Испытание РЭСИ на грибоустойчивость, устойчивость к воздействию термитов, грызунов, сернистого газа, коррозионно-активное воздействие (стр. 2 из 3)

Коррозионно-активное воздействие

Испытание на коррозионно-активное воздействие проводят для оценки коррозионной стойкости металлов, сплавов и покрытий, применяемых в ЭС, к воздействию рабочей среды (среды, в контакте с которой происходит эксплуатация ЭС, их деталей или сборочных единиц), способной изменять свою коррозионную активность в зависимости от температуры и влажности.

Различают зоны эксплуатации (испытания) ЭС с высокими температурами рабочей среды (до +2500°С), низкими температурами (до -253 °С) и их сочетанием (нагрев до высоких температур после воздействия низких). При выборе методов лабораторных и стендовых испытаний ЭС необходимо учитывать не только температуру рабочей среды, но и характер температурного воздействия (кратковременное, длительное, циклическое), а также условия эксплуатации и хранения, заданные ТЗ.

Рабочей средой, оказывающей коррозионное воздействие на ЭС, может служить воздух, топливо (в том числе многокомпонентное), окислители, рабочие жидкости гидросистем, синтетические и минеральные масла, охлаждающие жидкости, смазки, продукты сгорания топлива, морская и даже дистиллированная вода, различные агрессивные среды (газы), коррозионная активность которых часто возрастает не столько с повышением температуры, сколько с повышением влажности.

В зависимости от рабочей среды, в которой происходит эксплуатация ЭС, коррозионную стойкость можно определить в ходе проведения испытания на следующие воздействия: инея и росы, повышенной влажности, плесневых грибов, соляного тумана, дождя, сернистого газа или сероводорода и др.

Под коррозионно-активным воздействием обычно понимают совместное воздействие агрессивного газа, влажности и температуры. В качестве агрессивного газа, ускоряющего коррозионный процесс при испытаниях иногда применяют кислотный раствор хлористого натрия и двухлористой меди. Газ вводят в рабочую среду для определения защитных свойств покрытий медь-никель-хром и никель-хром, а также анодно-оксидных покрытий из алюминия и его сплавов. При испытании покрытий из драгоценных металлов, исключая серебро, используют сернистый газ. Для определения защитных свойств медь-никель-хромовых и никель-хромовых покрытий, нанесенных на сталь и цинковые сплавы, в качестве агрессивной среды применяют коррозионно-агрессивные пасты, которые наносят на поверхность испытываемых образцов.

Испытание металлов, сплавов и покрытий на коррозионно-активное воздействие проводят только в тех случаях, когда отсутствуют данные по их стойкости к этому воздействию. Подобное испытание деталей и сборочных единиц ЭС позволяет определить влияние их конструктивных и технологических особенностей на коррозионную стойкость и работоспособность в конкретной среде. Для испытания образцов служит газовая камера, в которой можно изменять температуру и влажность.

Испытание ЭС на воздействие сернистого газа

В камере должны быть обеспечены: перепад температуры в местах расположения испытываемых образцов не более 2°С, концентрация агрессивного газа с погрешностью ±25 % от установленной НТД концентрации при испытании, относительная влажность с погрешностью ±5 %. В конструкции камеры должны быть предусмотрены разъемы для подключения контрольно-измерительной аппаратуры и питания к испытываемому изделию, а также устройств для контроля состава среды и измерения ее температуры. Изготовляют камеру из материала, стойкого к воздействию сернистого газа.

На рисунке 3 приведена конструкция камеры для проведения, испытания на воздействие сернистого газа с конденсацией влаги. Заданная относительная влажность воздуха в камере достигается в результате его увлажнения дистиллированной водой, находящейся в поддоне 7. К отверстию 4 через предохранительный клапан подсоединяют устройство для ввода агрессивного газа извне, а также устройство для отбора проб среды и удаления отработанного газа.

Концентрацию сернистого газа поддерживают постоянной и контролируют непрерывно с помощью автоматического газоанализатора (например, типа ГКП-1. При отсутствии газоанализатора, один раз в сутки, по методу, основанному на окислительно-восстановительной реакции сернистого газа с йодом;

2Н₂О + SO₂ +I₂ = = H₂SO₄ + 2HI. (1)

Содержание сернистого газа пропорционально количеству восстановленного йода.

