我們來學(xué)習(xí)一些鹽霧試驗(yàn)的原理和常見問題。
鹽霧腐蝕原理
金屬的腐蝕大多發(fā)生在大氣環(huán)境中，大氣環(huán)境中含有氧氣、濕度、溫度變化、污染物等腐蝕成分和腐蝕因素。鹽霧腐蝕是一種常見且具破壞性的大氣腐蝕。
鹽霧對(duì)金屬材料的腐蝕主要是導(dǎo)電鹽溶液滲入金屬發(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)”微電池體系，電子轉(zhuǎn)移，金屬作為陽極溶解，形成新的化合物，即腐蝕產(chǎn)物。氯離子在鹽霧腐蝕破壞過程中起著重要作用，它的穿透力很強(qiáng)，容易穿透金屬氧化層進(jìn)入金屬，破壞金屬的鈍化性；同時(shí)氯離子水合能小，容易吸附在金屬表面，取代保護(hù)金屬的氧化層中的氧，對(duì)金屬造成損傷。
鹽霧試驗(yàn)是一種人工大氣的加速防腐蝕評(píng)價(jià)方法。它將一定濃度的鹽水霧化；然后在密閉的恒溫箱中噴涂，通過觀察被測(cè)樣品在箱中放置一段時(shí)間后的變化來反映被測(cè)樣品的耐腐蝕性。它是一種加速試驗(yàn)方法，鹽霧環(huán)境中氯化物的鹽濃度是一般自然環(huán)境的幾倍或幾十倍，使腐蝕速度大大提高，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)得出結(jié)果的時(shí)間也大大縮短。
一個(gè)產(chǎn)品樣品在自然環(huán)境下測(cè)試，腐蝕時(shí)間可能需要一年甚至幾年，而在人工模擬鹽霧環(huán)境下測(cè)試，只要幾天甚至幾個(gè)小時(shí)就可以得到類似的結(jié)果。
鹽霧試驗(yàn)主要分為四種類型:
中性鹽霧試驗(yàn)(NSS)；
乙酸鹽噴霧試驗(yàn)(AASS)；
加速銅乙酸鹽噴霧試驗(yàn)(CASS)；
交替鹽霧試驗(yàn)。
GB/T 10125中四種鹽霧試驗(yàn)方法的比較
鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)方法包括:評(píng)級(jí)法；腐蝕發(fā)生評(píng)估方法；稱重法。
評(píng)定法
它是將腐蝕產(chǎn)物占總產(chǎn)物的百分比按照一定的方法劃分為若干等級(jí)，以某一等級(jí)作為合格判定的依據(jù)，適用于平板樣品的評(píng)定。例如，GB/T6461-2002、ISO 10289-2001、ASTM B 537-70(2013)和ASTM D 1654-2005都使用這種方法來評(píng)估鹽霧試驗(yàn)結(jié)果。
防護(hù)等級(jí)和外觀等級(jí)
RP和RA值計(jì)算如下:
RP——保護(hù)額定值；
ra-外觀等級(jí)值；
a——計(jì)算RP時(shí)，為基底金屬腐蝕部分占總面積的百分比；計(jì)算RA時(shí)，為保護(hù)層腐蝕部分總面積的百分比。
覆蓋層的分類及主觀評(píng)價(jià)
防護(hù)等級(jí)的表示方法為:ra/-
例如，當(dāng)輕微銹蝕超過表面的1%且小于表面的2.5%時(shí)，則表示為:5/-
外觀等級(jí)的表達(dá)方式為:-/ra值+主觀評(píng)價(jià)+覆蓋層損傷等級(jí)。
例如，面積超過20%的中度斑點(diǎn)，表示為:-/2ma。
性能等級(jí)的表示方法為:RA值+主觀評(píng)價(jià)+覆蓋層損傷程度。
如樣品中基底金屬無腐蝕，但陽極涂層有小于總面積1%的輕微腐蝕，表示為10/6sC。
腐蝕發(fā)生的評(píng)估方法
