Badanie przeprowadzone przez instytut badawczy Machinefish, ul. Duńska 13, 54-427 Wrocław

Sprawozdanie z badań Nr 240521/K/181

Badania odporności korozyjnej detali oraz pomiar grubości powłoki cynkowej

Oferta nr 240521/K/181-rew.1 z dnia 2024-06-10

Dostarczenie obiektu do badań: 2024-06-06

Spis treści

Przedmiot badań      

Cel i zakres badań     

Metodyka badań      

Wyniki badań

Badania odporności korozyjnej       

Pomiary grubości powłoki cynkowej

Opinie i interpretacje

1. Przedmiot badań

Do badań dostarczono dwa ocynkowane detale, które zostały ze sobą skręcone przez Zamawiającego i oznaczone „2698; 4.6.24”. Widok ogólny detali w stanie dostarczenia wraz z przypisanym im kodem obiektu przedstawiono na Rys. 1.

2. Cel i zakres badań

Celem badań była ocena odporności korozyjnej detali oraz pomiar grubości powłoki cynkowej.

Zakres badań wg oferty nr 240521/K/181-rew.1 obejmował:

1. Przygotowanie z detalu(i) próbki do badań laboratoryjnych: pomiaru grubości powłoki cynkowej. Pobranie próbki przed rozpoczęciem badań w komorze solnej.

2. Wykonanie pomiaru grubości powłoki cynkowej metodą grawimetryczną zgodnie z normą PN-EN ISO 1461:2023-02 i PN-EN ISO 1460:2021-03 i przeliczenie grubości powłoki na masę jednostkową powłoki zgodnie z PN-EN ISO 1460:2021-03. Badanie nie jest objęte systemem akredytacji.

3. Przygotowanie elementów do badań w komorze solnej zgodnie z wymaganiami zawartymi w normie PN-EN ISO 9227:2023-02. Komora w jednym pakiecie może zmieścić maksymalnie elementy o sumarycznej masie do 80 kg i objętości przestrzennej 400 l.

4. Badania w komorze solnej test NSS zgodnie z normą: PN-EN ISO 9227:2023-02 w czasie uzgadnianym z Zamawiającym w trakcie trwania testu NSS z kontrolą po zakończeniu testu i kontrolą pośrednią co 120 godzin.

5. Ocena wyników testów pod względem: – wystąpienia korozji – ocena wizualna ze zbiorczą dokumentacją fotograficzną detali Ocena nie jest objęta zakresem akredytacji.

6. Analiza wyników badań i ich interpretacja, wykonanie dokumentacji fotograficznej oraz opracowanie raportu w języku polskim

3.  Metodyka badań

Zastosowano następujące metody badań:

• dokumentację fotograficzną wykonano przy pomocy aparatu cyfrowego Nikon D3200;
• pomiarów masy dokonano przy użyciu wagi laboratoryjnej Radwag PS 210.R2 o dokładności pomiarowej 0,001 g;
• pomiarów   wymiarów   próbek   dokonano   przy   użyciu   suwmiarki   Limit   o   dokładności pomiarowej 0,01 mm;
• test w środowisku obojętnej mgły solnej wykonano w komorze VLM CCT 400 FL I zgodnie z normą PN-EN ISO 9227:2023-02:
• temperatura komory wynosiła +35,0 ± 0,2* °C,
• stężenie solanki wynosiło 5% (51,58 g/l), a sporządzono ją z soli NaCl o czystości cz. d. a. i wody demineralizowanej o konduktywności 0,97 ±0,38* µS/cm oraz 7,50 ±0,08* µS/cm,
• detale eksponowano pod kątem ok. 20°,
• opad mgły solnej wynosił 1,12 ml/h/80 cm²,
• pH solanki wynosiło 8,93 ±0,52* oraz 6,13 ±1,84*, a roztworu zbieranego 7,04 ±0,27*,
• gęstość roztworu zbieranego wynosiła 1,034 ±0,001* g/cm³,
• czas trwania testu wynosił 120 godzin.

*U – całkowita rozszerzona niepewność wg procedury PQ-12 Szacowanie niepewności pomiaru dla poziomu ufności ok. 95% i współczynnika rozszerzenia k=2

• oceny wizualnej dokonano przy oświetleniu sztucznym o natężeniu 800 lx, zmierzonym przy pomocy luksomierza cyfrowego firmy ABATRONIC (typ AB-1308).

4. Wyniki badań

4.1. Badania odporności korozyjnej

Na podstawie ustaleń z Zamawiającym ocenie wystąpienia korozji podlegała jedynie płaska powierzchnia z otworami przedstawiona na Rys. 2 bezpośrednio narażona na działanie rozpylonej solanki. Na powierzchni tej w stanie dostarczenia zaobserwowano przetarcia i rysy. Przykładowe ukazano na Rys. 2. Zgodnie z decyzją Zamawiającego test zakończono po 120 h. Widok detalu po teście korozyjnym przedstawiono na Rys. 3.

Po 120 godzinach testu solnego NSS stwierdzono obecność jedynie korozji białej, która równomiernie pokrywała badaną powierzchnię (Rys. 3). Nie obserwowano ognisk korozji czerwonej (podłoża), również w obszarach przetarć i zarysowań.

4.2. Pomiar grubości powłoki cynkowej

Pomiar grubości powłoki cynkowej metodą grawimetryczną wykonano na fragmencie jednego z dostarczonych detali. Miejsce pobrania próbki do badań wskazano na Rys. 4. Zgodnie z ustaleniami z Zamawiającym próbkę pobrano tylko z jednego detalu przed testem w komorze korozyjnej. Otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli (Tab. 1).

