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中性盐雾试验最新标准差异解析!

2023-02-08 17:42

盐雾腐蚀是一种常见的海洋性大气腐蚀,它的主要腐蚀成分是氯化钠,其破坏区域主要发生在沿海地区。盐雾试验是一种主要利用盐雾实验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或材料耐腐蚀性能的环境试验。盐雾试验分为中性盐雾试验(NSS)、乙酸盐雾试验(AASS)和铜加速乙酸盐雾试验(CASS)。其中,中性盐雾适用范围最广,可用于考核各类无机或有机覆盖层产品的耐腐蚀性能。乙酸盐雾和铜加速乙酸盐雾则适用于铜+镍+铬或镍+铬装饰性镀层,也适用于铝的阳极转化膜。

1、中性盐雾标准

标准是对重复性事物和概述所做的统一规定。中性盐雾试验标准是对盐雾试验条件,如温湿度、氯化钠溶液浓度、pH值等做的明确而具体的规定;另外还对盐雾试验箱性能提出技术要求。常用的中性盐雾试验标准,见表1。

2、标准差异分析

中性盐雾试验采用5%的氯化钠盐溶液,即pH值调节在中性范围(6-7)作为喷雾用的溶液。试验温度均采取35℃,盐雾沉降率在1~2mL/80cm2·h之间。目前,不同国家、行业、厂家的盐雾试验不完全一样,形成了很多的盐雾试验标准。笔者针对使用频次最高的5种中性盐雾试验标准分别从五个方面进行分析。

2.1盐溶液

盐雾试验需要用到氯化钠溶液作为腐蚀介质,因此所用的氯化钠溶液要符合一定的要求,见表2。

在上述标准要求可以得出,当使用化学纯或以上氯化钠和去离子水时,所有标准均满足要求。但测量溶液的pH时,GB/T 2423.17和GJB 150.11A必须在35℃时测量,增加了pH值的测量难度。

2.2 操作要求

试验时盐雾的温度高低和盐雾沉降率的多少,对试验的腐蚀效果有很大的影响,因此标准中均规定了试验温度和盐雾沉降率。而喷雾压力影响盐溶液收集速率,另外试样的放置角度对盐雾试验也有一定的影响。不同的标准对操作要求也有差异,见表3。

从表3可以得出,GB/T 1771和GJB 150.11A要求的盐雾喷雾量更大一些。GB/T 10125、GB/T 1771和ASTM B117对样品放置角度有明确的要求,便于试验人员理解和操作。


2.3 试验前处理

盐雾试验前,标准会要求对试样进行一些处理,以避免试样受到损害而对试验产生不良影响,各标准的试验前处理见表4。

GB/T 10125和GB/T 1771试验前对样品有比较详细的要求,方便试验人员操作。

2.4试样检查与试验时间

盐雾试验中均要求试验不受外界干扰,试验结束后除去试样表面上的试验溶液残留物后干燥,便于试验后结果的判定,评价标准影响对试验结果的直接判定,另外试验时间也决定了产品需要达到什么样的耐腐蚀水平,要求见表5。

试验中开箱检查要求时间与次数尽可能少;试验后用水冲洗,除去试样表面的试验溶液残留物后干燥;本文列举的标准本身没有评价标准,需要在产品设计时制定评判要求。使用不同的判定方法可能出现不同的试验结果。

2.5试验箱校验

试验箱的校验是对盐雾试验箱的评价,考察盐雾试验箱在规定条件下运行后盐雾腐蚀能不能达到规定的腐蚀效果,即标准试板的质量损失是否能达到标准规定的要求,见表6。

GB/T 2423.17和GJB 150.11A对试验箱校验没有要求,试验时只要腐蚀介质和操作条件满足要求即可。其他标准要求校验时满足质量损失的要求。

3、结论与建议

(1)在产品耐腐蚀设计时使用中性盐雾试验时,不能只简单注明满足某个标准,否则该技术条件不完善,无法进行盐雾试验。如使用GB/T 10125、GB/T 2423.17、GB/T 1771和ASTM B117时,必须注明试验时间与评价判定标准和量化指标。

(2)不同的评判方法可出现不同的试验结果,对于不同的部件涂装类型,需要区别对待,如金属镀层可按GB/T 6461进行评价考核,有机涂层类按GB/T 1766或ISO 4628系列标准进行考核,有划线要求的可按ISO 4628-8或ASTM D1654进行。

(3)当腐蚀介质和操作条件严格控制后,盐雾试验箱参数可以满足不同标准的试验。

(4)严格控制盐雾试验过程是提供试验重新性的关键。ISO 9227:2017作为一种全球性的、基础性的人工加速腐蚀试验标准,采用它更加符合经济全球化的趋势。ISO 9227:2017标准从试验用水、试剂、盐溶液浓度、溶液pH值、样品放置角度、试验箱性能要求以及试验前后样品的处理方式都给出了详尽、科学和可操作的要求。建议实验室人员在制定盐雾试验操作规范时,采用ISO 9227:2017的标准要求进行制定,形成适合自己的使用规程。

盐雾试验起源

盐雾试验最早可以追溯到1914年,源于美国国家标准局(NBS)。1939年,中性盐雾试验标准ASTM B117基本形成。目前普遍采用的是美国材料协会试验标准ASTM B117和国际标准化组织的标准ISO 9227。各个国家也有各自的标准,如德国标准DIN 50021,英国标准BS 3900 F4,日本标准JIS Z 2371, 法国标准D171058等。我国除国家标准GB/T 10125、GB/T 2423.17和GB/T 1771(相对国际标准ISO 9227、IEC 60068-2-11和ISO 7253)外,还有军用标准GJB 150.11A等。世界各大汽车主机厂也有自己的标准,如通用汽车的GMW3286,日产汽车的NES M0140,福特汽车FLTM BI103-01等。各个试验标准的主体条件基本相同。