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淺談鹽霧試驗加速
淺談鹽霧試驗加速
一、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最有破壞性的大氣腐蝕。
鹽霧對金屬材料的腐蝕，主要是導(dǎo)電的鹽溶液滲入金屬內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，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(qiáng)的穿透本領(lǐng)，容易穿透金屬氧化層進(jìn)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(hù)金屬的氧化層中的氧，使金屬受到破壞。
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。
二、鹽霧試驗分類
鹽霧試驗主要分為4種：中性鹽霧試驗（NSS）; 酸性鹽霧試驗（AASS）；銅加速乙酸鹽霧試驗（CASS）; 交變鹽霧試驗。
三、鹽霧試驗的影響因素
溫度：溫度升高，分子運動加劇，高鹽霧腐蝕速度越快。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%。對于中性鹽霧試驗，一般認(rèn)為試驗溫度選在35℃較為恰當(dāng)。
溶液的濃度：濃度在5%以下時，鋼、銅等的腐蝕速度隨濃度的增加而增加；當(dāng)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。在低濃度范圍內(nèi)，氧含量隨鹽濃度的增加而增加；當(dāng)鹽濃度增加到5%時，氧含量達(dá)到相對的飽和，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。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，它的投影面積最大，樣品表面承受的鹽霧量也最多，因此腐蝕最嚴(yán)重。據(jù)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。pH值：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)。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。為此鹽霧試驗標(biāo)準(zhǔn)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(xì)，所形成的表面積越大，被吸附的氧量越多，腐蝕性也越強(qiáng)。傳統(tǒng)的噴霧方法有氣壓噴射法和噴塔法。
四、鹽霧試驗結(jié)果評定
鹽霧試驗的結(jié)果評定常用的方法包括：評級法；稱重法。
評級法：是把腐蝕而積與總而積之比的百分?jǐn)?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(jìn)行評價。如GB/T6461-2002采用該方法對鹽霧測試結(jié)果進(jìn)行評估。
評級法：RP和RA值的計算方式：
RP—保護(hù)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(hù)層腐蝕部分占總面積的百分比。
稱重法：是通過對腐蝕試驗前后樣品的重量進(jìn)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(jìn)行評判。
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 — 試件腐蝕后的質(zhì)量，g；
S — 試件的面積，m2；
t — 試件的腐蝕時間，h。
五、鹽霧試驗加速
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(shè)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(jìn)行考核。它與天然環(huán)境相比，其環(huán)境可控，可使腐蝕速度大大提高，對產(chǎn)品進(jìn)行鹽霧試驗，得出結(jié)果的時間也大大縮短。
（1）中性鹽霧試驗（NSS試驗）：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。如在天然暴露環(huán)境下對某產(chǎn)品樣品進(jìn)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。
（2）酸性鹽霧試驗（ASS試驗）是在中性鹽霧試驗的基礎(chǔ)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，最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(qiáng)烈誘發(fā)腐蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗的8倍。