Двуокись серы накапливается в атмосфере, если нет дождя. В городских зонах двуокись серы выделяется в атмосферу при сгорании твердых видов топлива. Содержание двуокиси серы в атмосфере может быть в 10-1000 раз больше, чем сероводорода, она становится основной причиной коррозии. В равной концентрации из этих двух веществ сероводород более коррозионно активен, особенно на серебро и медь (см. МЭК 68-2-42 (ГОСТ 28226).
Несмотря на то, что основной вклад в серный цикл вносит сероводород через природные процессы, промышленные процессы также имеют значение. Нефтеочистительные заводы, химические заводы и газовые предприятия представляют собой возможные источники выброса сероводорода. Обычно отмечается концентрация сероводорода в атмосфере от 1 до 30 частей в 10
объема. Во многих зонах максимальные значения превышают вышеуказанные, а вблизи источников регистрируют еще более высокие.
объема. Во многих зонах максимальные значения превышают вышеуказанные, а вблизи источников регистрируют еще более высокие. В табл.1 представлено типичное статистическое распределение измерений концентрации сероводорода. В табл.2 приводятся примеры концентрации на различных участках. Их уровня достаточно, чтобы произошло естественное потускнение серебра. Остальные загрязнители менее важны.
Таблица 1. Пример статистического распределения концентрации сероводорода (район Окленда в Питтсбурге)
| Дисперсия (частей на млрд) | Количество проб |
| <5 | 2974 |
| От 5 до 9 | 122 |
| От 10 до 19 | 33 |
| От 20 до 29 | 6 |
| 30 | 3 |
Таблица 2. Примерная концентрация сероводорода (H
S), измеренная на ряде площадок
S), измеренная на ряде площадок  | |
| 636 × 767 пикс. Открыть в новом окне | |
Двуокись серы оказывает небольшое влияние на серебро, кроме тех случаев, когда концентрация и влажность высоки, что создает условия для потускнения серебра, которые на практике встречаются редко. Два наиболее распространенных органических загрязнителя, содержащих серу, метилмеркаптан и сероуглерод, вообще не вызывают потускнения серебра. Однако некоторые органические производные серы все же вызывают потускнение серебра так же, как и серные пары, но эти вещества встречаются только лишь в небольших количествах в окружающей среде.
3.ЦЕЛЬ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ
3.1Типы контактов и соединений
Поскольку испытание Kd специально предназначено для определенных типов контактов и соединений (кроме сварных и паяных), полезно дать их краткое описание.
Контакты и соединения можно разделить на два типа: постоянные и временные. В обоих случаях металлические поверхности соединяются друг с другом с помощью внешней силы.
В случае постоянных соединений эта сила очень велика и обычно вызывает постоянную деформацию металлов, и возможно при этом будет иметь место локальная сварка. Такие соединения используют как неразъемные в течение всего срока службы. Примерами таких соединений являются соединения накруткой и обжатием без пайки.
При временных соединениях сила, держащая металлы в контакте друг с другом, относительно слаба, и соединения, как правило, используют для многократного замыкания и размыкания, если необходимо, в течение их срока службы.
Примерами временных соединений являются: соединители, переключатели и реле. При временных соединениях участки металла, соприкасающиеся друг с другом, в некоторых случаях называются контактами.
Контакты или контактные участки при временных соединениях изготавливают из различных металлов согласно их назначению и области применения. Большинство металлов, кроме драгоценных, подвержено атмосферной коррозии. При коррозии контактных материалов возрастает контактное сопротивление. Широкое применение контактов из драгоценных металлов дорого, поэтому обычно очень часто используют в качестве контактного материала сплавы или покрытия, содержащие драгоценные металлы, или сплавы неблагородных металлов, покрытые драгоценными металлами.
Для постоянных соединений драгоценные металлы обычно не применяют и может возникнуть некоторая общая коррозия наружных поверхностей под воздействием сероводорода. Но в правильно сконструированном соединении, выполненном навивкой или обжатием (без пайки), не возникает коррозия между контактными поверхностями благодаря холодной сварке и высокому давлению. Однако в соединениях плохого качества или ослабленных, например, в результате термоциклирования, в эти контактные участки будет проникать коррозионно-активный газ, что приводит к повышению контактного сопротивления.
3.2Цель испытания
Испытание Kd предназначено для оценки последствий потускнения серебра и некоторых его сплавов. В основном это было подтверждено в ходе лабораторных и натурных испытаний на серебре, хотя и проводился ряд испытаний на компонентах с контактами из некоторых сплавов серебра.
Когда одно и то же испытание на потускнение пригодно для испытаний образцов, содержащих различные контактные материалы, то условия испытания могут вызвать разные ускорения (см. п.5). В этом случае для оценки относительных результатов может потребоваться значительное количество опытов и испытаний. Контактные сплавы из серебра и палладия представляют собой случай, когда испытание пригодно для применения, но с соблюдением определенных мер предосторожности.
