Tag Archives: korrosioon

Kuidas määrata metallide ja materjalide elemendilist koostist?

March 3, 2019Analüüs, Korrosioon, Materjal, Materjaliteadus, Metall, Uuringalumiinium, analüüs, EDS, elementanalüüs, koostis, korrosioon, materjal, metall, SEM, teras, uuring, WD-XRFCaptain Corrosion

Metallide ja teiste materjalide koostisest sõltuvad otseselt nende omadused ja sellest tulenevalt rakendus erineval otstarbel. Elemendilise koostise määramiseks on aga mitmeid meetodeid, millest tulebki järgnevalt juttu.

WD-XRF ehk lainedispersiivne röntgenfluorestsents-spektroskoopia on meetod, kus katseobjekti kiiritatakse röntgenkiirgusega, mis ergastab proovi pinnakihis (mõned kuni kümned mikromeetrid) aatomeid. Nende aatomite relakseerumisel vabaneb karakteristlik röntgenkiirgus, mille detekteerimisel saadaksegi informatsiooni materjalis esinevate elementide ja nende sisalduse kohta. Laboratoorseteks uuringuteks kasutatav seade on suur ja kallis ning mõõtmine koos proovi ettevalmistusega võib aega võtta mitmeid tunde. See-eest on tegu ühe parima meetodiga elemendilise koostise määramiseks kuna see on täpne ja tundlik. Antud meetod ei võimalda siiski määrata väga kergeid elemente (nt vesinik) ja teatud elementidele vastavate piikide kattumisel saadakse mõnikord vale tulemus, mis vajab täiendavaid mõõtmisi teise meetodiga. Proovi ettevalmistusel on oluline, et katseobjekt oleks tasase pinnaga ja puhas.

ED-XRF ehk energiadispersiivne röntgenfluorestsents-spektroskoopia korral toimub samuti katseobjekti aatomite ergastamine röntgenkiirgusega ja tekkinud karakteristliku röntgenkiirguse mõõtmine. Seade on aga oluliselt lihtsama ja odavama ehitusega kui WD-XRF ja võib olla kas lauale pandav või lausa käeshoitav. Just käeshoitavaid püstoli kujuga ED-XRF analüsaatoreid kasutatakse tihti metallidega tegelevates ettevõtetes ja ka geoloogide poolt välitöödes kuna seade on kerge ja mõõtmine võtab aega vaid hetke. Tulemused ei ole muidugi eriti täpsed kuid alati seda polegi vaja ning täpsema analüüsi saab alati laborist tellida. Selline lihtsam püstoli kujuline ED-XRF seade on enamasti saadaval 20 000 – 40 000 euroga kuid selle müüja tuleb väga hoolikalt valida.

Kui teema pakub rohkem huvi, siis vaadake meie teadusvideot röntgenfluorestsents-spektroskoopiast, kus lisaks teooriale teeme ka ühe demonstratiivse mõõtmise;

SEM-EDX ehk energiadispersiivne röntgenmikroanalüüs skaneerivas elektronmikroskoobis. Selle meetodi puhul kiiritatakse katseobjekti fokuseeritud elektronkiirega, mis ergastab mõne mikromeetri sügavust pinnakihti. Aatomite relakseerumisel vabaneb karakteristlik röntgenkiirgus, mille detekteerimisel saab teada materjalis leiduvate elementide ja nende sisalduse kohta. SEM-EDX ei ole kaugeltki nii täpne ja tundlik kui WD-XRF ning ajakulu ühe objekti uurimiseks on võrreldav. SEM-EDX eelis WD-XRF ees on tema suur lokaalsus – kui WD-XRF korral kogutakse keskmistatud signaal mõne cm2 suuruselt alalt, siis SEM-EDX korral on signaali kogumiseks juba mitmeid võimalusi. Signaali saab koguda a) lokaalselt, vaid mõne ruutmikromeetri suuruselt alalt, huvipakkuvalt detaililt või b) keskmistatult nt 200 x 200 ruutmikromeeriselt alalt (ala suurust saab valida). Kolmas võimalus on elementide kaardistamine mikroskoopilisel skaalal huvipakkuval alal, kus lahutusvõime on ca 1 mikromeeter. Just viimane annab tihti täiendavat infot metallide või muude materjalide mikrostruktuuri kohta. See on oluline siis kui materjali keskmine elemendiline koostis on õige kuid valmistamisprotsessiga on midagi väga valesti läinud, mille tulemusena on materjalis tekkinud selline mikrostruktuur, mis halvendab tema mehaanilisi omadusi ja/või vastupidavust korrosioonile. Selliste uuringute raames on mõnikord vaja teha kvaliteetne ristlõige materjalist kas mehaaniliselt või fokuseeritud ioonkiirega ning uurida materjali sisemust, kaardistades seal elemente ja otsides seal mikromõrasid.

