Megoldások az alakvizsgálattal és elemzéssel kapcsolatos problémákra a fémek korrózióvizsgálata terén
A gépjárművekben és más termékekben használt fémek lokálisan és drasztikus módon, váratlan helyeken korrodálódhatnak, ami repedésekhez vezethet.
A korrodálódott alkatrészek elemzése elengedhetetlen az okok azonosításához és az ismételt előfordulás elkerüléséhez, és a korrodálódott alkatrészek formáinak vizsgálatát mikroszkópok használatával végzik.
Ebben a fejezetben elmagyarázzuk a korrózióvizsgálat eljárását és a korrózió formáit és okait, és konkrét példákat is bemutatunk arra, hogy a 4K-s digitális mikroszkópok hogyan használhatók a problémák megoldására.
- A korrózióvizsgálat fontossága és eljárása
- A lokális korrózió formái, példái és okai
- Valós példák korrózióvizsgálatokkal kapcsolatos megoldott problémákra
- Egy mikroszkóp, amely átalakítja a korrózióvizsgálatokat
A korrózióvizsgálat fontossága és eljárása
Korrózió alatt azt a jelenséget értjük, amelynek során a fémek és más szilárd anyagok a környezettel kémiai vagy elektrokémiai reakcióba lépve rongálódnak, elhasználódnak, illetve sérülnek, elveszítve ezzel eredeti funkciójukat. A korróziónak számos különböző formája létezik, például szemcseközi korrózió, lyukkorrózió, réskorrózió, galvanikus korrózió és feszültségkorróziós repedés (transzgranuláris repedés és szemcsehatár-repedés), amelyek az adott anyagtól és a környezettől függően eltérőek lehetnek.
A korrózió okainak vizsgálata és az ismételt előfordulás megelőzése érdekében számos iparágban végeznek korrózióvizsgálatokat. A korrózióvizsgálat különösen fontos az olyan termékeknél, például a gépjárműveknél, amelyek többféle anyagból állnak, és amelyeknek különféle kültéri környezetekben kell biztonságosan működniük.
A korrózióvizsgálatok általában az alábbi eljárás szerint történnek.
A korrózióvizsgálat folyamata
- A korrodálódott terület felszínének vizsgálata
- Ellenőrizze a korrózió által érintett területet és a korrodálódott részek színét és állapotát.
- Vizsgálat a korrodálódott részek kivágásával vagy eltávolításával
- Vágja ki a korrodálódott részeket. Ha nehéz kivágni ezeket a részeket, távolítsa el csak a korrodálódott részeket.
- A korrodálódott részek részletes vizsgálata és a korrodálódott anyagok elemanalízise
- (1) Mikroszkóp használatával vizsgálja meg részletesen a korrodálódott részek felületét, és ellenőrizze a korrodálódott alkatrészek és anyagok állapotát. Bizonyos esetekben a lyukkorrózió és az anyag felületén keletkezett egyéb típusú korrózió ellenőrzéséhez a korrodálódott részek tisztítására is szükség lehet.
(2) A korrodálódott anyagok összetevőinek elemzésével (elemanalízis) állapítsa meg, hogy melyik az az anyag, amely elősegíti a korróziót. - A korrodálódott részek keresztmetszeti vizsgálata
- Szükség esetén készítsen keresztmetszeti mintákat a korrodálódott részekből a korrózió mértékének ellenőrzéséhez. A keresztmetszeti mintán összetétel-elemzés (elemanalízis) is végezhető.
A lokális korrózió formái, példái és okai
A korrózióval kapcsolatos számos problémát olyan helyeken bekövetkező lokális korróziónak tulajdonítanak, ahol a korrózió kialakulásának ütemét nehéz megjósolni. Emellett a fémfelületek védőbevonatának sérülése is lokális korrózióhoz vezethet, helyi sérüléseket előidézve ezáltal.
A sérülések kialakulásához vezető lokális korrózió leggyakoribb típusait és okait az alábbiakban ismertetjük.
Szemcseközi korrózió
- A. Szemcseközi korrózió
- B. Pikkelyeződés
- Jelenség: Az alacsony korróziós potenciálú szemcsehatárokon lévő szennyeződések vagy idegen anyagok által okozott korrózió. Pikkelyeződés is előfordulhat, amelynek során a szemcseközi korrózió a szemcsék leválásához vezet.
