如何正確操作鹽霧試驗(yàn)？常用中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差異超詳解析！

2020-10-25 11:43:00

鹽霧腐蝕是一種常見的海洋性大氣腐蝕，它的主要腐蝕成分是氯化鈉，其破壞區(qū)域主要發(fā)生在沿海地區(qū)。鹽霧試驗(yàn)是一種主要利用鹽霧實(shí)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)品或材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗(yàn)。鹽霧試驗(yàn)分為中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）、乙酸鹽霧試驗(yàn)（AASS）和銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)（CASS）。其中，中性鹽霧適用范圍最廣，可用于考核各類無機(jī)或有機(jī)覆蓋層產(chǎn)品的耐腐蝕性能。乙酸鹽霧和銅加速乙酸鹽霧則適用于銅+鎳+鉻或鎳+鉻裝飾性鍍層，也適用于鋁的陽極轉(zhuǎn)化膜。

1、中性鹽霧標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)重復(fù)性事物和概述所做的統(tǒng)一規(guī)定。中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)鹽霧試驗(yàn)條件，如溫濕度、氯化鈉溶液濃度、pH值等做的明確而具體的規(guī)定；另外還對(duì)鹽霧試驗(yàn)箱性能提出技術(shù)要求。常用的中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)室常使用的中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)	標(biāo)準(zhǔn)名稱	包含的鹽霧試驗(yàn)方法
GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006；ISO 9227:2017	人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)	NSS、AASS、CASS
GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981	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:鹽霧試驗(yàn)	NSS
GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996	色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測(cè)定	NSS
ASTM B117-18	操作鹽霧試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程	NSS
GMW 3286-16	中性鹽霧試驗(yàn)	NSS
JIS Z 2371:2015	鹽霧試驗(yàn)	NSS、AASS、CASS
GJB 150.11A-2009	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)	NSS

2、標(biāo)準(zhǔn)差異分析

中性鹽霧試驗(yàn)采用5%的氯化鈉鹽溶液，即pH值調(diào)節(jié)在中性范圍（6-7）作為噴霧用的溶液。試驗(yàn)溫度均采取35℃，鹽霧沉降率在1~2mL/80cm2·h之間。目前，不同國家、行業(yè)、廠家的鹽霧試驗(yàn)不完全一樣，形成了很多的鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。筆者針對(duì)使用頻次最高的5種中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)分別從五個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.1鹽溶液

鹽霧試驗(yàn)需要用到氯化鈉溶液作為腐蝕介質(zhì)，因此所用的氯化鈉溶液要符合一定的要求，見表2。

表2 不同標(biāo)準(zhǔn)的氯化鈉、水及溶液的要求

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)	氯化鈉的要求	水質(zhì)要求	溶液濃度要求	pH值要求
GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006	化學(xué)純或化學(xué)純以上	電導(dǎo)率不超過20μS/cm的蒸餾水或去離子水	（50±5）g/L，在25℃時(shí)，配制的溶液密度在1.029~1.036范圍內(nèi)。	6.5~7.2（收集液，測(cè)量溫度25℃±2℃）
IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008	高品質(zhì)，干燥時(shí)，碘化鈉的含量0.1%，雜質(zhì)總含量不超過0.3%	蒸餾水或去離子水	（5±1）%（質(zhì)量比）	6.5~7.2在（35±2）℃時(shí)
GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996	白色，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.5%，基本上不含銅和鎳，碘化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.1%	至少純度為三級(jí)	（50±5）g/L	6.5~7.2（收集液）
ASTM B117-18	雜質(zhì)總含量不超過0.3%，鹵化物的含量＜0.1%，銅含量＜0.3ppm	滿足ASTM D1193的Ⅳ的要求	（5±1）%（質(zhì)量比），在23℃±3℃時(shí)，配制的溶液密度在1.026~1.037范圍內(nèi)。	6.5~7.2(收集液，測(cè)量溫度23℃±3℃）
GJB 150.11A-2009	干燥時(shí)，碘化鈉的含量0.1%，雜質(zhì)總含量不超過0.5%	在25℃下，水的pH值為6.5~7.2；推薦使用電阻率為1500Ω˙m~2500Ω˙m	（5±1）%（質(zhì)量比）	6.5~7.2在（35±2）℃時(shí)

