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很多人都問過鹽霧試驗時間一小時相當于現(xiàn)場使用多長時間?別急,我們先來了解一下鹽霧試驗的一些原理和常見問題,文章末尾公布答案。
鹽霧腐蝕原理
金屬材料大多數(shù)的腐蝕發(fā)生在大氣環(huán)境中,大氣中含有氧氣、濕度、溫度變化和污染物等腐蝕成分和腐蝕因素。鹽霧腐蝕就是一種常見和有破壞性的大氣腐蝕。
鹽霧對金屬材料的腐蝕,主要是導電的鹽溶液滲入金屬內(nèi)部發(fā)生電化學反應,形成“低電位金屬—電解質(zhì)溶液一高電位雜質(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。鹽霧腐蝕破壞過程中起主要作用的是氯離子,它具有很強的穿透本領,容易穿透金屬氧化層進入金屬內(nèi)部,破壞金屬的鈍態(tài);同時,氯離子具有很小的水合能,容易被吸附在金屬表面,取代保護金屬的氧化層中的氧,使金屬受到破壞。
鹽霧腐蝕測試方法及分類
鹽霧測試就是一種人造氣氛的加速抗腐蝕評估方法。它是將一定濃度的鹽水霧化;然后噴在一個密閉的恒溫箱內(nèi),通過觀察被測樣品在箱內(nèi)放置一段時間后的變化來反映被測樣品的抗腐蝕性,它是一種加速測試方法,其鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度,可是一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍,使腐蝕速度大幅提高,對產(chǎn)品進行鹽霧試驗,得出結(jié)果的時間也大幅縮短。
在天然環(huán)境下對某產(chǎn)品樣品進行試驗,腐蝕時間可能需要一年甚至數(shù)年,而在人工模擬鹽霧環(huán)境條件下試驗,只要數(shù)天甚至是數(shù)小時,即可得到相似的結(jié)果。
鹽霧試驗主要分為4種:
中性鹽霧試驗(NSS);
乙酸鹽霧試驗(AASS);
銅加速乙酸鹽霧試驗(CASS);
交變鹽霧試驗。
鹽霧試驗結(jié)果評定
鹽霧試驗的結(jié)果評定方法包括:評級法;腐蝕物出現(xiàn)評定法;稱重法。
評級法
是把腐蝕而積與總而積之比的百分數(shù)按一定的方法劃分成幾個級別,以某·個級別作為合格判定依據(jù),它適合平板樣品進行評價。如GB/T6461-2002,ISO 10289-2001,ASTM B 537-70(2013),ASTM D 1654-2005均采用該方法對鹽霧測試結(jié)果進行評估。
RP和RA值的計算方式:
RP—保護評級值;
RA—外觀評級值;
A—計算RP時,為基體金屬腐蝕部分占總面積的百分比;計算RA時,為保護層腐蝕部分占總面積的百分比。
保護評級的表示方法為:RA/—
如:輕微生銹超過表面1%,小于表面2.5%時,表示為:5/—
外觀評級的表示方法為:—/RA值+主觀評價+覆蓋層破壞等級
如:中度起斑點,面積超過20%,表示為: —/2mA
性能評級的表示方法為:RA值+主觀評價+覆蓋層破壞等級
如:試樣未出現(xiàn)基體金屬腐蝕,但出現(xiàn)小于總面積的1%的陽極性覆蓋層的輕度腐蝕,表示為10/6sC
腐蝕物出現(xiàn)評定方法
是一種定性的判定方法,它以鹽霧腐蝕試驗后,產(chǎn)品是否產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象來劉一樣品進行判定。如JB4159-1999,GJB4.11-1983,GB/T4288-2003采用該方法對鹽霧測試結(jié)果進行評估。
常見電鍍件鹽霧試驗后的腐蝕特征表
稱重法
是通過對腐蝕試驗前后樣品的重量進行稱重的方法,計算出受腐蝕損失的重量來對樣品耐腐蝕質(zhì)量進行評判,它特別適用于對某種金屬耐腐蝕質(zhì)量進行考核。
腐蝕速率計算方法:
V失— 金屬腐蝕速率,g/m2·h;
m0 — 試件腐蝕前的質(zhì)量,g;
m1 — 試件腐蝕前的質(zhì)量,g;
S — 試件的面積,m2;
t — 試件的腐蝕時間,h。
鹽霧試驗的影響因素
試驗溫濕度
金屬腐蝕的臨界相對濕度大約為70%。當相對濕度達到或超過這個臨界濕度時,鹽將潮解而形成導電性能良好的電解液。當相對濕度降低,鹽溶液濃度將增加直至析出結(jié)晶鹽,腐蝕速度相應降低。溫度升高,分子運動加劇,高鹽霧腐蝕速度越快。電工委員會指出:溫度每升高10℃,腐蝕速度提高2~3倍,電解質(zhì)的導電率增加10~20%。對于中性鹽霧試驗,一般認為試驗溫度選在35℃較為恰當。
溶液的濃度
