日期：2024-11-21 04:26
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摘要：隨著國家工業(yè)、技術(shù)、經(jīng)濟的快速發(fā)展,工業(yè)產(chǎn)品的應用范圍越來越廣。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命，許多工業(yè)產(chǎn)品都需要通過鹽霧腐蝕試驗來驗證，尤其是汽車產(chǎn)品。近幾年，鹽霧試驗的需求不斷增加，很多從業(yè)者也為如何進行鹽霧試驗、如何提高試驗效率以及如何選擇鹽霧試驗的標準等問題所困惑。因此，筆者查閱了國內(nèi)外的相關(guān)資料，編輯成本。本文系統(tǒng)介紹了何為鹽霧試驗；鹽霧試驗的種類；如何正確地進行鹽霧、腐蝕試驗；不同行業(yè)國際國內(nèi)標準的選擇。尤其重點介紹了鹽霧，腐蝕試驗在汽車行業(yè)中的應用。
原創(chuàng) 《環(huán)境技術(shù)》 環(huán)境技術(shù)核心期刊 6天 2 鹽霧試驗概述
2.1 鹽霧腐蝕鹽霧腐蝕試驗的國際國內(nèi)標準及在汽車行業(yè)里的應用
鹽霧腐蝕是一種常見和*具破壞性的大氣腐蝕。鹽霧中的氯離子會穿透金屬材料表面的氧化層和防護層，與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學反應，從而破壞金屬材料表面及其性能，進而通過金屬表面的孔隙、裂縫對產(chǎn)品造成進一步的影響和損壞。
2.2 鹽霧試驗鹽霧腐蝕試驗的國際國內(nèi)標準及在汽車行業(yè)里的應用
鹽霧試驗是一種通過鹽霧試驗設(shè)備模擬鹽霧環(huán)境條件來檢測產(chǎn)品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗。是對環(huán)境中大氣鹽霧狀態(tài)的實驗室模擬，具標準化、加速性的特點。與天然環(huán)境相比，鹽霧試驗設(shè)備中氯化物的鹽濃度通常是天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍；甚至幾十倍。因此，腐蝕速度大大提高。在天然環(huán)境下暴露1年的鹽霧腐蝕狀態(tài)，在人工模擬鹽霧試驗環(huán)境條件下24小時即可完成，并得到相似的結(jié)果。出現(xiàn)*早且目前應用領(lǐng)域*廣的一種加速腐蝕試驗方法。試驗條件為連續(xù)鹽霧，溫度35?C；濕度95%以上；5%的氯化鈉鹽水溶液；溶液pH值設(shè)定在中性范圍（6.5～7.2）；降霧量為1～2mL/(h·80cm2)。鹽霧沉降在被測試驗件上，經(jīng)過一定時間觀察其表面腐蝕狀態(tài)。在中性鹽霧試驗的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。試驗條件是在NSS的基礎(chǔ)上，在5%氯化鈉溶液中加入一些冰醋酸，溶液的pH值降為3左右，形成酸性鹽霧。腐蝕速度約是 NSS試驗3倍。為了適應經(jīng)濟及工業(yè)的高速發(fā)展，近幾年更多的產(chǎn)品開始采用這種加速醋酸鹽霧腐蝕試驗。試驗條件為溫度50℃，鹽溶液中加入少量銅鹽—氯化銅，強烈誘發(fā)腐蝕。鹽霧收集液pH值為3.1-3.3，腐蝕速度可達NSS試驗的8倍。
3.4 交變鹽霧試驗 (循環(huán)腐蝕鹽霧試驗)
交變鹽霧試驗是一種綜合鹽霧試驗，即將鹽霧、干燥、濕熱（浸泡、潮濕和冷凝等）等測試條件進行組合循環(huán)，模擬產(chǎn)品的實際應用環(huán)境。通過潮態(tài)環(huán)境的滲透，使鹽霧腐蝕不但在產(chǎn)品表面產(chǎn)生，也在產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生。該試驗將產(chǎn)品在鹽霧和濕熱兩種環(huán)境條件下交替轉(zhuǎn)換，*后檢測整機產(chǎn)品的電性能和機械性能有無變化。
該試驗主要用于空腔型的整機產(chǎn)品的測試。
