盐雾试验

盐雾试验简介

作者：叶履疆

摘要

盐在地球上分布非常广泛。海洋、河流、湖泊、大气和地面中都有盐，尤以沿海地区含盐量较大，且海洋中含盐量最大，不与盐接触的产品是没有的。因此，所有的产品在其寿命周期间都处于某种形式的盐环境中。盐雾试验的目的是检验含盐潮湿大气对产品性能的影响，特别是检验涂护层的性能和材料的兼容性

【关键词】盐雾试验、NSS、失效效应、腐蚀率

1.盐雾试验

盐雾试验是检验产品材料和其防护层的抗盐雾腐蚀能力，以及比较工艺品质的一个重要手段，是模拟沿海大气条件所进行的快速腐蚀试验。也就是说，盐雾试验是模拟含盐的大气环境，它以某种形式形成含氯离子的微小液滴介质对金属进行腐蚀。具体情况是，按一定浓度的氯化钠溶液，在控制条件下加压呈细雾状，使之均匀地散落在试样表面，并在不断更新液膜条件下对金属所作的加速腐蚀试验。

2.盐雾腐蚀机理

盐雾对金属材料的腐蚀，主要是导电的盐溶液渗入金属内部发生电化学反应，形成“低电位金属-电解质溶液-高电位杂质”的微电池系统，发生电子转移，作为阳极的金属出现溶解，形成新的化合物（腐蚀物）。金属保护层和有机材料保护层也相同，当作为电解质的盐溶液渗入内部后，便会形成以金属为电极和金属保护层或有机材料为另一极的微电池。下面是以铁的一种电化学腐蚀来简单介绍电化学腐蚀原理：

负极(Fe)：Fe－2e =Fe2+

正极：O

2＋2H

2

O＋4e =4OH-

总反应：2Fe＋O

2＋2H

2

O=2Fe(OH)

2

Fe(OH)

2再度被氧化成生成Fe(OH)

3

，然后Fe(OH)

3

脱水生成Fe

2

O

3

（铁锈）。

盐雾腐蚀破坏过程中虽然氯离子不直接参与反应，但其在整个腐蚀过程中起着主导作用，原因是氯离子具很强的穿透能力，容易穿透金属氧化层进入金属内部，破坏金属的钝化保护层。同时，氯离子具有很小的水合能，容易被吸附在金属表面，取代金属保护层中的氧，使金属受到破坏。

除了氯离子外，盐雾腐蚀还受溶解于盐溶液中（实质上是溶解在试样表面的盐液膜）氧的影响。氧能够引起金属表面的去极化过程，加速阳极金属溶解，由于盐雾试验过程中持续喷雾，不断沉降在试样表面上形成盐

液膜，使含氧量始终保持在接近饱和状态。腐蚀产物的形成，使渗入金属缺陷里的盐溶液的体积膨胀，因此增加了金属的内部应力，引起了应力腐蚀，导致保护层鼓起。

3.盐雾试验种类

盐雾试验按其种类分为中性盐雾试验（NSS），乙酸盐雾试验（ASS）和铜加速乙酸盐雾试验（CASS），交变盐雾试验；按其喷雾的状况可分为间歇喷雾和连续喷雾。

（1）中性盐雾试验（NSS）

本方法是出现最早目前应用领域最广的一种加速腐蚀试验方法。它是用来模拟沿海地区的大气环境条件，适用于金属及其合金、金属覆盖层、有机覆盖层、阳极氧化膜和转化膜等的检测。

（2）乙酸盐雾试验（ASS）https://www.360docs.net/doc/9c1015169.html,& _$ _- D# f: V& B! C9

针对在城市大气中的酸性状态，为了缩短试验时间，在盐溶液中加入酸（乙酸）。其除溶液配制与中性盐雾试验略有不同外，其它均相同。它的腐蚀速度大约是NSS试验的3倍。它适用于各种无机及有机镀层和涂层、黑色及有色金属，如铜－镍－铬镀层、镍－铬镀层、铝的阳极氧化膜等的检测。

（3）铜加速的醋酸盐雾试验（CASS）a#

通过对某些地区雨水成分的分析以及对添加剂加速试验进行的大量研究，发现往乙酸盐雾试验中添加氧化铜可大大增加介质腐蚀性，且腐蚀特征与实际情况下发生的严重腐蚀特征十分相似，因而进一步制定了加速的CASS试验方法。它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。

（4）交变盐雾试验

它是一种综合盐雾试验，其实际上是中性盐雾试验与恒定湿热试验的交替转换。它主要用于空腔型的整机产品，通过潮湿状态环境的渗透，使盐雾腐蚀不但在产品表面产生，也在产品内部产生。试验之后考核产品的电性能和机械性能有无变化。（一般是先进行盐雾试验，然后进行恒定湿热试验。）

