影響鹽霧腐蝕的因素
1.試驗(yàn)溫濕度
溫度和相對(duì)濕度影響鹽霧的腐蝕作用。金屬腐蝕的臨界相對(duì)濕度大約為70%。當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到或超過這個(gè)臨界濕度時(shí),鹽將潮解而形成導(dǎo)電性能良好的電解液。當(dāng)相對(duì)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(yīng)降低。
試驗(yàn)溫度越高鹽霧腐蝕速度越快。電工委員會(huì)IEC60355:1971《AN APPRAISAL OF THE PROBLEMS OF ACCELERATED TESTING FOR ATMOSPHERIC CORROSION》標(biāo)準(zhǔn)指出:“溫度每升高10℃,腐蝕速度提高2~3倍,電解質(zhì)的導(dǎo)電率增加10~20%”。這是因?yàn)闇囟壬?,分子運(yùn)動(dòng)加劇,化學(xué)反應(yīng)速度加快的結(jié)果。對(duì)于中性鹽霧試驗(yàn),大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為試驗(yàn)溫度選在35℃較為恰當(dāng)。如果試驗(yàn)溫度過高,鹽霧腐蝕機(jī)理與實(shí)際情況差別較大。
2.鹽溶液的濃度
鹽溶液的濃度對(duì)腐蝕速度的影響與材料和覆蓋層的種類有關(guān)。濃度在5%以下時(shí)鋼、鎳、黃銅的腐蝕速度隨濃度的增加而增加;當(dāng)濃度大于5%時(shí),這些金屬的腐蝕速度卻隨著濃度的增加而下降。上述這種現(xiàn)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(guān),在低濃度范圍內(nèi),氧含量隨鹽濃度的增加而增加,但是,當(dāng)鹽濃度增加到5%時(shí),氧含量達(dá)到相對(duì)的飽和,如果鹽濃度繼續(xù)增加,氧含量則相應(yīng)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(duì)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。
3.樣品的放置角度
樣品的放置角度對(duì)鹽霧試驗(yàn)的結(jié)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(shí),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(yán)重。研究結(jié)果表明:鋼板與水平線成45度角時(shí),每平方米的腐蝕失重量為250 g,鋼板平面與垂直線平行時(shí),腐蝕失重量為每平方米140 g。GB/T2423.17-93標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“平板狀樣品的放置方法,應(yīng)該使受試面與垂直方向成30度角。”
4.鹽溶液的pH值
鹽溶液的pH值是影響鹽霧試驗(yàn)結(jié)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(qiáng)腐蝕性也越強(qiáng)。以Fe/Zn、Fe/Cd、Fe/Cu/Ni/Cr等電鍍件的鹽霧試驗(yàn)表明, 鹽溶液的pH值為3.0的醋酸鹽霧試驗(yàn)(ASS)的腐蝕性比pH值為6.5~7.2的中性鹽霧試驗(yàn)(NSS)嚴(yán)酷1.5~2.0倍。
由于受到環(huán)境因素的影響,鹽溶液的pH值會(huì)發(fā)生變化。為此國內(nèi)外的鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鹽溶液的pH值范圍都作了規(guī)定,并提出穩(wěn)定試驗(yàn)過程中鹽溶液 pH值的辦法,以提高鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性。
影響鹽溶液pH值變化的原因和結(jié)果
1)引起鹽霧試驗(yàn)過程中鹽溶液pH值變化的根源主要來自空氣中的可溶性物質(zhì),這些物質(zhì)的性質(zhì)可能不同,有些溶于水里后呈酸性, 有些溶于水里后呈堿性;
2)鹽霧試驗(yàn)過程中,空氣中的可溶性物質(zhì)溶入鹽溶液或從鹽溶液里逸出的過程是一個(gè)可逆過程。溶入物質(zhì)會(huì)使鹽溶液的 pH值降低,而逸出物質(zhì)會(huì)使鹽溶液 pH值升高,降低率和升高率相等的同時(shí)溶入速度大于逸出速度,將使鹽溶液的pH值降低。反之,鹽溶液的pH值升高。溶入和逸出速度相等,則pH值不變。
3)影響鹽溶液pH值變化的因素很多。例如空氣中可溶性物質(zhì)的性質(zhì)和含量、壓力、空氣與鹽溶液的接觸面積和接觸時(shí)間等。
a.空氣中可溶性物質(zhì)的性質(zhì)和含量
空氣中含有CO2,SO2 ,NO2 ,H2S等,這些氣體溶于水則生成酸性物質(zhì),使水的pH值降低??諝庵幸部赡艽嬖趬A性的塵埃顆粒,這些物質(zhì)溶于水會(huì)使水的pH值升高。
b.大氣壓力
氣體在水中的溶解度與大氣壓力成正比。0℃時(shí),1atm大氣壓力下100ml的水中能溶解0.355g CO2 ,而在2atm大氣壓力下100ml水能溶解0.670g CO2。當(dāng)利用壓縮空氣噴霧時(shí),由于大氣壓力增加,空氣中CO2 等酸性物質(zhì)的溶解量增加, 鹽溶液的pH值降低。這個(gè)過程與噴霧后受溫度下降而使CO2 從鹽溶液里逸出的過程恰恰相反。
c.空氣與鹽溶液的接觸面積和接觸時(shí)間
噴霧使鹽溶液變成直徑為1~5μm微細(xì)顆粒的鹽霧。接觸面積增加使得氣體溶入液體或氣體從液體中逸出的量都大大增加。當(dāng)影響氣體溶入液體和氣體從液體中逸出的條件(例如壓力,溫度等)不變時(shí),溶入和逸出速度zui終將達(dá)到平衡狀態(tài)。在達(dá)到平衡狀態(tài)以前,隨著時(shí)間的增加,溶入(或逸出)的量也將增加。