DOI: https://doi.org/10.1186/s40494-024-01174-9
تاريخ النشر: 2024-03-19
المؤلف: I. Díaz وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات الحفظ والدراسات
نظرة عامة
تتناول ورقة البحث الاختلافات في اختبار أودي، وهو طريقة مستخدمة على نطاق واسع في المتاحف والمؤسسات الثقافية منذ تقديمه في عام 1973. بينما أصبحت النسخة 3 في 1، التي تُجرى عند 60 درجة مئوية مع 2 جرام من المادة، ممارسة شائعة، لا تزال المتغيرات الإجرائية الأخرى غير موحدة. تهدف هذه الدراسة إلى تحديد الفروق في النتائج الناجمة عن هذه الاختلافات وتعزيز بروتوكول موحد داخل مجتمع الحفظ. يتم تقديم مراجعة للأدبيات الموجودة حول الاختلافات المنهجية، بما في ذلك تنظيف الزجاجيات، وتحضير الكوبونات، ومعايير التقييم. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء دراسة مقارنة تشمل سبع مؤسسات أوروبية تحت مشروع H2020 IPERION HS، حيث اتبعت كل مؤسسة منهجيتها الخاصة مع الالتزام ببعض الإرشادات الموصى بها.
تكشف النتائج عن تناقضات كبيرة في تقييم المواد، لا سيما بالنسبة للكوبونات النحاسية والرصاصية المصنفة على أنها “مؤقتة”. تُعزى هذه التناقضات إلى الممارسات غير الموحدة في تحضير الكوبونات ومعايير التقييم، حيث تؤثر عدم تجانس السطح على النتائج. تقترح الدراسة أن تحقيق تشطيب سطحي موحد من خلال تقنيات صنفرة متسقة واستخدام مقيمين ذوي خبرة يمكن أن يقلل من التناقضات. في النهاية، تؤكد الأبحاث على ضرورة توحيد منهجية اختبار أودي وتعزيز التدريب للمستخدمين، مع التأكيد على موثوقية الاختبار في تحديد المواد التي قد تشكل مخاطر على الحفاظ على الأصول الثقافية.
مقدمة
اختبار أودي، الذي طوره W.A. Oddy في عام 1973، يعمل كاختبار تسريع للتآكل وهو ضروري للحفظ الوقائي في المؤسسات الثقافية. يقيم المخاطر المحتملة للمواد المستخدمة في بيئات المتاحف من خلال تقييم آثارها على المعادن الحساسة مثل الفضة والرصاص والنحاس. في البداية، كان الاختبار يتضمن وضع كوبونات معدنية في قوارير زجاجية مغلقة مع المادة المختبرة، وعلى مر السنين، خضع للعديد من التعديلات لتحسين موثوقيته وقابليته للتكرار. تشمل التطورات الرئيسية إدخال كوبون معدني ثالث، وهو النحاس، وتعديلات على إعداد الوعاء لتقليل الاتصال المباشر بالماء، الذي يمكن أن يسرع من التآكل.
على الرغم من هذه التحسينات، لا يزال بروتوكول موحد لاختبار أودي بعيد المنال، حيث تستخدم مؤسسات مختلفة منهجيات مختلفة. أشار استبيان إلى وجود 19 نوعًا مختلفًا من الاختبار عبر المؤسسات الثقافية الأمريكية. تهدف الجهود الأخيرة من لجنة اختبار المواد والمعايير في AIC إلى تعزيز البروتوكولات الموحدة لتحسين القابلية للتكرار. تستعرض هذه المقالة الاختلافات المنهجية في اختبار أودي، مصنفة إياها إلى تنظيف الزجاجيات، وتحضير الكوبونات، وإعداد وعاء التفاعل، وتصنيف المواد. تسعى دراسة بين المختبرات تشمل سبع مؤسسات أوروبية إلى تحديد أفضل الممارسات وتعزيز التعاون داخل مجتمع الحفظ نحو إنشاء بروتوكول موحد لاختبار أودي.
طرق
توضح هذه القسم المنهجيات المستخدمة في بروتوكولات مختلفة لإجراء اختبار أودي، الذي يقيم الإمكانية التآكلية للمواد المستخدمة في الحفظ. تفصل أنواع الأوعية المستخدمة، بشكل أساسي أنابيب الاختبار وجرار زجاجية، مع تفضيلات حجم محددة تؤثر على تركيز الانبعاثات المتطايرة. تختلف البروتوكولات في تصميمات الأوعية، وأغلفتها، وترتيب الكوبونات المعدنية (Cu، Ag، Pb) المستخدمة كأجهزة قياس التآكل. يُ emphasized استخدام زجاج البورسليكات لتجنب عدم الاستقرار الكيميائي، وعادة ما تكون كتلة المواد المختبرة موحدة عند 2 جرام، مع بعض الاستثناءات.
