ما هو Stress Corrosion Cracking؟
يقوم اختبار تكسير التآكل الإجهادي (SCC) بتقييم بدء الكراك وانتشاره عندما تتعرض العينة لبيئة أكالة تحت إجهاد الشد المستمر. الإجهاد أو التآكل وحدهما قد لا يسببان أي ضرر، لكن معاً يمكن أن يؤديا إلى الكسر.
الغرض من Stress Corrosion Cracking
والغرض من ذلك هو تحديد ما إذا كان زوج المادة والبيئة عرضة للتشقق تحت الضغط، ولمنع خطر الكسر المفاجئ أثناء الخدمة.
على أي منتجات يُطبَّق Stress Corrosion Cracking؟
- مواسير وأوعية من الفولاذ المقاوم للصدأ
- السحابات عالية القوة
- مكونات الألومنيوم والنحاس
- معدات النفط والغاز
- المفاصل الهيكلية الملحومة
في أي قطاعات يُستخدم Stress Corrosion Cracking؟
المواصفات المتعلقة بـ Stress Corrosion Cracking
- سلسلة ISO 7539
- ASTM G36
- ASTM G39
- ASTM G30
- ASTM G38
- نيس TM0177
- أستم B117tuz sisi (salt spray) korozyon testi امتحان
- ISO 9227tuz sisi korozyon testi امتحان
- ASTM G85اختبار الضباب الملحي المعدل (الدوري). امتحان
- ASTM G48تأليب والشقوق التآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ امتحان
- ISO 16701اختبار التآكل الدوري امتحان
- ISO 6270القوة في بيئة التكثيف امتحان
- SAE J2334اختبار التآكل المختبري الدوري امتحان
- VDA 233-102اختبار التآكل الدوري في السيارات امتحان
شروط Stress Corrosion Cracking
- طريقة التثبيت
- الانحناء على شكل حرف U (ASTM G30)، أو العارضة المنحنية (ASTM G39)، أو الحلقة C (ASTM G38) أو الحمولة الساكنة
- بيئة
- وسط يحتوي على غليان MgCl₂ (ASTM G36)، أو محلول كلوريد، أو H₂S
- درجة حرارة
- محددة في المعيار؛ درجة حرارة الغليان في ASTM G36
- المدة
- وقت التعرض المحدد في المواصفات
جهاز Stress Corrosion Cracking
- ارتداد إعداد الغليان أو الأوتوكلاف
- تركيبات تطبيق الإجهاد (U-bend، C-ring، شعاع منحني)
- غطاء الدخان وإعداد سلامة الغاز (لـ H₂S)
- المجهر الضوئي وخط دراسة المعادن
متطلبات العينة لـ Stress Corrosion Cracking
- يجب أن تتناسب هندسة العينة مع طريقة التحميل المختارة
- يجب ضبط مستوى الضغط وفقًا للمواصفات
- يجب تحديد منطقة التكسير في العينات الملحومة
- عموما ثلاث عينات على الأقل
مدة Stress Corrosion Cracking
يتراوح من ساعات إلى أسابيع حسب المواصفات. تحدد طرق مثل NACE TM0177 الفترات بترتيب 720 ساعة.
إجراء Stress Corrosion Cracking
- 1يتم إعداد العينات والتشديد عليها باستخدام الطريقة المحددة.
- 2يتم إعداد البيئة المسببة للتآكل والتحقق من الظروف.
- 3يتم غمر العينات في البيئة أو تعريضها لها.
- 4يتم فحص وجود التشقق على فترات زمنية محددة.
- 5وفي نهاية التعرض، يتم فحص العينات ميتالوغرافيا.
معايير قبول Stress Corrosion Cracking
يتم تحديد معيار القبول في المواصفات؛ عادةً لا يحدث أي تشقق بعد المدة المحددة، أو لا يتجاوز عمق التشقق الحد الأقصى.
تقييم النتائج
يتم إجراء الفحص البصري وفحص المقطع العرضي للمعادن معًا. قد تظهر شقوق داخلية غير مرئية على السطح في المقطع العرضي.
تقرير Stress Corrosion Cracking
- المعيار المطبق وطريقة التحميل
- مستوى الإجهاد وهندسة العينة
- تكوين البيئة ودرجة الحرارة والمدة
- ملاحظات الكراك والصور المعدنية
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- مواصفات معدات النفط والغاز (NACE/ISO 15156)
- معايير أوعية الضغط
اختبارات التآكل — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار Stress Corrosion Cracking؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تُقيّم اختبارات التآكل تحت ظروف مسرَّعة مدة تحمل المعادن والطلاءات في بيئة مسبِّبة للتآكل. وتضم هذه العائلة نهجين، والفرق بينهما هو أهم معرفة في هذا المجال: الاختبارات ذات الظروف الثابتة والاختبارات الدورية.
