Развитие экономики во многом определяется наращиванием производства металлов и сплавов, используемых для создания разнообразного оборудования, приборов, деталей, машин, строительных конструкций и т. д. Разрушение металлов можно существенно снизить применяя различные методы защиты от коррозии. В этом материале мы рассмотрим причины возникновения коррозии и защиты металлов, а также инструменты и способы контроля качества нанесения защитных покрытий.

Металлы и металлические сплавы при нормальной эксплуатации подвергаются воздействию физико-химических и биологических процессов, что приводит к снижению технических качеств. Разрушение под воздействием внешней среды металлических изделий получило название коррозия. Это разрушение обусловлено термодинамической неустойчивостью металлов в природных условиях, поэтому металлы в природе в чистом виде практически не встречаются. Применительно
к веществам второй закон термодинамики звучит так: самопроизвольно совершаются только такие химические превращения, в результате которых образуются вещества с меньшей химической энергией. Суть процесса коррозии заключается в
окислении или восстановлении металла изделия будь-то взаимодействие с химически активными веществами, атмосферой, влагой, температурой, трением, радиацией или биологическими организмами. То есть, влияние одного или нескольких
факторов на металлическое изделие изменяет его свойства с образованием продуктов коррозии, которые отличны от первоначальных физико-химических свойств и нарушает безопасную эксплуатацию изделий.

Защита металлов и сплавов имеет приоритетное место в металлургии. Основными методами являются: легирование (создание стойких к разрушению сплавов), нанесение защитных покрытий (гальванические, лаки, краски, огнеупорные покрытия, грунтовки и т. д.), мероприятия по уменьшению агрессивности окружающей среды и электрохимическая защита. Первые два метода применяются в процессе производства деталей, а вторые два — непосредственно при эксплуатации.

Для получения долговечных изделий в производстве необходимо контролировать качество (толщину слоя) защитного покрытия.

Наиболее распространенным гальваническим покрытием на стальных поверхностях является цинк, толщина которого непосредственно влияет на срок службы, стойкость к коррозионным воздействиям, качество (внешний вид). Качество нанесения цинкового покрытия контролируется по следующим пунктам — измерение толщины покрытия, визуальная оценка, измерение адгезии покрытия, оценка однородности покрытия. Зависимость продолжительности службы изделия от толщины слоя цинкования изображено на Рис. 1, из которого мы можем заключить, что более толстый слой цинка обеспечивает более длительный срок службы защищаемого изделия. Поэтому, исследование толщины слоя цинка является наиболее важным аспектом в оценке качества нанесенного покрытия.

Измерение толщины слоя гальванического покрытия
Размер, форма и количество исследуемых элементов определяют соответствующий метод измерения. Методы измерения разделяются на разрушающие и неразрушающие. Толщину слоя покрытия можно измерить следующими способами:
- магнитным толщиномером;
- химическими методами (например, по разнице в массе образца с покрытием и без покрытия, снятого химическим путем);
- весовым методом - взвешивая образцы до и после гальванизации;
- микроскопия (в соответствии ASTM B 487).
Наиболее практичным методом является измерение с помощью толщиномера, который использует магнитные свойства подложки.

Этот метод имеет ряд преимуществ:

неразрушающий покрытие метод;

простой, быстрый и не требующий дополнительных инструментов или реактивов;

соответствует международным стандартам ASTM D7091, CSA G 164-M, ISO 2808. Поэтому, из-за своих преимуществ измерение магнитными толщиномерами является наиболее используемым методом определения толщины гальванических покрытий.
Магнитные толщиномеры предназначены для измерения немагнитных покрытий на металлических подложках.

Три основных типа толщиномеров можно разделить на две категории:

тип I – механические толщиномеры (в виде ручки или типа "банан");

тип II – электронные.
Механические толщиномеры измеряют силу, необходимую для отрыва магнита от стали. То есть, чем толще цинковое покрытие, тем слабее изделие притягивает магнит. Механические толщиномеры не требуют калибровки, простые в эксплуатации и стойкие к тяжелым условиям  работы.
Механические толщиномеры в виде ручки компактные, единичный магнит позволяет провести точечное измерение на мелких деталях, подходит для горячих (температура до +230 С) или очень труднодоступных поверхностей. Точность ±10% от значения измерения.
Механические толщиномеры типа "банан" — также простые, надежные при постоянном использовании, не требуют батареек, поскольку отсутствует электронная начинка. Точность измерений ± 5%.
Электронные толщиномеры в отличии от механических обладают рядом дополнительных преимуществ: быстрое и легко читаемое на дисплее измерение, встроенная память и возможность последующей обработки записей результатов. А также возможность вносить поправки с учетом исследуемого материала и окружающей среды. Подключение к другим устройствам, например, принтер или смартфон (USB, WiFi, Bluetooth).

Статистическая обработка данных производится мгновенно на дисплее. Точность измерений ± 1%. Измерения с помощью электронного толщиномера очень просты если придерживаться правил: обязательное следование инструкциям производителя.Соблюдение периодичности в проверке точности измерений с помощью калибровочных образцов, измерения проводить только на очищенных от масел, коррозии поверхностях, а также выбирать места для измерений таким образом, чтобы избежать очевидной неоднозначности в результатах показаний. Также необходимо провести соответствующее число единичных измерений, чтобы получить достоверное значение, поскольку шероховатость поверхности искажает результаты измерений. Существенным плюсом для толщиномеров компании DeFelsko (США) является универсальность электронных блоков, когда к одному блоку подходят датчики для измерения толщины слоя покрытий, датчики для измерения шероховатости, для измерения и расчета точки росы и многие другие.
 

По материалам сайта компании DeFelsko
defelsko.com и интернет-изданий.
Менеджер отдела приборов для
неразрушающего контроля
ЧП «Компания Сперанца»
Дмитрий Занько
speranza-ua.com
(067) 664 97 89

Продовження цієї статті Ви можете знайти в журналі “Покраска Профессиональная” № 6(93)2018.
Замовити безкоштовний примірник можна за телефоном (032) 297-65-02 або e-mail: marketing@iapmm.lviv.ua