它是一種定性的判斷方法，通過鹽霧腐蝕試驗(yàn)來判斷產(chǎn)品是否被腐蝕。如JB4159-1999、GJB4.11-1983、GB/T4288-2003都是用這種方法來評(píng)價(jià)鹽霧試驗(yàn)的結(jié)果。
重量法
它是一種在腐蝕試驗(yàn)前后稱量樣品重量，計(jì)算腐蝕損失重量來判斷樣品耐腐蝕質(zhì)量的方法。它特別適用于評(píng)價(jià)某些金屬的耐腐蝕性能。
腐蝕速率計(jì)算方法:
v——金屬的腐蝕速率，g/m2·h；
M0——腐蝕前試樣的質(zhì)量，g；
M1——腐蝕前試件的質(zhì)量，g；
s——試樣的面積，m2；
t-試樣的腐蝕時(shí)間，h。
測(cè)試溫度和濕度
金屬腐蝕的臨界相對(duì)濕度約為70%。當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到或超過這個(gè)臨界濕度時(shí)，鹽就會(huì)潮解，形成導(dǎo)電性好的電解質(zhì)。當(dāng)相對(duì)濕度降時(shí)，鹽溶液的濃度會(huì)增加，直至結(jié)晶鹽析出，腐蝕速率相應(yīng)降。隨著溫度的升高，分子運(yùn)動(dòng)加劇，高鹽霧腐蝕速率加快。國(guó)際電工委員會(huì)指出，溫度每升高10℃，腐蝕速度增加2 ~ 3倍，電解液的電導(dǎo)率增加10 ~ 20%。對(duì)于中性鹽霧試驗(yàn)，一般認(rèn)為試驗(yàn)溫度為35℃。
溶液的濃度
當(dāng)濃度低于5%時(shí)，鋼、鎳和黃銅的腐蝕速率隨濃度的增加而增加。當(dāng)濃度大于5%時(shí)，這些金屬的腐蝕速率隨著濃度的增加而降。這是因?yàn)樵诘蜐舛确秶鷥?nèi)，氧含量隨著鹽濃度的增加而增加；當(dāng)鹽濃度增加到5%時(shí)，氧含量達(dá)到相對(duì)飽和；如果鹽濃度繼續(xù)升高，氧含量會(huì)相應(yīng)降。當(dāng)氧含量降時(shí)，氧的去極化能力也降，即腐蝕減弱。對(duì)于鋅、鎘、銅等金屬，腐蝕速率總是隨著鹽溶液濃度的增加而增加。
樣品放置角度
鹽霧的沉降方向接近垂直方向。試樣水平放置時(shí)，其投影面積大，試樣表面承受的鹽霧多，因此腐蝕嚴(yán)重。結(jié)果表明，當(dāng)鋼板與水平線成45度角時(shí)，每平方米腐蝕失重為250 g，當(dāng)鋼板平面平行于垂直線時(shí)，每平方米腐蝕失重為140 g。GB/T 2423.17-93標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，放置平板試樣的方法應(yīng)使被測(cè)表面與垂直方向成30度角。
ph值
pH值越低，溶液中氫離子濃度越高，酸性越強(qiáng)，腐蝕性越強(qiáng)。中性鹽霧試驗(yàn)(NSS)的pH值為6.5~7.2。由于環(huán)境因素的影響，鹽溶液的pH值會(huì)發(fā)生變化。因此，國(guó)內(nèi)外鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了鹽溶液pH值的范圍，并提出了在試驗(yàn)過程中穩(wěn)定鹽溶液pH值的方法，以提高鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性。
鹽霧沉降量和噴霧方式
鹽霧顆粒越細(xì)，形成的表面積越大，吸附的氧氣越多，腐蝕性越強(qiáng)。傳統(tǒng)的噴霧方法有氣壓噴霧法和噴霧塔法。缺點(diǎn)是鹽霧沉積均勻性差，鹽霧顆粒直徑大。不同的噴灑方式也會(huì)影響鹽溶液的pH值。
鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 10125-2012