1）在鹽霧階段，鹽霧噴射在被測件上，鹽霧溶液充當腐蝕介質(zhì)，使被測件發(fā)生電化學腐蝕，出現(xiàn)生銹、起泡或其它變化。通過鹽霧的連續(xù)噴射，可以保持腐蝕介質(zhì)的更新，試樣表面的腐蝕得以持續(xù)發(fā)展和進行；2）在濕熱階段（浸泡、潮濕和冷凝等），通過鹽霧階段累積在試樣表面的腐蝕介質(zhì)，由試樣表面逐漸向試樣內(nèi)部擴散，從而引起試樣深度方向的腐蝕；3）在干燥階段,隨著濕度減小，導致試樣表面上鹽溶液濃度升高，引起表面腐蝕速率加快。通過鹽霧、濕、干三個階段組合交替循環(huán)，改變了傳統(tǒng)鹽霧連續(xù)噴射的簡單狀態(tài)，使得腐蝕不但發(fā)生在被測件表面，也會向被測件內(nèi)部快速滲透，加速被測件的腐蝕程度，縮短測試時間，試驗更趨嚴格和快速。
4.2 復雜性
5 循環(huán)腐蝕鹽霧試驗的行業(yè)市場需求
1）涂層材料行業(yè)：料和油漆等企業(yè) ；2）金屬和合金行業(yè)：鋼鐵企業(yè)、金屬零部件和電鍍層、航空、船舶等**企業(yè)；3）電工電子產(chǎn)品行業(yè)：電子、電器系統(tǒng)；4）汽車材料行業(yè)：整車廠及其配套零部件企業(yè)。
國內(nèi)、國際鹽霧和腐蝕試驗標準及不同行業(yè)的應用
6.1 涂層材料用循環(huán)腐蝕鹽霧標準方法【1】（見表2）
涂層類材料可依據(jù) ISO 11997-1:2005標準方法來進行循環(huán)鹽霧試驗，如表1所示的四種不同的循環(huán)方式。其特點是在每個循環(huán)周期的中性鹽霧階段后，至少含有一個干燥或周圍環(huán)境階段，即鹽霧階段后進行至少一次的干濕轉(zhuǎn)換且在一個周期中，可含有多個不同溫度的干燥階段。
6.2 金屬和合金用循環(huán)腐蝕鹽霧標準方法【2】（見表3）
金屬和合金用循環(huán)鹽霧標準方法可依據(jù) GB/T24195-2009 以及GB/T20854-2007 的規(guī)定進行。 1）GB/T 24195-2009《金屬和合金的腐蝕酸性鹽霧、“干燥”和“濕潤”條件下的循環(huán)加速腐蝕試驗》與 ISO 16151-2005中規(guī)定的方法相同，有方法A和方法B兩種方法。 a. 方法A適用于金屬及其合金；金屬陰極涂層；陽極氧化涂層和金屬材料上的有機涂層。 b. 方法B適用于鋼板上的陽極涂層和鋼板上帶有轉(zhuǎn)換涂層的陽極涂層。 c. GB/T 20854-2007《金屬和合金的腐蝕 循環(huán)暴露在鹽霧、“干”和“濕”條件下的加速試驗》與 ISO 14993-2001中規(guī)定的方法相同 d. GB/T 20854 / ISO 14993采用中性氯化鈉溶液作為鹽霧腐蝕液，PH值控制在6.5～7.2間。較之酸性溶液，試驗方法相對溫和。 e. 適用于金屬及其合金；陽性和陰性金屬覆蓋層；轉(zhuǎn)化覆蓋層；陽極氧化物覆蓋層；金屬材料上的有機覆蓋層等。鹽霧腐蝕試驗的國際國內(nèi)標準及在汽車行業(yè)里的應用表3 金屬和合金用循環(huán)腐蝕鹽霧標準方法6.3 電工電子產(chǎn)品用循環(huán)鹽霧標準方法【3】(見表4
）電工電子產(chǎn)品用循環(huán)鹽霧試驗標準方法可按照GB/T 2423.18-2012 試驗方法。1)GB/T 2423.18-2012《環(huán)境試驗 第2 部分：試驗方法試驗Kb：鹽霧, 交變(氯化鈉溶液）》 與IEC 68-2-52-1996中采用的方法相同。2)GB/T 2423.18 / IEC 68-2-52 循環(huán)測試由三種測試階段組成： a.鹽霧：15~35 oC、5 %的氯化鈉溶液、PH值6.5~7.2；表4 電工電子產(chǎn)品用循環(huán)鹽霧標準方法
汽車行業(yè)是*早使用循環(huán)鹽霧試驗作為產(chǎn)品可靠性的評價手段的行業(yè)之一?；旧细鞔笃嚿a(chǎn)廠家都有自己的循環(huán)鹽霧試驗標準，用以模擬汽車材料在使用環(huán)境中的腐蝕情況。
CCT是由日本日產(chǎn)汽車Nissan提出的， 也是*早被應用的循環(huán)腐蝕試驗標準方法之一，在傳統(tǒng)中性鹽霧方法的基礎(chǔ)上又加進了濕熱和干燥。CCT循環(huán)鹽霧標準方法見表5。
