盐雾试验在工程中的应用

盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。加速标准化测试方法是在恒定环境中测试和比较耐腐蚀性的成熟广泛的程序之一，测试测量暴露于盐雾或雾的钢和其他材料的耐腐蚀性。

一.盐雾试验简介

盐雾试验分为天然环境暴露试验和人工加速模拟盐雾环境试验两类。人工模拟盐雾环境试验是利用一种具有一定容积空间的试验设备一一盐雾试验箱，在其容积空间内用人工的方法，造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能质量进行考核。它与天然环境相比，其盐雾环境的氯化物的盐浓度，可以是一般天然环境盐雾含量的几倍或几十倍，使腐蚀速度大大提高，对产品进行盐雾试验，得出结果的时间也大大缩短。如在天然暴露环境下对某产品样品进行试验，待其腐蚀可能要1年，而在人工模拟盐雾环境条件下试验，只要几十个小时甚至更短，即可得到相似的结果。

二.盐雾试验分类

人工模拟盐雾试验的主要方法包括中性盐雾试验（NSS试验）、醋酸盐雾试验（ASS试验）、铜盐加速醋酸盐雾试验（CASS试验）和交变盐雾试验等。

1)中性盐雾试验是出现最早且应用领域最广的一种加速腐蚀试验方法，它采用5%的氯化钠盐水溶液，溶液PH值调在中性范围（6.5～7.2）作为喷雾用的溶液，试验温度均取35℃，要求盐雾的沉降率在1～2mL/80cm2.h。

2)醋酸盐雾试验是在中性盐雾试验的基础上发展起来的，它在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降为3.0-3.1，溶液变成酸性，最后形成的盐雾也由中性盐雾变成酸性，它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。

3)铜盐加速醋酸盐雾试验是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验，试验温度为50℃，盐溶液中加入少量铜盐-氯化铜，强烈诱发腐蚀，它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。

4)交变盐雾试验是一种综合盐雾试验，它实际上是中性盐雾试验加恒定湿热试验。它主要用于空腔型的整机产品，通过潮态环境的渗透，使盐雾腐蚀不但在产品表面产生，也在产品内部产生。它是将产品在盐雾和湿热两种环境条件下交替转换，最后考核整机产品的电性能和机械性能有无变化。

三.盐雾腐蚀机理

盐雾对金属材料的腐蚀，主要是导电的盐溶液渗入金属内部发生电化学反应，形成“低电位金属－电解质溶液－高电位杂质”微电池系统，发生电子转移，作为阳极的金属出现溶解，形成新的化合物即腐蚀物。盐雾腐蚀破坏过程中起主要作用的是氯离子。它具有很强的穿透本领，容易穿透金属氧化层进入金属内部，破坏金属的钝态。同时，氯离子具有很小的水合能，容易被吸附在金属表面，取代保护金属的氧化层中的氧，使金属受到破坏。

四.盐雾试验标准

盐雾试验是一种评估产品或金属材料耐腐蚀性能的重要方法，可以根据实际需求选择合适的试验方法和判定方式。盐雾测试国家标准是：

GB/T 2423.17, IEC60068-2-11,ISO9227,ASTM B117, JIS-Z2371, JIS-G3141,GJB150.11A-2009, MIL-STD-810F, MIL-STD-883E, GB5938，GB/T1771等。ASTM B117 于1939年发明，是第一个国际公认的盐雾或盐雾标准，其次是ISO9227、JIS Z 2371 和 ASTM G85 标准。盐雾测试是全球成熟广泛使用的腐蚀测试方法之一。

盐雾试验是符合国家和国际标准的高度标准化的腐蚀试验程序。测试室的性能、测试程序和测试参数，例如温度、盐雾溶液的气压或pH值，均根据上述标准预先确定。为了显示符合标准并保证适当的测试条件，需要经常检查测试参数。作为参考标准，ASTM B117和ISO 9227被广泛接受。ASTM B117和ISO 9227有什么区别？

ASTM B117成立于1939年，是第一个国际公认的盐雾测试标准。该测试程序被广泛接受，多年来被认为是腐蚀测试的黄金标准。ASTM B117 是一种非循环测试。这意味着，被测试的材料会不断地暴露在盐雾中。这种情况是常用测试的主要故障，因为现实世界中的天气条件会波动。 

