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嘉峪检测网 2020-03-20 17:08
随着国家工业、技术、经济的快速发展,工业产品的应用范围越来越广。为了保证产品的质量和寿命，许多工业产品都需要通过盐雾腐蚀试验来验证，尤其是汽车产品。近几年，盐雾试验的需求不断增加，很多从业者也为如何进行盐雾试验、如何提高试验效率以及如何选择盐雾试验的标准等问题所困惑。因此，笔者查阅了国内外的相关资料，编辑成本。本文系统介绍了何为盐雾试验；盐雾试验的种类；如何正确地进行盐雾、腐蚀试验；不同行业国际国内标准的选择。尤其重点介绍了盐雾，腐蚀试验在汽车行业中的应用。
1、前言
随着国家工业、技术、经济的快速发展，对产品质量和可靠性有了更高的要求。因此，目前越来越多的产品都需要进行温湿度、盐雾、腐蚀等等试验。本文特此论述内容如下：
1）盐雾试验概述，
2）盐雾试验种类，
4）循环腐蚀盐雾试验的行业市场需求，
5）盐雾、腐蚀试验的国内、国际标准在各行业里的应用，
2 、盐雾试验概述
2.1 盐雾腐蚀
盐雾腐蚀是一种常见和最具破坏性的大气腐蚀。盐雾中的氯离子会穿透金属材料表面的氧化层和防护层，与内部金属发生电化学反应，从而破坏金属材料表面及其性能，进而通过金属表面的孔隙、裂缝对产品造成进一步的影响和损坏。
2.2 盐雾试验
盐雾试验是一种通过盐雾试验设备模拟盐雾环境条件来检测产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。是对环境中大气盐雾状态的实验室模拟，具标准化、加速性的特点。与天然环境相比，盐雾试验设备中氯化物的盐浓度通常是天然环境盐雾含量的几倍；甚至几十倍。因此，腐蚀速度大大提高。在天然环境下暴露1年的盐雾腐蚀状态，在人工模拟盐雾试验环境条件下24小时即可完成，并得到相似的结果。
3、盐雾试验的种类
3.1 中性盐雾试验 (NSS)
3.2 醋酸盐雾试验 (ASS)
3.3 铜加速醋酸盐雾试验 (CASS)
3.4 交变盐雾试验 (循环腐蚀盐雾试验)
该试验主要用于空腔型的整机产品的测试。
前3种盐雾试验种类及试验要求见表1。
表1 盐雾试验种类及试验要求
|
试验方法项目 |
中性盐雾 |
醋酸盐雾 |
铜加速醋酸盐雾 (CASS) |
|
温度 |
35 ºC +/-2 ºC |
35 ºC +/-2 ºC |
50 ºC +/-2 ºC |
|
平均沉降量（80平方厘米水平采集面积） |
15 mL/h +/-0.5 mL/h |
||
|
氯化钠浓度（收集溶液） |
50 g/L +/-5 g/L |
||
|
pH值（收集溶液） |
6,5 to 7,2 |
3,1 to 3,3 |
3,1 to 3,3 |
4、循环腐蚀盐雾试验特点
4.1 加速性
2）在湿热阶段（浸泡、潮湿和冷凝等），通过盐雾阶段累积在试样表面的腐蚀介质，由试样表面逐渐向试样内部扩散，从而引起试样深度方向的腐蚀；
4.2 复杂性
5、循环腐蚀盐雾试验的行业市场需求
6、国内、国际盐雾和腐蚀试验标准及不同行业的应用
6.1 涂层材料用循环腐蚀盐雾标准方法【1】（见表2）
方法A 可用于汽车涂漆钢板和零部件外涂层的测试；
方法B 主要用于车辆用热固涂料的测试；
方法D 则可作为防腐涂层的一种通用性检测方法。
表2 涂层材料用循环盐雾标准方法
|
方法 |
循环周期 |
|
A |
盐雾(35ºC) 2 h→ 干燥( 60ºC 、20- 30 %RH) 4h→ 湿热(50ºC 、>95%RH) 2 h |
|
B |
盐雾(35ºC) 24h→ 湿热(40ºC 、100%RH) 8 h→ 环境温度(23ºC 、50%RH) 16 h→ 湿热(40ºC 、100%RH) 8h→ 环境温度(23ºC 、50%RH) 16 h→ 湿热(40ºC 、100%RH) 8 h→环境温度(23ºC、50%RH) 16 h→湿热( 40ºC 、100%RH) 8 h→环境温度(23ºC 、50%RH) 16 h→ 环境温度(23ºC 、50%阳) 46 h |
|
C |
盐雾(30ºC) 210 min→ 干燥(40ºC) 210 min→ 湿热(40ºC 、75 %RH) 1470 min→ 干燥(30ºC) 102 min→ 盐雾(30ºC) 210 min→ 湿热(30ºC 、95-100%RH) 378 min→ 干燥(35ºC) 180 min→ 干燥(25ºC) 120 min |