備注：因GMW3286和JIS Z 2371引用的試驗(yàn)條件參考ISO 9227，本文不再細(xì)述。

在上述標(biāo)準(zhǔn)要求可以得出，當(dāng)使用化學(xué)純或以上氯化鈉和去離子水時(shí)，所有標(biāo)準(zhǔn)均滿足要求。但測(cè)量溶液的pH時(shí)，GB/T 2423.17和GJB 150.11A必須在35℃時(shí)測(cè)量，增加了pH值的測(cè)量難度。

2.2 操作要求

試驗(yàn)時(shí)鹽霧的溫度高低和鹽霧沉降率的多少，對(duì)試驗(yàn)的腐蝕效果有很大的影響，因此標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定了試驗(yàn)溫度和鹽霧沉降率。而噴霧壓力影響鹽溶液收集速率，另外試樣的放置角度對(duì)鹽霧試驗(yàn)也有一定的影響。不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)操作要求也有差異，見表3。

表3 不同標(biāo)準(zhǔn)的操作要求

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)	試驗(yàn)溫度（℃）	鹽霧沉降率（80cm2單位面積）	空氣壓力	試樣放置角度
GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006	35±2	1-2ml/h	70~170kPa	與垂直面成20°±5°
IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008	35±2	1-2ml/h	無要求	試樣按正常使用狀態(tài)
GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996	35±2	1-2.5ml/h	70~170kPa	與垂直面成20°±5°
ASTM B117-18	35±2	1-2ml/h	83~124 kPa	與垂直面成15°~30°
GJB 150.11A-2009	35±2	1-3ml/h	83~124 kPa	試件應(yīng)按預(yù)期的貯存、運(yùn)輸或使用中的技術(shù)狀態(tài)和取向來放置。

從表3可以得出，GB/T 1771和GJB 150.11A要求的鹽霧噴霧量更大一些。GB/T 10125、GB/T 1771和ASTM B117對(duì)樣品放置角度有明確的要求，便于試驗(yàn)人員理解和操作。

2.3 試驗(yàn)前處理

鹽霧試驗(yàn)前，標(biāo)準(zhǔn)會(huì)要求對(duì)試樣進(jìn)行一些處理，以避免試樣受到損害而對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生不良影響，各標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)前處理見表4。

GB/T 10125和GB/T 1771試驗(yàn)前對(duì)樣品有比較詳細(xì)的要求，方便試驗(yàn)人員操作。

表4不同標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)前處理要求

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)	試樣調(diào)節(jié)	試驗(yàn)前處理	試樣邊緣處理
GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006	對(duì)于有機(jī)涂層樣品按在溫度（23±2）℃和相對(duì)濕度（50±2）%RH，空氣循環(huán)、不受陽光直接暴曬，調(diào)節(jié)至少16h。	清洗，不洗去保護(hù)膜。對(duì)于有機(jī)涂層的劃痕處理有明確要求。	油漆、石蠟或膠帶保護(hù)，特殊要求除外。
IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008	無要求	清潔	無要求
GB/T 1771	在溫度（23±2）℃和相對(duì)濕度（50±2）%RH，空氣循環(huán)、不受陽光直接暴曬，調(diào)節(jié)至少16h。	如需劃痕，則按劃痕要求處理。	背面與邊緣使用同樣的涂覆層
ASTM B117-18	無要求	清洗，不洗去保護(hù)膜。對(duì)于有機(jī)涂層的劃痕處理有明確要求。	油漆、石蠟或膠帶保護(hù)，特殊要求除外。
GJB 150.11A-2009	無要求	清潔	無要求

