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中性鹽霧試驗(yàn)最新標(biāo)準(zhǔn)變化解讀
發(fā)表時間:2023-03-02 17:11:47
鹽霧腐蝕是一種常見的海洋性大氣腐蝕，它的主要腐蝕成分是氯化鈉，其破壞區(qū)域主要發(fā)生在沿海地區(qū)。鹽霧試驗(yàn)是一種主要利用鹽霧實(shí)驗(yàn)設(shè)備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核產(chǎn)品或材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗(yàn)。鹽霧試驗(yàn)分為中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）、乙酸鹽霧試驗(yàn)（AASS）和銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)（CASS）。其中，中性鹽霧適用范圍最廣，可用于考核各類無機(jī)或有機(jī)覆蓋層產(chǎn)品的耐腐蝕性能。乙酸鹽霧和銅加速乙酸鹽霧則適用于銅+鎳+鉻或鎳+鉻裝飾性鍍層，也適用于鋁的陽極轉(zhuǎn)化膜。

 
1、中性鹽霧標(biāo)準(zhǔn)
 
標(biāo)準(zhǔn)是對重復(fù)性事物和概述所做的統(tǒng)一規(guī)定。中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是對鹽霧試驗(yàn)條件，如溫濕度、氯化鈉溶液濃度、pH值等做的明確而具體的規(guī)定；另外還對鹽霧試驗(yàn)箱性能提出技術(shù)要求。常用的中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。
 
表1  實(shí)驗(yàn)室常使用的中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)名稱包含的鹽霧試驗(yàn)方法
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017；ISO 9227:2020人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)NSS、AASS、CASS
GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981；IEC 60068-2-11:2021電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Ka:鹽霧試驗(yàn)NSS
GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996色漆和清漆 耐中性鹽霧性能的測定NSS
ASTM B117-19操作鹽霧試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程NSS
GMW 3286-21中性鹽霧試驗(yàn)NSS
JIS Z 2371:2015鹽霧試驗(yàn)NSS、AASS、CASS
GJB 150.11A-2009軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第11部分：鹽霧試驗(yàn)NSS
 
 
2、標(biāo)準(zhǔn)差異分析
 
中性鹽霧試驗(yàn)采用5%的氯化鈉鹽溶液，即pH值調(diào)節(jié)在中性范圍（6-7）作為噴霧用的溶液。試驗(yàn)溫度均采取35℃，鹽霧沉降率在1~2mL/80cm2·h之間。目前，不同國家、行業(yè)、廠家的鹽霧試驗(yàn)不完全一樣，形成了很多的鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。筆者針對使用頻次最高的5種中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)分別從五個方面進(jìn)行分析。
 
2.1鹽溶液
 
鹽霧試驗(yàn)需要用到氯化鈉溶液作為腐蝕介質(zhì)，因此所用的氯化鈉溶液要符合一定的要求，見表2。
 
表2 不同標(biāo)準(zhǔn)的氯化鈉、水及溶液的要求
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)氯化鈉的要求水質(zhì)要求溶液濃度要求pH值要求
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017氯化鈉中的銅、鎳、鉛等重金屬總含量低于0.005%，碘化鈉含量不超過0.1%。在溫度25℃±2℃時，電導(dǎo)率不超過20μS/cm的蒸餾水或去離子水（50±5）g/L，在25℃時，配制的溶液密度在1.029~1.036范圍內(nèi)。6.5~7.2（收集液，測量溫度25℃±2℃）
IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008高品質(zhì)，干燥時，碘化鈉的含量0.1%，雜質(zhì)總含量不超過0.3%蒸餾水或去離子水（5±1）%（質(zhì)量比）6.5~7.2在（35±2）℃時
GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996白色，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.5%，基本上不含銅和鎳，碘化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.1%至少純度為三級（50±5）g/L6.5~7.2（收集液）
ASTM B117-19雜質(zhì)總含量不超過0.3%，鹵化物的含量＜0.1%，銅含量＜0.3ppm滿足ASTM D1193的Ⅳ的要求（5±1）%（質(zhì)量比），在23℃±3℃時，配制的溶液密度在1.026~1.037范圍內(nèi)。6.5~7.2(收集液，測量溫度23℃±3℃）
GJB 150.11A-2009干燥時，碘化鈉的含量0.1%，雜質(zhì)總含量不超過0.5%在25℃下，水的pH值為6.5~7.2；推薦使用電阻率為1500Ω˙m~2500Ω˙m（5±1）%（質(zhì)量比）6.5~7.2在（35±2）℃時
 
備注：因GMW3286和JIS Z 2371引用的試驗(yàn)條件參考ISO 9227，本文不再細(xì)述。
 
在上述標(biāo)準(zhǔn)要求可以得出，當(dāng)使用化學(xué)純或以上氯化鈉和去離子水時，所有標(biāo)準(zhǔn)均滿足要求。但測量溶液的pH時，GB/T 2423.17和GJB 150.11A必須在35℃時測量，增加了pH值的測量難度。
 
