很多企業(yè)為了驗證產(chǎn)品上的金屬部件暴露于大氣或其它環(huán)境中是否發(fā)生腐蝕可以將產(chǎn)品在使用環(huán)境下放置足夠長的時間,這樣做既耗時又費力。鹽霧測試(salt spray test)就是一種人造氣氛的加速抗腐蝕評估方法,鹽霧測試是一種加速測試方法用時短不需要幾年只需要幾天甚至幾小時。
以下,百騰科技小編就來簡單介紹:派瑞林鍍膜為什么要做鹽霧測試?
1.鹽霧腐蝕原理
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。
鹽霧對金屬材料的腐蝕,主要是導電的鹽溶液滲入金屬內(nèi)部發(fā)生電化學反應,形成“低電位金屬—電解質(zhì)溶液一高電位雜質(zhì)”微電池系統(tǒng),發(fā)生電子轉移,作為陽極的金屬出現(xiàn)溶解,形成新的化合物即腐蝕物。鹽霧腐蝕破壞過程中起主要作用的是氯離子,它具有很強的穿透本領,容易穿透金屬氧化層進入金屬內(nèi)部,破壞金屬的鈍態(tài);同時,氯離子具有很小的水合能,容易被吸附在金屬表面,取代保護金屬的氧化層中的氧,使金屬受到破壞。
2.鹽霧測試前后對比
鹽霧測試就是一種人造氣氛的加速抗腐蝕評估方法。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,得出結果的時間也大幅縮短。
在天然環(huán)境下對某產(chǎn)品樣品進行試驗,腐蝕時間可能需要一年甚至數(shù)年,而在人工模擬鹽霧環(huán)境條件下試驗,只要數(shù)天甚至是數(shù)小時,即可得到相似的結果。
3.四種鹽霧腐蝕測試方法及分類
1).中性鹽霧試驗(NSS)、2).乙酸鹽霧試驗(AASS)、3).銅加速乙酸鹽霧試驗(CASS)、4).交變鹽霧試驗。
試驗方法 | 中性鹽霧試驗(NSS) | 乙酸鹽霧試驗(AASS) | 銅加速乙酸鹽霧試驗(CASS) | 交變鹽霧試驗 |
溫度 | 35C°±2C° | 35C°±2C° | 50C°±2C° | 35C°-35C° |
80cm2的水平面積平均沉降率 | 1.5ml/h±0.5ml/h | |||
氯化鈉溶液的濃度 | 50g/L±5g/L | |||
pH值 | 6.5-7.2 | 3.1-3.3 | 3.1-3.3 | 6.5~7.2 |
適用范圍 | 金屬、合金、金屬覆蓋層陽極氧化膜、金屬基體 | 銅+鎳+鉻或銅+鉻裝飾性鍍層及鋁的陽極氧化膜 | 銅+鎳+鉻或鎳+鉻裝飾性鍍層及鋁的陽極氧化膜 | 同NSS |
(GB/T 10125中四種鹽霧測試方法的對比)
鹽霧試驗結果評定
鹽霧試驗的結果評定方法包括:1.評級法;2.腐蝕物出現(xiàn)評定法;3.稱重法。
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。如GB/T6461-2002,ISO 10289-2001,ASTM B 537-70(2013),ASTM D 1654-2005均采用該方法對鹽霧測試結果進行評估。
保護評級和外觀評級
缺陷面積A/% | 評級R或RA | 缺陷面積A/% | 評級Rp或RA |
無缺陷 | 10 | 2.5<A≤5.0 | 4 |
0<A≤0.1 | 9 | 5.0<A≤10 | 3 |
0.1<A≤0.25 | 8 | 10<A≤25 | 2 |
0.25<A≤0.5 | 7 | 25<A≤50 | 1 |
0.5<A≤1.0 | 6 | 50<A | 0 |
1.0<A≤2.5 | 5 |
覆蓋層破壞類型的分類 | 覆蓋層破壞程度的主觀評價 | ||
A | 覆蓋層破壞所致的斑點或顏色變化 | Vs | 非常輕度 |
B | 很難看得見甚至看不見的覆蓋層腐蝕所致的發(fā)暗 | S | 輕度 |
C | 陽極性覆蓋層的腐蝕產(chǎn)物 | m | 中度 |
D | 陰極性覆蓋層的腐蝕產(chǎn)物 | x | 重度 |
E | 表面點蝕 | ||
F | 碎落、起皮、剝落 | ||
G | 鼓泡 | ||
H | 開裂 | ||
I | 龜裂 | ||
J | 雞爪狀或星狀缺陷 | ||
RP和RA值的計算方式: | RP / RA=3(2 – log A) |
RP—保護評級值; | |
RA —外觀評級值; | |
A—計算RP時,為基體金屬腐蝕部分占總面積的百分比;計算RA時,為保護層腐蝕部分占總面積的百分比。 |
覆蓋層分類及主觀評價
保護評級的表示方法為:RA /— | 如:輕微生銹超過表面1%,小于表面2.5%時,表示為:5/— |
外觀評級的表示方法為:—/RA 值+主觀評價+覆蓋層破壞等級 | 如:中度起斑點,面積超過20%,表示為: —/2mA |
性能評級的表示方法為:RA 值+主觀評價+覆蓋層破壞等級 | 如:試樣未出現(xiàn)基體金屬腐蝕,但出現(xiàn)小于總面積的1%的陽極性覆蓋層的輕度腐蝕,表示為10/6sC |
(對基體金屬呈陰極性的覆蓋層照片)
腐蝕物出現(xiàn)評定方法
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)象來劉一樣品進行判定。如JB4159-1999,GJB4.11-1983,GB/T4288-2003采用該方法對鹽霧測試結果進行評估。
電鍍件類型 | 腐蝕物特征 |
鋼鐵件鍍鋅 | 灰色或黑色鍍層腐蝕物和棕色鐵銹 |