（5）间歇喷雾与连续喷雾

间歇盐水喷雾比连续喷雾更接近于沿海条件。间歇试验可使腐蚀产物吸湿后影响腐蚀，如两次喷雾的时间足够长，腐蚀产物便会干燥、发硬、开裂，这与自然条件下出现的现象往往类似。有孔隙的镀层，可作极短暂的盐水喷雾，以免由于腐蚀而产生新的孔隙。

在实际工作中，考虑到实际操作及运行状况，我们对大多数工件产品做的是中性盐雾试验（NSS），且使用连续盐水喷雾，以此来类比评价。

4.盐雾试验相关规则（以NSS为例）

4.1式样

如没有特别规定，式样必须充分清理。所使用的清理方法视样品表面情况和污物的性质而定，如乙醇、丙酮等，但不能使用任何会侵蚀式样表面的磨料和溶剂。式样清理后必须注意不要再触摸样品测试面，以免再被污染。

4.2试验条件

测试所需盐溶液采用氯化钠和蒸馏水配置，其浓度为5.0±1%，且PH值在6.5～7.2之间（35℃）；试验箱内温度为35±2℃，湿度大于95%RH；盐雾沉降量依连续喷雾8小时的平均值应为1.0～2.0ml/h.80cm2；收集的盐雾液含氯化钠应为50±10g/L；盐雾喷嘴压强应为0.7～1kg/cm2；受试样品摆放位置不得高于喷雾室盐雾的逸出口。

4.3试验手法

如果试验设备之前做过不同于本试验规定溶液的试验，在使用该设备前必须充分清洗。试验喷雾方式为连续喷雾，在规定的试验时间内喷雾不得中断。喷雾周期按小时计，具体要求按产品需要确定，一般定为2、4、6、8、12、18、24、30、36、42、48、72、96、120小时等。在试验过程中式样表面不能被损坏，并且检查和记录任何能够观察到的变化现象，如要中期检查所需开箱，时间应尽可能短。式样在箱内放置的位置，应使受测面与垂直线成15～30度，并与盐雾在箱内流动的主要方向平行。同时式样放置应能使盐雾在所有式样上自由沉降。一个式样上的盐溶液不得落在任何其它式样上。试验时，式样不得互相接触，也不得与其它金属或吸水材料以及箱体接触，与箱壁相距不少于50mm。如式样需要悬挂，悬挂材料不能用金属，必须用人造纤维或其它惰性绝缘材料。式样切割边缘或有识别标记的地方，应以适当的材料进行防腐蚀覆盖（如油漆、石蜡或粘结胶带等）。箱内温度应在达到试验温度时，才放进式样。

4.4式样测试后清理

除非待测试材料或产品的规格中另有规定，在试验结束后应使用下述方法处理试样：小心取出式样，用流动冷水（低于35℃）轻轻冲洗试样或用海绵等从表面除去盐垢，然后立即进行对样品进行干燥处理，并及时检查腐蚀程度及其它缺陷。

5.影响盐雾试验的主要因素及原因

影响盐雾试验结果的主要因素包括：试验温湿度、盐溶液浓度、盐溶液PH值、盐雾沉降量、喷雾方式和样品放置角度等。

5.1盐雾试验设备测试区的温度及相对湿度。（测试区环境直接影响NaCl溶液与样品的反应状况，即是影响腐蚀程度。）

5.2所有与测试有关的水质及温度。（盐雾测试对水质要求很高，即对水中不同成分的含量有严格要求，成分不一样，测试结果也有差异；温度是影响水质的重要因素，不同的温度下有着不同的成分含量。对于盐雾试验来说温度主要影响水中CO2的溶解度，则水温就影响到PH值的大小。）

5.3NaCl的成分。（盐雾测试是NaCl溶液与样品之间的化学反应，因此NaCl的成分起着至关重要的作用。NaCl少了，则NaCl溶液与样品之间的化学反应就轻微，相应的腐蚀程度也就小了。）

5.4盐水的PH值。（PH值的大小是指溶液中H+和OH-含量的多少，是溶液与样品反应活跃程度的表现。）

5.5盐雾的喷雾量。（直接读取测试区的喷雾是否均匀，是否匀速，其参数均不同程度的影响腐蚀程度。）

5.6测试样品的摆放角度。（角度的大小关系到被腐蚀的程度，角度越大越容易被腐蚀，反之则相反。）

5.7测试前样品的处理。（洁净的样品与测试前就被污染了的样品测试后得出的测试结果是不一样的。因此有必要弄清楚腐蚀是测试前就有的现象还是测试后的现象，还是污染物的催化作用，这直接影响测试结果的判定。）

5.8喷到盐雾试验设备顶盖上的盐水是否会落到样品表面。（造成额外的腐蚀）5.9测试后样品的处理。（测试后根据样品材料选择合理的样品处理方式是非常重要的，例如试验结束后样品是吹干还是晾干都有可能影响到试验的结果。）