- Példák: Ez a jelenség olyan területeken jelentkezhet, ahol a rozsdamentes acélból vagy alumíniumötvözetből készült anyagokat nem hőkezelték megfelelően vagy kellő mértékben. A jelenség emellett hegesztéses hő által érintett területeken is előfordulhat.
- Okok:
Anyaggal kapcsolatos okok: alacsony krómkoncentráció a szemcsehatárokon, a nyomelemek szegregációja a szemcsehatárokon, lerakódások a szemcsehatárokon stb.
Lyukkorrózió
- A. Lyukkorrózió
- B. Passzivizáló bevonat
- Jelenség: A passzív állapotú fémfelületeken (passzivizáló bevonat) korlátozott területeken jelentkező, mély, kis lyukátmérőjű korrózió.
- Példák: Halogén ionok (például Cl-) által lokálisan károsított passzivizáló bevonaton kialakuló lyukszerű korrózió. Ezt nem egységes fémösszetétel, például rozsdamentes acél vagy alumíniumötvözetek kloridionos vizes oldatába kerülő nem fémes anyagok okozhatják.
- Okok:
Környezeti okok: halogénionok, oldott oxigén.
Anyaggal kapcsolatos okok: idegen anyagok, sérülések stb.
Réskorrózió
- A. Réskorrózió
- B. Passzivizáló bevonat
- Jelenség: Ezt a típusú korróziót az oldott oxigén hiánya okozza repedésekben, ami károsítja a fémfelületek passzivizáló bevonatát, a fémek megolvadását eredményezve ezáltal.
- Példák: Ez a jelenség rozsdamenetes acél, alumínium és titán karimák felületén fordulhat elő.
- Okok:
Szerkezeti/anyaggal kapcsolatos okok: résszerkezet, oxidálódott réteg stb.
Környezeti okok: halogénionok, oldott oxigén (a fejlődési szakasz megegyezik a lyukkorróziónál jellemző fejlődési szakasszal).
Galvanikus korrózió (bimetál vagy kétfémes korrózió)
- A. Korrodálódott rész
- B. Alapfém
- C. Nemesfém
- Jelenség: Ez a típusú korrózió alapfémeken jelentkezik különböző elektródpotenciállal rendelkező fémek érintkezése, illetve az érintkezési ponton lévő elektrolitoldat következtében.
- Példák: Alumínium és réz alkatrészek érintkezésekor az alumínium alkatrész, míg acél és rozsdamentes acél alkatrészek érintkezésekor az acél alkatrész korrodálódik.
- Okok:
Anyaggal kapcsolatos okok: különböző elektromos potenciállal rendelkező fémek érintkezése. Minél alacsonyabb rendű az egyik érintkező fém, annál nagyobb mértékű lesz a korrózió.
Feszültségkorróziós repedés
- Jelenség: Húzófeszültség (maradékfeszültség vagy külső terheléses feszültség) nyomán kialakuló korrózió, amely lokálisan károsítja a felület védőbevonatát. A korrózió koncentrált fejlődése repedések kialakulásához vezet.
- A repedési formák típusai: Mivel a feszültségkorróziós repedés útvonala a használt fémek és a környezeti feltételek kombinációjától függően változik, a repedés különböző formákban alakulhat ki.
A transzgranuláris repedés áthalad a szemcséken, míg a szemcsehatár-repedés a szemcsék határait követi. - Okok:
Transzgranuláris repedés: idegen anyagok, lerakódások, felületi bevonat, anyaghiba stb.
Szemcsehatár-repedés: nyomelemek szemcsehatárai, szegregáció, alacsony krómkoncentrációjú rétegek a szemcsehatárokon, lerakódások a szemcsehatárokon, szabálytalan szemcsehatár stb.
Valós példák korrózióvizsgálatokkal kapcsolatos megoldott problémákra
Mivel a korrózió okai a korrózió formái alapján állapíthatók meg, a korrózióvizsgálathoz mikroszkópos felületvizsgálat és részletes megfigyelés szükséges.
A korrodálódott részek háromdimenziós szerkezettel rendelkeznek, így a korrózió által érintett részek megfigyelése során olyan problémák merülhetnek fel, mint a fókusz és a megvilágítási feltételek megfelelő beállítása. Emellett időnként a nem megfelelő felbontás is megnehezítheti a szemcseközi korrózió és a korróziós repedések részletes vizsgálatát.