SEM-EDS ja WD-XRF praktilise rakenduse kohta saab vaadata meie teadusvideot meteoriidi uuringutest;

Millist meetodit siis ikkagi lõpuks valida? See lepitakse enamasti kokku uuringutele eelneva konsultatsiooni raames, kus selgitatakse välja milleks analüüsi reaalselt vaja on. Tihti on vaja selgitada välja metallisulami marki – näiteks kas tegu on sulamiga AISI 304 või AISI 316. Sellisel juhul piisab laboratoorsest WD-XRF uuringust. Mõnikord on aga tegu sulamiga, millest soovitakse valmistada kriitilisi detaile (nt autodele või lennukitele). Siis on otstarbekas viia läbi komplekt-uuring, mille raames viiakse läbi nii elementanalüüs WD-XRF meetodil, täiendav mikrostruktuuri uuring SEM-EDS meetodil, määratakse kõvadus (nt Rockwelliga) ja testitakse sulami vastupidavust korrosioonile sõltuvalt rakenduskeskkonnast.

Korrosioonitestid ja konsultatsioonid

July 20, 2018Uncategorizedkorrosioon, korrosiooni ennetamine, korrosiooni testid, korrosioonialane nõustamine, korrosioonitestid, korrosioonivormid, rooste, roostetamineCaptain Corrosion

Pakume korrosioonitestide teenust, millega saate hinnata enda materjalide, pinnakatete, valmis toodete või nende komponentide vastupidavust reaalses kasutuskeskkonnas. Katseobjekte pildistatakse ja/või kaalutakse enne ja pärast teste või vajadusel testide vältel. Samuti võime määrata pinnakatete paksust ja selle muutust testide tulemusena. Testide tulemusena saate valida parimad materjalid ja nende kombinatsioonid et tagada tootele võimalikult pikk eluiga ning samuti näidata klientidele et teie tooted on spetsialistide poolt testitud.

Hinnapakkumise saamiseks esita päring lehe lõpus oleva kontaktvormi kaudu.

Keemilised testid

Katseobjekt sukeldatakse ettenähtud ajaks lahusesse, milles ta aja jooksul hävib (korrodeerub). Lahus valitakse vastavalt testitavatele katseobjektidele ja pinnakatetele eesmärgiga simuleerida võimalikult hästi reaalset kasutuskeskkonda. Kergemini korrodeeruvate sulamite puhul kasutatakse näiteks soolalahust, mille abil saab hinnata testitavate objektide käitumist mereäärses piirkonnas. Väga vastupidavate sulamite (nt roostevabade ja happekindlate teraste) omavaheliseks võrdluseks kasutatakse happelisi või leeliselisi lahuseid ning raudkloriidi. Testide pikkus sõltub katseobjektidest ja kasutatavatest lahustest ning on enamasti kuni 1000 h. Keemilised testid on kõige lihtsamad ja odavamad testid, millega tavaliselt korrosiooniuuringuid alustatakse.

Niiskuse testid kliimakambris

Katseobjekt viiakse kambrisse, kus saab tekitada sobiva niiskuse (nt 5-95%) ja temperatuuriga (nt 20-60 C) keskkond. Testi kasutatakse sageli selleks, et saada teada kui suure niiskusega keskkonnas elektroonilist seadet kasutada saab. Ehk siis keskkonnas, kus on niiske õhk aga seade ise otseselt veega kokku ei puutu (sh ka olukorrad kus seade on korpusega kaitstud) ja samuti ei kondenseeru vesi pindadele. Seade tuleb testi ajaks välja lülitada ja vooluvõrgust eemaldada. Samuti tuleb eemaldada ka akud ja patareid. Testid kestavad enamasti 100-1000 h.

Soolaudu testid

Katseobjektid viiakse ettenähtud temperatuuriga (nt 35 C või 60 C) kambrisse, kus tekitatakse soolaudu, mis tagab selle et katseobjektid on pidevalt õhukese soolaveekihiga kaetud. Test viiakse läbi vastavalt ISO 9227 standardile ja tulemused on selle põhjal hästi võrreldavad ka mujal läbiviidud testidega. Võrreldes keemilise testiga, on soolaudu test oluliselt kallim kuid korrosioon kiirem kuna kasutatakse kõrgemaid temperatuure. Soolaudu testid kestavad enamasti 1-1000h. Hind sõltub sellest kas testitakse üksikuid objekte, või broneeritakse testide jaoks kogu kamber, kuhu lähevad vaid ühe kliendi objektid sisse. Hind sõltub seejuures ka objekti suurusest – nt 15 x 15 cm2 plaatide puhul on hind kõige odavam. Kui testitakse aga suuremaid seadmeid, mis võtavad kambris rohkem ruumi, siis sõltub hind sellest mitme plaadi koht seadme poolt hõivatakse.

Elektrokeemilised testid

Kõige kiiremini saab infot materjalide ja pinnakatete vastupidavuse kohta korrodeerivas keskkonnas kui kasutada elektrokeemilisi teste. Ühe objekti testimine võtab seejuures aega kuni 2 tundi, mis võib olla võrreldav tuhandete tundide pikkuse keemilise testiga. Kuna tegu on kiirendatud korrosiooniga, siis võivad tulemused siiski erineda veidi pikaajalistest testidest. Seetõttu sobivad elektrokeemilsied testid olukordadeks, kus on vaja kiiresti leida parim pinnakate või materjal paljude kandidaatide seast. Seejärel viiakse parimate kandidaatidega läbi keemilised testid ja soolaudu testid.