2.2 操作要求
 
試驗(yàn)時鹽霧的溫度高低和鹽霧沉降率的多少，對試驗(yàn)的腐蝕效果有很大的影響，因此標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定了試驗(yàn)溫度和鹽霧沉降率。而噴霧壓力影響鹽溶液收集速率，另外試樣的放置角度對鹽霧試驗(yàn)也有一定的影響。不同的標(biāo)準(zhǔn)對操作要求也有差異，見表3。
 
表3 不同標(biāo)準(zhǔn)的操作要求
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度（℃）鹽霧沉降率（80cm2單位面積）空氣壓力試樣放置角度
GB/T 10125-2021/ISO 9227:201735±21-2ml/h70~170kPa與垂直面成20°±5°
IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-200835±21-2ml/h無要求試樣按正常使用狀態(tài)
GB/T 1771-2007/ISO 7253:199635±21-2.5ml/h70~170kPa與垂直面成20°±5°
ASTM B117-1835±21-2ml/h83~124 kPa與垂直面成15°~30°
GJB 150.11A-200935±21-3ml/h83~124 kPa試件應(yīng)按預(yù)期的貯存、運(yùn)輸或使用中的技術(shù)狀態(tài)和取向來放置。
 
從表3可以得出，GB/T 1771和GJB 150.11A要求的鹽霧噴霧量更大一些。GB/T 10125、GB/T 1771和ASTM B117對樣品放置角度有明確的要求，便于試驗(yàn)人員理解和操作。
 
2.3 試驗(yàn)前處理
 
鹽霧試驗(yàn)前，標(biāo)準(zhǔn)會要求對試樣進(jìn)行一些處理，以避免試樣受到損害而對試驗(yàn)產(chǎn)生不良影響，各標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)前處理見表4。
 
GB/T 10125和GB/T 1771試驗(yàn)前對樣品有比較詳細(xì)的要求，方便試驗(yàn)人員操作。
 
表4不同標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)前處理要求
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試樣調(diào)節(jié)試驗(yàn)前處理試樣邊緣處理
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017對于有機(jī)涂層樣品按在溫度（23±2）℃和相對濕度（50±2）%RH，空氣循環(huán)、不受陽光直接暴曬，調(diào)節(jié)至少16h。清洗，不洗去保護(hù)膜。對于有機(jī)涂層的劃痕處理有明確要求。油漆、石蠟或膠帶保護(hù)，特殊要求除外。
其他樣品無要求。
GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981無要求清潔無要求
GB/T 1771在溫度（23±2）℃和相對濕度（50±2）%RH，空氣循環(huán)、不受陽光直接暴曬，調(diào)節(jié)至少16h。如需劃痕，則按劃痕要求處理。背面與邊緣使用同樣的涂覆層
ASTM B117-19無要求清洗，不洗去保護(hù)膜。對于有機(jī)涂層的劃痕處理有明確要求。油漆、石蠟或膠帶保護(hù)，特殊要求除外。
GJB 150.11A-2009無要求清潔無要求
 
2.4試樣檢查與試驗(yàn)時間
 
鹽霧試驗(yàn)中均要求試驗(yàn)不受外界干擾，試驗(yàn)結(jié)束后除去試樣表面上的試驗(yàn)溶液殘留物后干燥，便于試驗(yàn)后結(jié)果的判定，評價標(biāo)準(zhǔn)影響對試驗(yàn)結(jié)果的直接判定，另外試驗(yàn)時間也決定了產(chǎn)品需要達(dá)到什么樣的耐腐蝕水平，要求見表5。
 
試驗(yàn)中開箱檢查要求時間與次數(shù)盡可能少；試驗(yàn)后用水沖洗，除去試樣表面的試驗(yàn)溶液殘留物后干燥；本文列舉的標(biāo)準(zhǔn)本身沒有評價標(biāo)準(zhǔn)，需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時制定評判要求。使用不同的判定方法可能出現(xiàn)不同的試驗(yàn)結(jié)果。
 
表5不同標(biāo)準(zhǔn)的檢查評價要求和試驗(yàn)時間
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)過程檢查試驗(yàn)結(jié)束后處理評價標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時間
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017時間次數(shù)盡可能少1、金屬或無機(jī)涂層樣品：自然干燥0.5~1h，然后用溫度不高于40℃的流動自來水沖洗，接著在距離試樣約300mm處用氣壓不超過200kPa的空氣立即吹干。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
2、有機(jī)涂層樣品（有劃痕）：直接用流動自來水沖洗，對劃痕部位按下面任何一種方式進(jìn)行：
a)用小刀輕輕地剝離與基材失去附著力的涂層；
b)用膠帶剝離涂層。
3、有機(jī)涂層樣品（無劃痕）：用流動自來水沖洗。
GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981無要求自來水沖洗5min，蒸餾水或去離子水沖洗，晃動或氣流干燥，恢復(fù)1~2h。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 1771/ISO 7253:1996快速檢查，不允許樣板變干用潔凈的溫水沖洗，除去試板表面上的試驗(yàn)溶液殘留物，立即干燥。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
ASTM B117-19時間次數(shù)盡可能少用溫度不高于38℃的清潔流動水沖洗，然后立即干燥。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
GJB 150.11A-2009無要求在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下用流動水輕柔沖洗。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
 
