Odporność na korozję

Odporność korozyjna jest jednym z głównych powodów, dla których powłoki niklu chemicznego NIPLATE® znajdują zastosowanie w mechanice precyzyjnej oraz w zastosowaniach przemysłowych narażonych na działanie agresywnych środowisk. Powłoki te składają się ze stopu niklu i fosforu (Ni–P), który zapewnia wysoką stabilność chemiczną w obecności czynników korozyjnych szczególnie niebezpiecznych dla powszechnie stosowanych stopów metali, występujących w atmosferze morskiej, przemysłowej lub w środowiskach zewnętrznych narażonych na zanieczyszczenia. Powłoki NIPLATE® są ponadto bardzo odporne na działanie chemiczne licznych węglowodorów i rozpuszczalników przemysłowych, co poszerza ich zastosowanie w wielu sektorach przemysłu.

Mechanizm ochrony przed korozją

Mechanizm ochrony przed korozją powłok NIPLATE® ma przede wszystkim charakter barierowy. Warstwa niklu chemicznego izoluje materiał podstawowy od środowiska zewnętrznego, uniemożliwiając bezpośredni kontakt metalu z czynnikami korozyjnymi. Kluczowym elementem jest jednorodność grubości typowa dla niklowania chemicznego, która zapewnia skuteczną ochronę również na elementach o złożonej geometrii, powierzchniach wewnętrznych i w miejscach trudno dostępnych dla innych procesów powlekania. Odporność korozyjna rośnie wraz ze wzrostem grubości powłoki, ponieważ narastanie warstwy stopniowo zmniejsza porowatość własną osadzonej powłoki. Należy jednak pamiętać, że powierzchnia powłoki może wykazywać nieciągłości lokalne, wynikające z różnych czynników, między innymi:

• porowatości lub wad materiału podstawowego;
• wtrąceń niemetalicznych obecnych w stopie;
• pęknięć lub mikrowad powłoki;
• uszkodzeń spowodowanych czynnościami manipulacyjnymi lub późniejszą obróbką mechaniczną. Takie nieciągłości mogą lokalnie odsłonić materiał podstawowy, stając się potencjalnymi ogniskami korozji w środowiskach agresywnych. Powłoki z niklu chemicznego o wysokiej zawartości fosforu, w szczególności NIPLATE® 500 i NIPLATE® eXtreme (zob. Powłoki NIPLATE®), charakteryzują się wyjątkowo niską porowatością już przy niewielkich grubościach. W typowych warunkach przemysłowych, przy grubościach powyżej 30 µm, powłoki te można uznać za pozbawione porów przelotowych, zapewniając szczególnie wysoką ochronę antykorozyjną.

Ochrona stopów miedzi

W przypadku stopów miedzi mechanizm ochrony częściowo różni się od czysto barierowego. Miedź ma bardziej szlachetny potencjał elektrochemiczny niż nikiel; w rezultacie powłoka z niklu chemicznego zapewnia również formę ochrony katodowej materiału podstawowego. Takie zachowanie przekłada się na szczególnie wysoką odporność korozyjną stopów miedzi pokrytych powłoką NIPLATE®, także w przypadku lokalnych uszkodzeń lub nieciągłości powłoki. Dzięki tej właściwości stopy miedzi niklowane chemicznie mogą być z powodzeniem stosowane w środowiskach morskich, także w warunkach bezpośredniego kontaktu z wodą morską.

Przyspieszone badanie odporności korozyjnej w obojętnej mgle solnej

Najczęściej stosowaną w przemyśle metodą oceny odporności korozyjnej jest test w obojętnej mgle solnej, wykonywany zgodnie z normą ISO 9227. Badanie polega na wystawieniu elementów na działanie mgły wodnego roztworu chlorku sodu o stężeniu 5%, utrzymywanej w temperaturze 35 °C, przez różny czas, zazwyczaj 96 lub 480 godzin. Środowisko to przyspiesza mechanizmy korozyjne i umożliwia porównawczą ocenę właściwości powłok. Zasadniczym aspektem oceny wyników jest pomiar powierzchni skorodowanej, na podstawie którego wyznacza się stopień ochrony Rp zgodnie z normą ISO 10289.

Zachowanie powłok NIPLATE®

Powłoki NIPLATE® wykazują wysoką odporność chemiczną na środowisko mgły solnej i na ogół są mało podatne na korozję. Ochrona polega na izolacji materiału podstawowego; dlatego każda nieciągłość powłoki stanowi potencjalne miejsce ataku korozyjnego.

Stopy żelaza i stopy aluminium

W przypadku stopów żelaza i stopów aluminium odporność korozyjna w mgle solnej zależy od wielu czynników, między innymi:

• rodzaju powłoki;
• grubości osadzonej powłoki;
• jakości obróbki mechanicznej;
• cech metalurgicznych materiału podstawowego. Ze względu na złożoność tych parametrów wiarygodne określenie odporności korozyjnej wymaga koniecznie przeprowadzenia badania w mgle solnej na rzeczywistym elemencie z naniesioną powłoką.

Stopy miedzi

Zachowanie stopów miedzi pokrytych powłoką NIPLATE® jest znacząco odmienne. Dzięki oddziaływaniu galwanicznemu między niklem a miedzią ochrona antykorozyjna jest szczególnie skuteczna nawet przy stosunkowo niewielkich grubościach. Dla przykładu komponent z mosiądzu pokryty powłoką NIPLATE® 500 o grubości 30 µm może osiągnąć stopień ochrony Rp 9 nawet przy ekspozycji przekraczającej 1000 godzin w mgle solnej.

Wnioski

Odporność korozyjna powłok NIPLATE® stanowi czynnik decydujący dla wydłużenia okresu użytkowania komponentów mechanicznych w środowiskach agresywnych. Właściwość ta nie zależy jednak wyłącznie od samej powłoki, lecz od interakcji między materiałem podstawowym, obróbką mechaniczną, grubością osadzonej powłoki i warunkami eksploatacji. Z tego względu odporność korozyjną należy zawsze oceniać w kontekście konkretnego zastosowania, za pomocą badań laboratoryjnych i testów w warunkach rzeczywistych, aby zagwarantować niezawodność komponentu w eksploatacji.