盐雾腐蚀试验技术知识

基本原理和用途

1）盐雾腐蚀的危害
盐雾腐蚀会破坏金属保护层，使它失去装饰性，降低机械强度；一些电子元器件和电器线路，由于腐蚀而造成电源线路中断，特别是在有振动的环境中，尤为严重；当盐雾降落在绝缘体表面时，将使表面电阻降低；绝缘体吸收盐溶液后，它的体积电阻将降低四个数量级；机械部件或运动部件的活动部位由于腐蚀物的产生，而增加了磨擦力以至造成运动部件被卡死。
2）盐雾腐蚀的机理
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”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。金属保护层和有机材料保护层也同样，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电极的微电池。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。除了氯离子外，盐雾腐蚀机理还受溶解于盐溶液里(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的盐液膜，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
盐雾试验是一种利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来确认产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验，以测试盐雾腐蚀后样品性质的改变及样品对盐水喷雾的抗腐蚀能力。需要进行盐雾试验的产品主要是一些金属产品，通过检测来考察产品的抗腐蚀性，如钢丝绳、高锌铁丝、钢板等。
4）盐雾试验的分类：
实验室模拟盐雾可以分为三类：中性盐雾试验、醋酸盐雾试验、铜盐加速醋酸盐雾试验。
(1)中性盐雾试验（NSS试验）是出现早目前应用领域广的一种加速腐蚀试验方法。它采用5%的氯化钠盐水溶液，溶液PH值调在中性范围（6.5～7.2）作为喷雾用的溶液。试验温度均取35℃，要求盐雾的沉降率在1～2ml/80cm/h。
(2)醋酸盐雾试验（ASS试验）是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。它是在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降为3左右，溶液变成酸性，后形成的盐雾也由中性盐雾变成酸性。它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。
(3)铜盐加速醋酸盐雾试验（CASS试验）是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验，试验温度为50℃，盐溶液中加入少量铜盐-氯化铜，强烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。
(4)测试时间: 16H(少)
5）盐雾试验的影响因素
影响盐雾试验结果的主要因素包括：试验温湿度、盐溶液的浓度、样品放置角度、盐溶液的pH值、盐雾沉降量和喷雾方式等。
A.试验温湿度
温度和相对湿度影响盐雾的腐蚀作用。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。试验温度越高盐雾腐蚀速度越快。国际电工委员会IEC60355：1971《AN APPRAISAL OF THE PROBLEMS OF ACCELERATED TESTING FOR ATMOSPHERIC CORROSION》标准指出：“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%”。这是因为温度升高，分子运动加剧，化学反应速度加快的结果。对于中性盐雾试验，大多数学者认为试验温度选在35℃较为恰当。如果试验温度过高，盐雾腐蚀机理与实际情况差别较大。
B.盐溶液的浓度
盐溶液的浓度对腐蚀速度的影响与材料和覆盖层的种类有关。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。上述这种现象可以用盐溶液里的氧含量来解释，盐溶液里的氧含量与盐的浓度有关，在低浓度范围内，氧含量随盐浓度的增加而增加，但是，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。但对于锌、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。
C.样品的放置角度
样品的放置角度对盐雾试验的结果有明显影响。盐雾的沉降方向是接近垂直方向的，样品水平放置时，它的投影面积大，样品表面承受的盐雾量也多，因此腐蚀严重。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/T2423.17-93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。”
D.盐溶液的pH值
盐溶液的pH值是影响盐雾试验结果的主要因素之一。pH值越低，溶液中氢离子浓度越高，酸性越强腐蚀性也越强。以Fe/Zn、Fe/Cd、Fe/Cu/Ni/Cr等电镀件的盐雾试验表明, 盐溶液的pH值为3.0的醋酸盐雾试验(ASS)的腐蚀性比pH值为6.5～7.2的中性盐雾试验(NSS)严酷1.5～2.0倍。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。
E.试验的持续时间。

2.测试标准

盐雾试验常见的标准有：ISO 4628.3, GB/T 2423.17 ，IEC60068-2-11,ISO 4628.3, ASTM B117 , JIS-Z2371, JIS-G3141, GJB 150.1 , MIL-STD-810F, MIL-STD-883E等。
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
IEC 60068-2-11:1981 基本环境试验.第2部分:试验.试验Ka:盐雾
ASTM B117-11盐雾试验仪的标准操作规程
ASTM B368-09 铜加速乙酸盐雾试验标准
GB/T 10125-1997 人造气氛腐蚀试验盐雾试验
ISO 9227:2006 人造气氛腐蚀试验盐雾试验
GB/T 2423.18-2000 电工电子产品环境试验第2部分:试验试验Kb:盐雾,交变（氯化钠溶液）
IEC 60068-2-52:1996 环境试验.第2部分:试验.试验Kb:盐雾,循环(氯化钠溶液)

3.判定方法

盐雾试验的目的是为了考核产品或金属材料的耐盐雾腐蚀质量，而盐雾试验结果判定正是对产品质量的宣判，它的判定结果是否正确合理，是正确衡量产品或金属抗盐雾腐蚀质量的关键。盐雾试验结果的判定方法有：评级判定法、称重判定法、腐蚀物出现判定法、腐蚀数据统计分析法。
1）评级判定：把腐蚀面积与总面积之比的百分数按一定的方法划分成几个级别，以某一个级别作为合格判定依据，它适合平板样品进行评价。
2）称重判定：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。
3）腐蚀物：一种定性的判定法，它以盐雾腐蚀试验后，产品是否产生腐蚀现象来对样品进行判定，一般产品标准中大多采用此方法。
4）腐蚀数据：提供了设计腐蚀试验、分析腐蚀数据、确定腐蚀数据的置信度的方法，它主要用于分析、统计腐蚀情况，而不是具体用于某一具体产品的质量判定。