濃度在5%以下時,鋼、鎳、黃銅的腐蝕速度隨濃度的增加而增加;當濃度大于5%時,這些金屬的腐蝕速度卻隨著濃度的增加而下降。這是因為,在低濃度范圍內(nèi),氧含量隨鹽濃度的增加而增加;當鹽濃度增加到5%時,氧含量達到相對的飽和,如果鹽濃度繼續(xù)增加,氧含量則相應下降。氧含量下降,氧的去極化能力也下降即腐蝕作用減弱。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。
樣品的放置角度
鹽霧的沉降方向是接近垂直方向的,樣品水平放置時,它的投影面積大,樣品表面承受的鹽霧量也多,因此腐蝕嚴重。研究結(jié)果表明:鋼板與水平線成45度角時,每平方米的腐蝕失重量為250 g,鋼板平面與垂直線平行時,腐蝕失重量為每平方米140 g。GB/T 2423.17-93標準規(guī)定:平板狀樣品的放置方法,應該使受試面與垂直方向成30度角。
pH值
pH值越低,溶液中氫離子濃度越高,酸性越強腐蝕性也越強。中性鹽霧試驗(NSS) pH值為6.5~7.2。由于受到環(huán)境因素的影響,鹽溶液的pH值會發(fā)生變化。為此國內(nèi)外的鹽霧試驗標準對鹽溶液的pH值范圍都作了規(guī)定,并提出穩(wěn)定試驗過程中鹽溶液pH值的辦法,以提高鹽霧試驗結(jié)果的重現(xiàn)性。
鹽霧沉降量和噴霧方式
鹽霧顆粒越細,所形成的表面積越大,被吸附的氧量越多,腐蝕性也越強。傳統(tǒng)的噴霧方法包括氣壓噴射法和噴塔法,明顯的缺點是鹽霧沉降量均勻性較差,鹽霧顆粒直徑較大。不同的噴霧方法對鹽溶液的pH值也會產(chǎn)生影響。
鹽霧試驗相關的標準
標準號 | 標準名稱 |
GB/T 10125-2012 | 人造氣氛腐蝕試驗 鹽霧試驗 |
GB/T 12967.3-2008 | 鋁及鋁合金陽極氧化膜檢測方法第3部分:銅加速乙酸鹽霧試驗(CASS試驗) |
GB/ T6461-2002 | 金屬基體上金屬和其它無機覆蓋層經(jīng)腐蝕試驗后的試樣和試件的評級 |
GB/T 2423.17-2008 | 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Ka:鹽霧 |
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) |
JB 4159-1999 | 熱帶電工產(chǎn)品通用技術要求 |
GJB 4.11-1983 | 船舶電子設備環(huán)境試驗鹽霧試驗 |
ASTM B 117-2007 | Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus |
ASTM B 368-2003 | Standard Test Method for Copper-Accelerated Acetic Acid-Salt Spray (Fog) Testing |
ASTM B 537-70 (2013) | Standard Practice for Ratingof Electroplated Panels Subjected to Atmospheric Exposure |
ASTM D 1654-2005 | Standard Test Method for Evaluation of Painted or Coated Speciments Subjected to Corrosive Environment |
ASTM G 85 -2011 | Standard Practice for Modified Salt Spray (Fog) Testing |
鹽霧試驗分為二大類,一類為天然環(huán)境暴露試驗,另一類為人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗。人工模擬鹽霧環(huán)境試驗是利用一種具有一定容積空間的試驗設備——鹽霧試驗箱,在其容積空間內(nèi)用人工的方法,造成鹽霧環(huán)境來對產(chǎn)品的耐鹽霧腐蝕性能質(zhì)量進行考核。它與天然環(huán)境相比,其鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度,可以是一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍,使腐蝕速度大大提高,對產(chǎn)品進行鹽霧試驗,得出結(jié)果的時間也大大縮短。如在天然暴露環(huán)境下對某產(chǎn)品樣品進行試驗,待其腐蝕可能要1年,而在人工模擬鹽霧環(huán)境條件下試驗,只要24小時,即可得到相似的結(jié)果。
鹽霧試驗一小時相當于自然環(huán)境多久?