Pinnakatete paksuse määramine ja materjalide uuringud

Materjalide ja pinnakatete korrosioonimehanismi paremaks kirjeldamiseks viiakse sageli läbi täiendavad uuringud. Näiteks mõõdetakse pinnakatete paksust enne ja pärast testi ning määratakse materjalide elemendilist koostist. Samuti on võimalik uurida materjalide mikrostruktuuri, et näha kuidas elemendid on mikroskoopilisel skaalal jaotunud ning kas tegu on kvaliteetse materjaliga või mitte (see omakorda mõjutab korrosioonimehanismi). Pinnakatete täpsema paksuse, mikrostruktuuri ja alusmetalliga nakkuvuse uurimiseks saab teha ka ristlõikeid, mida uuritakse seejärel skaneeriva elektronmikroskoopia ja röntgenmikroanalüüsi meetodil.

Uniform Corrosion

November 16, 2015Forms of Corrosionühtlane korrosioon, üldine korrosioon, captain corrosion, captaincorrosion, corrosion, corrosion forms, corrosion prevention, corrosion types, forms of corrosion, general corrosion, korrosioon, korrosiooni vormid, korrosioonivormid, types of corrosion, uniform corrosionCaptain Corrosion

Uniform corrosion (general corrosion) is discussed in this short educational video.

Corrosion is one of the greatest problems of mankind as materials degrade due to the environment, leading to an annual corrosion cost of billions of euros. Since there are so many materials in the world there are also many forms of corrosion. One of the most common forms is the uniform corrosion, also known as general corrosion. The first sign of this type of corrosion is the dulling of the freshly polished surfaces – if corrosion is ignored then it keeps progressing and eventually the material no longer serves its purpose. So how to prevent this type of corrosion? The first most obvious thing is to use materials that are more corrosion resistant. However, often we dont have better materials with a reasonable price and then we need to apply protective coatings.

Corrosion Allowance

November 16, 2015Corrosion Preventionagainst corrosion, allowance, anti corrosion, captain corrosion, captaincorrosion, corrosion, corrosion allowance, corrosion prevention, corrosion prevention methods, corrosion prevention techniques, corrosion protection, how to, how to prevent corrosion, korrosioon, korrosioonitõrjeCaptain Corrosion

One of the most widely used methods to counter the degradation of a materials mechanical properties to due to corrosion is to use more material. If the speed of uniform corrosion is known (mm per year), then it is possible to calculate the required thickness of the material, so that it can serve its purpose during its expected lifetime. The Steel Bridge in Portland (USA) is just one example where this method is used. Protective coatings are also often applied in order to slow down the corrosion of the construction material even more.

Galvanic Corrosion – Forms of Corrosion

November 5, 2015Forms of Corrosionaluminium, aluminum, anti corrosion, captain corrosion, captaincorrosion, coating, corrosion, corrosion forms, corrosion prevention, corrosion protection, electrochemical corrosion, forms of corrosion, galvaaniline korrosioon, galvanic corrosion, galvanic couple, galvanic protection, galvanic series, galvanic series in seawater, korrosioon, Maido Merisalu, roostetamine, seawaterCaptain Corrosion

Galvanic Corrosion is an accelerated form of corrosion that occurs when two dissimilar metals are in an electrical contact. The more noble metal drives the corrosion of the active metal and this can be a very fast process. For example if an aluminum frame is connected with steel bolts then aluminum rapidly corrodes and after a few months the whole construction may collapse. So how to prevent galvanic corrosion? First, one should connect only those materials that have a similar electrochemical activity. Second, dielectric corrosion resistant coatings should be applied on the metal parts so that the electrochemical processes cannot take place.

How to Renew Tarnished Silver

June 12, 2014Uncategorizedcoin, corrosion, electrochemistry, hõbe, hõbeda poleerimine, jewelery, korrosioon, materials science, materjaliteadus, polish, renew, renew silver, renew tarnished silver, silver, silver polishing, silverware, tableware, tarnish, tarnished silverCaptain Corrosion

Silver, a valuable metal, has been used long time in making coins, tableware and jewelery. The metal surface however becomes tarnished within a few years and this is caused by corrosion as silver reacts with the surrounding environment.

The surfaces can be easily renewed with stuff available at home – all you need is water, aluminum foil, salt and soda.

Follow these steps to do it yourself:

1. Mix salt and soda into water

2. Wrap the silver price into aluminum foil

3. Put the wrapped silver piece into the solution and wait a few minutes

For a greater effect you might want to boil the water solution as chemical reactions occur faster at higher temperatures.

Why this simple technique works? Silver is usually tarnished as it forms silver sulfide. In order to remove sulfur from the silver, it is needed to put it into contact with a more active metal such as aluminum. The solution there provides with a path for sulfur to move from silver to aluminum.