Если проводят испытание контактов и соединений, в состав которых входят сплавы серебра и серебро с другими материалами, то ожидается, что испытание даст более реальные результаты для контактов и соединений, состоящих из сплавов серебра с более драгоценным металлом, чем для контактов, в состав которых входят сплавы серебра (или структуры), содержащие значительное количество неблагородных металлов. В качестве примера можно привести следующие случаи:
золотые контакты в основном не подвергаются воздействию при испытании;
контакты серебряные, покрытые слоями золота, или золотые контакты в непосредственной близости с серебром подвергаются воздействию благодаря миграции сульфида серебра. Оба эти эффекта - точное отражение процесса, происходящего в реальной окружающей среде;
медь и сплавы с высоким процентным содержанием меди (такие, как фосфористая бронза или латунь) сильно тускнеют в испытательной среде в результате образования сульфидов меди. Однако такой тип потускнения редко встречается в практике, где образование окисла препятствует росту сульфида. Следовательно, данное испытание непригодно в тех случаях, когда требуется воспроизвести потускнение, которое встречается в естественных условиях.
4.ПАРАМЕТРЫ ИСПЫТАНИЯ
Испытание Kd предназначено для контактов и соединений, выполненных, главным образом, из серебра и его сплавов (см. пп.3.1, 3.2). Критерием оценки является контактное сопротивление. Поэтому условия испытания должны обеспечивать образование слоя потускнения, который оказывал бы влияние на контактное сопротивление так же, как и слой потускнения, возникающий в естественных условиях. В то же время испытание должно ускорять рост пленки потускнения. Эти два требования часто противоречат друг другу, поскольку быстро растущие слои потускнения мягче и слабее сцеплены с поверхностью, чем те, которые образуются в естественных условиях. Необходимо найти согласованность между ускорением (полученным за счет увеличения концентрации загрязнителя и влажности) и изменением контактного сопротивления в реальных условиях.
Цель испытания Kd - использовать самую высокую концентрацию H S и относительную влажность, которая соответствовала бы изменению контактного сопротивления в реальных условиях.
S и относительную влажность, которая соответствовала бы изменению контактного сопротивления в реальных условиях. Основные параметры испытания должны быть следующие:
концентрация сероводорода;
относительная влажность;
температура;
скорость потока;
длительность испытания;
освещенность.
4.1Концентрация сероводорода
Опыты с серебром показывают, что при концентрации свыше 15 частей на миллион пленки сульфида серебра становятся необычно мягкими. Фактически скорость потускнения не очень чувствительна к концентрации сероводорода, поэтому нет смысла использовать боле высокие концентрации.
Очень низкие концентрации могут вызвать трудности из-за адсорбции на стенках оборудования и сильной зависимости от местного потока воздуха вокруг испытуемых образцов. Ускорение также может быть слишком низким для некоторых типов испытуемых образцов (см. п.5).
4.2Относительная влажность
Реакция потускнения чувствительна к очень незначительным изменениям влажности. При относительной влажности ниже 70% может возникнуть небольшая коррозия, но когда влажность превышает 85%, скорость потускнения быстро увеличивается, хотя образованные пленки потускнения совсем не похожи на те, которые возникают на практике. Наблюдается рост сульфида серебра в виде острых выступов, что позволяет предположить возникновение капиллярной конденсации при 85%-ной относительной влажности. Поэтому в течение всего испытания влажность должна тщательно контролироваться через установленные промежутки времени. Можно воспользоваться любым из известных методов для определения относительной влажности при условии, что он обеспечивает измерение указанного параметра с достаточной точностью. Удовлетворительным считают метод измерения с помощью психрометра (влажный и сухой методы).
4.3Температура
При температуре выше 30 °С отмечается тенденция к изменению природы механизма коррозии, в то время как при более низких температурах время испытания будет значительно увеличиваться. Наиболее удовлетворительной считается температура (25±2) °С. Необходим жесткий контроль температуры для поддержания относительной влажности в указанных пределах.
4.4Скорость потока
Непрерывный поток газа через испытательную камеру используют так, чтобы концентрация сероводорода оставалась постоянной и не снижалась, когда газ попадает через адсорбирующие поверхности внутрь камеры. В камере между испытуемыми образцами и окружающей их испытательной средой устанавливают относительную скорость в заданных пределах; она достигается перемещением образцов или циркуляцией испытательной среды в камере. Это делают для того, чтобы избежать локального истощения концентрации внутри испытательной камеры, которое может возникнуть в результате неподвижных воздушных ям. Должны быть приняты меры предосторожности, для того чтобы обеспечить в камере циркуляцию воздушного потока вокруг образцов при испытании и чтобы камера не была перегружена. Все эти меры предосторожности необходимы для обеспечения всем образцам одинаковых условий на весь период испытания.
4.5Продолжительность испытания
Потускнение, возникающее в результате выдержки в испытательной меры и разрушения испытуемых контактов, возрастает с увеличением длительности выдержки, хотя увеличение его обычно не пропорционально времени выдержки. Поэтому, увеличивая время выдержки, можно получить различные степени жесткости, как это указано в разд.5 и представлено на рисунке.
Кинетика потускнения серебра при 75%-ной относительной влажности по сравнению с данными натурных испытаний
 | |
| 530 × 301 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - 15 частей на млн H S; 2 - 0,01 части на млн H S;
S; 2 - 0,01 части на млн H S;
- 15 частей на млн при 75%-ной относительной влажности; 0,01 части на млн H S при 75%-ной относительной влажности (экстраполяция);
- различные города США за 10-недельный период;