных скоростей коррозии при одинаковой доверительной вероятности по приложению 1.
Сведения об оценке питтингостойкости при испытаниях образцов химическим и электрохимическим методами приведены в приложении 2.
1.7. Протокол испытаний
Протокол испытаний должен содержать данные в соответствии с требованиями ГОСТ 9.905.Изменение потенциала образца при образовании
устойчивых питтингов на первоначально
пассивном материале
Анодная поляризационная потенциодинамическая
кривая прямого и обратного хода
Черт. 2о
dE
•
dt 1
нной потенциодинамической кривой прямого хода при определениях, эмпирически подобранных анодной плотности тока jm (черт. 2)и скорости развертки потенциала
Erp — потенциал репассивации стабильных питтингов (потенциал репассивации) — потенциал, определяемый из анодной потенциодинамической поляризационной кривой обратного хо- да при тех же значениях ]т (черт. 2) и ,
dt
что и потенциал Е^. При определении Ejp обеспечивается приблизительное постоянство максимальной плотности тока /гаах (черт. 2), достигаемой в процессе анодной поляризации, что обеспечивается переключением направления развертки потенциала при определенной, заранее подобранной анодной плотности тока /С1ь
ЛЕрс, ДЕгр, АЕь—показатели питтингостойкости:
ДЕРс — основной базис питтингостойкости — разность минимального гальваностатического потенциала питтинговой коррозии и потенциала свободной коррозии;
ДЕгр — дополнительный базис питтингостойкости — разность потенциалов репассивации и свободной коррозии;
ДЕь — дополнительный базис питтингостойкости — разность потенциалов питтингообразования и свободной коррозии.
Сущность метода
Метод заключается в измерении потенциала свободной корро зии и проведении гальваностатической и (или) потенциодинамической поляризации образцов в водных средах типа упрощенной морской и (или) загрязненной хлоридами оборотной воды с последующим определением базисов питтингостойкости.
Общие положения
Электрохимические показатели питтингостойкости по п. 2.1 определяют при решении задач, указанных в п. 1.2.1, а также при выборе условий электрохимической защиты материалов от питтинговой коррозии.
Метод допускается использовать для проведения испытаний и получения сравнительных оценок питтингостойкости в других модельных и реальных средах. При этом необходимо предварительное экспериментальное определение соответствующих вели-dE . ~
чин /mm, jm, , /ch, а также продолжительность выдержки образ-
dt
цов в среде без поляризации при определении £сог и анодной поляризации ТОКОМ ПЛОТНОСТЬЮ /тіп При ОПрЄДЄЛЄНИИ fpc-
Электрохимический метод не применяют для получения оценок питтингостойкости в средах с электропроводностью ниже 4-10-4 Ом”1 - см-1, а также в средах, в которых образцы:
находятся при £Сог в активном состоянии;
имеют на анодных поляризационных потенциодинамических кривых в пассивной области пики (максимумы) тока, связанные с избирательной коррозией компонентов материала, действием ингибиторов питтинговой коррозии, например, нитрат-ионов, анодным окислением компонентов среды (сульфат-ион не вызывает изменения вида анодной поляризационной кривой в пассивной области) ;
характеризуются потенциалами £рс или frp, превышающими потенциал какого-либо анодного процесса (например перехода з транспассивное состояние), который не является питтинговой коррозией с учетом п. 2.7.5 или растворением в пассивном состоянии.
Питтингостойкость тем выше, чем выше значение Afpc, А£ґр, А£р.
Дополнительные показатели А£ь и А£гр используют в следующих случаях:
не удается определить потенциал £рс из-за колебаний его во времени;
необходимо дифференцировать по питтингостойкости образцы с практически совпадающими значениями £рс;
требуется возможно более полная характеристика питтингостойкости.
При этом величину Afrp принимают гораздо более значимой, чем А£ъ.
Показатель А£ь или Еь используют независимо от дру- гих для оценок влияния на питтингостойкость различных способов обработки поверхности образцов.
При равенстве потенциалов свободной коррозии для оценок питтингостойкости допускается использовать непосредственно граничные потенциалы питтинговой коррозии £рС, £гр, Еь (в порядке убывания значимости).
Оценка питтингостойкости непосредственно по потенциалам £Рс и £гр допускается, если воспрсизводимость потенциала £сог недостаточна, но выполняются неравенства Еўс>Есоти Ег$> ЕСОг.
Сведения об оценке питтингостойкости при испытаниях образцов химическим и электрохимическим методами приведены в приложении 2.Соотношение ДЕрс^О в зависимости от характера анодной поляризационной кривой свидетельствует о том, что в испытательном растворе без поляризации образец подвергают питтинговой коррозии или находится в состоянии неустойчивой пассивности.
Отбор и подготовка образцов
Конструкция образца тесно связана с конструкцией подвески-токоподвода (далее — подвески) и должна обеспечивать отсутствие преимущественного возникновения питтингов на ватерлинии или торцах, если соответствующие участки поверхности не защищены изолирующим покрытием, или на границе металла с изоляцией.
При использовании подвески рекомендуется применять образцы по п. 1.3.1 с диаметром отверстия для подвески 2—3 мм.
Подготовка поверхности образцов — по пп. 1.3.2 и 1.3.3.