تقييم المواد المختبرة يكون بشكل أساسي بصريًا، حيث يتم تصنيفها بناءً على التآكل الملحوظ على الكوبونات المعدنية إلى ثلاث فئات رئيسية: مناسبة للاستخدام الدائم، استخدام مؤقت، وغير مناسبة. تقدم بعض البروتوكولات فئات إضافية أو تصنيفات عددية لتعزيز القابلية للتكرار. يناقش القسم أيضًا طرق بديلة لتقييم التآكل، بما في ذلك الذكاء الاصطناعي والقياسات الكهروكيميائية، التي تهدف إلى تقليل الذاتية في التقييمات البصرية. على الرغم من توفر تقنيات تحليلية متقدمة، لا يزال اختبار أودي طريقة مستخدمة على نطاق واسع بسبب سهولة الوصول إليها، مما يبرز الحاجة إلى بروتوكولات فحص بصري موحدة في ممارسة الحفظ.
نتائج
تقدم نتائج اختبار أودي، كما هو موضح في الجدولين 6 و7، التقييمات البصرية للكوبونات الفضية والنحاسية والرصاصية من مؤسسات المشاركين المختلفة. تم التقاط صور للكوبونات تحت ظروف إضاءة محكومة لضمان الاتساق، وتم تضمين التقييمات المعينة من قبل كل مؤسسة. قامت الدراسة بتقييم عشرة مواد مختلفة، بما في ذلك Ethafoam وTygon S-50-HL وVelcro وغيرها، مما يبرز تأثيرها المحتمل على تآكل المعادن.
تمت ملاحظة تباين كبير في التشطيب السطحي للكوبونات المعدنية بين المؤسسات، على الأرجح بسبب اختلافات في تقنيات الصنفرة وأحجام الحبيبات المستخدمة. على سبيل المثال، أظهرت كوبونات النحاس من مؤسسة واحدة خطوط أفقية غير مصنفر، مما يشير إلى أن طريقة الصنفرة المستخدمة قد لا تكون مناسبة لنوع النحاس المحدد المستخدم. تشير النتائج إلى أن الفحص البصري المباشر أمر حاسم لتقييم ميزات التآكل بدقة، حيث لا يمكن للصور وحدها التقاط تفاصيل التدهور. توصي الدراسة بتبني طرق تحضير معدنية موحدة لتحسين الاتساق في التقييمات المستقبلية.
مناقشة
يوفر قسم المناقشة في ورقة البحث مراجعة شاملة للمنهجيات المستخدمة في اختبار أودي، مع تسليط الضوء على الاختلافات في البروتوكولات الخاصة بتنظيف الزجاجيات، وتحضير الكوبونات، وإعداد وعاء التفاعل عبر مؤسسات مختلفة. تشير النتائج الرئيسية إلى أن إجراءات التنظيف يمكن تصنيفها بشكل عام إلى تلك التي تستخدم المنظفات وتلك التي لا تستخدمها، حيث تعبر المؤسسات عن تفضيلات بناءً على المخاوف بشأن الملوثات المتبقية. تختلف البروتوكولات أيضًا في حجم وسمك الكوبونات المعدنية، حيث يلتزم معظمها بمعيار نقاء أدنى يبلغ 99.5%. تقترح الورقة أن توحيد أبعاد الكوبونات وطرق إنهاء السطح يمكن أن يعزز القابلية للتكرار عبر الاختبارات.
تُعتبر درجة الحرارة والرطوبة عوامل حاسمة تؤثر على فعالية اختبار أودي، حيث تعمل معظم البروتوكولات عند 60 درجة مئوية لتسريع انبعاث المركبات العضوية المتطايرة وعمليات التآكل. يختلف حجم الماء المستخدم في الاختبار بشكل كبير، مما يؤثر على تآكل الكوبونات الرصاصية، التي تكون حساسة بشكل خاص للرطوبة. كشفت المقارنة بين المختبرات التي تشمل سبع مؤسسات أوروبية عن تناقضات في تصنيفات المواد، تُعزى إلى اختلافات في معايير التقييم والاختلافات المحتملة في مدى التآكل. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى طرق تنظيف وتحضير متسقة، بالإضافة إلى أهمية استخدام صور مرجعية للتقييم الموحد، لتحسين موثوقية اختبار أودي في تقييم ملاءمة المواد لأغراض الحفظ.
DOI: https://doi.org/10.1186/s40494-024-01174-9
Publication Date: 2024-03-19
Author(s): I. Díaz et al.
Primary Topic: Conservation Techniques and Studies
Overview
The research paper examines the variations in the Oddy test, a method widely used in museums and cultural institutions since its introduction in 1973. While the 3-in-1 version, conducted at 60 ºC with 2 g of material, has become a common practice, other procedural variables remain non-standardized. This study aims to identify differences in results stemming from these variations and to promote a unified protocol within the conservation community. A review of existing literature on methodological differences, including glassware cleaning, coupon preparation, and evaluation criteria, is presented. Additionally, a comparative study involving seven European institutions under the H2020 IPERION HS project was conducted, where each institution followed its own methodology while adhering to some recommended guidelines.