人工模擬鹽霧試驗又包括中性鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗、銅鹽加速醋酸鹽霧試驗、交變鹽霧試驗。
(1) 中性鹽霧試驗(NSS試驗)是出現(xiàn)早目前應用領域廣的一種加速腐蝕試驗方法。它采用5%的氯化鈉鹽水溶液,溶液PH值調(diào)在中性范圍(6~7)作為噴霧用的溶液。試驗溫度均取35℃,要求鹽霧的沉降率在1~2ml/80cm².h之間。
(2) 醋酸鹽霧試驗(ASS試驗)是在中性鹽霧試驗的基礎上發(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,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試驗快3倍左右。
(3) 銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(CASS試驗)是國外新近發(fā)展起來的一種快速鹽霧腐蝕試驗,試驗溫度為50℃,鹽溶液中加入少量銅鹽—氯化銅,強烈誘發(fā)腐蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗的 8倍。
具體時間換算為:
中性鹽霧試驗24h ? 自然環(huán)境1年
醋酸鹽霧試驗24h ? 自然環(huán)境3年
銅鹽加速醋酸鹽霧試驗24h ? 自然環(huán)境8年
鹽水噴霧試驗機 技術參數(shù):
型號 | SE-60B | SE-90B | SE-120B | SE-160B | SE-200B |
試驗室內(nèi)箱尺寸(cm) | 60x45x40 | 90x60x50 | 120x80x50 | 160x100x50 | 200x120x60 |
試驗室外箱尺寸(cm) | 107x60x118 | 141x88x128 | 190x110x140 | 230x130x140 | 270x150x150 |
試驗室溫度 | 鹽水試驗法(NSS ACSS)35℃±1℃/耐腐蝕試驗法(CASS)50℃±1℃ | ||||
壓力桶溫度 | 鹽水試驗法(NSS ACSS)47℃±1℃/耐腐蝕試驗法(CASS)63℃±1℃ | ||||
鹽水溫度 | 35℃±1℃ 50℃±1℃ | ||||
試驗室容量 | 108L | 270L | 480L | 800L | 1440L |
鹽水箱容量 | 15L | 25L | 40L | 40L | 40L |
鹽水濃度 | 氯化鈉溶液濃度5%或氯化鈉溶液濃度5%中每升添加0.26克氯化銅(CuCl2 2H2O) | ||||
壓縮空氣壓力 | 1.00±0.01kgf/cm2 | ||||
噴霧量 | 1.0~2.0ml/80cm2/h (至少收集16小時,取其平均值) | ||||
試驗室相對濕度 | 85%以上 | ||||
酸堿值PH | 6.5~7.2 3.0~3.2 | ||||
噴霧方式 | 可程式噴霧(包括連續(xù)式噴霧與間斷式噴霧) | ||||
電源 | AC220V1Φ10A | AC220V1Φ1 | AC220V1Φ20A | AC220V1Φ20A | AC220V1Φ30A |