Zgodnie z wymaganiami normy PN-EN ISO 1461:2023-02 pobrano próbkę o minimalnej powierzchni 10 cm². Przeliczenia masy jednostkowej powłoki na grubość wyrażoną w [μm] wykonano zgodnie z zaleceniami normy PN-EN ISO 1460:2021-03 przy uwzględnieniu gęstości powłoki wynoszącej 7,2 g/cm³. Pobrana próbka pokryta była powłoką cynkową po dwóch stronach, więc do obliczeń przyjęto powierzchnię około 20 cm² (20,52 cm²).

Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że średnia masa jednostkowa powłoki cynkowej na dostarczonym detalu wynosi 450,2 g/m², co w przeliczeniu na średnią grubość badanej powłoki daje 62,5 μm. Ze względu na przeprowadzenie pomiarów na pojedynczej próbce odchylenie standardowe dla masy jednostkowej i grubości nie zostało określone. Należy pamiętać, że otrzymane wyniki obarczone są błędem wynikającym z niepewności pomiaru wagi i suwmiarki, które określone zostały w świadectwach wzorcowania.

Zgodnie z tabelą zamieszczoną w normie PN-EN ISO 1461:2023-02 (Rys. 5) badana powłoka nie osiąga minimalnej średniej grubości oraz masy jednostkowej określonej dla wyrobów o grubości 3 mm < t ≤ 6 mm. Porównując wykonany pomiar tylko do lokalnej minimalnej grubości i masy jednostkowej, badana powłoka charakteryzuje się wartościami wyższymi niż podane w normie. Należy zaznaczyć, że pomiary grubości i masy jednostkowej powłoki cynkowej przeprowadzono tylko na jednej próbce, więc wybrany do badań obszar mógł charakteryzować się mniejszą grubością i tym samym powłoka nie osiągnęła minimalnych wymagań zawartych w normie.

Zgodnie z informacją od Zamawiającego detale będą znajdowały się pod ziemią, z tego względu otrzymane wyniki odniesiono do wymagań normy PN-EN 545:2010 na rury wodociągowe. Minimalna średnia masa jednostkowa powłoki według wyżej wymienionej normy wynosi 200 g/m² (co po przeliczeniu na minimalną grubość – z uwzględnieniem gęstości powłoki wynoszącej 7,2 g/cm³ – daje 27,8 μm). Jednakże norma ta zakłada, że element pokryty jest powłoką cynkową oraz warstwą wykończeniową, np. farbą lub lakierem, o średniej grubości nie mniejszej niż 70 μm i lokalnej minimalnej grubości nie mniejszej niż 50 μm. Obliczona grubość oraz masa jednostkowa badanej powłoki przekraczają minimalne wartości tych parametrów określone w normie PN-EN 545:2010.

Tab. 1. Wyniki pomiaru grubości powłoki cynkowej metodą grawimetryczną

Rys. 5. Fragment normy PN-EN ISO 1461:2023-02 określający minimalną grubość i masę jednostkową powłoki cynkowej na wyrobach nieodwirowanych

5. Opinie i interpretacje

W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że:

1. Po 120 godzinach testu solnego NSS na badanej powierzchni obecna była jedynie korozja biała, która równomiernie pokrywała całą powierzchnię. Nie występowały ogniska korozji czerwonej (podłoża), również w obszarach przetarć i zarysowań.

• Średnia masa jednostkowa powłoki cynkowej na dostarczonym detalu wynosi 450,2 g/m², co w przeliczeniu na średnią grubość badanej powłoki daje 62,5 μm (przy uwzględnieniu gęstości powłoki wynoszącej 7,2 g/cm³). Badana powłoka nie osiąga minimalnej średniej grubości oraz masy jednostkowej określonej dla wyrobów o grubości 3 mm < t ≤ 6 mm w normie PN-EN ISO 1461:2023-02. Porównując wykonany pomiar tylko do lokalnej minimalnej grubości i masy jednostkowej, badana powłoka charakteryzuje się wartościami wyższymi niż podane w normie. Należy zaznaczyć, że pomiary grubości i masy jednostkowej powłoki cynkowej przeprowadzono tylko na jednej próbce, więc wybrany do badań obszar mógł charakteryzować się mniejszą grubością i tym samym powłoka nie osiągnęła minimalnych wymagań zawartych w normie. Zgodnie z normą PN-EN 545:2010 na rury wodociągowe minimalna średnia masa jednostkowa powłoki cynkowej wynosi 200 g/m² (co po przeliczeniu na minimalną grubość – z uwzględnieniem gęstości powłoki wynoszącej 7,2 g/cm³ – daje 27,8 μm). Jednakże norma ta zakłada, że element pokryty jest powłoką cynkową oraz warstwą wykończeniową, np. farbą lub lakierem, o średniej grubości nie mniejszej niż 70 μm i lokalnej minimalnej grubości nie mniejszej niż 50 μm. Obliczona grubość oraz masa jednostkowa badanej powłoki cynkowej przekraczają minimalne wartości tych parametrów określone w normie PN-EN 545:2010.

Przedstawione wyniki badań, ocena zgodności oraz opinie i interpretacje odnoszą się wyłącznie do wymienionych przedmiotów badań. Brak danych z etapu pobierania próbek. Bez pisemnej zgody Machinefish Materials & Technologies Sp. z o. o. Sp. k. sprawozdanie nie może być powielane i udostępniane inaczej jak tylko w całości.