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鹽霧腐蝕試驗(yàn)技術(shù)知識
閱讀：646 發(fā)布時(shí)間：2018-11-1基本原理和用途
1）鹽霧腐蝕的危害
鹽霧腐蝕會(huì)破壞金屬保護(hù)層，使它失去裝飾性，降低機(jī)械強(qiáng)度；一些電子元器件和電器線路，由于腐蝕而造成電源線路中斷，特別是在有振動(dòng)的環(huán)境中，尤為嚴(yán)重；當(dāng)鹽霧降落在絕緣體表面時(shí)，將使表面電阻降低；絕緣體吸收鹽溶液后，它的體積電阻將降低四個(gè)數(shù)量級；機(jī)械部件或運(yùn)動(dòng)部件的活動(dòng)部位由于腐蝕物的產(chǎn)生，而增加了磨擦力以至造成運(yùn)動(dòng)部件被卡死。
2）鹽霧腐蝕的機(jī)理
鹽霧對金屬材料的腐蝕，主要是導(dǎo)電的鹽溶液滲入金屬內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，形成“低電位金屬-電解質(zhì)溶液-高電位雜質(zhì)”微電池系統(tǒng)，發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，作為陽極的金屬出現(xiàn)溶解，形成新的化合物即腐蝕物。金屬保護(hù)層和有機(jī)材料保護(hù)層也同樣，當(dāng)作為電解質(zhì)的鹽溶液滲入內(nèi)部后，便會(huì)形成以金屬為電極和金屬保護(hù)層或有機(jī)材料為另一電極的微電池。鹽霧腐蝕破壞過程中起主要作用的是氯離子。它具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，容易穿透金屬氧化層進(jìn)入金屬內(nèi)部，破壞金屬的鈍態(tài)。同時(shí)，氯離子具有很小的水合能，容易被吸附在金屬表面，取代保護(hù)金屬的氧化層中的氧，使金屬受到破壞。除了氯離子外，鹽霧腐蝕機(jī)理還受溶解于鹽溶液里(實(shí)質(zhì)上是溶解在試樣表面的鹽液膜)氧的影響。氧能夠引起金屬表面的去極化過程，加速陽極金屬溶解，由于鹽霧試驗(yàn)過程中持續(xù)噴霧，不斷沉降在試樣表面上的鹽液膜，使含氧量始終保持在接近飽和狀態(tài)。腐蝕產(chǎn)物的形成，使?jié)B入金屬缺陷里的鹽溶液的體積膨脹，因此增加了金屬的內(nèi)部應(yīng)力，引起了應(yīng)力腐蝕，導(dǎo)致保護(hù)層鼓起。
3）鹽霧試驗(yàn)
鹽霧試驗(yàn)是一種利用鹽霧試驗(yàn)設(shè)備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來確認(rèn)產(chǎn)品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗(yàn)，以測試鹽霧腐蝕后樣品性質(zhì)的改變及樣品對鹽水噴霧的抗腐蝕能力。需要進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)的產(chǎn)品主要是一些金屬產(chǎn)品，通過檢測來考察產(chǎn)品的抗腐蝕性，如鋼絲繩、高鋅鐵絲、鋼板等。
4）鹽霧試驗(yàn)的分類：
實(shí)驗(yàn)室模擬鹽霧可以分為三類：中性鹽霧試驗(yàn)、醋酸鹽霧試驗(yàn)、銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(yàn)。
(1)中性鹽霧試驗(yàn)（NSS試驗(yàn)）是出現(xiàn)zui早目前應(yīng)用領(lǐng)域zui廣的一種加速腐蝕試驗(yàn)方法。它采用5%的氯化鈉鹽水溶液，溶液PH值調(diào)在中性范圍（6.5～7.2）作為噴霧用的溶液。試驗(yàn)溫度均取35℃，要求鹽霧的沉降率在1～2ml/80cm/h。
(2)醋酸鹽霧試驗(yàn)（ASS試驗(yàn)）是在中性鹽霧試驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它是在5%氯化鈉溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降為3左右，溶液變成酸性，zui后形成的鹽霧也由中性鹽霧變成酸性。它的腐蝕速度要比NSS試驗(yàn)快3倍左右。
(3)銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(yàn)（CASS試驗(yàn)）是國外新近發(fā)展起來的一種快速鹽霧腐蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為50℃，鹽溶液中加入少量銅鹽-氯化銅，強(qiáng)烈誘發(fā)腐蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗(yàn)的8倍。
(4)測試時(shí)間: 16H(zui少)
5）鹽霧試驗(yàn)的影響因素
影響鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的主要因素包括：試驗(yàn)溫濕度、鹽溶液的濃度、樣品放置角度、鹽溶液的pH值、鹽霧沉降量和噴霧方式等。
A.試驗(yàn)溫濕度
溫度和相對濕度影響鹽霧的腐蝕作用。金屬腐蝕的臨界相對濕度大約為70%。當(dāng)相對濕度達(dá)到或超過這個(gè)臨界濕度時(shí)，鹽將潮解而形成導(dǎo)電性能良好的電解液。當(dāng)相對濕度降低，鹽溶液濃度將增加直至析出結(jié)晶鹽，腐蝕速度相應(yīng)降低。試驗(yàn)溫度越高鹽霧腐蝕速度越快。電工委員會(huì)IEC60355：1971《AN APPRAISAL OF THE PROBLEMS OF ACCELERATED TESTING FOR ATMOSPHERIC CORROSION》標(biāo)準(zhǔn)指出：“溫度每升高10℃，腐蝕速度提高2～3倍，電解質(zhì)的導(dǎo)電率增加10～20%”。這是因?yàn)闇囟壬?，分子運(yùn)動(dòng)加劇，化學(xué)反應(yīng)速度加快的結(jié)果。對于中性鹽霧試驗(yàn)，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為試驗(yàn)溫度選在35℃較為恰當(dāng)。如果試驗(yàn)溫度過高，鹽霧腐蝕機(jī)理與實(shí)際情況差別較大。
B.鹽溶液的濃度
鹽溶液的濃度對腐蝕速度的影響與材料和覆蓋層的種類有關(guān)。濃度在5%以下時(shí)鋼、鎳、黃銅的腐蝕速度隨濃度的增加而增加;當(dāng)濃度大于5%時(shí)，這些金屬的腐蝕速度卻隨著濃度的增加而下降。上述這種現(xiàn)象可以用鹽溶液里的氧含量來解釋，鹽溶液里的氧含量與鹽的濃度有關(guān)，在低濃度范圍內(nèi)，氧含量隨鹽濃度的增加而增加，但是，當(dāng)鹽濃度增加到5%時(shí)，氧含量達(dá)到相對的飽和，如果鹽濃度繼續(xù)增加，氧含量則相應(yīng)下降。氧含量下降，氧的去極化能力也下降即腐蝕作用減弱。但對于鋅、鎘、銅等金屬，腐蝕速度卻始終隨著鹽溶液濃度的增加而增加。
C.樣品的放置角度
樣品的放置角度對鹽霧試驗(yàn)的結(jié)果有明顯影響。鹽霧的沉降方向是接近垂直方向的，樣品水平放置時(shí)，它的投影面積zui大，樣品表面承受的鹽霧量也zui多，因此腐蝕zui嚴(yán)重。研究結(jié)果表明：鋼板與水平線成45度角時(shí)，每平方米的腐蝕失重量為250 g，鋼板平面與垂直線平行時(shí)，腐蝕失重量為每平方米140 g。GB/T2423.17-93標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“平板狀樣品的放置方法，應(yīng)該使受試面與垂直方向成30度角。”
D.鹽溶液的pH值
鹽溶液的pH值是影響鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的主要因素之一。pH值越低，溶液中氫離子濃度越高，酸性越強(qiáng)腐蝕性也越強(qiáng)。以Fe/Zn、Fe/Cd、Fe/Cu/Ni/Cr等電鍍件的鹽霧試驗(yàn)表明, 鹽溶液的pH值為3.0的醋酸鹽霧試驗(yàn)(ASS)的腐蝕性比pH值為6.5～7.2的中性鹽霧試驗(yàn)(NSS)嚴(yán)酷1.5～2.0倍。由于受到環(huán)境因素的影響，鹽溶液的pH值會(huì)發(fā)生變化。為此國內(nèi)外的鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對鹽溶液的pH值范圍都作了規(guī)定，并提出穩(wěn)定試驗(yàn)過程中鹽溶液 pH值的辦法,以提高鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性。
E.試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間。
2.測試標(biāo)準(zhǔn)
鹽霧試驗(yàn)常見的標(biāo)準(zhǔn)有：ISO 4628.3, GB/T 2423.17 ，IEC60068-2-11,ISO 4628.3, ASTM B117 , JIS-Z2371, JIS-G3141, GJB 150.1 , MIL-STD-810F, MIL-STD-883E等。
GB/T 2423.17-2008 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)－第2部分:試驗(yàn)方法－試驗(yàn)Ka：鹽霧
IEC 60068-2-11:1981 基本環(huán)境試驗(yàn).第2部分:試驗(yàn).試驗(yàn)Ka:鹽霧
ASTM B117-11鹽霧試驗(yàn)儀的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程
ASTM B368-09 銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 10125-1997 人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)
ISO 9227:2006 人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)
GB/T 2423.18-2000 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分:試驗(yàn)試驗(yàn)Kb:鹽霧,交變（氯化鈉溶液）
IEC 60068-2-52:1996 環(huán)境試驗(yàn).第2部分:試驗(yàn).試驗(yàn)Kb:鹽霧,循環(huán)(氯化鈉溶液)
3.判定方法
鹽霧試驗(yàn)的目的是為了考核產(chǎn)品或金屬材料的耐鹽霧腐蝕質(zhì)量，而鹽霧試驗(yàn)結(jié)果判定正是對產(chǎn)品質(zhì)量的宣判，它的判定結(jié)果是否正確合理，是正確衡量產(chǎn)品或金屬抗鹽霧腐蝕質(zhì)量的關(guān)鍵。鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的判定方法有：評級判定法、稱重判定法、腐蝕物出現(xiàn)判定法、腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析法。
1）評級判定：把腐蝕面積與總面積之比的百分?jǐn)?shù)按一定的方法劃分成幾個(gè)級別，以某一個(gè)級別作為合格判定依據(jù)，它適合平板樣品進(jìn)行評價(jià)。
2）稱重判定：通過對腐蝕試驗(yàn)前后樣品的重量進(jìn)行稱重的方法，計(jì)算出受腐蝕損失的重量來對樣品耐腐蝕質(zhì)量進(jìn)行評判，它特別適用于對某種金屬耐腐蝕質(zhì)量進(jìn)行考核。
3）腐蝕物：一種定性的判定法，它以鹽霧腐蝕試驗(yàn)后，產(chǎn)品是否產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象來對樣品進(jìn)行判定，一般產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中大多采用此方法。
4）腐蝕數(shù)據(jù)：提供了設(shè)計(jì)腐蝕試驗(yàn)、分析腐蝕數(shù)據(jù)、確定腐蝕數(shù)據(jù)的置信度的方法，它主要用于分析、統(tǒng)計(jì)腐蝕情況，而不是具體用于某一具體產(chǎn)品的質(zhì)量判定。