A KEYENCE VHX sorozatú ultranagy felbontású 4K-s digitális mikroszkópja nagy felbontású objektívet, 4K-s CMOS-érzékelőt és speciális kialakítású megfigyelőrendszert használ. Ezek a funkciók és az egyéb beépített technológiák pontos és gyors megfigyelést és elemzést, egyszerű használatot és nagy felbontású 4K-s képeket tesznek lehetővé.
Ebben a részben arra mutatunk be példákat, hogy hogyan használható a multifunkciós VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp a korrodálódott alkatrészek megfigyeléséhez és elemzéséhez.
Szemcsehatárok vizsgálata nagy pontosságú, nagy felbontású képek használatával
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóppal
A nagy felbontású objektív és a 4K-s CMOS-érzékelő segítségével a szemcsehatárok még nagy mértékű nagyítás mellett is nagy felbontású 4K-s képek segítségével vizsgálhatók.
Ennek köszönhetően a szemcseközi korrózió, a pikkelyeződés és a feszültségkorróziós repedés (transzgranuláris repedés és szemcsehatár-repedés) is részletesen, kristálytiszta képekkel figyelhető meg.
Egy háromdimenziós korrodálódott alkatrész egészének vizsgálata kiterjesztett mélységélességgel
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóppal
A nagy mélységélességet és nagy felbontású megfigyelést lehetővé tevő, nagy felbontású objektív, a 4K-s CMOS-érzékelő és az élő mélységélesség-kiterjesztés révén a felhasználók egyszerűen és pillanatok alatt nagy felbontású, a teljes célterületen éles képet érhetnek el.
Mivel a fókuszt nem kell külön beállítani az egyes megfigyelési pontokhoz, bármilyen szögből gyorsan elvégezhető a vizsgálat.
Bal oldali kép: mélységkompozíció nélkül/Jobb oldali kép: mélységkompozícióval (200×)
Bal oldali kép: mélységkompozíció nélkül/Jobb oldali kép: mélységkompozícióval (150×)
Korróziós mintázatok vizsgálata fénybeállítások nélkül
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóppal
Az egyetlen gombnyomással, egyszerűen használható többszörös megvilágítás funkció pillanatok alatt rögzít több képet, különböző irányokból érkező megvilágítással. A megfigyeléshez legalkalmasabb kép kiválasztásával a felhasználók azonnal egy kristálytiszta kép használatával végezhetnek megfigyelést.
Ez a funkció kiküszöböli a hagyományosan a világítási feltételek beállításához szükséges időt és erőfeszítést, és gyors megfigyelést tesz lehetővé optimálisan megvilágított, nagy felbontású képek használatával.
Emellett a készülék a megfigyelési kép kiválasztása után a többi többszörös megvilágítású kép adatait is automatikusan menti, így egy másik kép ismételt kiválasztásával más világítási feltételek mellett is elvégezhető a vizsgálat. Ez a funkció kiküszöböli a minta tárgyasztalon való beállításához, valamint a világítás módosításához szükséges időt és erőfeszítést.
Egy mikroszkóp, amely átalakítja a korrózióvizsgálatokat
Az itt említett funkciók mellett a VHX sorozatú nagy felbontású 4K-s digitális mikroszkóp még sok más hasznos funkcióval támogatja az elemzéseket és a teszteket.
A korrodálódott részek nagy felbontású megfigyelése mellett a VHX sorozat pontos és zökkenőmentes, szubmikron nagyságrendű 2D-s és 3D-s mérést, valamint automatikus területmérést tesz lehetővé, amely a szemcsehatárok kvantitatív értékelésekor lehet hasznos.
A VHX sorozat előnye, hogy egyetlen egységgel gyorsan és egyszerűen elvégezhető a különböző munkaműveletek teljes sora, sőt, Excel telepítésével és sablonok használatával automatikus jelentések is létrehozhatók a vizsgálati képekből és a mért értékekből.
A VHX sorozattal kapcsolatos részletekért kattintson az alábbi gombra, és töltse le a katalógust. Kérdés esetén kattintson az alább látható másik gombra, és vegye fel a kapcsolatot a KEYENCE-szel.
