您的位置： 首頁 > 新聞資訊（xùn） > 鹽（yán）霧試驗腐蝕機理及試驗（yàn）條件對結果的影響

鹽霧試驗腐蝕機理及試驗條件（jiàn）對結果的影響

作者：網絡編輯：草莓视频网站儀器來源：網絡發布日期： 2020.07.29

    鹽（yán）霧試驗是一種主要利用鹽霧試驗設備所創造的人工模擬鹽霧環境條件來考核（hé）產品或金屬材料耐腐蝕性能的環境試驗，主要分為天然環境暴（bào）露試驗（yàn）及人工模擬鹽霧環境試驗兩大類。
    人工（gōng）模擬鹽霧環境試（shì）驗是利（lì）用鹽霧試驗（yàn）箱，在其容積空間內模擬鹽霧環境來對產品的耐鹽霧腐蝕（shí）性能進行考核，與天然環境相（xiàng）比，人工模擬（nǐ）鹽霧環境中的NaCl濃度，可以是一般天然（rán）環境鹽霧含量的幾倍或（huò）幾十倍，提高了腐蝕速度，在短時間內就可以得到評估結果。
    鹽霧試驗按試驗溶劑和溫度變化可分為（wéi）中性鹽霧試驗NSS、乙醋酸鹽霧試（shì）驗AASS、銅加速醋酸鹽霧CASS及交變鹽（yán）霧試驗等四種類型。
    四類鹽霧試驗條件
    中性鹽霧試驗（NSS）是出現早目前應用領域廣的一種加速腐蝕試驗方法。試驗條件為連續鹽霧，溫度35℃，5%的NaCl溶液；NaCl的溶液pH值在6.5~7.2之間；鹽（yán）霧（wù）沉降量為1~2mL/h（80cm2）。
GB/T10125推薦的時間為：(2h、6h、24h、48h、72h、96h、144h、240h、480h、720h、1000h)
    乙酸鹽霧試驗（AASS）是在（zài）中性鹽霧試驗的基礎上發展（zhǎn）起來的。試驗條件是NSS的基礎上，在5%的NaCl溶液中加（jiā）入一（yī）些冰乙酸，使溶液（yè）的pH值降（jiàng）為3.1~3.3之間（jiān），形成酸性鹽霧，試驗溫度35℃。
GB/T10125推薦的時間為：(2h、6h、24h、48h、72h、96h、144h、240h、480h、720h、1000h)
    銅加速醋酸鹽霧試驗（CASS）的試驗（yàn）條件是在0.26g/L的NaCl溶液（yè）中加入氯化銅（CuCl2·2H2O），pH值為3.1~3.3，試驗溫度50℃。
    GB/T10125推薦的時間為：(2h、6h、24h、48h、72h、96h、144h、240h、480h、720h、1000h)
    交變鹽霧試驗是一種綜合（hé）鹽霧試驗，即將鹽霧、濕熱等測試條件進行組合循環，模擬複（fù）雜環境。按（àn）照GB/T2423.18-2012標準要求，鹽霧溫度35℃，NaCl的溶液pH值在6.5~7.2之間，規定了6種嚴酷度等級。
    嚴酷等級（1）和（2）適用於試驗（yàn）在海洋環（huán）境或在近海地區使用的產（chǎn）品，一個循環。其中嚴酷等級（1）適用於試驗在大部分使用（yòng）壽命期間暴露於這（zhè）種環境的產品（例如船用雷達、甲板設備（bèi））；嚴酷等級（2）適用於試（shì）驗可能經常暴露於海洋環（huán）境、但通常會受封閉物保護的產品（如船橋或在控製室內使用的航海設備）；嚴酷等級（3）至（6）適用於通常在含鹽大氣與幹燥大氣直接頻繁交替使（shǐ）用的產品，例如汽車級零部件。
    嚴酷等級（1）和（2）將實驗程序（xù）分成若幹個規定的噴霧周期，每個噴霧周期之後接一個濕熱貯存周期，噴鹽溫度在15℃~35℃之間，貯存（cún）條件為溫度40℃，相（xiàng）對濕度93%。嚴酷等級（3）至（6）將（jiāng）實驗程序分若幹規定的試驗循環（huán）。每個試驗（yàn）循環的組成為：顯（xiǎn）示四個噴（pēn）霧（wù）周期，每個噴霧（wù）周期（qī）之後都緊（jǐn）跟著（zhe）一個濕熱（rè）貯存周期（qī），在噴霧和濕（shī）熱（rè）貯存之後再在試驗標準大氣條件下貯存一（yī）個周期。噴鹽溫度在15℃~35℃之間，貯存條件為溫度40℃，相對濕度93%。