2.5試驗(yàn)箱校驗(yàn)
 
試驗(yàn)箱的校驗(yàn)是對鹽霧試驗(yàn)箱的評價，考察鹽霧試驗(yàn)箱在規(guī)定條件下運(yùn)行后鹽霧腐蝕能不能達(dá)到規(guī)定的腐蝕效果，即標(biāo)準(zhǔn)試板的質(zhì)量損失是否能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，見表6。
 
表6不同標(biāo)準(zhǔn)的鹽霧試驗(yàn)箱校驗(yàn)要求
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)板要求試驗(yàn)時間試板質(zhì)量損失
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017符合ISO 3574的CR4級冷軋?zhí)间摪澹?50*70*1（mm），4塊48h（70±20）g/m2
GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981無要求無要求無要求
GB/T 1771/ISO 7253:1996符合ISO 3574的CR4級冷軋?zhí)间摪澹?50*70*1（mm），6塊96h（130±20）g/m2
ASTM B117-19符合SAE J1008要求低碳鋼板，76*127*0.8mm48h~168h相應(yīng)的質(zhì)量損失
GJB 150.11A-2009無要求無要求無要求
 
GB/T 2423.17和GJB 150.11A對試驗(yàn)箱校驗(yàn)沒有要求，試驗(yàn)時只要腐蝕介質(zhì)和操作條件滿足要求即可。其他標(biāo)準(zhǔn)要求校驗(yàn)時滿足質(zhì)量損失的要求。
 
3、結(jié)論與建議
 
（1）在產(chǎn)品耐腐蝕設(shè)計(jì)時使用中性鹽霧試驗(yàn)時，不能只簡單注明滿足某個標(biāo)準(zhǔn)，否則該技術(shù)條件不完善，無法進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。如使用GB/T 10125、GB/T 2423.17、GB/T 1771和ASTM B117時，必須注明試驗(yàn)時間與評價判定標(biāo)準(zhǔn)和量化指標(biāo)。
 
（2）不同的評判方法可出現(xiàn)不同的試驗(yàn)結(jié)果，對于不同的部件涂裝類型，需要區(qū)別對待，如金屬鍍層可按GB/T 6461進(jìn)行評價考核，有機(jī)涂層類按GB/T 1766或ISO 4628系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核，有劃線要求的可按ISO 4628-8或ASTM D1654進(jìn)行。
 
（3）當(dāng)腐蝕介質(zhì)和操作條件嚴(yán)格控制后，鹽霧試驗(yàn)箱參數(shù)可以滿足不同標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)。
 
（4）嚴(yán)格控制鹽霧試驗(yàn)過程是提供試驗(yàn)重新性的關(guān)鍵。ISO 9227:2017作為一種全球性的、基礎(chǔ)性的人工加速腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，采用它更加符合經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢。ISO 9227:2017標(biāo)準(zhǔn)從試驗(yàn)用水、試劑、鹽溶液濃度、溶液pH值、樣品放置角度、試驗(yàn)箱性能要求以及試驗(yàn)前后樣品的處理方式都給出了詳盡、科學(xué)和可操作的要求。建議實(shí)驗(yàn)室人員在制定鹽霧試驗(yàn)操作規(guī)范時，采用ISO 9227:2017的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行制定，形成適合自己的使用規(guī)程。
 
鹽霧試驗(yàn)起源
 
鹽霧試驗(yàn)最早可以追溯到1914年，源于美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）。1939年，中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)ASTM B117基本形成。目前普遍采用的是美國材料協(xié)會試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)ASTM B117和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)ISO 9227。各個國家也有各自的標(biāo)準(zhǔn)，如德國標(biāo)準(zhǔn)DIN 50021，英國標(biāo)準(zhǔn)BS 3900 F4，日本標(biāo)準(zhǔn)JIS Z 2371， 法國標(biāo)準(zhǔn)D171058等。我國除國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10125、GB/T 2423.17和GB/T 1771（相對國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9227、IEC 60068-2-11和ISO 7253）外，還有軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 150.11A等。世界各大汽車主機(jī)廠也有自己的標(biāo)準(zhǔn)，如通用汽車的GMW3286，日產(chǎn)汽車的NES M0140，福特汽車FLTM BI103-01等。各個試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的主體條件基本相同。
 
參考文獻(xiàn)
 
1 米德偉，劉海峰，有機(jī)涂層中性鹽霧試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介，現(xiàn)代涂料與涂裝，2007（8）。
 
2 聶仁態(tài)，國內(nèi)外中性鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法差異分析，企業(yè)科技與發(fā)展，2017（8）。
 
3 GB/T 10125-2012人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)
 
4 GB/T 2423.17-2008 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Ka:鹽霧試驗(yàn)
 
5 GB/T 1771-2007色漆和清漆 耐中性鹽霧性能的測定
 
6 GJB 150.11A-2009軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第11部分：鹽霧試驗(yàn)
 
7 ASTM B117-18 Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus
 
8 ISO 9227:2017 Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests