ГОСТ Р 9.915-2010 Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Металлы, сплавы, покрытия, изделия. Методы испытаний на водородное охрупчивание

Приложение А
(рекомендуемое)

     
Испытательные среды и условия проведения испытаний для некоторых металлов и сплавов

А.1 Примеры условий проведения испытаний, пригодных для измерения проникновения водорода и наводороживания в границах объема, для некоторых металлов и сплавов приведены ниже.

А.2 Нержавеющие стали

А.2.1 Мартенситная нержавеющая сталь

Испытания проводят одним из двух способов.

Способ 1. В обеих камерах (наводороживания и окислительной) в качестве испытательной среды используют раствор гидроксида натрия (NaOH) молярной концентрации 0,1 моль/дм. Потенциал в окислительной камере устанавливают приблизительно на 544 мВ положительнее относительно стандартного водородного электрода (далее - SHE). Проводят катодную поляризацию при изменяющейся плотности тока приблизительно в 1 мА/см. По достижению устойчивого состояния потенциал зарядной поверхности образца смещают на 544 мВ положительнее относительно SHE. Выдерживают в течение времени, необходимого для обеспечения выхода водорода из металла образца. Затем повторяют указанную процедуру наводороживания образца ("второй режим проникновения водорода), используя полученные при первом испытании (первый режим проникновения) значения плотности тока катодной поляризации.

Способ 2. В камере наводороживания в качестве испытательной среды используют раствор хлорида натрия (NaCI) молярной концентрации 0,5 моль/дм. При этом вырабатывается намного больше водорода (). При рН приблизительно 2,6 оксидная пленка на испытуемом образце быстро растворяется. Катодную поляризацию проводят аналогично способу 1. При этом для обеспечения выхода водорода из металла образца используют следующий способ: удаляют образец из испытательной установки и выдерживают его при температуре 80 °С в течение 2 ч. Затем образец подготавливают в соответствии с требованиями 5.6.6, после чего помещают в испытательную установку и проводят повторное его наводороживание для оценки второго режима проникновения водорода.
     

Температуропроводность мартенситной стали сравнительно высока, поэтому рекомендуется применять образцы толщиной 250 мкм и более для проведения испытаний при температуре 20 °С и примерно 1 мм - для испытаний при температуре 80 °С.

А.2.2 Дуплексная (двухслойная) ферритовая аустенитная нержавеющая сталь

В обеих камерах (наводороживания и окислительной) в качестве испытательной среды используют раствор гидроксида натрия (NaOH) молярной концентрации 0,1 моль/дм, потенциал образца в окислительной камере устанавливают на 544 мВ положительнее относительно SHE. Проводят катодную поляризацию при изменяющейся плотности тока приблизительно в 1 мА/см. Последующие режимы проникновения генерируют посредством поляризации зарядной поверхности образца на 544 мВ положительнее относительно SHE перед наводороживанием.

Толщина образца должна быть приблизительно 100 мкм при проведении испытаний при температуре 20 °С и приблизительно 200 мкм - при проведении испытаний при температуре 80 °С.

А.2.3 Аустенитная нержавеющая сталь

Условия проведения испытаний - по А.2.2. Температуропроводность аустенитной нержавеющей стали очень низка, поэтому испытания рекомендуется проводить при температуре 80 °С.

Примечание - Толщину испытуемых образцов выбирают в зависимости от температуры испытаний, но из-за недостатка информации конкретные рекомендации по толщине образцов для сплава каждого типа привести не представляется возможным. Тем не менее в качестве первоначальных могут быть использованы толщины, рекомендуемые для дуплексной (двухслойной) нержавеющей стали (см. А.2.2).

А.3 Никелевые сплавы

Условия проведения испытаний - по А.2.2.

Температуропроводность никелевых сплавов незначительна и, соответственно, может быть предпочтительным проведение испытаний при повышенной температуре (например, при 80 °С). При проведении испытаний при температуре 80 °С рекомендуется использовать образцы толщиной 200 мкм и более - для чистого никеля и 100 мкм и более - для сплавов.

А.4 Низкоуглеродистые, углеродистые и марганцовистые стали

А.4.1 В качестве испытательной среды в окислительной камере используют раствор гидроксида натрия (NaOH) молярной концентрации 0,1 моль/дм или 1 моль/дм, электродный потенциал в окислительной камере устанавливают на 300 мВ положительнее относительно насыщенного каломельного электрода (SCE).

А.4.2 Испытательную среду для камеры наводороживания выбирают с учетом следующих условий:

- если не моделируют специальные условия эксплуатации, то катодную поляризацию проводят в нейтральном растворе;

- наводороживание в растворе гидроксида натрия (NaOH) молярной концентрации 0,1 моль/дм приводит к получению потоков проникновения, которые, как правило, очень малы по сравнению с потоками по второму закону Фика. Режимы проникновения могут быть очень длительными с медленным переходом к устойчивому состоянию;

- наводороживание в кислом растворе может привести к развитию пор в металле и к пику тока, что затрудняет расчеты;

- наводороживание в водной среде, содержащей сероводород (HS), приводит к высоким значениям потока проникновения водорода. В зависимости от толщины образца покрытие из палладия на его окисленной поверхности обеспечивает получение более повторяемых результатов проникновения водорода.

А.4.3 Температуропроводность сталей широко изменяется в зависимости от состава и микроструктуры металла, поэтому указание конкретных значений толщины образца не рекомендуется, например, для испытаний при температуре 20 °С толщина образца может быть от 1,0 мм до нескольких сантиметров.

Примечание - Применение для испытаний образцов с разными толщинами для различных сплавов учитывает их температуропроводность, причем более толстые образцы более подходят для сталей с более высокими значениями температуропроводности.

Для некоторых сталей условия наводороживания могут также влиять на требуемую толщину образцов.

А.4.4 Примеры эффективных условий испытаний для некоторых сталей