6.盐雾试验造成的失效效应

6.1金属腐蚀

图1 金属腐蚀效应

6.2电解造成涂料起泡

图2 电解失效效应

6.3机械件的活动零件受阻或卡死

图3 腐蚀产物沉淀效应

6.4电子装备因盐份沉淀造成损伤

图4 盐分沉淀效应

7.测试的结果评定

7.1考核面积

考核面积是指受腐蚀试验的主要表面和进行评级的表面，对考核面积进行检验分析及评级时应该注意（尽量选取式样中间部分；尽量包含多的腐蚀点）。7.2腐蚀率的计算

7.2.1用透明的划有5mm×5mm方格的塑料薄膜或有机玻璃板覆盖在式样的考核面积上，使式样考核面积划分成边长为5mm的若干方格，数出方格总数，假设为N。位于式样边缘的方格，超过1/2的，以1个方格计算，不足1/2的略去不计。

7.2.2在腐蚀试验后，分别数出基体腐蚀点或镀层腐蚀的方格数，设为n。分别进行计算，得出样品的耐腐蚀等级。

7.2.3腐蚀评级与腐蚀缺陷面积的关系、腐蚀试验的外观评级，见下表1所示：

表1腐蚀评级与腐蚀缺陷面积的关系及外观评级

腐蚀评级/级腐蚀率（%）外观评级/级式样表面外观的变化

10 0 A 无变化

9 ＞0～0.1 B 轻微到中度的变色

8 ＞0.1～0.25 C 严重变色或极轻微的腐蚀产物

7 ＞0.25～0.5 D 严重的失光或出现极轻微的腐蚀产物

6 ＞0.5～1 E 严重的失光，或式样局部表面布有薄层腐蚀产物或点蚀

5 ＞1～2.5 F 有腐蚀产物或点蚀，且其中之一分布在整个式样表面上

4 ＞2.5～

5 G 整个表面布有厚的腐蚀产物层或点蚀

3 ＞5～10 H 整个表面上布有非常厚的腐蚀产物层或点蚀，并有深的点蚀

2 ＞10～25 I 出现基体金属腐蚀

1 ＞25～50

0 ＞50

说明：评定级别中以10级为最好，0级最差。

表2 有漆涂层的盐雾试验评级

序号等级破坏程度

1 一级轻微变色；漆膜无起泡、生锈和脱落等现象

2 二级明显变色；漆膜表面起微泡，面积小于50%；局部小泡面积

在4%以下；中泡面积在1%以下；锈点直径在0.5mm以下；

漆膜无脱落

3 三级严重变色；漆膜表面起微泡，面积小于50%；小泡面积在5%

以上；出现大泡；锈点面积在2%以上；漆膜出现脱落现象注：1.气泡面积计算使用百格板，1%面积内只要起泡，无论多少均算1%；

2.微泡：肉眼可见；小泡：肉眼明显可见，￠0.5mm以下；中泡：￠0.6～1mm；大泡：￠1.1mm以上；

3.周边5mm不计；

4.破坏现象符合任一条，即属该等级。

7.3测试结果

评定测试结果的判定范例：

a)中度起斑点，面积约为20%；

b)覆盖层（阳极性）轻度腐蚀，面积超过1%；

c)极小的表面蚀点引起整个表面轻度发暗。

8.附加：盐雾试验（NSS）报告

8.1测试报告

耐盐雾腐蚀试验报告

试验项目中性盐雾试验（NSS）试验日期2012/04/26

试验设备盐水喷雾试验机（GT-7004-M）

试验依据ASTM B117-09：Standard Practice for Operating Salt Spray(Fog) Apparatus.

实验室温度及相对湿度(25±10)℃

(25~85)%氯化钠浓度(5.0±1)%喷雾量(1.0~2.0)mL/h/80cm2

盐雾箱内温度(35.0±2.0)℃盐雾箱内湿度(95~98)%溶液比重1.0255～1.0400

盐溶液PH值 6.5~7.2式样放置角度30°试验后清

洗水温<38℃

序号数量试验时间试验后现象描述

11pcs 48h无明显异常现象

21pcs 72h无明显异常现象

31pcs 96h无明显异常现象

41pcs 120h极轻微的失光，且局部表面布有薄层腐蚀产物及部分点蚀测试结果评定腐蚀率：1.3

试验人员：叶履疆

注：1．产品为镀锌钢板（面积为150m m×75mm，且用乙烯胶带做包边处理）。

2．测试前产品表面处理方式为用酒精擦拭晾干。

3．以上均用去离子水。

4.试验结束取出样品自然干燥30min，再用温度不高于38℃洁净流水清洗式样表面

残留盐雾溶液，并立即以洁净压缩空气吹干。

8.2测试结果

●测试结果描述详见上报告。

●式样测试前和测试后图片展示如下：

描述测试前图片

预处理之后