Технология

Протокол расчетно-экспериментальной оценки показателей долговечности цинковых покрытий метизов, полученных методом горячего и диффузионного цинкования на основе результатов ускоренных коррозионных испытаний.

Испытательное оборудование и измерительные приборы стандартные, результаты измерений зафиксированы в журнале испытаний.

Испытания проводились с целью сравнения метизов с цинковыми покрытиями, полученных методом горячего и диффузионного цинкования по показателям коррозионной стойкости и долговечности.

Характеристика испытываемой продукции:
Объектом исследования служили метизы с цинковыми покрытиями, полученными методом горячего и диффузионного цинкования – далее образцы (ГОСТ 7798-70, ТУ У 25.5-31831164-002-2004 «Крепежные и другие изделия с термодиффузионным цинковым покрытием. Технические условия»).

Цель работы: сравнительная оценка метизов с цинковыми покрытиями, полученными методом горячего и диффузионного цинкования по показателям коррозионной стойкости и долговечности.

Метрологический контроль при проведении испытаний включал обеспечение установленной точности измерений, а также поддержание условий испытаний с помощью приборов регулирования и контроля требуемых параметров (температуры, влажности).

Испытания проводились согласно нормативных документов, представленных в таблице 1.

Шифр нормативного документа	Название нормативного документа	Пункты, согласно которых проводились испытания
ГОСТ 9.304-84	ЕСЗКС. Покрытия металлизационные. Обозначения, технические требования и методы контроля.	П.3.8
ГОСТ 9.308-85	ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы ускоренных коррозионных испытаний.
ГОСТ 9.054-75	ЕСЗКС. Консервационные масла, смазки и ингибированные пленкообразующие нефтяные составы. Методы ускоренных испытаний защитной способности.	П.1.5.2
ГОСТ 9.908-85	ЕСЗКС. Металлы и сплавы. Метод определения показателей коррозии и коррозионной стойкости.	П.2.3

Сравнительные испытания на коррозионную стойкость и долговечность выполнялись на образцах, представленных на рис.1, рис.2.

Условия в помещении:

• Температура   +18С…+23С
• Относительная влажность 76%
• Атмосферное давление 740 мм.рт.ст.

(рис 1)

Тип и основные характеристики использованной измерительной техники и испытательного оборудования:

• Весы лабораторные с погрешностью ± 1мг
• Эксикатор по ГОСТ 6371-73
• Химические реактивы: раствор NaCl, SO2
• Гидростат Г-4

Порядок проведения испытаний.
Образцы взвешиваются и измеряется толщина цинкового покрытия.
Испытания проводились по двум методам (табл.2).

Таблица 2. Характеристика режима ускоренных коррозионных испытаний и образцов продукции.

Метод1. Испытания на стойкость к воздействию переменной температуры, повышенной влажности и сернистого газа.			Метод 2. Испытания на стойкость к статическому воздействию жидкости (3% раствор натрия хлористого по ГОСТ 4233-77)
ГОСТ 9.041-74			ГОСТ 9.308-85
Размещение деталей в гидростате при температуре 55±2С в течении 6 часов, с последующим помещением в камеру с диоксидом серы (SO2) с концентрацией SO2 50 г/м3 при температуре +18С…+23С в течении 18 часов.			Размещение деталей в 3% растворе NaCl в течении 10 минут каждого часа с последующей выдержкой деталей на воздухе в течении 50 минут. Испытания проводятся при температуре +18С…+23С в течении 8 часов ежесуточно.
Образцы для проведения испытаний
Наименование образцов	Количество, штук	Метод цинкования	Наименование образцов	Количество, штук	Метод цинкования
Болт и гайка	9	Горячее	Болт и гайка	9	Горячее
По 3 образца с одинаковой толщиной цинкового покрытия	12	Диффузионное	Болт и гайка	11	Диффузионное
Гайка	2	Диффузионное	Гайка	2	Диффузионное
Гайка	7	Горячее	Гайка	7	Горячее

Испытания проводились в течении 70 циклов с промежуточными съемами после 28 и 50 циклов. Контроль коррозионных потерь цикла производился гравиметрическим методом.

Обработка результатов испытаний образцов осуществлялась по ГОСТ 9.908-85 п.2.3.
Внешний осмотр образцов производился ежедневно, до появления первых признаков коррозии с оценкой по 10-ти бальной шкале по ГОСТ 9.041-74 п.1.5.2.

Полученные экспериментальные данные представлены в таблице 3.

Таблица 3. Сравнительная таблица результатов испытания оцинкованных деталей.

1. Потеря массы на единицу площади, г/м2
Метод цинкования	Гидростат + SO2			3% раствор NaCl
	1 съем	2 съем	3 съем	1 съем	2 съем	3 съем
Горячее	36,8	94,5	132,7	320,7	58,5	3,9
Диффузионное	9,6	---	16,8	143,5	---	26,3
2. Скорость коррозионного разрушения, г/м2*год
Горячее	479,5	688,6	688,4	1254,4	1280,7	1460,8
Диффузионное	125,0	---	88,0	502,5	---	412,5
3. Уменьшение толщины цинкового покрытия, мкм/год
Метод цинкования	Гидростат + SO2			3% раствор NaCl
	1 съем	2 съем	3 съем	1 съем	2 съем	3 съем
Горячее	87,53	96,08	96,91	176,83	180,4	206,56
Диффузионное	17,60	---	12,38	79,21	---	58,05

Зеключение
По результатам расчетно-экспериментальной оценки показателей долговечности цинковых покрытий метизов, полученных методом горячего и диффузионного цинкования.

Испытания проводились в соответствии с требованиями нормативных документов:

• Метод 1 - Испытания на стойкость к воздействию переменной температуры, повышенной влажности и сернистого газа, ГОСТ 9.041-74
• Метод 2 - Испытания на стойкость к статическому воздействию жидкости (3% раствор натрия хлористого по ГОСТ 4233-77), ГОСТ 9.308-85.

Потеря массы цинкового покрытия на единицу поверхности (потеря толщины покрытия) коответствует категории коррозии С5-1 (очень высокая промышленная) по требованиям Международного стандарта ISO 12944-2:1998 «Защита от коррозии стальных конструкций системами защитных покрытий. Классификация окружающей среды».

Экспериментальные данные, полученные в процессе ускоренных коррозионных испытаний, позволяют заключить:

1. Показатели коррозионной стойкости, установленные по методу 1 для диффузионного цинкования выше в среднем на 50% по сравнению с коррозионной стойкостью покрытий, образованных горячим цинкованием.
2. Показатели коррозионной стойкости, установленные по методу 2 для диффузионного цинкования выше в среднем на 25% по сравнению с коррозионной стойкостью покрытий, образованных методом горячего цинкования.
3. Потери массы цинка и скорость коррозионного разрушения цинка в моделируемых средах для образцов с покрытием, нанесенным методом диффузионного цинкования меньше, чем образцов с покрытием, нанесенным методом горячего цинкования.

Расчетно-экспериментальная оценка срока службы защитных покрытий производится с учетом требований ГОСТ 9,303 и экспериментальных данных данного протокола испытаний.