隨著國(guó)家工業(yè)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工業(yè)產(chǎn)品的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命，許多工業(yè)產(chǎn)品都需要通過(guò)鹽霧腐蝕試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，尤其是汽車(chē)產(chǎn)品。
近幾年，鹽霧試驗(yàn)的需求不斷增加，很多從業(yè)者也為如何進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)、如何提高試驗(yàn)效率以及如何選擇鹽霧試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題所困惑。因此，筆者查閱了國(guó)內(nèi)外的相關(guān)資料，編輯成本。
本文系統(tǒng)介紹了何為鹽霧試驗(yàn)；鹽霧試驗(yàn)的種類(lèi)；如何正確地進(jìn)行鹽霧、腐蝕試驗(yàn)；不同行業(yè)國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的選擇。尤其重點(diǎn)介紹了鹽霧，腐蝕試驗(yàn)在汽車(chē)行業(yè)中的應(yīng)用。
1、前言
隨著國(guó)家工業(yè)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性有了更高的要求。因此，目前越來(lái)越多的產(chǎn)品都需要進(jìn)行溫濕度、鹽霧、腐蝕等等試驗(yàn)。
本文特此論述內(nèi)容如下：
1）鹽霧試驗(yàn)概述，
2）鹽霧試驗(yàn)種類(lèi)，
4）循環(huán)腐蝕鹽霧試驗(yàn)的行業(yè)市場(chǎng)需求，
5）鹽霧、腐蝕試驗(yàn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在各行業(yè)里的應(yīng)用，
2 、鹽霧試驗(yàn)概述
2.1 鹽霧腐蝕
鹽霧腐蝕是一種常見(jiàn)和最具破壞性的大氣腐蝕。鹽霧中的氯離子會(huì)穿透金屬材料表面的氧化層和防護(hù)層，與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而破壞金屬材料表面及其性能，進(jìn)而通過(guò)金屬表面的孔隙、裂縫對(duì)產(chǎn)品造成進(jìn)一步的影響和損壞。
2.2 鹽霧試驗(yàn)
鹽霧試驗(yàn)是一種通過(guò)鹽霧試驗(yàn)設(shè)備模擬鹽霧環(huán)境條件來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗(yàn)。是對(duì)環(huán)境中大氣鹽霧狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)室模擬，具標(biāo)準(zhǔn)化、加速性的特點(diǎn)。
與天然環(huán)境相比，鹽霧試驗(yàn)設(shè)備中氯化物的鹽濃度通常是天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍；甚至幾十倍。因此，腐蝕速度大大提高。在天然環(huán)境下暴露1年的鹽霧腐蝕狀態(tài)，在人工模擬鹽霧試驗(yàn)環(huán)境條件下24小時(shí)即可完成，并得到相似的結(jié)果。
3、鹽霧試驗(yàn)的種類(lèi)
3.1 中性鹽霧試驗(yàn) (NSS)
3.2 醋酸鹽霧試驗(yàn) (ASS)
3.3 銅加速醋酸鹽霧試驗(yàn) (CASS)
3.4 交變鹽霧試驗(yàn) (循環(huán)腐蝕鹽霧試驗(yàn))
該試驗(yàn)主要用于空腔型的整機(jī)產(chǎn)品的測(cè)試。
前3種鹽霧試驗(yàn)種類(lèi)及試驗(yàn)要求見(jiàn)表1。
表1 鹽霧試驗(yàn)種類(lèi)及試驗(yàn)要求
