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)。鹽霧試驗是一種主要利用鹽霧實驗設(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。鹽霧試驗分為中性鹽霧試驗（NSS）、乙酸鹽霧試驗（AASS）和銅加速乙酸鹽霧試驗（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。中性鹽霧試驗標(biāo)準(zhǔn)是對鹽霧試驗條件，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；另外還對鹽霧試驗箱性能提出技術(shù)要求。常用的中性鹽霧試驗標(biāo)準(zhǔn)，見表1。
表1 實驗室常使用的中性鹽霧試驗標(biāo)準(zhǔn)
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試驗標(biāo)準(zhǔn)號 |
標(biāo)準(zhǔn)名稱 |
包含的鹽霧試驗方法 |
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GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017；ISO 9227:2020 |
人造氣氛腐蝕試驗 鹽霧試驗 |
NSS、AASS、CASS |
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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 第2部分：試驗方法 試驗Ka:鹽霧試驗 |
NSS |
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GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996 |
色漆和清漆 耐中性鹽霧性能的測定 |
NSS |
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ASTM B117-19 |
操作鹽霧試驗的標(biāo)準(zhǔn)實施規(guī)程 |
NSS |
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GMW 3286-21 |
中性鹽霧試驗 |
NSS |
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JIS Z 2371:2015 |
鹽霧試驗 |
NSS、AASS、CASS |
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GJB 150.11A-2009 |
軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第11部分：鹽霧試驗 |
NSS |
2、標(biāo)準(zhǔn)差異分析
中性鹽霧試驗采用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)、廠家的鹽霧試驗不完全一樣，形成了很多的鹽霧試驗標(biāo)準(zhǔn)。筆者針對使用頻次最高的5種中性鹽霧試驗標(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
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試驗標(biāo)準(zhǔn) |
氯化鈉的要求 |
水質(zhì)要求 |
溶液濃度要求 |
pH值要求 |
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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℃） |
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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 |
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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/L |
6.5~7.2（收集液） |
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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℃） |
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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
試驗時鹽霧的溫度高低和鹽霧沉降率的多少，對試驗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
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試驗標(biāo)準(zhǔn) |
試驗溫度（℃） |
鹽霧沉降率（80cm²單位面積） |
空氣壓力 |
試樣放置角度 |
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GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017 |
35±2 |
1-2ml/h |
70~170kPa |
與垂直面成20°±5° |
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IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008 |
35±2 |
1-2ml/h |
無要求 |
試樣按正常使用狀態(tài) |
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GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996 |
35±2 |
1-2.5ml/h |
70~170kPa |
與垂直面成20°±5° |
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ASTM B117-18 |
35±2 |
1-2ml/h |
83~124 kPa |
與垂直面成15°~30° |
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GJB 150.11A-2009 |
35±2 |
1-3ml/h |
83~124 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，便于試驗人員理解和操作。
2.3 試驗前處理
鹽霧試驗前，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產(chǎn)生不良影響，各標(biāo)準(zhǔn)的試驗前處理見表4。
GB/T 10125和GB/T 1771試驗前對樣品有比較詳細(xì)的要求，方便試驗人員操作。
表4不同標(biāo)準(zhǔn)的試驗前處理要求
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試驗標(biāo)準(zhǔn) |
試樣調(diào)節(jié) |
試驗前處理 |
試樣邊緣處理 |
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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。 |
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其他樣品無要求。 |
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GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981 |
無要求 |
清潔 |
無要求 |
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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 |
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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。 |
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GJB 150.11A-2009 |
無要求 |
清潔 |
無要求 |
2.4試樣檢查與試驗時間
鹽霧試驗中均要求試驗不受外界干擾，試驗結(jié)束后除去試樣表面上的試驗溶液殘留物后干燥，便于試驗后結(jié)果的判定，評價標(biāo)準(zhǔn)影響對試驗結(jié)果的直接判定，另外試驗時間也決定了產(chǎn)品需要達(dá)到什么樣的耐腐蝕水平，要求見表5。
試驗中開箱檢查要求時間與次數(shù)盡可能少；試驗后用水沖洗，除去試樣表面的試驗溶液殘留物后干燥；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)不同的試驗結(jié)果。
表5不同標(biāo)準(zhǔn)的檢查評價要求和試驗時間
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試驗標(biāo)準(zhǔn) |
過程檢查 |
試驗結(jié)束后處理 |
評價標(biāo)準(zhǔn) |
試驗時間 |
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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) |
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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： |
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a)用小刀輕輕地剝離與基材失去附著力的涂層； |
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b)用膠帶剝離涂層。 |
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3、有機(jī)涂層樣品（無劃痕）：用流動自來水沖洗。 |
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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) |
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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溶液殘留物，立即干燥。 |
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) |
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) |
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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) |
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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試驗箱校驗
試驗箱的校驗是對鹽霧試驗箱的評價，考察鹽霧試驗箱在規(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)的鹽霧試驗箱校驗要求
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試驗標(biāo)準(zhǔn) |
標(biāo)準(zhǔn)板要求 |
試驗時間 |
試板質(zhì)量損失 |
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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 |
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GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981 |
無要求 |
無要求 |
無要求 |
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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 |
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ASTM B117-19 |
符合SAE J1008要求低碳鋼板，76*127*0.8mm |
48h~168h |
相應(yīng)的質(zhì)量損失 |
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GJB 150.11A-2009 |
無要求 |
無要求 |
無要求 |
GB/T 2423.17和GJB 150.11A對試驗箱校驗沒有要求，試驗時只要腐蝕介質(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)計時使用中性鹽霧試驗時，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。如使用GB/T 10125、GB/T 2423.17、GB/T 1771和ASTM B117時，必須注明試驗時間與評價判定標(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，鹽霧試驗箱參數(shù)可以滿足不同標(biāo)準(zhǔn)的試驗。
（4）嚴(yán)格控制鹽霧試驗過程是提供試驗重新性的關(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)從試驗用水、試劑、鹽溶液濃度、溶液pH值、樣品放置角度、試驗箱性能要求以及試驗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。建議實驗室人員在制定鹽霧試驗操作規(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。
鹽霧試驗起源
鹽霧試驗最早可以追溯到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。各個試驗標(biāo)準(zhǔn)的主體條件基本相同。
參考文獻(xiàn)
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2 聶仁態(tài)，國內(nèi)外中性鹽霧試驗標(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 鹽霧試驗
4 GB/T 2423.17-2008 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Ka:鹽霧試驗
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軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第11部分：鹽霧試驗
7 ASTM B117-18 Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus
8 ISO 9227:2017 Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests
京公網(wǎng)安備11010802046783號