2.4試樣檢查與試驗(yàn)時(shí)間

鹽霧試驗(yàn)中均要求試驗(yàn)不受外界干擾，試驗(yàn)結(jié)束后除去試樣表面上的試驗(yàn)溶液殘留物后干燥，便于試驗(yàn)后結(jié)果的判定，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)影響對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的直接判定，另外試驗(yàn)時(shí)間也決定了產(chǎn)品需要達(dá)到什么樣的耐腐蝕水平，要求見表5。

試驗(yàn)中開箱檢查要求時(shí)間與次數(shù)盡可能少；試驗(yàn)后用水沖洗，除去試樣表面的試驗(yàn)溶液殘留物后干燥；本文列舉的標(biāo)準(zhǔn)本身沒有評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)制定評(píng)判要求。使用不同的判定方法可能出現(xiàn)不同的試驗(yàn)結(jié)果。

表5不同標(biāo)準(zhǔn)的檢查評(píng)價(jià)要求和試驗(yàn)時(shí)間

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)	過程檢查	試驗(yàn)結(jié)束后處理	評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)	試驗(yàn)時(shí)間
GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006	時(shí)間次數(shù)盡可能少	0.5~1h自然干燥，然后用溫度不高于40℃的流動(dòng)水沖洗，壓縮空氣吹干。	產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)	產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008	無要求	自來水沖洗5min，蒸餾水或去離子水沖洗，晃動(dòng)或氣流干燥，恢復(fù)1~2h。	產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)	產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 1771/ISO 7253:1996	快速檢查，不允許樣板變干	用潔凈的溫水沖洗，除去試板表面上的試驗(yàn)溶液殘留物，立即干燥。	產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)	產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
ASTM B117-18	時(shí)間次數(shù)盡可能少	用溫度不高于38℃的清潔流動(dòng)水沖洗，然后立即干燥。	產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)	產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
GJB 150.11A-2009	無要求	在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下用流動(dòng)水輕柔沖洗。	產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)	產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

2.5試驗(yàn)箱校驗(yàn)

試驗(yàn)箱的校驗(yàn)是對(duì)鹽霧試驗(yàn)箱的評(píng)價(jià)，考察鹽霧試驗(yàn)箱在規(guī)定條件下運(yùn)行后鹽霧腐蝕能不能達(dá)到規(guī)定的腐蝕效果，即標(biāo)準(zhǔn)試板的質(zhì)量損失是否能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，見表6。

表6不同標(biāo)準(zhǔn)的鹽霧試驗(yàn)箱校驗(yàn)要求

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)	標(biāo)準(zhǔn)板要求	試驗(yàn)時(shí)間	試板質(zhì)量損失
GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006	符合ISO 3574的CR4級(jí)冷軋?zhí)间摪澹?50701（mm），4塊	48h	（70±20）g/m2
IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008	無要求	無要求	無要求
GB/T 1771	符合ISO 3574的CR4級(jí)冷軋?zhí)间摪澹?50701（mm），6塊	96h	（130±20）g/m2
ASTM B117-18	符合SAE J1008要求低碳鋼板，761270.8mm。	48h~168h	相應(yīng)的質(zhì)量損失
GJB 150.11A-2009	無要求	無要求	無要求

GB/T 2423.17和GJB 150.11A對(duì)試驗(yàn)箱校驗(yàn)沒有要求，試驗(yàn)時(shí)只要腐蝕介質(zhì)和操作條件滿足要求即可。其他標(biāo)準(zhǔn)要求校驗(yàn)時(shí)滿足質(zhì)量損失的要求。

