鹽霧腐蝕原理

金屬材料大多數的腐蝕發(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，主要是導電的鹽溶液滲入金屬內部發(fā)生電化學反應，形成“低電位金屬—電解質溶液一高電位雜質”微電池系統(tǒng)，發(fā)生電子轉移，作為陽極的金屬出現溶解，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，它具有很強的穿透本領，容易穿透金屬氧化層進入金屬內部，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，取代保護金屬的氧化層中的氧，使金屬受到破壞。

 

鹽霧腐蝕測試方法及分類

鹽霧測試前后對比

 

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，通過觀察被測樣品在箱內放置一段時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，對產品進行鹽霧試驗，得出結果的時間也大幅縮短。

 

在天然環(huán)境下對某產品樣品進行試驗，腐蝕時間可能需要一年甚至數年，而在人工模擬鹽霧環(huán)境條件下試驗，只要數天甚至是數小時，即可得到相似的結果。

 

鹽霧試驗主要分為4種：

中性鹽霧試驗（NSS）;

乙酸鹽霧試驗（AASS）；

銅加速乙酸鹽霧試驗（CASS）;

交變鹽霧試驗。

 

GB/T 10125中4種鹽霧測試方法的對比

 

鹽霧腐蝕試驗設備

鹽霧腐蝕試驗箱結構圖

 

 

鹽霧腐蝕設備

 

鹽霧試驗結果評定

鹽霧試驗的結果評定方法包括：評級法；腐蝕物出現評定法；稱重法。

 

 

 

 

評級法

 

 

 

 

是把腐蝕而積與總而積之比的百分數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，它適合平板樣品進行評價。如GB/T6461-2002，ISO 10289-2001，ASTM B 537-70(2013)，ASTM D 1654-2005均采用該方法對鹽霧測試結果進行評估。

 

保護評級和外觀評級

 

R_P和R_A值的計算方式：

 

 

R_P—保護評級值；

R_A—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，為保護層腐蝕部分占總面積的百分比。

 

覆蓋層分類及主觀評價

 

 

保護評級的表示方法為：R_A/—

如：輕微生銹超過表面1%，小于表面2.5%時，表示為：5/—

 

外觀評級的表示方法為：—/R_A值+主觀評價+覆蓋層破壞等級

如：中度起斑點，面積超過20%，表示為： —/2mA

 

性能評級的表示方法為：R_A值+主觀評價+覆蓋層破壞等級

如：試樣未出現基體金屬腐蝕，但出現小于總面積的1%的陽極性覆蓋層的輕度腐蝕，表示為10/6sC

 

 

對基體金屬呈陰極性的覆蓋層照片（圖片來源：ISO 10289-1999）

 

 

腐蝕物出現評定方法

 

 

 

 

是一種定性的判定方法，它以鹽霧腐蝕試驗后，產品是否產生腐蝕現象來劉一樣品進行判定。如JB4159-1999，GJB4.11-1983，GB/T4288-2003采用該方法對鹽霧測試結果進行評估。

 

常見電鍍件鹽霧試驗后的腐蝕特征表

 

 

 

稱重法

 

 

 

是通過對腐蝕試驗前后樣品的重量進行稱重的方法，計算出受腐蝕損失的重量來對樣品耐腐蝕質量進行評判，它特別適用于對某種金屬耐腐蝕質量進行考核。

 

腐蝕速率計算方法：

 

V_失— 金屬腐蝕速率，g/m²·h；

m₀ — 試件腐蝕前的質量，g；

m₁ — 試件腐蝕前的質量，g；

S — 試件的面積，m²；

t — 試件的腐蝕時間，h。

 

 

 

 

鹽霧試驗的影響因素

 

試驗溫濕度

 

 

 

金屬腐蝕的臨界相對濕度大約為70%。當相對濕度達到或超過這個臨界濕度時，鹽將潮解而形成導電性能良好的電解液。當相對濕度降低，鹽溶液濃度將增加直至析出結晶鹽，腐蝕速度相應降低。溫度升高，分子運動加劇，高鹽霧腐蝕速度越快。國際電工委員會指出：溫度每升高10℃，腐蝕速度提高2～3倍，電解質的導電率增加10～20%。對于中性鹽霧試驗，一般認為試驗溫度選在35℃較為恰當。

 

 

 

 

溶液的濃度

 

 

 

 

濃度在5%以下時，鋼、鎳、黃銅的腐蝕速度隨濃度的增加而增加；當濃度大于5%時，這些金屬的腐蝕速度卻隨著濃度的增加而下降。這是因為，在低濃度范圍內，氧含量隨鹽濃度的增加而增加；當鹽濃度增加到5%時，氧含量達到相對的飽和，如果鹽濃度繼續(xù)增加，氧含量則相應下降。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，因此腐蝕最嚴重。研究結果表明：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。GB/T 2423.17-93標準規(guī)定：平板狀樣品的放置方法，應該使受試面與垂直方向成30度角。

 

 

 

pH值

 

 

 

 

 

pH值越低，溶液中氫離子濃度越高，酸性越強腐蝕性也越強。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。為此國內外的鹽霧試驗標準對鹽溶液的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，以提高鹽霧試驗結果的重現性。

 

 

 

 

鹽霧沉降量和噴霧方式

 

 

 

 

鹽霧顆粒越細，所形成的表面積越大，被吸附的氧量越多，腐蝕性也越強。傳統(tǒng)的噴霧方法包括氣壓噴射法和噴塔法，最明顯的缺點是鹽霧沉降量均勻性較差，鹽霧顆粒直徑較大。不同的噴霧方法對鹽溶液的pH值也會產生影響。

 

鹽霧試驗相關的標準

 

標準號	標準名稱
GB/T 10125-2012	人造氣氛腐蝕試驗  鹽霧試驗
GB/T 12967.3-2008	鋁及鋁合金陽極氧化膜檢測方法第3部分：銅加速乙酸鹽霧試驗（CASS試驗）
GB/  T6461-2002	金屬基體上金屬和其它無機覆蓋層經腐蝕試驗后的試樣和試件的評級
GB/T  2423.17-2008	電工電子產品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法  試驗Ka：鹽霧
GB/T  2423.18-2012	環(huán)境試驗  第2部分：試驗方法 試驗Kb：鹽霧，交變(氯化鈉溶液)
JB 4159-1999	熱帶電工產品通用技術要求
GJB 4.11-1983	船舶電子設備環(huán)境試驗鹽霧試驗
ASTM B 117-2007	Standard Practice for Operating Salt Spray  (Fog) Apparatus
ASTM B  368-2003	Standard Test  Method for  Copper-Accelerated Acetic Acid-Salt  Spray (Fog) Testing
ASTM B 537-70  (2013)	Standard Practice for Ratingof Electroplated  Panels Subjected to Atmospheric Exposure
ASTM D  1654-2005	Standard Test  Method for Evaluation of Painted or Coated Speciments Subjected to Corrosive  Environment
ASTM G 85  -2011	Standard Practice for Modified Salt Spray  (Fog) Testing