鹽霧的腐蝕機理
    鹽霧對金屬材（cái）料的腐蝕是以（yǐ）電化學作用而逐（zhú）漸地損壞（huài）的,主要是導電的鹽溶液滲入金屬內部發生了電化學反應,形（xíng）成（chéng）“低（dī）電位金屬-電解（jiě）質溶液（yè）-高電位雜質”的原電池係統,從而發生電子（zǐ）轉移,陽極金屬出現溶解,終形成新的化合物,即腐（fǔ）蝕生成物。同理對（duì）於金屬保護層和有機塗層的鹽霧腐蝕機理（lǐ）也一樣。
    GJB548-2005方法1009對於腐蝕（shí）生成物的定義是指腐蝕作用的結果（即鏽或氧化鐵、氧化鎳、氧化錫等）。腐蝕生成物可能（néng）在原來腐蝕部位，或者由於鹽霧的流動或蔓延（yán）而覆蓋非腐蝕區域。
    鹽霧腐蝕破壞過程中起主要作用的是Cl-, Cl-半徑較小,隻有1.81×10-10m，因此具有很強的穿透能力,容易穿透金屬氧（yǎng）化層（céng）和防（fáng）護層進入到金屬內部（bù）,破（pò）壞金屬的鈍態。同時, Cl-具有一定的水合能,容易吸附在金屬表麵的孔隙、裂縫等位置,取代保護金屬氧化層中的氧,致（zhì）使金（jīn）屬受到破壞。
    鹽溶液的電化學腐蝕過程如下（xià）：
    陽極:金（jīn）屬以水化離（lí）子的形式進入溶液,並把當量的電子留在（zài）金屬
    Me→Me+++2e
    Me+++nH2O→Me--.2H2O或Me+nH2O→Me++.nH2O+2e電子從陽極流到（dào）陰極
    陰極:留在金屬（shǔ）中的（de）剩餘電子被氧去極化,氯通過（guò）擴散或對流（liú）,到達陰（yīn）極表麵, 吸收（shōu）電子而成（chéng）為氫氧根離子：1/2O2+H2O+2e→2OH-,溶液中氯化鈉溶液離解（jiě），同時生成（chéng）腐蝕物。
    NaCl→Na++Cl
    2Me+++2Cl-+2OH-→MeCl2.Me(OH)2
    除了Cl-外,鹽霧（wù）腐蝕機理還受溶（róng）解在鹽溶液裏(實（shí）質上是溶解在（zài）試樣表麵的鹽液膜)氧的（de）影響。氧能夠引起金屬表麵的去極化過程,從而加速陽極金屬溶解。
    另外，由於鹽霧試驗過程中的持續噴霧（wù）,不斷沉降在試樣（yàng）表（biǎo）麵上的鹽液膜使含（hán）氧量始終保持在接近飽（bǎo）和狀態。腐蝕物的生成，使滲入金（jīn）屬缺陷裏鹽溶液的體積逐（zhú）漸膨脹,因（yīn）此導致了金屬（shǔ）內應力的增大,引起應力（lì）腐蝕,塗層鼓起（qǐ）。
    鹽霧試驗條（tiáo）件對（duì）結果的影響
    腐蝕速率（lǜ）在很大程度上取決於溫度、鹽溶液濃度、溶液PH值、鹽霧（wù）澱積（jī）率（lǜ）及流速等方麵。
    (1)試驗溫度的（de）影響
    隨著溫度升（shēng）高，腐蝕速度也會越快（kuài）。IEC60355指出：“溫度每升高10℃,腐蝕速度（dù）將提高2～3倍（bèi）,電解質的（de）導電率將（jiāng）增加10%～20%”。這是因為溫度（dù）升高,試樣表麵鹽液膜（mó）中的離子（zǐ）運動加（jiā）劇,化學反應速度加快。不過（guò）由於氧在溶液中的（de）溶解度與溫度成反比，所以當（dāng）溫（wēn）度超過35℃後，腐蝕速度反而隨著溫度升高而降（jiàng）低（dī）。
    腐蝕速（sù）度主要是受溫度與溶解在（zài）溶液中的氧含量兩（liǎng）個因素所影響。
    當溫度低於35℃時，雖然氧含（hán）量（liàng）隨著溫度升高而降低，但在這種情況下電化學（xué）反（fǎn）應（yīng）所需要（yào）的氧是足夠的，腐蝕速度（即電化學反應速度）與（yǔ）溫度成正比，腐蝕速度受溫度控製。
