我們來學習一些鹽霧試驗的原理和常見問題。
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，容易穿透金屬氧化層進入金屬，破壞金屬的鈍化性；同時氯離子水合能小，容易吸附在金屬表面，取代保護金屬的氧化層中的氧，對金屬造成損傷。
鹽霧試驗是一種人工大氣的加速防腐蝕評價方法。它將一定濃度的鹽水霧化；然后在密閉的恒溫箱中噴涂，通過觀察被測樣品在箱中放置一段時間后的變化來反映被測樣品的耐腐蝕性。它是一種加速試驗方法，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，對產(chǎn)品進行鹽霧試驗得出結(jié)果的時間也大大縮短。
一個產(chǎn)品樣品在自然環(huán)境下測試，腐蝕時間可能需要一年甚至幾年，而在人工模擬鹽霧環(huán)境下測試，只要幾天甚至幾個小時就可以得到類似的結(jié)果。
鹽霧試驗主要分為四種類型:
中性鹽霧試驗(NSS)；
乙酸鹽噴霧試驗(AASS)；
加速銅乙酸鹽噴霧試驗(CASS)；
交替鹽霧試驗。
GB/T 10125中四種鹽霧試驗方法的比較
鹽霧試驗結(jié)果的評價方法包括:評級法；腐蝕發(fā)生評估方法；稱重法。
評定法
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，以某一等級作為合格判定的依據(jù)，適用于平板樣品的評定。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估鹽霧試驗結(jié)果。
防護等級和外觀等級
RP和RA值計算如下:
RP——保護額定值；
ra-外觀等級值；
a——計算RP時，為基底金屬腐蝕部分占總面積的百分比；計算RA時，為保護層腐蝕部分總面積的百分比。
覆蓋層的分類及主觀評價
防護等級的表示方法為:ra/-
例如，當輕微銹蝕超過表面的1%且小于表面的2.5%時，則表示為:5/-
外觀等級的表達方式為:-/ra值+主觀評價+覆蓋層損傷等級。
例如，面積超過20%的中度斑點，表示為:-/2ma。
性能等級的表示方法為:RA值+主觀評價+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)生的評估方法
它是一種定性的判斷方法，通過鹽霧腐蝕試驗來判斷產(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價鹽霧試驗的結(jié)果。
重量法
它是一種在腐蝕試驗前后稱量樣品重量，計算腐蝕損失重量來判斷樣品耐腐蝕質(zhì)量的方法。它特別適用于評價某些金屬的耐腐蝕性能。
腐蝕速率計算方法:
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-試樣的腐蝕時間，h。
測試溫度和濕度
金屬腐蝕的臨界相對濕度約為70%。當相對濕度達到或超過這個臨界濕度時，鹽就會潮解，形成導(dǎo)電性好的電解質(zhì)。當相對濕度降時，鹽溶液的濃度會增加，直至結(jié)晶鹽析出，腐蝕速率相應(yīng)降。隨著溫度的升高，分子運動加劇，高鹽霧腐蝕速率加快。國際電工委員會指出，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%。對于中性鹽霧試驗，一般認為試驗溫度為35℃。
溶液的濃度
當濃度低于5%時，鋼、鎳和黃銅的腐蝕速率隨濃度的增加而增加。當濃度大于5%時，這些金屬的腐蝕速率隨著濃度的增加而降。這是因為在低濃度范圍內(nèi)，氧含量隨著鹽濃度的增加而增加；當鹽濃度增加到5%時，氧含量達到相對飽和；如果鹽濃度繼續(xù)升高，氧含量會相應(yīng)降。當氧含量降時，氧的去極化能力也降，即腐蝕減弱。對于鋅、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，其投影面積大，試樣表面承受的鹽霧多，因此腐蝕嚴重。結(jié)果表明，當鋼板與水平線成45度角時，每平方米腐蝕失重為250 g，當鋼板平面平行于垂直線時，每平方米腐蝕失重為140 g。GB/T 2423.17-93標準規(guī)定，放置平板試樣的方法應(yīng)使被測表面與垂直方向成30度角。
ph值
pH值越低，溶液中氫離子濃度越高，酸性越強，腐蝕性越強。中性鹽霧試驗(NSS)的pH值為6.5~7.2。由于環(huán)境因素的影響，鹽溶液的pH值會發(fā)生變化。因此，國內(nèi)外鹽霧試驗標準都規(guī)定了鹽溶液pH值的范圍，并提出了在試驗過程中穩(wěn)定鹽溶液pH值的方法，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，形成的表面積越大，吸附的氧氣越多，腐蝕性越強。傳統(tǒng)的噴霧方法有氣壓噴霧法和噴霧塔法。缺點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影響鹽溶液的pH值。
鹽霧試驗標準：GB/T 10125-2012
