1. Візуальні характеристики
Колір і рівномірність: Стабільна патина, як правило, виявляється як щільний, рівномірний, темно-коричневий до чорно-сірого шару з матовим або злегка глянцевим покриттям. Він повинен покривати всю поверхню без очевидних голих плям, червоних смугах іржі або лущення.
Текстура поверхні: Шар повинен відчувати себе твердим і дотримуватися, коли обережно натирається пальцем або тканиною, залишаючи мало не пухких частинок іржі. Нестабільна іржа, навпаки, часто порошкоподібна, луската або нерівномірно забарвлена (наприклад, яскраво -червоний або помаранчевий).
2. Фізична цілісність
Сідання: Шар іржі не повинен очистити, чіп або відокремлювати від сталевої підкладки, коли піддається світлому механічному напрузі (наприклад, постукування м'яким інструментом або згинання невеликого зразка). Стабільна патина щільно пов'язана з металом, діючи як бар'єр проти подальшої корозії.
Щільність і товщина: Хоча товщина може змінюватись, стабільний шар, як правило, щільний і компактний, не пористий або надмірно густий. Надмірно товста, пухка іржа (часто з шаруватим структурою) вказує на постійну неконтрольовану корозію.
3. Хімічний склад
Збагачення сплавів: Вивітрська сталь містить такі елементи, як Cu, Cr, Ni та P, які мігрують до шару іржі під час формування. Стабільна патина збагачується цими елементами, утворюючи нерозчинні сполуки (наприклад, оксиди міді, гідроксиди хрому), які знижують проникність води та кисню. Це може бути підтверджено за допомогою таких методів, як рентгенівська флуоресценція (XRF) або енергетична рентгенівська спектроскопія (EDS) для виявлення підвищених рівнів цих сплавів у іржі.
pH та електрохімічна стабільність: Стабільний шар, як правило, створює трохи лужне мікросередовище (pH ~ 8–9), що пригнічує подальшу корозію. Електрохімічні випробування, такі як вимірювання потенціалу корозії або стійкість до поляризації, можуть вказувати на знижену стійку активність патини, що свідчать про низьку щільність струму корозії, що відображає мінімальні поточні втрати металу.
4. Час впливу навколишнього середовища
У природних зовнішніх умовах вивітрювання сталі зазвичай займає 1–3 роки, щоб утворити стабільну патину, залежно від таких факторів, як вологість, кількість опадів та рівень забруднюючих речовин. У суворих або високоольтових середовищах (наприклад, прибережні райони) процес формування може зайняти більше часу, а шар може бути менш стабільним без додаткових процедур.
