鹽霧試驗(yàn)是一種主要利用鹽霧試驗(yàn)設(shè)備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核產(chǎn)品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗(yàn)。主要分為兩大類，一類為天然環(huán)境暴露試驗(yàn)，另一類為人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)。前者因?yàn)楹臅r(shí)耗力，很少進(jìn)行這樣的天然環(huán)境暴露試驗(yàn)，主要是進(jìn)行人工模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)，人工模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)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(gè)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(shí)間后的變化來反映被測樣品的抗腐蝕性，它是一種加速測試方法，其鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度，可是一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍，使腐蝕速度大幅提高，對產(chǎn)品進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)，得出結(jié)果的時(shí)間也大幅縮短。

 

鹽霧試驗(yàn)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(shí)，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。

 

鹽霧試驗(yàn)分類

 

鹽霧試驗(yàn)主要分為4種：中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）、乙酸鹽霧試驗(yàn)（AASS）、銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)（CASS）、交變鹽霧試驗(yàn)。

 

四種鹽霧試驗(yàn)的對比列表

 

中性鹽霧試驗(yàn)（NSS試驗(yàn)）

 

中性鹽霧試驗(yàn)是出現(xiàn)最早應(yīng)用領(lǐng)域最廣的一種加速腐蝕試驗(yàn)方法。一般情況下，它采用5%的氯化鈉鹽水溶液，溶液PH值調(diào)在中性范圍（6.5～7.2）作為噴霧用的溶液。試驗(yàn)溫度均取35℃，要求鹽霧的沉降率在1～2ml/80cm².h之間。

 

中性鹽霧試驗(yàn)適用于：金屬及其合金，金屬覆蓋層(陽極性或陰極性)，轉(zhuǎn)化膜，陽極氧化膜，金屬基體上的有機(jī)涂層。

 

乙酸鹽霧試驗(yàn)（ASS試驗(yàn)）

 

乙酸鹽霧試驗(yàn)（AASS試驗(yàn)）是在制備的鹽溶液中加入適量的冰乙酸，以保證鹽霧箱內(nèi)收集液的pH值為3.1～3.3，溶液變成酸性，最后形成的鹽霧變成酸性。它的腐蝕速度要比NSS試驗(yàn)快3倍左右。如初配制的溶液pH值為3.0～3.1，則收集液的pH值一般在3.1～3.3范圍內(nèi)。pH值的測量應(yīng)在25℃±2℃用酸度計(jì)測量，也可用測量精度不大于0.1的精密pH試紙進(jìn)行日常檢測。溶液的pH 值可用冰乙酸或氫氧化鈉調(diào)整。

 

乙酸鹽霧試驗(yàn)適用于：銅+鎳+鉻或鎳+鉻裝飾性鍍層,也適用于鋁的陽極氧化膜。

 

銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)（CASS試驗(yàn)）

 

銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)（CASS試驗(yàn)）在制備的鹽溶液中，加入氯化銅(CuCl2·2H2O)，其濃度為0.26 g/L±0.02 g/L(即 0.205g/L±0.015 g/L無水氯化銅)，強(qiáng)烈誘發(fā)腐蝕，它的腐蝕速度大約是NSS試驗(yàn)的 8倍。

 

銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)適用于：銅+鎳+鉻或鎳+鉻裝飾性鍍層,也適用于鋁的陽極氧化膜。

 

交變鹽霧試驗(yàn)

 

交變鹽霧試驗(yàn)是一種綜合鹽霧試驗(yàn)，它實(shí)際上是中性鹽霧試驗(yàn)加恒定濕熱試驗(yàn)。它主要用于空腔型的整機(jī)產(chǎn)品，通過潮態(tài)環(huán)境的滲透，使鹽霧腐蝕不但在產(chǎn)品表面產(chǎn)生，也在產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生。它是將產(chǎn)品在鹽霧和濕熱兩種環(huán)境條件下交替轉(zhuǎn)換，最后考核整機(jī)產(chǎn)品的電性能和機(jī)械性能有無變化。

 

鹽霧試驗(yàn)判定

 

鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的判定方法主要有評級判定法、稱重判定法、腐蝕物出現(xiàn)判定法和腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析法。

 

評級判定法

 

評級判定法是把腐蝕面積與總面積之比的百分?jǐn)?shù)按一定的方法劃分成幾個(gè)級別，以某一個(gè)級別作為合格判定依據(jù)，它適合平板樣品進(jìn)行評價(jià)。

 

稱重判定法

 

稱重判定法是通過對腐蝕試驗(yàn)前后樣品的重量進(jìn)行稱重的方法，計(jì)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，它特別適用于對某種金屬耐腐蝕質(zhì)量進(jìn)行考核。

 

腐蝕物出現(xiàn)判定法

 

腐蝕物出現(xiàn)判定法是一種定性的判定法，它以鹽霧腐蝕試驗(yàn)后，產(chǎn)品是否產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象來對樣品進(jìn)行判定，一般產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中大多采用此方法。

 

腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

 

腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法提供了設(shè)計(jì)腐蝕試驗(yàn)、分析腐蝕數(shù)據(jù)、確定腐蝕數(shù)據(jù)的置信度的方法，它主要用于分析、統(tǒng)計(jì)腐蝕情況，而不是具體用于某一具體產(chǎn)品的質(zhì)量判定。

 

鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

 

關(guān)于鹽霧試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)很多，比較常用的有《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》（GB/T 10125-2021）、《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Ka：鹽霧》（GB/T 2423.17-2008）、《環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Kb：鹽霧，交變(氯化鈉溶液)》（GB/T 2423.18-2012）、《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第11部分：鹽霧試驗(yàn)》（GJB 150.11A-2009）等，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容對比如下圖：

