Научная статья на тему 'Оценка статистической значимости различия в значениях коррозионной стойкости биникель - хромовых покрытий на образцах продукции фирмы p&j Industries'

Оценка статистической значимости различия в значениях коррозионной стойкости биникель - хромовых покрытий на образцах продукции фирмы p&j Industries Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
44
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МНОГОСЛОЙНЫЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ / MULTILAYER ELECTROPLATING / КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ / CORROSION RESISTANCE / ОЦЕНКА СТАТИСТИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТИ / EVALUATION OF STATISTICAL SIGNIFICANCE

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Виноградова С.С., Сысоев В.А., Джанбекова Л.Р.

Проведено сопоставление результатов ускоренных коррозионных испытаний на разных образцах одной партии биникель хромовых покрытий. Показано, что небольшие различия в условиях получений покрытий по технологии фирмы P&J Industries приводят к существенному различию значений коррозионной стойкости.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Виноградова С.С., Сысоев В.А., Джанбекова Л.Р.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Comparison of results of accelerated corrosion tests on different samples of the same batch binikel chromium coatings. It is shown that small differences in the terms of coating technology company P & J Industries lead to substantial differences in corrosion resistance values.

Текст научной работы на тему «Оценка статистической значимости различия в значениях коррозионной стойкости биникель - хромовых покрытий на образцах продукции фирмы p&j Industries»

ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

УДК 620.193

С. С. Виноградова, В. А. Сысоев, Л. Р. Джанбекова

ОЦЕНКА СТАТИСТИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТИ РАЗЛИЧИЯ В ЗНАЧЕНИЯХ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ БИНИКЕЛЬ - ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОБРАЗЦАХ ПРОДУКЦИИ ФИРМЫ P&J INDUSTRIES

Ключевые понятия: многослойные гальванические покрытия, коррозионная стойкость, оценка статистической значимости.

Проведено сопоставление результатов ускоренных коррозионных испытаний на разных образцах одной партии биникель - хромовых покрытий. Показано, что небольшие различия в условиях получений покрытий по технологии фирмы P&J Industries приводят к существенному различию значений коррозионной стойкости.

Key-words: multilayer electroplating, corrosion resistance, evaluation of statistical significance.

Comparison of results of accelerated corrosion tests on different samples of the same batch binikel - chromium coatings. It is shown that small differences in the terms of coating technology company P & J Industries lead to substantial differences in corrosion resistance values.

В приборостроении, машиностроении и других отраслях промышленности для защиты изделий от коррозии и в декоративных целях широко применяются многослойные гальванические покрытия. Классическими считаются покрытия, состоящие из слоев меди, никеля и хрома или никеля и хрома. Коррозионную стойкость систем многослойных покрытий повышают за счет включения нескольких никелевых слоев, отличающихся электрохимическим поведением в коррозионных средах, и за счет использования микропористого или микротрещиноватого хромирования.

Поскольку продолжительность традиционных коррозионных испытаний высока и значительно превосходит продолжительность технологического цикла получения покрытий, они не применимы для оперативного контроля защитных свойств, что исключает возможность управления процессом по этому показателю [1]. В традиционных методах коррозионных испытаний оценка коррозионной стойкости покрытий заключаются в оценке внешнего вида. Возможность использования однозначных количественных характеристик коррозионной стойкости покрытий дают электрохимические методы, которые обеспечивают быстроту получения количественных оценок коррозионной стойкости покрытий в отдельных локальных точках [2,3].

Целью данной работы являлось сопоставление результатов ускоренных

коррозионных испытаний полученных на разных образцах одной партии и проверки статистической значимости различия в коррозионной стойкости.

В качестве критерия коррозионной стойкости покрытий разработчики кулонометрического метода ускоренных испытаний [1] предложили использовать количество электричества,

затрачиваемое на разрушение покрытий. Оценка в единицах количества электричества позволяет в обобщенной форме учесть основные факторы,

влияющие на их коррозионную стойкость: локализацию процесса анодной ионизации металлов; изменение формы, размеров и числа очагов растворения в покрытии; увеличение количества металлических слоев, принимающих участие в процессе анодной ионизации и т.п.

В качестве объектов исследования были использованы образцы в виде рейлов с покрытиями, полученными в условиях фирмы P&J Industries [2]. Расположение контрольных точек на поверхности рейлов, в которых проводилось определение коррозионной стойкости покрытий, показано на рис.1.

Рис. 1 - Расположение контрольных точек на поверхности рейла

Экспериментальные значения коррозионной стойкости покрытий в контрольных точках на четырех, случайным образом отобранных, рейлах представлены в табл.1.