試驗(yàn)方法項(xiàng)目 | 中性鹽霧 | 醋酸鹽霧 | 銅加速醋酸鹽霧 (CASS) |
溫度 | 35 ºC +/-2 ºC | 35 ºC +/-2 ºC | 50 ºC +/-2 ºC |
平均沉降量（80平方厘米水平采集面積） | 15 mL/h +/-0.5 mL/h | ||
氯化鈉濃度（收集溶液） | 50 g/L +/-5 g/L | ||
pH值（收集溶液） | 6,5 to 7,2 | 3,1 to 3,3 | 3,1 to 3,3 |
4、循環(huán)腐蝕鹽霧試驗(yàn)特點(diǎn)
4.1 加速性
2）在濕熱階段（浸泡、潮濕和冷凝等），通過(guò)鹽霧階段累積在試樣表面的腐蝕介質(zhì)，由試樣表面逐漸向試樣內(nèi)部擴(kuò)散，從而引起試樣深度方向的腐蝕；
4.2 復(fù)雜性
5、循環(huán)腐蝕鹽霧試驗(yàn)的行業(yè)市場(chǎng)需求
1）涂層材料行業(yè)：料和油漆等企業(yè) ；
6、國(guó)內(nèi)、國(guó)際鹽霧和腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及不同行業(yè)的應(yīng)用
6.1 涂層材料用循環(huán)腐蝕鹽霧標(biāo)準(zhǔn)方法（見(jiàn)表2）
方法A 可用于汽車(chē)涂漆鋼板和零部件外涂層的測(cè)試；
方法B 主要用于車(chē)輛用熱固涂料的測(cè)試；
方法D 則可作為防腐涂層的一種通用性檢測(cè)方法。
表2 涂層材料用循環(huán)鹽霧標(biāo)準(zhǔn)方法
方法 | 循環(huán)周期 |
A | 鹽霧(35ºC) 2 h→ 干燥( 60ºC 、20- 30 %RH) 4h→ 濕熱(50ºC 、>95%RH) 2 h |
B | 鹽霧(35ºC) 24h→ 濕熱(40ºC 、100%RH) 8 h→ 環(huán)境溫度(23ºC 、50%RH) 16 h→ 濕熱(40ºC 、100%RH) 8h→ 環(huán)境溫度(23ºC 、50%RH) 16 h→ 濕熱(40ºC 、100%RH) 8 h→環(huán)境溫度(23ºC、50%RH) 16 h→濕熱( 40ºC 、100%RH) 8 h→環(huán)境溫度(23ºC 、50%RH) 16 h→ 環(huán)境溫度(23ºC 、50%陽(yáng)) 46 h |
C | 鹽霧(30ºC) 210 min→ 干燥(40ºC) 210 min→ 濕熱(40ºC 、75 %RH) 1470 min→ 干燥(30ºC) 102 min→ 鹽霧(30ºC) 210 min→ 濕熱(30ºC 、95-100%RH) 378 min→ 干燥(35ºC) 180 min→ 干燥(25ºC) 120 min |
D | 鹽霧(30ºC) 0.5 h→ 濕熱(30ºC 、95%陽(yáng)) 1. 5 h→ 干燥(50ºC) 2 h→ 干燥(30ºC) 2h |
6.2 金屬和合金用循環(huán)腐蝕鹽霧標(biāo)準(zhǔn)方法（見(jiàn)表3）
表3 金屬和合金用循環(huán)腐蝕鹽霧標(biāo)準(zhǔn)方法
方法 | 循環(huán)周期 |
A | 鹽霧(35 ºC) 2 h→ 干燥( 60 ºC、 |
B | 鹽霧(35 ºC) 1 h→ 干燥( 60 ºC、<30 %RH ) 4 h → 溫?zé)?40 ºC、 85 %RH) 3 h |
C | 鹽霧(35 ºC) 2 h→ 干燥( 60 ºC、 |
6.3 電工電子產(chǎn)品用循環(huán)鹽霧標(biāo)準(zhǔn)方法(見(jiàn)表4）
表4 電工電子產(chǎn)品用循環(huán)鹽霧標(biāo)準(zhǔn)方法
等級(jí) | 循環(huán)周期 | 試驗(yàn)周期 |
（1） | 鹽霧2h →濕熱7d ，每周期7d | 4個(gè)循環(huán) |
（2） | 鹽霧2h→溫?zé)?0~22 h，每周期24 h | 3個(gè)循環(huán) |
（3） | 同(2) | 3個(gè)循環(huán)+3 d儲(chǔ)存 |
（4） | 同(2) | 重復(fù)2個(gè)(3) |
