Форсунки камеры соляного тумана
Соль, которая может содержаться вокруг нас, оказывает постоянное и существенное влияние на элементы металлических конструкций, элементы их крепежа, а также на их защитные покрытия. Длительная эксплуатация таких элементов в условиях, например, морского климата, существенно снижает их качественные и эксплуатационные характеристики. Для определения степени сопротивляемости этих элементов воздействию такого негативного фактора, а также выявления способности различных методов защиты (консервация, смазка, нанесение лакокрасочных и других защитных покрытий) противостоять появлению и развитию локальных мест коррозии на поверхности металла, проводят проверку в лабораториях в камерах соляного тумана.
Истории промышленных испытаний в соляном тумане более 100 лет. Впервые такие тесты были применены в 1914 году. В конце 30-х годов прошлого века в США был принят стандарт проведения испытаний в солевом тумане — ASTM В117, ставший основой для многих национальных и промышленных стандартов, в том числе и для российских:
— Г ОСТ 9.401-91 ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные изделий, предназначенных для эксплуатации в районах с тропическим климатом. Общие требования и методы ускоренных испытаний;
— ГОСТ 9.308-85 и 9.719-94 Единая система защиты от коррозии;
— ГОСТ 20.57.406-81 — Комплексная система контроля качества;
— ГОСТ РВ 20.57.306-98 — Комплексная система контроля качества;
— ГОСТ Р 52763-2007 — Методы испытаний на стойкость к климатическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий.
Общий принцип состоит в том, что с помощью камеры имитируется воздействие на испытуемый образец различных климатических факторов, таких как — морская и дорожная соль, солёный воздух, высокая влажность воздуха и т.д. Надо понимать, что результаты таких испытаний не полностью отражают поведение различных материалов в естественных условиях, так как в большинстве своём условия этих тестов не являются естественными для природной среды. Но подобные проверки являются крайне важными для проведения сравнительных тестов и оценки ожидаемых результатов, к примеру, при разработке новых покрытий или способов обработки.
Камерами соляного тумана называется ряд испытательного оборудования с помощью которых проводят испытания на коррозионную стойкость различных изделий, а также стойкость изделий к влажной атмосфере, с повышенным содержанием солей во время эксплуатации.
Такие агрегаты генерации насыщенного солями тумана применяются для испытаний в различных отраслях промышленности. Основными являются микроэлектронная промышленность при производстве печатных плат, приборостроение и машиностроение для испытаний разных электронных блоков, лакокрасочная промышленность для определения стойкости покрытий, военная промышленность, аэрокосмическая промышленность, легкая промышленность, судостроение и др.
Обычно подобные устройства представляют собой герметично закрытое пространство, в котором с помощью различных механизмов создаются необходимые для испытаний условия. Принципиально камеры состоят из увлажнителя, который создает необходимую влажность, системы нагрева, которая создает и поддерживает необходимую температуру внутри. Оба эти параметра контролируются датчиками влажности и температуры. Насосы и емкости для солевых растворов и воды обеспечивают подачу и хранение этих жидкостей. Компрессор и блок подачи воздуха обеспечивают воздухообмен внутри камеры. Система вентиляции и система дренажа обеспечивают отвод воздуха и конденсата, а также избытков отработанного соляного раствора. Одним из главных узлов машины соляного тумана является непосредственно распылитель, который и создает мелкодисперсную соляную взвесь, воздействующую на испытуемый образец. Более подробно на видах инжекторов остановимся позже. За правильной работой всех этих узлов следит электронный программируемый блок управления. Этот блок управления также выводит все данные на дисплей пользователя.
Обобщенно этапы проведения испытаний можно разделить на следующие стадии:
— устанавливаются нужные режимы тестирования на оборудовании;
— испытуемые образцы помещаются в камеру и располагаются внутри специальным образом;
— увлажнитель и нагреватель поддерживают заданные оператором условия внутри камеры;
— компрессор нагнетает сжатый воздух;
— внутри климатической камеры генерируется тонкодисперсный солевой туман;
— изделия выдерживается внутри камеры в соответствии с программой испытаний;
— после выдержки образцы промывают, высушивают и оценивают результат.
Изделие считается выдержавшими испытание, если по внешнему виду оно удовлетворяет требованиям, установленным в программе испытаний. Могут быть определены и другие способы оценки коррозионной стойкости изделия, не только по внешнему виду.
Самым распространенным метод тестирования в камере соляного тумана является метод NSS (Neutral Salt Spray) – так называемый соляной туман нейтрального значения. Выполняется с использованием раствора NaCl, приготовленного путем растворения в дистиллированной (деионизованной) воде хлористого натрия по ГОСТ 4233-77 ч.д.а. в количестве 33±3 г/л. А результат этого метода выражается в часах, которые образец провел в камере, без обнаруженных очагов коррозии.
Существуют еще более жесткие по воздействию на образец методы – ASS (Acetic acid Salt Spray) с использованием уксусной кислоты и CASS (Copper Accelerated Salt Spray Test) – с помощью уксусной кислоты и хлорида меди.
Устройство и типы форсунок соляного тумана
Для создания самого солевого тумана могут использоваться:
— пульверизаторы;
— ультразвуковые генераторы тумана;
— центробежные аэрозольные генераторы;
— распылители (форсунки) аэрозольного типа.
В настоящее время последний тип распылителей является самим популярным и массовым в современном оборудовании.
Принцип работы таких форсунок состоит в том, что равномерное, тонкодисперсное распыление с нужно величиной капли осуществляется с помощью сжатого воздуха. Конструкция таких атомайзеров имеет два входа. На один подается соляной раствор, а на второй – сжатый воздух. То есть это пневматические сопла. Именно энергия воздуха под давлением обеспечивает распыление (атомизацию) раствора.
К конструкции самого распылителя предъявляются достаточно много жестких требований. Самое главное — это прецизионность насадки и всех ее внутренних элементов: инжекционных отверстий жидкости и воздуха, камеры смешения, выходного сопла, проходных каналов. Только прецизионные распылители смогут обеспечить равномерность, правильность и повторяемость исследований.
Второе, не менее важное, требование – это устойчивость материала распылителя к самой распыляемой среде, которая как мы понимаем, является крайне агрессивной для всех металлов. Только атомайзеры, изготовленные из стекла, твердых видов резины и каучуков, современных инженерных пластиков могут выдержать такие условия эксплуатации. Однако такие пневматические распылительные устройства в нынешних условиях в большом дефиците. Обычно нашим клиентом мы предлагаем стальные водовоздушные форсунки Лехлер. Но в идеале, и такие решения мы тоже можем предложить, форсунка для камер соляного тумана должна быть выполнена из конструкционного прозрачного акрила – полимера ММА на основе акриловой и метакриловой кислот. Этот материал в русском языке часто называется «оргстекло». Она имеет внутреннее резьбовое подключение стандарта 1/4 BSPP (возможно изготовление и с размером 1/8). По типу распыления – полный конус с углом распыления 25-30 градусов.