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发布日期:2018-3-27 10:58:13  点击数:180

盐雾腐蚀原理


金属材料大多数的腐蚀发生在大气环境中,大气中含有氧气、湿度、温度变化和污染物等腐蚀成分和腐蚀因素。盐雾腐蚀就是一种常见和最有破坏性的大气腐蚀。


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—电解质溶液一高电位杂质”微电池系统,发生电子转移,作为阳极的金属出现溶解,形成新的化合物即腐蚀物。盐雾腐蚀破坏过程中起主要作用的是氯离子,它具有很强的穿透本领,容易穿透金属氧化层进入金属内部,破坏金属的钝态;同时,氯离子具有很小的水合能,容易被吸附在金属表面,取代保护金属的氧化层中的氧,使金属受到破坏。



盐雾腐蚀测试方法及分类




盐雾测试前后对比图片来自于网络)


盐雾测试就是一种人造气氛的加速抗腐蚀评估方法。它是将一定浓度的盐水雾化;然后喷在一个密闭的恒温箱内,通过观察被测样品在箱内放置一段时间后的变化来反映被测样品的抗腐蚀性,它是一种加速测试方法,其盐雾环境的氯化物的盐浓度,可是一般天然环境盐雾含量的几倍或几十倍,使腐蚀速度大幅提高,对产品进行盐雾试验,得出结果的时间也大幅缩短。


在天然环境下对某产品样品进行试验,腐蚀时间可能需要一年甚至数年,而在人工模拟盐雾环境条件下试验,只要数天甚至是数小时,即可得到相似的结果。


盐雾试验主要分为4种:

中性盐雾试验(NSS);

乙酸盐雾试验(AASS);

铜加速乙酸盐雾试验(CASS);

交变盐雾试验。


GB/T 10125中4种盐雾测试方法的对比




盐雾腐蚀试验设备




盐雾腐蚀试验箱结构图


盐雾腐蚀设备(图片来源:上海博工试验设备制造厂)



盐雾试验结果评定

盐雾试验的结果评定方法包括:评级法;腐蚀物出现评定法;称重法。



评级法


是把腐蚀而积与总而积之比的百分数按一定的方法划分成几个级别,以某·个级别作为合格判定依据,它适合平板样品进行评价。如GB/T6461-2002,ISO 10289-2001,ASTM B 537-70(2013),ASTM D 1654-2005均采用该方法对盐雾测试结果进行评估。


保护评级和外观评级


RPRA值的计算方式:

RP—保护评级值;

RA—外观评级值;

A—计算RP时,为基体金属腐蚀部分占总面积的百分比;计算RA时,为保护层腐蚀部分占总面积的百分比。


覆盖层分类及主观评价


保护评级的表示方法为RA/—

如:轻微生锈超过表面1%,小于表面2.5%时,表示为:5/—


外观评级的表示方法为:—/RA值+主观评价+覆盖层破坏等级

如:中度起斑点,面积超过20%,表示为: —/2mA


性能评级的表示方法为RA值+主观评价+覆盖层破坏等级

如:试样未出现基体金属腐蚀,但出现小于总面积的1%的阳极性覆盖层的轻度腐蚀,表示为10/6sC


对基体金属呈阴极性的覆盖层照片图片来源:ISO 10289-1999)



腐蚀物出现评定方法


是一种定性的判定方法,它以盐雾腐蚀试验后,产品是否产生腐蚀现象来刘一样品进行判定。如JB4159-1999,GJB4.11-1983,GB/T4288-2003采用该方法对盐雾测试结果进行评估。


常见电镀件盐雾试验后的腐蚀特征表


表格来自网络



称重法


是通过对腐蚀试验前后样品的重量进行称重的方法,计算出受腐蚀损失的重量来对样品耐腐蚀质量进行评判,它特别适用于对某种金属耐腐蚀质量进行考核。


腐蚀速率计算方法:

V— 金属腐蚀速率,g/m2·h

m0 — 试件腐蚀前的质量,g;

m1 — 试件腐蚀前的质量,g;

S — 试件的面积,m2

— 试件的腐蚀时间,h。



盐雾试验的影响因素


试验温湿度


金属腐蚀的临界相对湿度大约为70%。当相对湿度达到或超过这个临界湿度时,盐将潮解而形成导电性能良好的电解液。当相对湿度降低,盐溶液浓度将增加直至析出结晶盐,腐蚀速度相应降低。温度升高,分子运动加剧,高盐雾腐蚀速度越快。国际电工委员会指出:温度每升高10℃,腐蚀速度提高2~3倍,电解质的导电率增加10~20%。对于中性盐雾试验,一般认为试验温度选在35℃较为恰当。



溶液的浓度



浓度在5%以下时,钢、镍、黄铜的腐蚀速度随浓度的增加而增加;当浓度大于5%时,这些金属的腐蚀速度却随着浓度的增加而下降。这是因为,在低浓度范围内,氧含量随盐浓度的增加而增加;当盐浓度增加到5%时,氧含量达到相对的饱和,如果盐浓度继续增加,氧含量则相应下降。氧含量下降,氧的去极化能力也下降即腐蚀作用减弱。对于锌、镉、铜等金属,腐蚀速度却始终随着盐溶液浓度的增加而增加。



样品的放置角度



盐雾的沉降方向是接近垂直方向的,样品水平放置时,它的投影面积最大,样品表面承受的盐雾量也最多,因此腐蚀最严重。研究结果表明:钢板与水平线成45度角时,每平方米的腐蚀失重量为250 g,钢板平面与垂直线平行时,腐蚀失重量为每平方米140 g。GB/T 2423.17-93标准规定:平板状样品的放置方法,应该使受试面与垂直方向成30度角。



pH值




pH值越低,溶液中氢离子浓度越高,酸性越强腐蚀性也越强。中性盐雾试验(NSS)  pH值为6.5~7.2。由于受到环境因素的影响,盐溶液的pH值会发生变化。为此国内外的盐雾试验标准对盐溶液的pH值范围都作了规定,并提出稳定试验过程中盐溶液pH值的办法,以提高盐雾试验结果的重现性。



盐雾沉降量和喷雾方式



盐雾颗粒越细,所形成的表面积越大,被吸附的氧量越多,腐蚀性也越强。传统的喷雾方法包括气压喷射法和喷塔法,最明显的缺点是盐雾沉降量均匀性较差,盐雾颗粒直径较大。不同的喷雾方法对盐溶液的pH值也会产生影响。


盐雾试验相关的标准


标准号

标准名称

GB/T 10125-2012

人造气氛腐蚀试验  盐雾试验

GB/T 12967.3-2008

铝及铝合金阳极氧化膜检测方法第3部分:铜加速乙酸盐雾试验(CASS试验)

GB/  T6461-2002

金属基体上金属和其它无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级

GB/T  2423.17-2008

电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法  试验Ka:盐雾

GB/T  2423.18-2012

环境试验  第2部分:试验方法 试验Kb:盐雾,交变(氯化钠溶液)

JB 4159-1999

热带电工产品通用技术要求

GJB 4.11-1983

船舶电子设备环境试验盐雾试验

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


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