|
D |
盐雾(30ºC) 0.5 h→ 湿热(30ºC 、95%阳) 1. 5 h→ 干燥(50ºC) 2 h→ 干燥(30ºC) 2h |
6.2 金属和合金用循环腐蚀盐雾标准方法【2】（见表3）
表3 金属和合金用循环腐蚀盐雾标准方法
|
方法 |
循环周期 |
|
A |
盐雾(35 ºC) 2 h→ 干燥( 60 ºC、<30 %RH ) 4 h → 湿热(50 ºC、>30%RH) 2 h |
|
B |
盐雾(35 ºC) 1 h→ 干燥( 60 ºC、<30 %RH ) 4 h → 温热(40 ºC、 85 %RH) 3 h |
|
C |
盐雾(35 ºC) 2 h→ 干燥( 60 ºC、<30 %RH ) 4 h → 温热(50 ºC、> 30%RH) 2 h |
6.3 电工电子产品用循环盐雾标准方法【3】(见表4）
表4 电工电子产品用循环盐雾标准方法
|
等级 |
循环周期 |
试验周期 |
|
（1） |
盐雾2h →湿热7d ，每周期7d |
4个循环 |
|
（2） |
盐雾2h→温热20~22 h，每周期24 h |
3个循环 |
|
（3） |
同(2) |
3个循环+3 d储存 |
|
（4） |
同(2) |
重复2个(3) |
|
(5) |
同(2) |
重复4个(3) |
|
（6） |
同(2) |
重复8个(3) |
6.4 汽车材料用循环盐雾标准方法
汽车行业是最早使用循环盐雾试验作为产品可靠性的评价手段的行业之一。基本上各大汽车生产厂家都有自己的循环盐雾试验标准，用以模拟汽车材料在使用环境中的腐蚀情况。
1# CCT 循环
CCT是由日本日产汽车Nissan提出的， 也是最早被应用的循环腐蚀试验标准方法之一，在传统中性盐雾方法的基础上又加进了湿热和干燥。CCT循环盐雾标准方法见表5。
|
方法 |
循环周期 |
|
CCT I |
盐雾(35ºC) 4 h→ 干燥(60ºC 、< 35 %RH) 2 h→ 湿热(50ºC、95%RH) 2 h |
|
CCT II |
盐雾( 35ºC) 2 h→ 干燥(60ºC 、< 35 %RH) 4 h→ 湿热(50ºC、95%RH) 2 h |
|
CCT III |
盐溶液浸湿(45ºC) 4.5min→ 湿热(40ºC、> 95%RH)15 min→干燥(50ºC 、<30%RH) 7.5 min |
|
CCT IV |
盐雾(50ºC) 10 min→ 干燥(60ºC 、< 30%RH) 155 min → 湿热(60ºC 、95%RH) 75 min →干燥(60ºC 、<30%RH) 160 min→ 湿热(60ºC 、95%RH) 80 min ，在每个循环中，最后两个阶段重复5 次 |
首先在JASO M610-1992 Cosmetic corrosion test method for automotive parts 【4】中形成了标准方法CCT I。经过在实践中的使用和改进，CCT方法已经发展到 CCT IV，CCT IV是目前被认为与实际车辆腐蚀结果 相关性最好的方法之一，并被引用到 ASTM D 6899-2003 Standard Guide for Laboratory Cyclic Corrosion Testing of Auto. Painted Steel 【5】中。
CCT方法主要是用于汽车钢板及零部件的测试。
2# GMW 14872
GMW 14872 Cyclic Corrosion Laboratory【6】 是美国通用汽车公司的循环盐雾试验标准方法, 其特点是采用湿热、干燥叠加储存环境的组合。
3# SAE J2334
4# PV 1210【8】
周末被测件在25 ºC, 50 %RH 的环境下储存。
该试验方法没有干燥阶段。
适用于有涂层的车身、车身薄板、结构组件等试验样品的腐蚀检测。
5# 其他汽车工业的重要标准
FORD CETP:00.00-L-467 Global Laboratory Accelerated Cyclic Corrosion Test 【9】;
VOLVO: VCS 1027,149 Accelerated corrosion test【10】 ;
VOLVO: VCS 1027,1449 Accelerated corrosion test, version II – ACT II【11】 .