不同標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)內(nèi)容對比列表

 

其他行業(yè)的鹽霧試驗(yàn)的檢測標(biāo)準(zhǔn)如下：

 

1）裝備：GJB 150.11A-2009適用于對裝備進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。

 

2）機(jī)載電子設(shè)備：RTCA/DO-160G適用于航空設(shè)備進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。

 

3）電工電子產(chǎn)品：GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981適用于比較具有相擬結(jié)構(gòu)的試樣的抗鹽霧腐蝕的能力，也適用于評定保護(hù)性涂層的質(zhì)量以及均勻性，不適合作為通用的鹽霧腐蝕試驗(yàn)和含鹽大氣中使用的單個(gè)試樣的評定。

 

4）電子及電氣元件：GJB 360.2確定元件耐鹽霧腐蝕的能力。可以用來評定金屬或非金屬防護(hù)層的質(zhì)量和均勻性。

 

5）民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備：HB 6167.12-2014規(guī)定了民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備鹽霧環(huán)境試驗(yàn)條件和試驗(yàn)方法。適用于民用飛機(jī)上會受到鹽霧影響的機(jī)載設(shè)備。

 

6）分析儀器：GB/T 11606-2007適用于考核儀器 用材料及其防護(hù)層和某些儀器抗鹽霧腐蝕的能力，不適用于作為通用的腐蝕試驗(yàn)方法和在含鹽分大氣中工作的儀器。

 

7）金屬材料：GB/T 10125-2021適用于評價(jià)金屬材料及覆蓋層的耐蝕性，被測試對象可以具有永久性或暫時(shí)性防蝕性能的，也可以是不具有永久性或暫時(shí)性防蝕性能的。

 

8）光學(xué)和光子學(xué)儀器：GB/T 12085.4-2022描述了光學(xué)和光子學(xué)鹽霧試驗(yàn)的環(huán)境試驗(yàn)方法，適用于光學(xué)和光子學(xué)儀器，包括來自其他領(lǐng)域的組件（如機(jī)械、化學(xué)和電子設(shè)備）的鹽霧試驗(yàn)。可用于評估光學(xué)及其他功能性涂（鍍）層的抗鹽霧腐蝕的能力及評估金屬及非金屬涂（鍍）層的抗鹽霧腐蝕的效果，提早發(fā)現(xiàn)材料組合的不合理性。不適用于通用的腐蝕試驗(yàn)、自然海洋環(huán)境的真實(shí)的復(fù)現(xiàn)、與安裝好的裝置相分離的零、部件的防腐蝕措施的考核。

 

9）艦船電子設(shè)備：GJB 4.11-1983規(guī)定了艦船電子設(shè)備的元、器件或零部件的鹽霧試驗(yàn)。試驗(yàn)?zāi)康氖谴_定電子、元器件或零部件的鹽霧腐蝕的能力。主要用以評定金屬保護(hù)層的質(zhì)量及其均勻性，特別適用于對類擬保護(hù)層進(jìn)行比較。

 

鹽霧試驗(yàn)過程

 

試件預(yù)處理

 

應(yīng)對受污染的試件表面進(jìn)行預(yù)處理，以確保時(shí)間表面沒有污染物如油、脂或污物（灰塵）等，對試件的預(yù)處理應(yīng)盡可能少

 

初始檢測

 

試驗(yàn)前所有試件均應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行檢測，檢測以目視檢測為主，必要時(shí)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電氣和機(jī)械性能檢測，以取得基線數(shù)據(jù)，記錄檢查結(jié)果

 

試驗(yàn)過程

 

按照相應(yīng)鹽霧試驗(yàn)的檢測標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱的溫度、濕度，在規(guī)定的試驗(yàn)周期和循環(huán)周期內(nèi)進(jìn)行測試

 

恢復(fù)

 

在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下用流動水輕柔沖洗試件

 

最終檢測

 

對試件進(jìn)行目視檢查，必要時(shí)進(jìn)行物理和電氣性能檢測，記錄試驗(yàn)結(jié)果

 

結(jié)果分析

 

從物理、電氣、腐蝕三個(gè)方面進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果分析

 

鹽霧試驗(yàn)的影響因素

 

影響鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的主要因素包括：試驗(yàn)溫濕度、鹽溶液的濃度、樣品放置角度、鹽溶液的pH值、鹽霧沉降量和噴霧方式等。

 

鹽溶液的濃度

 

鹽溶液的濃度對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

 

樣品的放置角度對鹽霧試驗(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)，它的投影面積大，樣品表面承受的鹽霧量也多，因此腐蝕嚴(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。

 

試驗(yàn)溫濕度值

 

溫度和相對濕度影響鹽霧的腐蝕作用。金屬腐蝕的臨界相對濕度大約為70%。當(dāng)相對濕度達(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。國際電工委員會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撸肿舆\(yùn)動加劇，化學(xué)反應(yīng)速度加快的結(jié)果。對于中性鹽霧試驗(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。

 

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值會發(fā)生變化。為此國內(nèi)外的鹽霧試驗(yàn)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(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。

 

影響鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的因素包括：

 

1. 試驗(yàn)中斷、2. 試驗(yàn)樣品清潔、3. 試驗(yàn)樣品處理、4. 試驗(yàn)樣品放置、5. 鹽霧溶液的配置、6. 鹽霧溶液的濃度、7. 噴霧方式、8. 鹽霧試驗(yàn)溫度、9. 噴霧時(shí)間、10. 壓力平衡等等。