Через склянку Зайцева, в которой содержится 5 см3 свежеприготовленного 0,001 н. раствора йода, окрашенного крахмалом в синий цвет, с помощью аспиратора пропускают газовоздушную смесь со скоростью не более 10 дм³/ч до обесцвечивания раствора йода. Концентрация сернистого газа (г/дм³) определяется выражением:

c=V₁b-32/V₂(2)

где V₁ - объем налитого в поглотитель раствора йода, см³;

b - нормальный раствор йода, моль/дм ;

32 - молярная масса эквивалентов сернистого газа, г/моль;

V₂ - объем приведенной к нормальным условиям газовоздушной смеси, прошедшей через поглотитель, см³.

Рисунок 3 - Конструкция камеры для проведения испытания ЭС на

воздействие сернистого газа с конденсацией влаги: 1 — термометр; 2 — точка измерения температуры; 3 — кожух; 4 — отверстие для присоединения предохранительного клапана; 5 — отверстия для контактного термометра; 6 — патрубок для ввода газа; 7 — поддон с водой; размеры даны в миллиметрах.

Для проведения испытания образцов используют непрерывное воздействие сернистого газа без конденсации влаги и циклическое воздействие его с конденсацией влаги при повышенных относительной влажности и температуре. Физическая сущность обоих методов заключается в ускорении коррозионного процесса при воздействии сернистого газа. При испытании путем непрерывного воздействия сернистого газа образцы помещают в камеру, в которой устанавливают следующий режим испытания: температура (25±2) °С, относительная влажность (75±5) %, массовая концентрация сернистого газа (75±15) мг/м3. Газ вводят в камеру сразу после установления заданных значений температуры и относительной влажности.

Испытание образцов циклическим воздействием сернистого газа осуществляют путем непрерывного следования циклов продолжительностью 24 ч (от начала нагрева закрытой камеры). Перед началом каждого цикла в водяную баню на дно камеры наливают заданное ПИ количество воды; камеру плотно закрывают. Возможны два режима проведения испытания.

Первый режим: после ввода сернистого газа камеру нагревают в течение 90 мин до температуры (40±2)°С и поддерживают эту температуру постоянной во время испытания; по истечении 24 ч нагрев прекращают, камеру открывают, воду из бани сливают. Второй режим: в камеру вводят 2 г/м³ сернистого газа (эту операцию при повторении цикла необходимо проводить в течение 30 мин); нагревают ее в течение 90 мин до температуры (40±2)°С и поддерживают эту температуру в течение 8 ч; камеру открывают, сливают воду из бани, извлекают образцы и выдерживают их в течение 16 ч при температуре помещения и относительной влажности воздуха не более 75 %.

Коррозионную стойкость прошедших испытание образцов можно оценить различными методами, из которых наиболее широко применяют гравиметрический (по изменению массы) и визуальный. Если удаление продуктов коррозии возможно, наблюдается потеря массы испытываемого образца; если продукты коррозии малорастворимы и имеют достаточную адгезию, происходит увеличение массы образца.

При гравиметрическом методе оценки коррозионной стойкости испытываемые образцы и образцы сравнения (эталонные образцы, не прошедшие испытания), коррозионное поведение которых оценивают по потере массы, после обезвоживания выдерживают не менее 24 ч в эксикаторе с влагопоглотителем (например, силикагелем), а затем взвешивают: образцы массой до 200 г — с погрешностью не более ±0,0001 г; массой свыше 200 г — с погрешностью не более ±0,01 г. Потеря массы на единицу площади S(см) поверхности образца:

P_m=(m—m₁)∙10⁴/S, (3)

где m— масса образца до испытания, г; m₁ — масса образца после испытания и удаления продуктов коррозии, г.

На практике большее распространение получил визуальный метод оценки коррозионной стойкости. При визуальной оценке коррозионных очагов различают точечное разрушение (коррозионный очагимеет максимальный размер до 0,1 см), и разрушение пятнами (максимальный размер коррозионного очага превышает 0,1 см). Совокупность более трех точек, расстояние между которыми менее 0,1 см, описывают прямоугольной фигурой. Совокупность более трех пятен размером до 1 см, расстояние между которыми менее 0,2 см, также списывают прямоугольной фигурой. Прямоугольниками описывают отдельные пятна размерами более 1 см. На выводах, поперечные сечения которых представляют окружности, коррозионные очаги (точки и пятна) и расстояния между ними измеряют по длине выводов. По результатам измерения площадей коррозионных очагов (фигур) вычисляют относительную площадь (%) коррозионного разрушения:

(4)

где n — число коррозионных очагов (фигур) на оцениваемой поверхности; Si — площадь i-го коррозионного очага (фигуры), см²;