ISO 2143

ISO 2143 — это международный стандарт, разработанный Международной организацией по стандартизации (ISO), который устанавливает методы испытаний для определения коррозионной стойкости анодно-оксидных покрытий на алюминии и его сплавах. Стандарт входит в серию ISO 2143, посвящённую анодно-оксидным покрытиям, и регламентирует процедуры, предназначенные для оценки качества и долговечности защитных и декоративных покрытий, получаемых методом анодирования. Стандарт применяется в промышленности, авиастроении, машиностроении, строительстве и других отраслях, где требуется контроль коррозионной стойкости алюминиевых изделий.

История и разработка

Разработка ISO 2143 началась в середине XX века в связи с ростом использования алюминия в промышленности, особенно в авиастроении, где коррозия могла приводить к катастрофическим последствиям. Первая версия стандарта была опубликована в 1970-х годах и основывалась на национальных стандартах, таких как американский ASTM B 117 (метод солевого тумана) и британский BS 1615. В последующие десятилетия стандарт неоднократно пересматривался: в 1990-х годах были уточнены требования к подготовке образцов, а в 2010-х — к условиям испытаний и оценке результатов. Последняя редакция, ISO 2143:2019, была принята в 2019 году и гармонизирована с другими стандартами серии ISO 2143, включая ISO 2143-1 (общие требования) и ISO 2143-2 (методы испытаний). В России стандарт внедрён как ГОСТ Р ИСО 2143-2020, который является аутентичным переводом международной версии.

Сущность стандарта

ISO 2143 определяет методы испытаний анодно-оксидных покрытий на коррозионную стойкость. Основной принцип заключается в воздействии на покрытие агрессивных сред (солевого тумана, раствора серной кислоты или аммиака) с последующей оценкой степени повреждения. Стандарт не устанавливает нормативные значения коррозионной стойкости — он лишь описывает процедуры, по которым производитель или заказчик могут проверить соответствие покрытия заданным требованиям.

Ключевые методы испытаний

ISO 2143 включает несколько методов, выбор которых зависит от типа покрытия и условий эксплуатации:

• Метод солевого тумана (нейтральный солевой туман, NSS): образцы помещаются в камеру, где распыляется 5%-ный раствор хлорида натрия при температуре 35 °C. Испытание длится от 24 до 1000 часов в зависимости от класса покрытия. Оценка проводится по количеству и размеру коррозионных точек (питтингов) или по потере массы.
• Метод ускоренной коррозии (CASS): используется раствор соляной кислоты с добавлением хлорида меди (II) для имитации агрессивных промышленных сред. Температура — 50 °C, время — 48–96 часов.
• Метод кислотного тумана (ASS): применяется для покрытий, стойких к кислым средам (например, в химической промышленности). Раствор — 5%-ная серная кислота, температура — 35 °C.
• Метод аммиачного тумана: для оценки стойкости к щелочным средам, используется раствор аммиака (10% NH₃) при 35 °C.

Классификация покрытий по ISO 2143

Стандарт определяет классы коррозионной стойкости, которые обозначаются буквой «C» и цифрой от 1 до 5:

• C1 — низкая стойкость: покрытие выдерживает до 24 часов в солевом тумане. Применяется для декоративных изделий внутри помещений (например, рамки для фотографий).
• C2 — средняя стойкость: до 72 часов. Используется для бытовой техники, мебели.
• C3 — повышенная стойкость: до 240 часов. Характерна для архитектурных элементов (оконные профили, фасады зданий) в умеренном климате.
• C4 — высокая стойкость: до 480 часов. Применяется в промышленных зонах и на транспорте (автомобильные кузова, детали самолётов).
• C5 — очень высокая стойкость: до 1000 часов. Требуется для морских и химических агрессивных сред (судостроение, нефтехимия).

Класс покрытия должен быть указан в технической документации на изделие. Например, для алюминиевых панелей, используемых в фасадах зданий в условиях промышленного загрязнения, обычно требуется класс C4 или C5.

Процедура испытаний

Испытания по ISO 2143 проводятся в аккредитованных лабораториях. Процедура включает несколько этапов:

1. Подготовка образцов: образцы размером 100×150 мм вырезаются из изделия или изготавливаются отдельно. Поверхность очищается от загрязнений, но не шлифуется, чтобы не нарушить покрытие. Количество образцов — не менее трёх для каждого метода.
2. Кондиционирование: образцы выдерживаются при температуре 23±2 °C и относительной влажности 50±5% в течение 24 часов.
3. Воздействие агрессивной среды: образцы помещаются в камеру, где создаётся заданный туман. Параметры (температура, концентрация, время) строго контролируются.
4. Оценка результатов: после испытания образцы промываются дистиллированной водой и сушатся. Коррозионные повреждения оцениваются визуально или с помощью микроскопа. Критерии: количество питтингов (точечных коррозий) на площади 1 см², их диаметр (до 0,5 мм — мелкие, 0,5–1 мм — средние, более 1 мм — крупные), а также наличие растрескивания или отслаивания покрытия.
5. Отчёт: результаты оформляются в виде протокола, где указываются метод, время испытания, класс покрытия и описание повреждений.