(5) | 同(2) | 重復(fù)4個(gè)(3) |
（6） | 同(2) | 重復(fù)8個(gè)(3) |
6.4 汽車(chē)材料用循環(huán)鹽霧標(biāo)準(zhǔn)方法
汽車(chē)行業(yè)是最早使用循環(huán)鹽霧試驗(yàn)作為產(chǎn)品可靠性的評(píng)價(jià)手段的行業(yè)之一。基本上各大汽車(chē)生產(chǎn)廠家都有自己的循環(huán)鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，用以模擬汽車(chē)材料在使用環(huán)境中的腐蝕情況。
1# CCT 循環(huán)
CCT是由日本日產(chǎn)汽車(chē)Nissan提出的， 也是最早被應(yīng)用的循環(huán)腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法之一，在傳統(tǒng)中性鹽霧方法的基礎(chǔ)上又加進(jìn)了濕熱和干燥。CCT循環(huán)鹽霧標(biāo)準(zhǔn)方法見(jiàn)表5。
方法 | 循環(huán)周期 |
CCT I | 鹽霧(35ºC) 4 h→ 干燥(60ºC 、< 35 %RH) 2 h→ 濕熱(50ºC、95%RH) 2 h |
CCT II | 鹽霧( 35ºC) 2 h→ 干燥(60ºC 、< 35 %RH) 4 h→ 濕熱(50ºC、95%RH) 2 h |
CCT III | 鹽溶液浸濕(45ºC) 4.5min→ 濕熱(40ºC、> 95%RH)15 min→干燥(50ºC 、<30%RH) 7.5 min |
CCT IV | 鹽霧(50ºC) 10 min→ 干燥(60ºC 、< 30%RH) 155 min → 濕熱(60ºC 、95%RH) 75 min →干燥(60ºC 、<30%RH) 160 min→ 濕熱(60ºC 、95%RH) 80 min ，在每個(gè)循環(huán)中，最后兩個(gè)階段重復(fù)5 次 |
首先在JASO M610-1992 Cosmetic corrosion test method for automotive parts 中形成了標(biāo)準(zhǔn)方法CCT I。經(jīng)過(guò)在實(shí)踐中的使用和改進(jìn)，CCT方法已經(jīng)發(fā)展到 CCT IV，CCT IV是目前被認(rèn)為與實(shí)際車(chē)輛腐蝕結(jié)果 相關(guān)性最好的方法之一，并被引用到 ASTM D 6899-2003 Standard Guide for Laboratory Cyclic Corrosion Testing of Auto. Painted Steel 中。
CCT方法主要是用于汽車(chē)鋼板及零部件的測(cè)試。
2# GMW 14872
GMW 14872 Cyclic Corrosion Laboratory 是美國(guó)通用汽車(chē)公司的循環(huán)鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法, 其特點(diǎn)是采用濕熱、干燥疊加儲(chǔ)存環(huán)境的組合。
3# SAE J2334
4# PV 1210
周末被測(cè)件在25 ºC, 50 %RH 的環(huán)境下儲(chǔ)存。
該試驗(yàn)方法沒(méi)有干燥階段。
適用于有涂層的車(chē)身、車(chē)身薄板、結(jié)構(gòu)組件等試驗(yàn)樣品的腐蝕檢測(cè)。
5# 其他汽車(chē)工業(yè)的重要標(biāo)準(zhǔn)
FORD CETP:00.00-L-467 Global Laboratory Accelerated Cyclic Corrosion Test ;
VOLVO: VCS 1027,149 Accelerated corrosion test ;
VOLVO: VCS 1027,1449 Accelerated corrosion test, version II – ACT II .