يحافظ رذاذ الملح ذو الظروف الثابتة (ASTM B117، ISO 9227) على البيئة نفسها داخل الحجرة طوال الوقت: التركيز الملحي نفسه، ودرجة الحرارة نفسها، وسطح رطب باستمرار. وتكمن قوة هذا النهج في قابليته للتكرار؛ فبما أن الظروف محددة بدقة، تأتي نتائج المختبرات المختلفة متقاربة. وهذه هي الخاصية المنشودة بالضبط عند مراقبة اتساق الإنتاج ومقارنة الموردين.
لكن الغلاف الجوي الحقيقي ليس ثابتًا. فالسطح يبتل ويجف ويسخن ويبرد ويتعرض للأشعة فوق البنفسجية ويتسخ. وتغيّر دورة الترطيب والتجفيف آلية التآكل: فأثناء التجفيف يتركز الملح ويزداد وصول الأكسجين ويتسارع التآكل. ويختلف شكل الضرر على سطح رطب باستمرار عن الشكل على سطح مُبلَّل دوريًا.
تُحاكي الاختبارات الدورية (SAE J2334 وVDA 233-102 وASTM G85 وISO 16701) هذا التغير وتعطي نتائج أقرب إلى أنماط الضرر الميدانية. وقد انتقل قطاع السيارات إلى حد كبير إلى هذا النهج. والنتيجة العملية هي: قد يظهر الطلاءان نفساهما ترتيبًا مختلفًا في الاختبارات الثابتة والدورية؛ ويحدد الاختبار المُطبَّق النتيجة.
لا يُحدد أي اختبار في هذه العائلة مدةً أو معيار قبول. فعدد الساعات التي يُطبَّق فيها ومستوى الضرر المقبول يأتيان من معيار المنتج أو مواصفة العميل. وتُحدَّد مقاييس التقييم في معايير منفصلة: تُستخدم مقاييس مختلفة لدرجة الصدأ والتقرح والزحف من الخدش وفقدان الالتصاق.
يختلف الضرر المطلوب رصده حسب نوع الطلاء. ففي الطلاءات المعدنية، يُبلَّغ عن الصدأ الأبيض (تآكل الطلاء نفسه) والصدأ الأحمر (التآكل الواصل إلى المعدن الأساسي) بشكل منفصل، وعادةً ما تحدد المواصفات مدة منفصلة لكل منهما. أما في الأسطح المطلية بالدهان، فيبرز الزحف من الخدش والتقرح.
تُشكِّل الطرق الكهروكيميائية مجالًا منفصلًا وتجيب عن سؤال مختلف. إذ يكشف الاستقطاب الديناميكي الجهدي والتحليل الطيفي للمعاوقة الكهروكيميائية وقياسات جهد التنقر عن آلية التآكل وسرعته خلال ساعات؛ بينما تعطي اختبارات الغرفة النتيجة بصريًا خلال أسابيع. والطريقتان متكاملتان لا بديلتان لبعضهما.
تمتلك الفولاذات المقاومة للصدأ قسمًا فرعيًا خاصًا: إذ تشير اختبارات التآكل التنقري والفجوي والتآكل بين الحبيبي إلى جودة المعالجة الحرارية وحالة المادة بعد اللحام.
مجموعات الطرق في هذا المجال
رذاذ الملح بظروف ثابتة
ASTM B117 وISO 9227 (NSS)؛ للمقارنة القابلة للتكرار ومراقبة العملية.
المحمَّض والمسرَّع
ظروف AASS وCASS وفق ISO 9227؛ مفضلة للطلاءات الزخرفية من الكروم والنيكل.
التآكل الدوري
SAE J2334 وVDA 233-102 وASTM G85 وISO 16701؛ تقترب من السلوك الميداني عبر دورات الترطيب والتجفيف.
الرطوبة والتكثف
اختبارات الحرارة الرطبة الثابتة والتكثف والرطوبة الدورية؛ وتكشف هذه عن تقرح الطلاء.
كهروكيميائي
الاستقطاب، والتحليل الطيفي للمعاوقة، وقياسات جهد التآكل التنقري والفجوي.