7、在汽车工业中的单项与综合盐雾、腐蚀试验
在产品设计研发阶段，研发人员在关注实现产品功能的同时更加关注产品的可靠性和使用寿命。但在日常环境中我们很难短时间检测和观察到产品的抗腐蚀性能。例如涉及金属材料，新材料及水溶性油漆等的产品，当需要确定并预测这些产品的可靠性和寿命时，盐雾腐蚀试验就显得必不可少。尤其是汽车行业，其产品的工作状态是暴露于空气中的，且工作场所多变，难免会接触到盐雾腐蚀。因此，盐雾腐蚀试验在汽车行业里尤为重要。
7.1 单项试验
到目前为止，在我国检测产品的主要根据是单项试验，其中最重要的是冷凝试验和用各种NaCl(氯化钠)溶液浓度的盐雾试验。但是，即使对于一些相对较容易规定的试验，例如冷凝试验，它的结果也可以是不稳定的，这与试验的顺序有关。在长期潮湿情况下的试验所造成的破坏与短期结露然后水分蒸发的试验结果是不完全相同的。在盐雾试验时所模拟的腐蚀类型是随不同的试件和试验方法而变化的。在所有单项试验中我们可以发现一个问题，即虽然它可以用大量的同类试件叠加以补偿差别，但实际上却不可能找到与室外气候环境完全一致或明确的相关性。
最早致力于外界环境与盐雾试验相关性研究的是由德国发动机车辆制造商协会(VDA) 工作小组，并制定了相关的标准。例如，车辆的油漆工艺应能找出一种试验，它能加快时间因素(缩短试验时间) ，且汽车在行进中被腐蚀的状态。在此状态下试验的目的是观察其密闭部位、边缘处和联接处的锈蚀的形成。
结果认为，在实验室用盐雾试验设备实现比大气环境中更严苛的试验条件能达到事半功倍的效果。按盐雾试验标准(DIN 50021 SS) 和冷凝试验标准(DIN 50071 SFW) ，在露天大气环境中典型的试验周期是4到6星期试验，在盐雾试验设备中只需4到6 个试验循环。对于多层构件可以再现它的腐蚀形成，盐雾试验设备中的1次循环相当于露天气候环境下暴露约3周。对车身内腔点火器的一次循环大致相当于露天气候环境下暴露约2周。
7.2 综合试验
另外请详见综合试验的曲线图，图3. VDA 循环试验，图4. PV 1210交变循环试验。
图三 VDA 循环试验
图四 PV 1210交变循环试验
7.3 试验手段的难点及解决方法
1# 交变试验的温度及气候控制
2# 用于能再现结果的恒定喷雾
因此，全面了解盐雾腐蚀的特点，盐雾腐蚀试验的标准及其手段，对实现高品质的产品有着及其重要的作用。
参考文献
[1] ISO 11997-1:2005《涂层材料用循环腐蚀盐雾标准方法》[S].
[2] GB/T 24195-2009《金属和合金的腐蚀酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试验》[S].
[4]JASO M610-1992, Cosmetic corrosion test method for automotive parts [S].
[5]GMW 14872, Cyclic Corrosion Laboratory [S].
[6]SAE J2334, Laboratory Cyclic Corrosion Test [S].
[7]PV1210 – P VW , Boday and Add-on Parts Covnsion [S].
[8]ASTM D 6899-2003, Standard Guide for Laboratory Cyclic Corrosion Testing of Auto. Painted Steel [S].
[9]FORD CETP:00.00-L-467, Global Laboratory Accelerated Cyclic Corrosion Test [S].
[10]VOLVO: VCS 1027,149, Accelerated corrosion test [S].
[11]VOLVO: VCS 1027,1449, Accelerated corrosion test, version II – ACT II [S].
作者：翁雁（1965.11-），女，硕士，研究方向为大气环境试验；
单位：西安航天恒星科技实业（集团）有限公司
来源：环境技术