7、在汽車(chē)工業(yè)中的單項(xiàng)與綜合鹽霧、腐蝕試驗(yàn)
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)階段，研發(fā)人員在關(guān)注實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的同時(shí)更加關(guān)注產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。但在日常環(huán)境中我們很難短時(shí)間檢測(cè)和觀察到產(chǎn)品的抗腐蝕性能。
例如涉及金屬材料，新材料及水溶性油漆等的產(chǎn)品，當(dāng)需要確定并預(yù)測(cè)這些產(chǎn)品的可靠性和壽命時(shí)，鹽霧腐蝕試驗(yàn)就顯得必不可少。
尤其是汽車(chē)行業(yè)，其產(chǎn)品的工作狀態(tài)是暴露于空氣中的，且工作場(chǎng)所多變，難免會(huì)接觸到鹽霧腐蝕。因此，鹽霧腐蝕試驗(yàn)在汽車(chē)行業(yè)里尤為重要。
7.1 單項(xiàng)試驗(yàn)
到目前為止，在我國(guó)檢測(cè)產(chǎn)品的主要根據(jù)是單項(xiàng)試驗(yàn)，其中最重要的是冷凝試驗(yàn)和用各種NaCl(氯化鈉)溶液濃度的鹽霧試驗(yàn)。但是，即使對(duì)于一些相對(duì)較容易規(guī)定的試驗(yàn)，例如冷凝試驗(yàn)，它的結(jié)果也可以是不穩(wěn)定的，這與試驗(yàn)的順序有關(guān)。在長(zhǎng)期潮濕情況下的試驗(yàn)所造成的破壞與短期結(jié)露然后水分蒸發(fā)的試驗(yàn)結(jié)果是不完全相同的。在鹽霧試驗(yàn)時(shí)所模擬的腐蝕類(lèi)型是隨不同的試件和試驗(yàn)方法而變化的。
在所有單項(xiàng)試驗(yàn)中我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，即雖然它可以用大量的同類(lèi)試件疊加以補(bǔ)償差別，但實(shí)際上卻不可能找到與室外氣候環(huán)境完全一致或明確的相關(guān)性。
最早致力于外界環(huán)境與鹽霧試驗(yàn)相關(guān)性研究的是由德國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛制造商協(xié)會(huì)(VDA) 工作小組，并制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
例如，車(chē)輛的油漆工藝應(yīng)能找出一種試驗(yàn)，它能加快時(shí)間因素(縮短試驗(yàn)時(shí)間) ，且汽車(chē)在行進(jìn)中被腐蝕的狀態(tài)。在此狀態(tài)下試驗(yàn)的目的是觀察其密閉部位、邊緣處和聯(lián)接處的銹蝕的形成。
結(jié)果認(rèn)為，在實(shí)驗(yàn)室用鹽霧試驗(yàn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)比大氣環(huán)境中更嚴(yán)苛的試驗(yàn)條件能達(dá)到事半功倍的效果。按鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(DIN 50021 SS) 和冷凝試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(DIN 50071 SFW) ，在露天大氣環(huán)境中典型的試驗(yàn)周期是4到6星期試驗(yàn)，在鹽霧試驗(yàn)設(shè)備中只需4到6個(gè)試驗(yàn)循環(huán)。
對(duì)于多層構(gòu)件可以再現(xiàn)它的腐蝕形成，鹽霧試驗(yàn)設(shè)備中的1次循環(huán)相當(dāng)于露天氣候環(huán)境下暴露約3周。對(duì)車(chē)身內(nèi)腔點(diǎn)火器的一次循環(huán)大致相當(dāng)于露天氣候環(huán)境下暴露約2周。
7.2 綜合試驗(yàn)
另外請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)綜合試驗(yàn)的曲線圖，圖3. VDA 循環(huán)試驗(yàn)，圖4. PV 1210交變循環(huán)試驗(yàn)。
圖三 VDA 循環(huán)試驗(yàn)
圖四 PV 1210交變循環(huán)試驗(yàn)
7.3 試驗(yàn)手段的難點(diǎn)及解決方法
1# 交變?cè)囼?yàn)的溫度及氣候控制
2# 用于能再現(xiàn)結(jié)果的恒定噴霧
因此，全面了解鹽霧腐蝕的特點(diǎn)，鹽霧腐蝕試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)及其手段，對(duì)實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的產(chǎn)品有著及其重要的作用。
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