GMW 14872 Cyclic Corrosion Laboratory【6】 是美國通用汽車公司的循環(huán)鹽霧試驗標準方法, 其特點是采用濕熱、干燥疊加儲存環(huán)境的組合。
即環(huán)境溫度 (25 oC,45%RH) 8 h→ 干燥 (60 oC,≤30 %RH) 8 h的周期循環(huán)試驗； 在周末和節(jié)假日，被測件在25 oC,45 %RH的環(huán)境下條件儲存。該方法鹽霧沒有作為組合中的一個固定階段，而是可以根據(jù)實際環(huán)境的特點，在環(huán)境溫度階段加入鹽霧，如噴射溶液組成為NaCl 0.9 %，CaCl2 0.1 %，NaHCO3 (小蘇打) 0.075 %的鹽霧。除鹽霧外，在環(huán)境溫度階段，也可加入其它環(huán)境因素，如砂礫、粉塵、熱沖擊、機械沖擊等。根據(jù)車身底部零件、發(fā)動機艙零件、外部零件及內(nèi)部零件等諸多不同的車身位置，選擇不同的循環(huán)次數(shù)。SAE J2334 Laboratory Cyclic Corrosion Test 【7】是由國際汽車工程師學會汽車腐蝕與防護委員會制定的的循環(huán)鹽霧試驗標準方法，該試驗方法是采用鹽霧、濕熱、干燥疊加儲存環(huán)境的組合。 即進行環(huán)境溫度（25 oC,45 %RH）8 h→ 鹽霧（環(huán)境溫度+0.5 % NaCl, 0.1 % CaCl2和0.075 % NaHCO3鹽溶液）0.25 h→ 干燥（60 oC,50%RH）17.75 h的周期循環(huán)試驗。 在周末和節(jié)假日，被測件在60 oC, 50%RH的環(huán)境下條件儲存。該試驗方法的特點是進行環(huán)境溫度條件下的鹽溶液試驗(dip, fog, spray)，且時間較短；干燥時間較長。鹽霧腐蝕試驗的國際國內(nèi)標準及在汽車行業(yè)里的應用在鹽霧試驗當中加入氣候因素可真實再現(xiàn)環(huán)境狀態(tài)，但對設(shè)備的控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。國外公司產(chǎn)品及系統(tǒng)大多數(shù)都采用了模塊式結(jié)構(gòu)，一種高性能的直接溫度控制系統(tǒng)，由輔助熱交換介質(zhì)的帶有緩沖效應的循環(huán)，使試驗箱內(nèi)溫度和濕度能保持高度的穩(wěn)定性。除此以外，直接溫度控制系統(tǒng)還能使得在不變的接近飽和點的高濕度情況下進行長期的試驗。PV1210 – P VW是德國大眾汽車公司的車身與附件循環(huán)鹽霧腐蝕標準，是應用*為廣泛的循環(huán)腐蝕試驗標準之一，該試驗方法是采用鹽霧、濕熱、疊加儲存環(huán)境的組合。 即進行中性鹽霧（ (50士5)g/L NaCl鹽溶液）4 h → 環(huán)境溫度（25 oC, 50 %RH）4 h →
周末被測件在25 oC, 50 %RH 的環(huán)境下儲存。
該試驗方法沒有干燥階段。
適用于有涂層的車身、車身薄板、結(jié)構(gòu)組件等試驗樣品的腐蝕檢測。
通過鹽霧、濕熱、干燥三個階段組合變化及交替循環(huán)， 真實再現(xiàn)外界環(huán)境狀態(tài)，并加速試驗進程。本文“第五項”詳細論述了鹽霧腐蝕綜合試驗的方法和應用。
另外請詳見綜合試驗的曲線圖，圖3. VDA 循環(huán)試驗，圖4. PV 1210交變循環(huán)試驗。
2# 用于能再現(xiàn)結(jié)果的恒定噴霧
在鹽霧試驗中恒定的鹽霧供給也是再現(xiàn)環(huán)境狀態(tài)的關(guān)鍵。至現(xiàn)今為止，主流的解決方法，除空氣調(diào)節(jié)以外，用噴霧系統(tǒng)及與之相關(guān)聯(lián)的鹽水供給源也能實現(xiàn)解決恒定噴霧問題。由于鹽水是經(jīng)由噴嘴進行霧化并按水噴射原理工作的，噴射量在相當程度上將保持不變，從而達到恒定噴霧，其關(guān)鍵是流量表，液體水準儀以及試驗箱固定的真空度。
因此，**了解鹽霧腐蝕的特點，鹽霧腐蝕試驗的標準及其手段，對實現(xiàn)高品質(zhì)的產(chǎn)品有著及其重要的作用。
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