淺談鹽霧試驗

楊 清

（上海交通大學，200204）

0 引言

鹽霧腐蝕是一種常見和最有破壞性的大氣腐蝕。常用于在特殊條件下的質(zhì)量評估、失效驗證。這里講的鹽霧是指氯化物的大氣，它的主要腐蝕成分是海洋中的氯化物鹽——氯化鈉，它主要來源于海洋和內(nèi)地鹽堿地區(qū)。氯離子穿透金屬表面的氧化層和防護層與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學反應,引起材料或其性能的破壞或變質(zhì)。同時，氯離子含有一定的水合能，易被吸附在金屬表面的孔隙、裂縫中，排擠并取代氧化層中的氧，把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物，使鈍化態(tài)表面變成活潑表面。造成對產(chǎn)品極壞的不良反應。因此鹽霧試驗模擬海洋或含鹽潮濕地區(qū)氣候的環(huán)境，用于考核材料及其防護層抗鹽霧腐蝕能力，以及相似防護層的工藝質(zhì)量比較，同時考核產(chǎn)品抗鹽霧腐蝕能力。按試驗周期分，可以分為（恒定）鹽霧試驗和交變鹽霧試驗兩種。中性鹽霧試驗（NSS）應用比較廣泛，所以本文就此展開討論。

本文將以常見的鐵鍍鋅產(chǎn)品為例，說明鹽霧試驗的試驗方法和步驟。其它產(chǎn)品（如鐵外層涂油漆，鐵外層涂特富龍等）也可以參考。

1 試前溶液準備

首先，每次試驗前需要配制新的鹽溶液。具體配制方法依照ISO 9227 標準進行，試驗裝置簡圖如圖1。先關閉閥門，往第一個罐子里放水，從罐子安裝的流量計讀出進入第一個罐子水的體積，然后算出水的重量，根據(jù)標準，需要得到5%左右的鹽溶液，即5%重量的鹽，和95%重量的水，據(jù)此算出所需要的鹽的重量，然后用秤去稱這個重量的鹽，放入第一個罐子，用電動馬達，攪拌30 分鐘，然后測量鹽水的密度和PH，一般5%的鹽溶液其PH 值為7 左右，密度約為1.03 左右。若PH 值和密度均符合要求，則打開閥門，讓配好的鹽溶液進入后兩個罐子。

配制鹽溶液時應注意以下幾點：第一，秤是用來稱鹽的，且只用來稱鹽，不能用來稱鹽溶液。第二，使用PH 試紙和密度計測量分別測量鹽溶液的PH 值和密度。第三，若鹽溶液在存儲過程中發(fā)生PH 值改變的情況，可通過加NaOH 加以中和。第四，試驗前和試驗過程中，都要檢查第一個罐子里鹽水的比重和PH，試驗后還要檢查兩個收集器收集起來的溶液的PH 值是否任然符合要求，并且根據(jù)收集器中鹽水的量來算出每小時收集量是否符合標準要求。

2 試后樣品處理

鹽霧試驗后的處理是非常重要的環(huán)節(jié)之一，通常使用如下三種鹽霧試驗標準：

ISO 9227：2006

實驗結(jié)束后取出樣品，為了避免腐蝕產(chǎn)物的脫落，試驗樣品在清洗前放在室內(nèi)自然干燥0.5～1h，然后用溫度不高于40 度的清潔流動水清洗以除去試樣表面殘留的鹽霧溶液，再立即用吹風機吹干。

GB 2423.17-2008（Ka）

試驗結(jié)束后，除非有相反規(guī)定，小試樣應在自來水下沖洗5分鐘，然后用蒸餾水或者去離子水沖洗，然后晃動或用氣流干燥去掉水滴。清洗用水的溫度不應超過35 度。

