鹽霧試驗(yàn)是一種常見的耐腐蝕環(huán)境試驗(yàn)，主要是通過鹽霧試驗(yàn)機(jī)來(lái)模擬自然環(huán)境下條件，考核其產(chǎn)品的表面金屬材料的耐腐蝕性能是否達(dá)標(biāo)，而鹽霧試驗(yàn)主要分為自然環(huán)境暴露試驗(yàn)和人工模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)這兩大類。

人工模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)是利用鹽霧試驗(yàn)機(jī)在其體積空間內(nèi)模擬鹽霧環(huán)境，以評(píng)估產(chǎn)品的耐鹽霧腐蝕性能。與自然環(huán)境相比，人工模擬鹽霧環(huán)境中的NaCl濃度?？梢允且话阕匀画h(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍，增加腐蝕速度，可在短時(shí)間內(nèi)得出評(píng)價(jià)結(jié)果。

一、鹽霧試驗(yàn)的分類：

鹽霧試驗(yàn)按試驗(yàn)溶劑和溫度變化可分為中性鹽霧試驗(yàn)NSS、乙醋酸鹽霧試驗(yàn)AASS、銅加速醋酸鹽霧CASS及交變鹽霧試驗(yàn)等四種類型。

二、四類鹽霧試驗(yàn)條件

中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）是出現(xiàn)很早目前應(yīng)用領(lǐng)域較廣的一種加速腐蝕試驗(yàn)方法。試驗(yàn)條件為連續(xù)鹽霧，溫度35℃，百分之5的NaCl溶液；NaCl的溶液pH值在6.5~7.2之間；鹽霧沉降量為1~2mL/h（80cm2）。

GB/T10125推薦的時(shí)間為

(2h、6h、24h、48h、72h、96h、144h、240h、480h、720h、1000h)

乙酸鹽霧試驗(yàn)（AASS）是在中性鹽霧試驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。試驗(yàn)條件是NSS的基礎(chǔ)上，在百分之5的NaCl溶液中加入一些冰乙酸，使溶液的pH值降為3.1~3.3之間，形成酸性鹽霧，試驗(yàn)溫度35℃。

GB/T10125推薦的時(shí)間為

(2h、6h、24h、48h、72h、96h、144h、240h、480h、720h、1000h)

銅加速醋酸鹽霧試驗(yàn)（CASS）的試驗(yàn)條件是在0.26g/L的NaCl溶液中加入LV化銅（CuCl2·2H2O），pH值為3.1~3.3，試驗(yàn)溫度50℃。

GB/T10125推薦的時(shí)間為

(2h、6h、24h、48h、72h、96h、144h、240h、480h、720h、1000h)

交變鹽霧試驗(yàn)是一種綜合鹽霧試驗(yàn)，即將鹽霧、濕熱等測(cè)試條件進(jìn)行組合循環(huán)，模擬復(fù)雜環(huán)境。按照GB/T2423.18-2012標(biāo)準(zhǔn)要求，鹽霧溫度35℃，NaCl的溶液pH值在6.5~7.2之間，規(guī)定了6種嚴(yán)酷度等級(jí)。

嚴(yán)酷等級(jí)（1）和（2）適用于試驗(yàn)在海洋環(huán)境或在近海地區(qū)使用的產(chǎn)品，一個(gè)循環(huán)。其中嚴(yán)酷等級(jí)（1）適用于試驗(yàn)在大部分使用壽命期間暴露于這種環(huán)境的產(chǎn)品（例如船用雷達(dá)、甲板設(shè)備）；嚴(yán)酷等級(jí)（2）適用于試驗(yàn)可能經(jīng)常暴露于海洋環(huán)境、但通常會(huì)受封閉物保護(hù)的產(chǎn)品（如船橋或在控制室內(nèi)使用的航海設(shè)備）；嚴(yán)酷等級(jí)（3）至（6）適用于通常在含鹽大氣與干燥大氣直接頻繁交替使用的產(chǎn)品，例如汽車級(jí)零部件。

嚴(yán)酷等級(jí)（1）和（2）將實(shí)驗(yàn)程序分成若干個(gè)規(guī)定的噴霧周期，每個(gè)噴霧周期之后接一個(gè)濕熱貯存周期，噴鹽溫度在15℃~35℃之間，貯存條件為溫度40℃，相對(duì)濕度百分之93。嚴(yán)酷等級(jí)（3）至（6）將實(shí)驗(yàn)程序分若干規(guī)定的試驗(yàn)循環(huán)。每個(gè)試驗(yàn)循環(huán)的組成為：顯示四個(gè)噴霧周期，每個(gè)噴霧周期之后都緊跟著一個(gè)濕熱貯存周期，在噴霧和濕熱貯存之后再在試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下貯存一個(gè)周期。噴鹽溫度在15℃~35℃之間，貯存條件為溫度40℃，相對(duì)濕度百分之93。