ISO 9227标准与ASTM B117一样存在缺陷。该标准也将材料长期暴露在盐雾中。因此，测试气氛是静态的，因此该标准不模仿现实世界的条件。两种腐蚀测试方法的主要区别在于ISO 9227为全球所接受，而ASTM B117只是美国标准。 

五.盐雾试验目的与应用

1.盐雾试验的目的

为了考核产品或金属材料的耐盐雾腐蚀质量，而盐雾试验结果判定正是对产品质量的宣判，它的判定结果是否正确合理，是正确衡量产品或金属抗盐雾腐蚀质量的关键。

2.盐雾试验的应用

为了进行腐蚀测试，将被检查的材料放置在盐雾测试室中。然后将工件暴露在盐水溶液的不间断喷雾或雾中。因此，盐雾试验的名称由此而来。除了测试室，成功测试程序的先决条件是环境在暴露期间不会发生变化并保持稳定

为了根据 ASTM B117 标准执行测试过程，温度需要保持在 35 °C（+ 1.1 °C 至 1.7 °C）此外，测试环境的 pH 值需要在 6.5 至 7.2 之间，盐的气氛也很重要。它需要由 5% 的氯化钠和 95% 的ASTM D1193 IV 型水组成，这些水以稳定、预定的气压进口。耐腐蚀性测试的持续时间很大程度上取决于被检查的材料和金属的涂层。测试室需要根据应用的标准建造。  

六.盐雾试验的优点与缺点

与其他腐蚀测试方法相比，盐雾测试具有许多优点。该程序的主要好处之一是测试相对便宜。此外，与自然环境相比，测试持续时间相当短，并提供快速结果。因此，盐雾测试用于快速比较预期和实际的耐腐蚀性。因此，它在质量控制中起着重要作用，并被用作检查生产过程的有效性。

然而，盐雾试验有一些缺点。它与测试材料的实际性能无关。例如，它只能提供涂层在盐水中的预期寿命的结果。此外，这是一个具有破坏性的测试。

七. 影响盐雾腐蚀因素

1.试验温湿度

金属腐蚀的临界相对湿度大约为70%。当相对湿度达到或超过这个临界湿度时，盐将潮解而形成导电性能良好的电解液。当相对湿度降低，盐溶液浓度将增加直至析出结晶盐，腐蚀速度相应降低。

试验温度越高盐雾腐蚀速度越快。国际电工委员会IEC60355《AN APPRAISAL OF THE PROBLEMS OF ACCELERATED TESTING FOR ATMOSPHERIC CORROSION》标准指出：“温度每升高10℃，腐蚀速度提高2～3倍，电解质的导电率增加10～20%”。这是因为温度升高，分子运动加剧，化学反应速度加快的结果。对于中性盐雾试验，大多数学者认为试验温度选在35℃较为恰当。如果试验温度过高，盐雾腐蚀机理与实际情况差别较大。

2.盐溶液的浓度

盐溶液的浓度对腐蚀速度的影响与材料和覆盖层的种类有关。浓度在5%以下时钢、镍、黄铜的腐蚀速度随浓度的增加而增加；当浓度大于5%时，这些金属的腐蚀速度却随着浓度的增加而下降。上述这种现象可以用盐溶液里的氧含量来解释，盐溶液里的氧含量与盐的浓度有关，在低浓度范围内，氧含量随盐浓度的增加而增加，但是，当盐浓度增加到5%时，氧含量达到相对的饱和，如果盐浓度继续增加，氧含量则相应下降。氧含量下降，氧的去极化能力也下降即腐蚀作用减弱。但对于锌、镉、铜等金属，腐蚀速度却始终随着盐溶液浓度的增加而增加。

3.样品放置角度

样品的放置角度对盐雾试验的结果有明显影响。盐雾的沉降方向是接近垂直方向的，样品水平放置时，它的投影面积最大，样品表面承受的盐雾量也最多，因此腐蚀最严重。GB/T2423.17标准规定“平板状样品的放置方法，应该使受试面与垂直方向成30度角”。

4.盐溶液的pH值

盐溶液的pH值是影响盐雾试验结果的主要因素之一。pH值越低，溶液中氢离子浓度越高，酸性越强腐蚀性也越强。中性盐雾试验（NSS） pH值为6.5～7.2。以Fe/Zn、Fe/Cd、Fe/Cu/Ni/Cr等电镀件的盐雾试验表明, 盐溶液的pH值为3.0的醋酸盐雾试验(ASS)的腐蚀性比pH值为6.5～7.2的中性盐雾试验(NSS)严酷1.5～2.0倍。由于受到环境因素的影响，盐溶液的pH值会发生变化。为此国内外的盐雾试验标准对盐溶液的pH值范围都作了规定，并提出稳定试验过程中盐溶液 pH值的办法,以提高盐雾试验结果的重现性。