GB 2423.18-2000（Kb）

有關標準應規(guī)定試驗樣品在最后一周期結(jié)束后選用下列之一的恢復處理。

a.將試驗樣品在流動自來水下清洗5min，后再在蒸餾水或軟水中漂洗,然后將樣品上的水甩干或吹干,接著在55℃(±2℃)下干燥1h。最后在控制恢復條件下冷卻1 至2h。

b.由有關標準規(guī)定其他的清潔和干燥方法，并在正常試驗大氣條件下存放1 到2h。清洗用水溫度不超過35℃。

c.由有關標準規(guī)定其他的恢復處理條件。

通常處理方法：用正常水洗完后用蒸餾水洗，各5 分鐘（對大的樣品用時間長些，對小的產(chǎn)品用時間短些），然后用壓縮空氣吹干。

對試驗結(jié)果拍照是需注意如下幾點：

1.要求在一個全黑的暗室進行拍照（4 面沒有窗，不透光的房間即可）。

2.需要使用閃光燈。

3.需要相機離被照樣品至少2 米，以避免閃光燈造成的反光照射在樣品上發(fā)生反光，并被誤認為是白銹。

4.由于照相機距離較遠，所以需要拉近鏡頭。當然，使用相機支架會更好。

對于被試樣品，如果可能的話，需要提供兩張照片，一張即使用上面介紹的方法拍攝的照片，另一張則是是使用ImageJ 處理后的照片。具體步驟如下：

首先，啟動程序ImageJ 并打開要處理的圖像。通過點擊圖標Rust 開始宏；按ESC 鍵，退出宏。選擇進行測量的次數(shù)，如圖1 所示，然后單擊確定。軟件會相應執(zhí)行測量并給出一個平均的結(jié)果。如圖1，選擇要測量的區(qū)域，單擊確定。

選擇B＆W（綠色圓圈所示），然后調(diào)整檢測閾值的光標（紅色圓圈所示）通過比較直觀的判斷，然后單擊確定，如圖2 所示。

返回第二步，實行下一次測量。

測量結(jié)束后，平均面積及不確定性的顯示和處理后的過去測量的圖像快照存儲在文件夾“處理圖片”原始照片位置。

3 試驗判據(jù)

最后介紹鹽霧判斷的經(jīng)驗如下：

1）關鍵點：

在分析時應由尤其注意區(qū)分白變、鹽流以及白銹,前兩種不能算入百分比。區(qū)分鹽流與白銹的方法：如果能洗掉，就不是白銹，因為白銹是外殼材料本身的腐蝕，一般是去不掉的，洗的掉的大多是鹽流。

2）工作面

一般我們進行鹽霧的判斷指的都是其工作面，如，螺絲的螺紋，十字槽；狀件的大面積部分，但不包括側(cè)邊，由于鍍鋅的工藝關系，小的邊面其鍍到的鍍層厚度會小，從而生銹比工作面快，所以在實驗前，明確受試樣品哪里是工作面，并在報告中注明。

這里我們也會碰到一種情況，非工作面的生銹影響到工作面，使工作面發(fā)生銹蝕，這種情況下，處理方法是是：如果受影響面積小，且大多是鹽流，則忽略。如果受影響面積大，則必需需要計算入百分比，但在備注里必需注明：這部分的銹蝕是由于生銹的邊側(cè)面流下的痕跡造成。鹽霧銹蝕的過程可以分解如下：

3）注意情形

情形一：當樣品表面有孔時，有時候孔的下沿鹽水會積聚，從而鹽水會流下樣品表面，造成腐蝕加劇，這種情況下，最好能把這個孔封閉，以不對鹽霧結(jié)果產(chǎn)生影響，如上面的比對照片。

情形二：由于ImageJ 軟件的局限性，只能用來處理平板件，且對拍照有一定要求。但是，以這種方法計算出的白銹百分比相對還是比較有可比性的。

情形三：樣品安裝擺放不可交叉，也不可碰到箱壁，板狀樣品按照標準定義的30 度角擺放。

由于鹽霧試驗對產(chǎn)品表面是否受汗?jié)n污染很敏感，因此建議試驗前和試驗過程中，試驗操作人員避免手直接接觸樣品。

4 結(jié)語

本文針對中性鹽霧試驗的試驗方法和步驟，對標準ISO 9227、GB2423.17 和GB2423.18 進行補充說明，規(guī)范中性鹽霧試驗操作，有利于提高試驗質(zhì)量，從而提高生產(chǎn)質(zhì)量，并最終促進產(chǎn)品技術的進步。

[1]ISO 9227:2006 Corrosion tests in artificial atmospheres-Salt spray tests