三、鹽霧的腐蝕機(jī)理

鹽霧對(duì)金屬材料的腐蝕是以電化學(xué)作用而逐漸地?fù)p壞的,主要是導(dǎo)電的鹽溶液滲入金屬內(nèi)部發(fā)生了電化學(xué)反應(yīng),形成“低電位金屬-電解質(zhì)溶液-高電位雜質(zhì)”的原電池系統(tǒng),從而發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,陽(yáng)級(jí)金屬出現(xiàn)溶解,然后形成新的化合物,即腐蝕生成物。同理對(duì)于金屬保護(hù)層和涂層的鹽霧腐蝕機(jī)理也一樣。

GJb548-2005方法1009對(duì)于腐蝕生成物的定義是指腐蝕作用的結(jié)果（即銹或氧化鐵、氧化鎳、氧化錫等）。腐蝕生成物可能在原來(lái)腐蝕部位，或者由于鹽霧的流動(dòng)或蔓延而覆蓋非腐蝕區(qū)域。

鹽霧腐蝕破壞過程中起主要作用的是Cl-,Cl-半徑較小,只有1.81×10-10m，因此具有很強(qiáng)的穿透能力,容易穿透金屬氧化層和防護(hù)層進(jìn)入到金屬內(nèi)部,破壞金屬的鈍態(tài)。同時(shí),Cl-具有一定的水合能,容易吸附在金屬表面的孔隙、裂縫等位置,取代保護(hù)金屬氧化層中的氧,致使金屬受到破壞。

四、鹽溶液的電化學(xué)腐蝕過程如下：

陽(yáng)級(jí):金屬以水化離子的形式進(jìn)入溶液,并把當(dāng)量的電子留在金屬

Me→Me+++2e

Me+++nH2O→Me--.2H2O或Me+nH2O→Me++.nH2O+2e電子從陽(yáng)級(jí)流到陰級(jí)

陰級(jí):留在金屬中的剩余電子被氧去級(jí)化,NaCl通過擴(kuò)散或?qū)α?到達(dá)陰級(jí)表面,吸收電子而成為氫氧根離子：1/2O2+H2O+2e→2OH-,溶液中NaCl溶液離解，同時(shí)生成腐蝕物。

NaCl→Na++Cl

2Me+++2Cl-+2OH-→http://MeCl2.Me(OH)2

除了Cl-外,鹽霧腐蝕機(jī)理還受溶解在鹽溶液里(實(shí)質(zhì)上是溶解在試樣表面的鹽液膜)氧的影響。氧能夠引起金屬表面的去級(jí)化過程,從而加速陽(yáng)級(jí)金屬溶解。

另外，由于鹽霧試驗(yàn)過程中的持續(xù)噴霧,不斷沉降在試樣表面上的鹽液膜使含氧量始終保持在接近飽和狀態(tài)。腐蝕物的生成，使?jié)B入金屬缺憾里鹽溶液的體積逐漸膨脹,因此導(dǎo)致了金屬內(nèi)應(yīng)力的加大,引起應(yīng)力腐蝕,涂層鼓起。

五、鹽霧試驗(yàn)條件對(duì)結(jié)果的影響

腐蝕速率在很大程度上取決于溫度、鹽溶液濃度、溶液PH值、鹽霧淀積率及流速等方面。

(1)試驗(yàn)溫度的影響

隨著溫度升高，腐蝕速度也會(huì)越快。IEC60355指出：“溫度每升高10℃,腐蝕速度將提高2～3倍,電解質(zhì)的導(dǎo)電率將增加百分之10～20”。這是因?yàn)闇囟壬?試樣表面鹽液膜中的離子運(yùn)動(dòng)加劇,化學(xué)反應(yīng)速度增快。不過由于氧在溶液中的溶解度與溫度成反比，所以當(dāng)溫度超過35℃后，腐蝕速度反而隨著溫度升高而降低。

腐蝕速度主要是受溫度與溶解在溶液中的氧含量?jī)蓚€(gè)因素所影響。

當(dāng)溫度低于35℃時(shí)，雖然氧含量隨著溫度升高而降低，但在這種情況下電化學(xué)反應(yīng)所需要的氧是足夠的，腐蝕速度（即電化學(xué)反應(yīng)速度）與溫度成正比，腐蝕速度受溫度控制。

