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首頁 > 技術文章> 鹽霧腐蝕試驗技術知識
 
鹽霧腐蝕試驗技術知識
點擊次數:751 發布時間:2016-05-28

基本原理和用途

1)鹽霧腐蝕的危害
鹽霧腐蝕會破壞金屬保護層,使它失去裝飾性,降低機械強度;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,特別是在有振動的環境中,尤為嚴重;當鹽霧降落在絕緣體表面時,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數量級;機械部件或運動部件的活動部位由于腐蝕物的產生,而增加了磨擦力以至造成運動部件被卡死。
2)鹽霧腐蝕的機理
鹽霧對金屬材料的腐蝕,主要是導電的鹽溶液滲入金屬內部發生電化學反應,形成低電位金屬-電解質溶液-高電位雜質微電池系統,發生電子轉移,作為陽極的金屬出現溶解,形成新的化合物即腐蝕物。金屬保護層和有機材料保護層也同樣,當作為電解質的鹽溶液滲入內部后,便會形成以金屬為電極和金屬保護層或有機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。它具有很強的穿透本領,容易穿透金屬氧化層進入金屬內部,破壞金屬的鈍態。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。除了氯離子外,鹽霧腐蝕機理還受溶解于鹽溶液里(實質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,由于鹽霧試驗過程中持續噴霧,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。腐蝕產物的形成,使滲入金屬缺陷里的鹽溶液的體積膨脹,因此增加了金屬的內部應力,引起了應力腐蝕,導致保護層鼓起。
3)鹽霧試驗
鹽霧試驗是一種利用鹽霧試驗設備所創造的人工模擬鹽霧環境條件來確認產品或金屬材料耐腐蝕性能的環境試驗,以測試鹽霧腐蝕后樣品性質的改變及樣品對鹽水噴霧的抗腐蝕能力。需要進行鹽霧試驗的產品主要是一些金屬產品,通過檢測來考察產品的抗腐蝕性,如鋼絲繩、高鋅鐵絲、鋼板等。
4)鹽霧試驗的分類:
實驗室模擬鹽霧可以分為三類:中性鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗、銅鹽加速醋酸鹽霧試驗。
(1)中性鹽霧試驗(NSS試驗)是出現zui早目前應用領域zui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值調在中性范圍(6.57.2)作為噴霧用的溶液。試驗溫度均取35,要求鹽霧的沉降率在12ml/80cm/h。
(2)醋酸鹽霧試驗(ASS試驗)是在中性鹽霧試驗的基礎上發展起來的。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,強烈誘發腐蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗的8倍。
(4)測試時間: 16H(zui少)
5
)鹽霧試驗的影響因素
影響鹽霧試驗結果的主要因素包括:試驗溫濕度、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晶鹽,腐蝕速度相應降低。試驗溫度越高鹽霧腐蝕速度越快。國際電工委員會IEC603551971AN APPRAISAL OF THE PROBLEMS OF ACCELERATED TESTING FOR ATMOSPHERIC CORROSION》標準指出:溫度每升高10,腐蝕速度提高23倍,電解質的導電率增加1020%”。這是因為溫度升高,分子運動加劇,化學反應速度加快的結果。對于中性鹽霧試驗,大多數學者認為試驗溫度選在35較為恰當。如果試驗溫度過高,鹽霧腐蝕機理與實際情況差別較大。
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。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。上述這種現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,在低濃度范圍內,氧含量隨鹽濃度的增加而增加,但是,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。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的結果有明顯影響。鹽霧的沉降方向是接近垂直方向的,樣品水平放置時,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嚴重。研究結果表明: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/T2423.17-93標準規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。
D.
鹽溶液的pH
鹽溶液的pH值是影響鹽霧試驗結果的主要因素之一。pH值越低,溶液中氫離子濃度越高,酸性越強腐蝕性也越強。以Fe/Zn、Fe/Cd、Fe/Cu/Ni/Cr等電鍍件的鹽霧試驗表明, 鹽溶液的pH值為3.0的醋酸鹽霧試驗(ASS)的腐蝕性比pH值為6.57.2的中性鹽霧試驗(NSS)嚴酷1.52.0倍。由于受到環境因素的影響,鹽溶液的pH值會發生變化。為此國內外的鹽霧試驗標準對鹽溶液的pH值范圍都作了規定,并提出穩定試驗過程中鹽溶液 pH值的辦法,以提高鹽霧試驗結果的重現性。
E.試驗的持續時間。

2.測試標準

鹽霧試驗常見的標準有: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 電工電子產品環境試驗-第2部分:試驗方法-試驗Ka:鹽霧
IEC 60068-2-11:1981 基本環境試驗.2部分:試驗.試驗Ka:鹽霧
ASTM B117-11鹽霧試驗儀的標準操作規程
ASTM B368-09 銅加速乙酸鹽霧試驗標準
GB/T 10125-1997 人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗
ISO 9227:2006 人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗
GB/T 2423.18-2000 電工電子產品環境試驗第2部分:試驗試驗Kb:鹽霧,交變(氯化鈉溶液)
IEC 60068-2-52:1996 環境試驗.2部分:試驗.試驗Kb:鹽霧,循環(氯化鈉溶液)

3.判定方法

鹽霧試驗的目的是為了考核產品或金屬材料的耐鹽霧腐蝕質量,而鹽霧試驗結果判定正是對產品質量的宣判,它的判定結果是否正確合理,是正確衡量產品或金屬抗鹽霧腐蝕質量的關鍵。鹽霧試驗結果的判定方法有:評級判定法、稱重判定法、腐蝕物出現判定法、腐蝕數據統計分析法。
1)評級判定:把腐蝕面積與總面積之比的百分數按一定的方法劃分成幾個級別,以某一個級別作為合格判定依據,它適合平板樣品進行評價。
2)稱重判定: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量進行評判,它特別適用于對某種金屬耐腐蝕質量進行考核。
3)腐蝕物:一種定性的判定法,它以鹽霧腐蝕試驗后,產品是否產生腐蝕現象來對樣品進行判定,一般產品標準中大多采用此方法。
4)腐蝕數據:提供了設計腐蝕試驗、分析腐蝕數據、確定腐蝕數據的置信度的方法,它主要用于分析、統計腐蝕情況,而不是具體用于某一具體產品的質量判定。

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