    當溫度高於（yú）35℃時（shí），隨著溫度（dù）升高而導致氧含（hán）量降低，從而不能滿足電化學反應所需要的量。此時，腐蝕速（sù）度（dù）是受溶解氧含量控製的，雖然溫度升高會使（shǐ）化學反應速度提高，但由於是氧在參與電化學反應，所以氧濃度下降（jiàng），腐蝕速度卻隨溫度升（shēng）高而降低。
    (2)溶液濃度的影響
    在一定溫度條件下，腐蝕（shí）速度是由鹽濃度與溶解在溶（róng）液中的氧含量兩個因素來（lái）控製的。當溶（róng）液中氧的含量能滿足電化學反應（yīng）時，腐蝕速度受（shòu）鹽濃度控製，即Cl-濃度越大，發生的反應越強，腐蝕（shí）速（sù）度與濃度成正比。當濃度增加到5%時，氧含量達到相對的飽和，當鹽濃（nóng）度持續增加後，溶解的氧含量將逐漸降低，不（bú）能滿足電化學反應的需求。這時，腐蝕速（sù）度是受溶液中氧的含量來控製。雖然Cl-濃（nóng）度變大，但此時起主要作用的是氧，所以腐蝕速度隨濃度的增加而變小。
    (3)溶液PH值的影響
    溶液（yè）的pH值反映了溶液的（de）酸堿度。pH值越低,溶液中氫離子的濃度越高，酸性越強,腐蝕性也越強（qiáng）。所以為了（le）使（shǐ）腐蝕速（sù）度穩定在可控範圍內，應避免（miǎn）NaCl受其他因素影響而引起酸性或堿性。
    (4)鹽霧澱積率的影響
    鹽（yán）霧澱積率是單（dān）位時間內在試（shì）驗區域上澱積的鹽霧量，反映了噴霧密度和均勻性（xìng）。鹽霧顆粒的大（dà）小與吸附的氧（yǎng）含量及腐蝕性息息相關。自然界中90%以上的鹽霧顆粒直徑在1μm以下。有研究表明，直（zhí）徑1μm的鹽霧顆粒表麵所吸附的（de）氧量與顆粒內部溶解（jiě）的氧（yǎng）量是相對平（píng）衡的（de），鹽霧顆粒再小，所吸（xī）附的氧量也不再增加（jiā）。但如果液膜（mó）中的氧是靜止的，當液膜與金屬接觸（chù）,金（jīn）屬會（huì）很（hěn）快腐蝕,同時液膜中的氧也很快下（xià）降,使腐蝕反應減慢。如果液膜不斷更新,腐蝕就會連續進行。
    金屬（shǔ）表麵液膜的更新速度隨鹽霧（wù）澱（diàn）積率的增（zēng）加（jiā）而加（jiā）快。鹽霧（wù）澱（diàn）積率過低會影（yǐng）響金屬表麵液（yè）膜的更新速度。當澱積率小於0.3mL/cm2·d時,腐蝕速度隨澱積率（lǜ）的（de）增加而增加。這（zhè）是因為金屬表麵液膜較薄,氧很快到達陰極表麵,腐蝕率會緩慢上升,並逐漸趨於平穩；當沉降率超（chāo）過1.2mL/cm2·d時,液膜將增厚，氧的擴散距（jù）離將增加，從而（ér）到達陰極（jí）表麵減緩，腐蝕速度反而不加快。
    因此，控製鹽（yán）霧澱積率，保障腐蝕速度穩定，使（shǐ）試驗結果可以再現。一般要求鹽（yán）霧（wù）澱積率控製在1~2mL/80cm2·h範圍內。
    (5)試樣擺放角度的影響
    在（zài）鹽霧試驗中,由於試驗箱內（nèi）的溫度、鹽溶液濃度是恒定的,在控（kòng）製好鹽霧（wù）澱積率的同時，試樣在鹽（yán）霧箱中的放置角度將對試驗結果將產生重要影響。鹽霧（wù）試驗是以垂直方向澱積（jī）的,在（zài）初（chū）始階段,腐蝕幾乎全部在試樣向上的一麵發生,這和自然環境下的腐蝕情況存（cún）在差異。在自然環境下,試樣的兩麵（miàn）都會受到鹽霧腐蝕,而且有時試（shì）樣背麵還更嚴重,說明鹽霧試驗本質（zhì）上與自然環境的不同。試樣放置（zhì）角（jiǎo）度(樣品與水平（píng）麵的夾角)的變化會嚴重影響水平麵上的投影麵（miàn）積,直接關係到試樣表麵的鹽霧澱積（jī）量，一般推薦試樣的擺放角度為20℃~30℃。
    (6)流速的影響（xiǎng）
    在氧濃度（dù）、溫度、鹽濃度一定時，流速與腐蝕速度成正比關係，流速增加會導致腐蝕速度的加快（kuài）。

【相關推薦（jiàn）】