金屬材料大多數(shù)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。在產(chǎn)品設計的過程中,需要充分考慮到產(chǎn)品的使用環(huán)境因素,并采取有效措施,避免潮濕、鹽霧等環(huán)境因素對產(chǎn)品產(chǎn)生的不利影響,提高產(chǎn)品的可靠性及其環(huán)境適應性,設計和制造耐環(huán)境的產(chǎn)品。
01
什么是鹽霧試驗
鹽霧試驗是一種主要利用鹽霧試驗設備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核產(chǎn)品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗。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(nèi),通過觀察被測樣品在箱內(nèi)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(chǎn)品進行鹽霧試驗,得出結(jié)果的時間也大幅縮短。
需要鹽霧測試的產(chǎn)品包括金屬及其合金、金屬覆蓋層、有機覆蓋層以及陽極氧化膜等。例如:鋼絲繩,高鋅鐵絲,鋼板,水利工程常用的鉛絲籠,鍍鋅覆塑鉛絲網(wǎng),鋅鋁合金格賓網(wǎng)等防洪防汛材料。
02
鹽霧試驗的分類及應用
人工模擬鹽霧試驗包括中性鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗、銅鹽加速醋酸鹽霧試驗和交變鹽霧試驗。
1.中性鹽霧試驗(NSS試驗)是最早出現(xiàn)而且目前應用領(lǐng)域最廣的一種加速腐蝕試驗方法。它采用5%的氯化鈉鹽水溶液,溶液pH值調(diào)在中性范圍(6~7)作為噴霧用的溶液。試驗溫度均取35℃,要求鹽霧的沉降率在1~2ml/80cm2·h之間。
應用范圍:適用于所有產(chǎn)品和材料。
2.醋酸鹽霧試驗(ASS試驗)是在中性鹽霧試驗的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它是在5%氯化鈉溶液中加入一些冰醋酸,使溶液的pH值降到3左右,溶液變成酸性,后形成的鹽霧也由中性鹽霧變成酸性。它的腐蝕速度要比NSS試驗快3倍左右,使用相對較少。
應用范圍:適用于鎳-鉻裝飾性鍍層或者鋁陽極氧化涂層,或者酸雨環(huán)境使用的產(chǎn)品或材料。
3.銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(CASS試驗)是國外最近發(fā)展起來的一種快速鹽霧腐蝕試驗,試驗溫度為50℃,鹽溶液中加入少量銅鹽—氯化銅,強烈誘發(fā)腐蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗的8倍。
應用范圍:適合于鎳-鉻裝飾性鍍層。
4.交變鹽霧試驗是一種綜合鹽霧試驗,它實際上是中性鹽霧試驗加恒定濕熱試驗。它主要用于空腔型的整機產(chǎn)品,通過潮態(tài)環(huán)境的滲透,使鹽霧腐蝕不但在產(chǎn)品表面產(chǎn)生,也在產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生。它是將產(chǎn)品在鹽霧和濕熱兩種環(huán)境條件下交替轉(zhuǎn)換,最后考核整機產(chǎn)品的電性能和機械性能有無變化。
03
結(jié)果評定方法
鹽霧試驗的結(jié)果評定方法包括:評級法;腐蝕物出現(xiàn)評定法和稱重法。
1.評級法:把腐蝕面積與總面積之比的百分數(shù)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(jù),它適合平板樣品進行評價。
2.腐蝕物出現(xiàn)評定方法:是一種定性的判定方法,它以鹽霧腐蝕試驗后,產(chǎn)品是否產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象來進行判定。
3.稱重法: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(zhì)量進行評判,它特別適用于對某種金屬耐腐蝕質(zhì)量進行考核。
04
鹽霧試驗影響因素
影響鹽霧試驗結(jié)果的主要因素有試驗溫濕度、鹽溶液的濃度、樣品放置角度、鹽溶液的pH值、鹽霧沉降量以及噴霧方式等。
1.試驗溫濕度:金屬腐蝕的臨界相對濕度大約為70%。對于中性鹽霧試驗,一般認為試驗溫度選在35℃較為恰當。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
05
金屬腐蝕狀態(tài)
↑鋁腐蝕
↑鋁壓鑄件腐蝕
↑鋁件腐蝕:白色腐蝕點
↑鍍鎳件:紅銹
↑噴涂件:涂層起泡
↑噴涂件:出現(xiàn)小紅點
↑噴涂件:出現(xiàn)紅銹
↑鍍鋅:鍍鋅層起泡脫落
06
電子產(chǎn)品中的防鹽霧設計
最常用的方法是電鍍及涂覆,此外要避免不同金屬間的接觸腐蝕:鹽霧能促使金屬元件形成一些電解作用,特別是當不同金屬接觸時,這種作用更為嚴重,因此要盡量選用相同金屬的接觸。如需不同金屬接觸時,應控制電位差不大于0.5V,超過時可以選擇一種過度金屬(或鍍層),以降低原來兩種金屬的接觸腐蝕。
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