影响盐溶液pH值变化的原因和结果：

1）引起盐雾试验过程中盐溶液pH值变化的根源主要来自空气中的可溶性物质,这些物质的性质可能不同,有些溶于水里后呈酸性, 有些溶于水里后呈碱性。

2）盐雾试验过程中，空气中的可溶性物质溶入盐溶液或从盐溶液里逸出的过程是一个可逆过程。

3）影响盐溶液pH值变化的因素很多。例如空气中可溶性物质的性质和含量、压力、空气与盐溶液的接触面积和接触时间等。

a.空气中可溶性物质的性质和含量

空气中含有CO2,SO2 ,NO2 ,H2S等，这些气体溶于水则生成酸性物质,使水的pH值降低。空气中也可能存在碱性的尘埃颗粒，这些物质溶于水会使水的pH值升高。

b.大气压力

气体在水中的溶解度与大气压力成正比。

c.空气与盐溶液的接触面积和接触时间

喷雾使盐溶液变成直径为1～5μm微细颗粒的盐雾。接触面积增加使得气体溶入液体或气体从液体中逸出的量都大大增加。

5.盐雾沉降量和喷雾方式

盐雾颗粒越细，所形成的表面积越大，被吸附的氧量越多，腐蚀性也越强。传统的喷雾方法包括气压喷射法和喷塔法，最明显的缺点是盐雾沉降量均匀性较差，盐雾颗粒直径较大。不同的喷雾方法对盐溶液的pH值也会产生影响。

八.盐雾试验判定方法

1、评级判定法

腐蚀面积与总面积之比的百分数按一定的方法划分成几个级别，以某一个级别作为合格判定依据，它适合平板样品进行评价。

2、称重判定法

通过对腐蚀试验前后样品的重量进行称重的方法，计算出受腐蚀损失的重量来对样品耐腐蚀质量进行评判，它特别适用于对某种金属耐腐蚀质量进行考核。

3、腐蚀物出现判定法

腐蚀物出现判定法是一种定性的判定法，它以盐雾腐蚀试验后，产品是否产生腐蚀现象来对样品进行判定，一般产品标准中大多采用此方法。

4、腐蚀数据统计分析法

腐蚀数据统计分析方法提供了设计腐蚀试验、分析腐蚀数据、确定腐蚀数据的置信度的方法，它主要用于分析、统计腐蚀情况，而不是具体用于某一具体产品的质量判定。

九.盐雾试验的注意事项

1、供试验用样板底材，必须彻底清除锈迹和润滑油脂。无论是经喷砂、打磨还是磷化过的底材，谨防暴露于潮湿空气中，以防底材表面形成水膜造成再度生锈或因此而降低涂层与底材间的附着力。

2、盐雾试验的关键是配制电解质溶液的浓度，多种组分的溶质要按比例严格称量，以确保 pH 值的准确性。不然会直接影响检测结果。

3、制备涂层后的样板、件，需用涂料封边和覆盖底材裸露部位，否则，造成锈痕流挂、污染板面，会给评定等级工作带来困难。

4、定期查板、件时，应保持板面呈湿润状态，尽量缩短板面暴露于空气中的时间。

5、完成试验后，应立即对板面做出客观评价，包括：起泡、变色、生锈、脱落。也可按客户要求增加附着力、划痕单边锈蚀距离的检测评定。

十. 盐雾试验小结

盐雾试验是考核产品或材料抗盐雾腐蚀能力的重要手段，试验结果的科学性、合理性至关重要。影响盐雾试验结果稳定性和一致性的因素很多，要提高盐雾试验结果的有效性，试验技术是关键。试验人员不仅需要具备扎实的专业知识和专业技能，还需要丰富的实践经验和对产品的全面了解，从化学和环境工程、材料、结构和工艺等多学科领域去认识盐雾试验，科学合理地表述试验结果，更好地为产品选材、结构设计、工艺选择、产品运输存贮及使用提供有效的信息，提高产品或材料的抗盐雾腐蚀能力。

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