鋼鐵件鍍鉻 | 灰色或黑色鍍層腐蝕物和棕色鐵銹 |
鋼鐵件鍍鎘 | 棕色鐵銹 |
銅鍍銀 | 綠色銅銹 |
銅鍍錫 | 灰色鍍層腐蝕物和綠色銅銹 |
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。
腐蝕速率計算方法:
V失— 金屬腐蝕速率,g/m2·h;
m0— 試件腐蝕前的質(zhì)量,g;
m1— 試件腐蝕前的質(zhì)量,g;
S — 試件的面積,m2;
t — 試件的腐蝕時間,h。
【鹽霧試驗的影響因素】
1.試驗溫濕度
金屬腐蝕的臨界相對濕度大約為70%。當相對濕度達到或超過這個臨界濕度時,鹽將潮解而形成導電性能良好的電解液。當相對濕度降低,鹽溶液濃度將增加直至析出結晶鹽,腐蝕速度相應降低。溫度升高,分子運動加劇,高鹽霧腐蝕速度越快。國際電工委員會指出:溫度每升高10℃,腐蝕速度提高2~3倍,電解質(zhì)的導電率增加10~20%。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。這是因為,在低濃度范圍內(nèi),氧含量隨鹽濃度的增加而增加;當鹽濃度增加到5%時,氧含量達到相對的飽和,如果鹽濃度繼續(xù)增加,氧含量則相應下降。氧含量下降,氧的去極化能力也下降即腐蝕作用減弱。對于鋅、鎘、銅等金屬,腐蝕速度卻始終隨著鹽溶液濃度的增加而增加。
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,它的投影面積較大,樣品表面承受的鹽霧量也較多,因此腐蝕較嚴重。研究結果表明:鋼板與水平線成45度角時,每平方米的腐蝕失重量為250g,鋼板平面與垂直線平行時,腐蝕失重量為每平方米140 g。GB/T 2423.17-93標準規(guī)定:平板狀樣品的放置方法,應該使受試面與垂直方向成30度角。
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。中性鹽霧試驗(NSS) pH值為6.5~7.2。由于受到環(huán)境因素的影響,鹽溶液的pH值會發(fā)生變化。為此國內(nèi)外的鹽霧試驗標準對鹽溶液的pH值范圍都作了規(guī)定,并提出穩(wěn)定試驗過程中鹽溶液pH值的辦法,以提高鹽霧試驗結果的重現(xiàn)性。
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。傳統(tǒng)的噴霧方法包括氣壓噴射法和噴塔法,較明顯的缺點是鹽霧沉降量均勻性較差,鹽霧顆粒直徑較大。不同的噴霧方法對鹽溶液的pH值也會產(chǎn)生影響。
【鹽霧試驗相關標準】
1.鹽霧試驗一小時相當于自然環(huán)境多久?
鹽霧試驗分為二大類,一類為天然環(huán)境暴露試驗,另一類為人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗。人工模擬鹽霧環(huán)境試驗是利用一種具有一定容積空間的試驗設備——鹽霧試驗箱,在其容積空間內(nèi)用人工的方法,造成鹽霧環(huán)境來對產(chǎn)品的耐鹽霧腐蝕性能質(zhì)量進行考核。它與天然環(huán)境相比,其鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度,可以是一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍,使腐蝕速度大大提高,對產(chǎn)品進行鹽霧試驗,得出結果的時間也大大縮短。如在天然暴露環(huán)境下對某產(chǎn)品樣品進行試驗,待其腐蝕可能要1年,而在人工模擬鹽霧環(huán)境條件下試驗,只要24小時,即可得到相似的結果。
人工模擬鹽霧試驗又包括中性鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗、銅鹽加速醋酸鹽霧試驗、交變鹽霧試驗。
(1)中性鹽雲(yún)試驗(NSS試驗)是出現(xiàn)很早目前應用領域很廣的一種加速膚蝕試驗方法。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)作為噴零用的溶液。試驗溫度均取35"C,要求鹽的沉降率在1~2ml/80cm2h之間。
(2)錯酸鹽零試驗(ASS試驗)是在中性鹽霧試驗的基礎上發(fā)展起來的。它是在5%氯化鈉溶液中加入ー些冰錯酸,使溶液的PH值降為3左右,溶液變成酸性,很后形成的鹽零也由中性鹽變成酸性。它的腐蝕速度要比NSS試驗快3倍左右。
(3)銅鹽加速錯酸鹽零試驗(CASS試驗)是國外新近發(fā)展起來的一種快速鹽雲(yún)腐蝕試驗,試驗溫度為50C,鹽溶液中加入少量銅鹽一氯化銅,強烈發(fā)膚蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗的8倍。
2.鹽霧測試具體時間換算為:
中性鹽零試驗24h--自然環(huán)境1年,
醋酸鹽試驗24h--自然環(huán)境3年,
銅鹽加速乙酸鹽零試驗24h--自然環(huán)境8年。
綜上所述,以上為做鹽霧測試知識點,在派瑞林(parylene)鍍膜工藝中,鹽霧測試是一項重要的工序,保證客戶產(chǎn)品鍍膜效果的均勻性。
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