當(dāng)溫度高于35℃時(shí)，隨著溫度升高而導(dǎo)致氧含量降低，從而不能滿足電化學(xué)反應(yīng)所需要的量。此時(shí)，腐蝕速度是受溶解氧含量控制的，雖然溫度升高會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速度提高，但由于是氧在參與電化學(xué)反應(yīng)，所以氧濃度下降，腐蝕速度卻隨溫度升高而降低。

(2)溶液濃度的影響

在一定溫度條件下，腐蝕速度是由鹽濃度與溶解在溶液中的氧含量?jī)蓚€(gè)因素來(lái)控制的。當(dāng)溶液中氧的含量能滿足電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，腐蝕速度受鹽濃度控制，即Cl-濃度越大，發(fā)生的反應(yīng)越強(qiáng)，腐蝕速度與濃度成正比。當(dāng)濃度增加到百分之5時(shí)，氧含量達(dá)到相對(duì)的飽和，當(dāng)鹽濃度持續(xù)增加后，溶解的氧含量將逐漸降低，不能滿足電化學(xué)反應(yīng)的需求。這時(shí)，腐蝕速度是受溶液中氧的含量來(lái)控制。雖然Cl-濃度變大，但此時(shí)起主要作用的是氧，所以腐蝕速度隨濃度的增加而變小。

(3)溶液PH值的影響

溶液的pH值反映了溶液的酸堿度。pH值越低,溶液中氫離子的濃度越高，酸性越強(qiáng),腐蝕性也越強(qiáng)。所以為了使腐蝕速度穩(wěn)定在可控范圍內(nèi)，應(yīng)避免NaCl受其他因素影響而引起酸性或堿性。

(4)鹽霧淀積率的影響

鹽霧淀積率是單位時(shí)間內(nèi)在試驗(yàn)區(qū)域上淀積的鹽霧量，反映了噴霧密度和均勻性。鹽霧顆粒的大小與吸附的氧含量及腐蝕性是相關(guān)的。自然界中百分之90以上的鹽霧顆粒直徑在1μm以下。有研究表明，直徑1μm的鹽霧顆粒表面所吸附的氧量與顆粒內(nèi)部溶解的氧量是相對(duì)平衡的，鹽霧顆粒再小，所吸附的氧量也不再增加。但如果液膜中的氧是靜止的，當(dāng)液膜與金屬接觸,金屬會(huì)很快腐蝕,同時(shí)液膜中的氧也很快下降,使腐蝕反應(yīng)減慢。如果液膜不斷更新,腐蝕就會(huì)連續(xù)進(jìn)行。

金屬表面液膜的更新速度隨鹽霧淀積率的增加而增快。鹽霧淀積率過低會(huì)影響金屬表面液膜的更新速度。當(dāng)?shù)矸e率小于0.3mL/cm2·d時(shí),腐蝕速度隨淀積率的增加而增加。這是因?yàn)榻饘俦砻嬉耗ぽ^薄,氧很快到達(dá)陰級(jí)表面,腐蝕率會(huì)緩慢上升,并逐漸趨于平穩(wěn)；當(dāng)沉降率超過1.2mL/cm2·d時(shí),液膜將增厚，氧的擴(kuò)散距離將增加，從而到達(dá)陰級(jí)表面減緩，腐蝕速度反而不增快。

因此，控制鹽霧淀積率，保障腐蝕速度穩(wěn)定，使試驗(yàn)結(jié)果可以再現(xiàn)。一般要求鹽霧淀積率控制在1~2mL/80cm2·h范圍內(nèi)。

(5)試樣擺放角度的影響

在鹽霧試驗(yàn)中,由于試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度、鹽溶液濃度是恒定的,在控制好鹽霧淀積率的同時(shí)，試樣在鹽霧箱中的放置角度將對(duì)試驗(yàn)結(jié)果將產(chǎn)生重要影響。鹽霧試驗(yàn)是以垂直方向淀積的,在初始階段,腐蝕幾乎全部在試樣向上的一面發(fā)生,這和自然環(huán)境下的腐蝕情況存在差異。在自然環(huán)境下,試樣的兩面都會(huì)受到鹽霧腐蝕,而且有時(shí)試樣背面還更嚴(yán)重,說明鹽霧試驗(yàn)本質(zhì)上與自然環(huán)境的不同。試樣放置角度(樣品與水平面的夾角)的變化會(huì)嚴(yán)重影響水平面上的投影面積,直接關(guān)系到試樣表面的鹽霧淀積量，一般推薦試樣的擺放角度為20℃~30℃。

(6)流速的影響

在氧濃度、溫度、鹽濃度一定時(shí)，流速與腐蝕速度成正比關(guān)系，流速增加會(huì)導(dǎo)致腐蝕速度的增快。

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