2.6 ISO 9227:2017與GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006的差異

與2006版本相比，2017版本在樣品試驗(yàn)后處理方式方面，根據(jù)無機(jī)涂層和有機(jī)涂層樣品提出了更為詳細(xì)的操作要求。

表7 ISO 9227:2017與ISO 9227:2006試驗(yàn)后

樣品處理要求

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)	試驗(yàn)后處理
GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006	自然干燥0.5~1h，然后用溫度不高于40℃的流動(dòng)自來水沖洗，接著在距離試樣約300mm處用氣壓不超過200kPa的空氣立即吹干。
ISO 9227:2017	1、金屬或無機(jī)涂層樣品：自然干燥0.5~1h，然后用溫度不高于40℃的流動(dòng)自來水沖洗，接著在距離試樣約300mm處用氣壓不超過200kPa的空氣立即吹干。 2、有機(jī)涂層樣品（有劃痕）：直接用流動(dòng)自來水沖洗，對(duì)劃痕部位按下面任何一種方式進(jìn)行： a)用小刀輕輕地剝離與基材失去附著力的涂層； b)用膠帶剝離涂層。 3、有機(jī)涂層樣品（無劃痕）：用流動(dòng)自來水沖洗。

3、結(jié)論與建議

（1）在產(chǎn)品耐腐蝕設(shè)計(jì)時(shí)使用中性鹽霧試驗(yàn)時(shí)，不能只簡單注明滿足某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，否則該技術(shù)條件不完善，無法進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。如使用GB/T 10125、GB/T 2423.17、GB/T 1771和ASTM B117時(shí)，必須注明試驗(yàn)時(shí)間與評(píng)價(jià)判定標(biāo)準(zhǔn)和量化指標(biāo)。

（2）不同的評(píng)判方法可出現(xiàn)不同的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于不同的部件涂裝類型，需要區(qū)別對(duì)待，如金屬鍍層可按GB/T 6461進(jìn)行評(píng)價(jià)考核，有機(jī)涂層類按GB/T 1766或ISO 4628系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核，有劃線要求的可按ISO 4628-8或ASTM D1654進(jìn)行。

（3）當(dāng)腐蝕介質(zhì)和操作條件嚴(yán)格控制后，鹽霧試驗(yàn)箱參數(shù)可以滿足不同標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)。

（4）嚴(yán)格控制鹽霧試驗(yàn)過程是提供試驗(yàn)重新性的關(guān)鍵。ISO 9227:2017作為一種全球性的、基礎(chǔ)性的人工加速腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，采用它更加符合經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)。ISO 9227:2017標(biāo)準(zhǔn)從試驗(yàn)用水、試劑、鹽溶液濃度、溶液pH值、樣品放置角度、試驗(yàn)箱性能要求以及試驗(yàn)前后樣品的處理方式都給出了詳盡、科學(xué)和可操作的要求。建議實(shí)驗(yàn)室人員在制定鹽霧試驗(yàn)操作規(guī)范時(shí)，采用ISO 9227:2017的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行制定，形成適合自己的使用規(guī)程。

鹽霧試驗(yàn)起源

鹽霧試驗(yàn)最早可以追溯到1914年，源于美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）。1939年，中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)ASTM B117基本形成。目前普遍采用的是美國材料協(xié)會(huì)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)ASTM B117和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)ISO 9227。各個(gè)國家也有各自的標(biāo)準(zhǔn)，如德國標(biāo)準(zhǔn)DIN 50021，英國標(biāo)準(zhǔn)BS 3900 F4，日本標(biāo)準(zhǔn)JIS Z 2371，法國標(biāo)準(zhǔn)D171058等。我國除國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10125、GB/T 2423.17和GB/T 1771（相對(duì)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9227、IEC 60068-2-11和ISO 7253）外，還有軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 150.11A等。世界各大汽車主機(jī)廠也有自己的標(biāo)準(zhǔn)，如通用汽車的GMW3286，日產(chǎn)汽車的NES M0140，福特汽車FLTM BI103-01等。各個(gè)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的主體條件基本相同。

如何正確操作鹽霧試驗(yàn)？常用中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差異超詳解析！

如何正確操作鹽霧試驗(yàn)？常用中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差異超詳解析！