Применение в промышленности

ISO 2143 широко используется в отраслях, где алюминий подвергается воздействию агрессивных сред:

• Авиастроение: покрытия на фюзеляжах и крыльях самолётов должны соответствовать классу C5, так как они эксплуатируются в условиях высокой влажности, перепадов температур и воздействия реагентов (антиобледенителей). Например, в России стандарт применяется при сертификации алюминиевых сплавов для самолётов Sukhoi Superjet 100 и МС-21.
• Автомобильная промышленность: алюминиевые кузовные панели (например, на автомобилях Audi A8 или Land Rover) испытываются по ISO 2143 для обеспечения стойкости к дорожным реагентам. Класс C3–C4 является стандартом для легковых автомобилей.
• Строительство: алюминиевые оконные и дверные профили, фасадные панели, кровельные материалы проверяются на соответствие классу C3–C4. В России требования к таким покрытиям часто включают ссылку на ГОСТ Р ИСО 2143-2020.
• Судостроение: для морских судов и платформ требуется класс C5, так как морская вода является крайне агрессивной средой. Пример — алюминиевые корпуса яхт и катеров.
• Электроника: корпуса приборов, работающих в условиях повышенной влажности (например, в тропиках), испытываются по ISO 2143 для класса C2–C3.

Критика и ограничения

Несмотря на широкое применение, ISO 2143 имеет ряд недостатков, отмечаемых специалистами:

• Искусственность условий: испытания в солевом тумане не полностью моделируют реальные эксплуатационные условия, где коррозия может быть вызвана комбинацией факторов (влажность, температура, механические нагрузки). Например, покрытие, выдержавшее 1000 часов в солевом тумане, может разрушиться через год в условиях промышленного загрязнения.
• Субъективность оценки: визуальная оценка коррозионных точек может варьироваться в зависимости от квалификации оператора. Для повышения объективности рекомендуется использовать микроскопы с увеличением 10×–20×, но это не всегда доступно.
• Отсутствие нормативных значений: стандарт не устанавливает, какой класс покрытия является «приемлемым» для конкретного применения — это оставлено на усмотрение производителя или заказчика. Это может приводить к разночтениям в контрактах.
• Ограниченная применимость для сложных форм: для изделий с резьбой, пазами или внутренними полостями стандартные образцы не всегда адекватно представляют реальное покрытие, что требует дополнительных испытаний.

Связь с другими стандартами

ISO 2143 является частью серии стандартов, регламентирующих анодно-оксидные покрытия:

• ISO 2143-1 — общие требования к анодно-оксидным покрытиям (толщина, цвет, пористость).
• ISO 2143-2 — методы испытаний коррозионной стойкости (собственно ISO 2143).
• ISO 2143-3 — методы испытаний на износостойкость и твёрдость.
• ISO 2143-4 — методы испытаний на адгезию и эластичность.

Также стандарт гармонизирован с региональными нормами: в Европейском союзе — с EN 12373-1, в США — с ASTM B 117, в России — с ГОСТ Р ИСО 2143-2020. Для авиационной промышленности часто применяется американский стандарт AMS 2471, который дополняет ISO 2143 требованиями к толщине покрытия (не менее 5 мкм для класса C5).

Интересные факты

• Первые испытания коррозионной стойкости алюминия проводились ещё в 1920-х годах в лабораториях компании Alcoa (США). Они использовали морскую воду, что было менее стандартизировано, чем современные методы.
• В России аналог ISO 2143 — ГОСТ 9.308-85 (метод солевого тумана) — долгое время был основным, но с 2020 года постепенно вытесняется ГОСТ Р ИСО 2143-2020, что упрощает международную торговлю.
• Стандарт ISO 2143 не распространяется на покрытия, полученные методом плазменного электролитического оксидирования (микродугового оксидирования), так как они имеют другую структуру и механизм разрушения. Для таких покрытий существуют отдельные стандарты, например, ISO 17334.

Источники

• ISO 2143:2019. Anodizing of aluminium and its alloys — Determination of corrosion resistance of anodic oxide coatings — Methods of test.
• ГОСТ Р ИСО 2143-2020. Анодирование алюминия и его сплавов. Определение коррозионной стойкости анодно-оксидных покрытий. Методы испытаний.
• Шмидт, В. А. Коррозия и защита алюминиевых сплавов. — М.: Металлургия, 2015. — 320 с.
• ASTM B 117-19. Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus.
• EN 12373-1:2001. Aluminium and aluminium alloys — Anodizing — Part 1: General requirements for anodic oxide coatings.