The findings reveal significant discrepancies in the evaluation of materials, particularly for copper and lead coupons rated as “Temporary.” These inconsistencies are attributed to non-standardized practices in coupon preparation and evaluation criteria, with surface inhomogeneities affecting the results. The study suggests that achieving a uniform surface finish through consistent sanding techniques and employing experienced evaluators can mitigate discrepancies. Ultimately, the research underscores the necessity for standardizing the Oddy test methodology and enhancing training for users, while affirming the test’s reliability in identifying materials that may pose risks to the conservation of cultural heritage assets.
Introduction
The Oddy test, developed by W.A. Oddy in 1973, serves as an accelerated corrosion test crucial for preventive conservation in cultural institutions. It evaluates the potential hazards of materials used in museum environments by assessing their effects on sensitive metals such as silver, lead, and copper. Initially, the test involved placing metal coupons in closed glass flasks with the testing material, and over the years, it has undergone numerous modifications to improve its reliability and reproducibility. Key advancements include the introduction of a third metal coupon, copper, and adjustments to the vessel setup to minimize direct contact with water, which can accelerate corrosion.
Despite these improvements, a unified protocol for the Oddy test remains elusive, with various institutions employing different methodologies. A survey indicated at least 19 variations of the test across U.S. cultural institutions. Recent efforts by the Materials Testing & Standards Committee of the AIC aim to promote standardized protocols to enhance reproducibility. This article reviews the methodological differences in the Oddy test, categorizing them into glassware cleaning, coupon preparation, reaction vessel setup, and material rating. An interlaboratory study involving seven European institutions seeks to identify best practices and foster collaboration within the conservation community toward establishing a standardized protocol for the Oddy test.
Methods
The section outlines the methodologies employed in various protocols for conducting the Oddy test, which assesses the corrosive potential of materials used in conservation. It details the types of vessels utilized, primarily test tubes and glass jars, with specific volume preferences influencing the concentration of volatile emissions. The protocols vary in their vessel designs, closures, and the arrangement of metal coupons (Cu, Ag, Pb) used as corrosion dosimeters. Notably, the use of borosilicate glass is emphasized to avoid chemical instability, and the mass of testing materials is generally standardized at 2 g, with some exceptions.
The evaluation of testing materials is primarily visual, categorizing them based on the corrosion observed on the metal coupons into three main categories: suitable for permanent use, temporary use, and unsuitable. Some protocols introduce additional categories or numerical rankings to enhance reproducibility. The section also discusses alternative methods for assessing corrosion, including artificial intelligence and electrochemical measurements, which aim to reduce subjectivity in visual evaluations. Despite the availability of advanced analytical techniques, the Oddy test remains a widely used method due to its accessibility, underscoring the need for standardized visual inspection protocols in conservation practice.
Results
The results of the Oddy test, as presented in Tables 6 and 7, detail the visual evaluations of silver, copper, and lead coupons from various participant institutions. Photographs of the coupons were taken under controlled lighting conditions to ensure consistency, and the ratings assigned by each institution are included. The study assessed ten different materials, including Ethafoam, Tygon S-50-HL, Velcro, and others, highlighting their potential impact on metal corrosion.
Significant variability in the surface finish of the metal coupons was observed among institutions, likely due to differences in sanding techniques and the grit sizes used. For instance, copper coupons from one institution exhibited unsanded horizontal lines, indicating that the sanding method employed may not have been suitable for the specific type of copper used. The findings suggest that direct visual examination is crucial for accurately assessing corrosion features, as photographs alone cannot capture the nuances of degradation. The study recommends adopting standardized metallographic preparation methods to improve consistency in future evaluations.
Discussion
The discussion section of the research paper provides a comprehensive review of the methodologies employed in the Oddy test, highlighting variations in protocols for glassware cleaning, coupon preparation, and reaction vessel setup across different institutions. Key findings indicate that cleaning procedures can be broadly categorized into those using detergents and those that do not, with institutions expressing preferences based on concerns about residual contaminants. The protocols also vary in the size and thickness of metal coupons, with most adhering to a minimum purity standard of 99.5%. The paper suggests that a standardization of coupon dimensions and surface finishing methods could enhance reproducibility across tests.
Temperature and humidity are identified as critical factors influencing the Oddy test’s efficacy, with most protocols operating at 60 °C to accelerate VOC emission and corrosion processes. The volume of water used in the test varies significantly, impacting the corrosion of lead coupons, which are particularly sensitive to moisture. The interlaboratory comparison involving seven European institutions revealed discrepancies in material ratings, attributed to differences in evaluation criteria and potential variations in corrosion extent. The study emphasizes the need for consistent cleaning and preparation methods, as well as the importance of using reference photographs for uniform evaluation, to improve the reliability of the Oddy test in assessing material suitability for conservation purposes.