Исследуемые образцы отличаются толщинами никелевых слоев (рис.2), что должно приводить к различию значений коррозионной стойкости. Для этого, чтобы оценить влияет ли изменения толщины покрытий в диапазоне значений, полученных на образцах, провели оценку значимости различий коррозионной стойкости и сопоставили результаты ранжирования образцов по толщинам никелевых слоев и значений коррозионной стойкости.

Таблица 1 - Значения коррозионной стойкости покрытий в контрольных точках (ф, Кл/см2

Точка контроля Рейл 1 Рейл 2 Рейл 3 Рейл 4

1 5,3 9,8 4,9 7,0

2 6,4 9,8 14,4 2,2

3 1,6 8,4 5,5 10,9

4 6,0 4,6 9,7 13,5

5 12,5 13,0 9,8 3,6

6 12,5 10,8 1,9 5,8

7 12,8 8,6 10,0 12,1

8 5,1 9,2 14,5 10,8

9 6,7 7,0 11,6 11,1

10 2,5 3,1 12,1 14,8

Для проверки значимости различия коррозионной стойкости на разных образцах провели статистическую обработку полученных данных, которая заключалась в проверке гипотезы о равенстве математических ожиданий коррозионной стойкости исследуемых покрытий. Проверка гипотезы заключалась в сравнении центров распределения величин q1 и . В качестве критерия проверки бралась величина 1, распределенная по закону Стьюдента:

Ч -

t

= 4n *

S

(1)

где п - объем выборки, у=п-1 степень свободы.

Исходная гипотеза о равенстве математических ожиданий коррозионной стойкости покрытий на образцах принималась, если вычисленное значение 1 - критерия не превышало критического 1кр=^, найденного по соответствующей таблице [4] по заданному уровню значимости ( q=5% ) и числу степеней свободы (у=40-1=39), в противном случае она отвергалась. Анализ результатов расчетов показал, что наблюдаемое различие в коррозионной стойкости покрытий на разных образцах действительно значимо.

Для оценки степени согласования ранжирования образцов по толщинам никелевых слоев покрытий и коррозионной стойкости применяли коэффициенты Спирмэна и Кендалла [5].

Ранговый коэффициент Спирмэна, принимающий значение от -1 до .1, вычисляли по формуле:

тс = 1 --¿V" (2)

пр2 -1)

где ^-разность между рангами х1 и у1 сопряженных значений признаков X и У; п-объем выборки или общее число парных наблюдений.

Ранговый коэффициент корреляции Кендалла, который также принимает значения от -1 до .1, находили по формуле: 5

ч -

—*пЬ-1) 2

n-1 n

s =

i=1 j=i+\

(3)

+ 1 ■ ■при ■ ■ yt {y. — 1 ■ ■при ■ y >y.

(4)

Рассчитанные значения коэффициентов Спирмэна и Кендалла для пар: толщина никелевых слоев - минимальное значение коррозионной стойкости, толщина никелевых слоев - среднее значение коррозионной стойкости, сведены в табл.2.

Таблица 2 - Значения ранговых коэффициентов корреляции Спирмэна (тс ) и Кендалла (ть)

Коэффициент ы ENi , мкм min ENi, мкм среднее

tc 0,99 0,96

tk 0,89 0,78

Анализ полученных данных показывает, что корреляция между толщиной никелевых слоев и коррозионной стойкостью покрытий довольно сильная. Это свидетельствует о том, что небольшие различия в условиях получений покрытий (разные толщины покрытий на деталях одной партии), приводят к существенному различию значений коррозионной стойкости биникель-хромовых покрытий.

Литература

1. Кайдриков, Р.А. Питтинговая коррозия металлов и многослойных систем (исследование, моделирование, прогнозирование, мониторинг) / Виноградова С.С.. // Вестник Казанского технологического университета. -2010. - Т.13, №4. - С. 212 - 216.

2. Кайдриков, Р.А. Электрохимические методы оценки коррозионной стойкости многослойных гальванических покрытий: монография / Р.А. Кайдриков, С.С.Виноградова Б.Л. Журавлев; Федер. Агенство по образованию, Казан. гос. технол. ун-т, - Казань: КГТУ, 2010. - 140 с.

3. Кайдриков, Р.А. Теоретические основы прогнозирования коррозионной стойкости многослойных систем покрытий / Виноградова С.С., Журавлев Б.Л. // Вестник Казанского технологического университета. - 2011. - Т.14, №11. - С. 167-172.

4. ГОСТ 27.502 - 83. Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений. - М. Изд. стандартов, 1984.

5. Мирский, Г.Я. Характеристики стохастической взаимосвязи и их измерения. - М.: Изд. Инергоиздат, 1982. - 320 с.

vj =

© С. С. Виноградова - канд. техн. наук, доц. каф. технологии электрохимических производств КНИТУ; В. А. Сысоев - д-р техн. наук, проф. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, sisoev@kstu.ru; Л. Р. Джанбекова - д-р техн. наук, проф. той же кафедры.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.