اختبارات خاصة بالفولاذ المقاوم للصدأ
التآكل التنقري والفجوي، والتآكل بين الحبيبي؛ مؤشرات جودة المعالجة الحرارية واللحام.
مقاييس التقييم
مقاييس لدرجة الصدأ والتقرح والزحف من الخدش وفقدان الالتصاق؛ وتأتي التقديرات من هذه المعايير.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- لا يمكن تحويل مدة العمل في المقصورة إلى العمر التشغيلي؛ فلا يوجد معامل تحويل موثوق به.
- قد تسفر التجارب الثابتة والدورية عن ترتيب مختلف؛ ويتم تطبيق الترتيب المذكور في المواصفات.
- لا يمكن تفسير تقرير تآكل لا يذكر المدة ومعيار القبول.
- إذا لم يُذكر سمك الطلاء، لا يمكن مقارنة النتيجة؛ إذ يؤثر السمك مباشرة على المتانة.
- يدل الصدأ الأبيض والصدأ الأحمر على أمرين مختلفين؛ ويجب الإبلاغ عنهما بشكل منفصل.
- يؤثر موضع العينة وزاويتها داخل الغرفة على النتيجة؛ وتنظم المعايير ذلك ويجب أن يوثقه التقرير.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- اختيار نظام الطلاء واعتماد المورّد
- مراقبة عملية خط الطلاء وقبول الدفعات
- دليل المتانة للمنتجات السيارات والمستخدمة في الهواء الطلق
- تقييم أضرار التآكل الميدانية وقرارات الضمان
- التحقق من جودة المعالجة الحرارية واللحام في الفولاذ المقاوم للصدأ
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول Stress Corrosion Cracking
وفقًا لأي معيار يتم تصنيع Stress Corrosion Cracking؟
تم تنفيذ Stress Corrosion Cracking في النطاق سلسلة ISO 7539, ASTM G36, ASTM G39, ASTM G30, ASTM G38 و نيس TM0177. يتم تحديد القيم الحدية ومعايير القبول الواجب تطبيقها في معيار المنتج؛ يتم تأكيد الإصدار الصالح لمنتجك كتابيًا في مرحلة العرض.
ما هي المنتجات التي ينطبق عليها Stress Corrosion Cracking؟
يتم تطبيقه بشكل أساسي على مواسير وأوعية من الفولاذ المقاوم للصدأ, السحابات عالية القوة, مكونات الألومنيوم والنحاس, معدات النفط والغاز و المفاصل الهيكلية الملحومة. يتم تحديد ما إذا كان منتجك مدرجًا في النطاق من خلال فحص مواصفاته الفنية والاستخدام المقصود.
تحت أي ظروف يتم تنفيذ Stress Corrosion Cracking؟
المعلمات المحددة هي: طريقة التثبيت — الانحناء على شكل حرف U (ASTM G30)، أو العارضة المنحنية (ASTM G39)، أو الحلقة C (ASTM G38) أو الحمولة الساكنة, بيئة — وسط يحتوي على غليان MgCl₂ (ASTM G36)، أو محلول كلوريد، أو H₂S و درجة حرارة — محددة في المعيار؛ درجة حرارة الغليان في ASTM G36. الشروط الكاملة موجودة في قسم "شروط الاختبار" بالصفحة وتختلف حسب معيار المنتج.
ما نوع العينة المطلوبة لـ Stress Corrosion Cracking؟
يجب أن تتناسب هندسة العينة مع طريقة التحميل المختارة, يجب ضبط مستوى الضغط وفقًا للمواصفات و يجب تحديد منطقة التكسير في العينات الملحومة. يتم تحديد عدد العينات وفقًا لمعيار المنتج والنطاق الذي سيتم الإبلاغ عنه.
كم من الوقت يستغرق Stress Corrosion Cracking؟
يتراوح من ساعات إلى أسابيع حسب المواصفات. تحدد طرق مثل NACE TM0177 الفترات بترتيب 720 ساعة. تنتمي هذه المدة إلى التجربة نفسها؛ ويتم أيضًا تقييم إعداد العينات وترتيبها في قائمة الانتظار وإعداد التقارير. ويرد في العرض جدول زمني واقعي لمنتجك.
ما هي النتيجة Stress Corrosion Cracking التي يطلق عليها "مناسبة"؟
يتم تحديد معيار القبول في المواصفات؛ عادةً لا يحدث أي تشقق بعد المدة المحددة، أو لا يتجاوز عمق التشقق الحد الأقصى.