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盐雾腐蚀试验的国际国内标准及在汽车行业里的应用

盐雾腐蚀试验的国际国内标准及在汽车行业里的应用

原创 《环境技术》 环境技术核心期刊 6天 2 盐雾试验概述

2.1 盐雾腐蚀盐雾腐蚀试验的国际国内标准及在汽车行业里的应用

盐雾腐蚀是一种常见和*具破坏性的大气腐蚀。盐雾中的氯离子会穿透金属材料表面的氧化层和防护层,与内部金属发生电化学反应,从而破坏金属材料表面及其性能,进而通过金属表面的孔隙、裂缝对产品造成进一步的影响和损坏。

2.2 盐雾试验盐雾腐蚀试验的国际国内标准及在汽车行业里的应用

盐雾试验是一种通过盐雾试验设备模拟盐雾环境条件来检测产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。是对环境中大气盐雾状态的实验室模拟,具标准化、加速性的特点。与天然环境相比,盐雾试验设备中氯化物的盐浓度通常是天然环境盐雾含量的几倍;甚至几十倍。因此,腐蚀速度大大提高。在天然环境下暴露1年的盐雾腐蚀状态,在人工模拟盐雾试验环境条件下24小时即可完成,并得到相似的结果。

 3 

盐雾试验的种类

3.1 中性盐雾试验 (NSS)

出现*早且目前应用领域*广的一种加速腐蚀试验方法。试验条件为连续盐雾,温度35˚C;湿度95%以上;5%的氯化钠盐水溶液;溶液pH值设定在中性范围(6.5~7.2);降雾量为1~2mL/(h·80cm2)。盐雾沉降在被测试验件上,经过一定时间观察其表面腐蚀状态。

3.2 醋酸盐雾试验 (ASS)

在中性盐雾试验的基础上发展起来的。试验条件是在NSS的基础上,在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸,溶液的pH值降为3左右,形成酸性盐雾。腐蚀速度约是 NSS试验3倍。

3.3 铜加速醋酸盐雾试验 (CASS)

为了适应经济及工业的高速发展,近几年更多的产品开始采用这种加速醋酸盐雾腐蚀试验。试验条件为温度50℃,盐溶液中加入少量铜盐—氯化铜,强烈诱发腐蚀。盐雾收集液pH值为3.1-3.3,腐蚀速度可达NSS试验的8倍。

3.4 交变盐雾试验 (循环腐蚀盐雾试验)

交变盐雾试验是一种综合盐雾试验,即将盐雾、干燥、湿热(浸泡、潮湿和冷凝等)等测试条件进行组合循环,模拟产品的实际应用环境。通过潮态环境的渗透,使盐雾腐蚀不但在产品表面产生,也在产品内部产生。该试验将产品在盐雾和湿热两种环境条件下交替转换,*后检测整机产品的电性能和机械性能有无变化。

该试验主要用于空腔型的整机产品的测试。

前3种盐雾试验种类及试验要求见表1。

表1 盐雾试验种类及试验要求

 4 

循环腐蚀盐雾试验特点

4.1 加速性

1)在盐雾阶段,盐雾喷射在被测件上,盐雾溶液充当腐蚀介质,使被测件发生电化学腐蚀,出现生锈、起泡或其它变化。通过盐雾的连续喷射,可以保持腐蚀介质的更新,试样表面的腐蚀得以持续发展和进行;
2)在湿热阶段(浸泡、潮湿和冷凝等),通过盐雾阶段累积在试样表面的腐蚀介质,由试样表面逐渐向试样内部扩散,从而引起试样深度方向的腐蚀;
3)在干燥阶段,随着湿度减小,导致试样表面上盐溶液浓度升高,引起表面腐蚀速率加快。
通过盐雾、湿、干三个阶段组合交替循环,改变了传统盐雾连续喷射的简单状态,使得腐蚀不但发生在被测件表面,也会向被测件内部快速渗透,加速被测件的腐蚀程度,缩短测试时间,试验更趋严格和快速。

4.2 复杂性

 5 循环腐蚀盐雾试验的行业市场需求

1)涂层材料行业:料和油漆等企业 ;
2)金属和合金行业:钢铁企业、金属零部件和电镀层、航空、船舶等军工企业;
3)电工电子产品行业:电子、电器系统;
4)汽车材料行业:整车厂及其配套零部件企业。

 6 

国内、国际盐雾和腐蚀试验标准及不同行业的应用

6.1 涂层材料用循环腐蚀盐雾标准方法【1】(见表2)

涂层类材料可依据 ISO 11997-1:2005标准方法来进行循环盐雾试验,如表1所示的四种不同的循环方式。其特点是在每个循环周期的中性盐雾阶段后,至少含有一个干燥或周围环境阶段,即盐雾阶段后进行至少一次的干湿转换且在一个周期中,可含有多个不同温度的干燥阶段。
方法A  可用于汽车涂漆钢板和零部件外涂层的测试;
方法B  主要用于车辆用热固涂料的测试;
方法C  则可用于水溶或乳胶漆类材料的测试;
方法D  则可作为防腐涂层的一种通用性检测方法。
表2 涂层材料用循环盐雾标准方法

6.2 金属和合金用循环腐蚀盐雾标准方法【2】(见表3)

金属和合金用循环盐雾标准方法可依据 GB/T24195-2009 以及GB/T20854-2007 的规定进行。 
1)GB/T 24195-2009《金属和合金的腐蚀酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试验》与 ISO 16151-2005中规定的方法相同,有方法A和方法B两种方法。
 2)雾腐蚀液,PH值控制在3.5±0.1的范围,
属于比较严苛的测试方法。
    a. 方法A适用于金属及其合金;金属阴极涂层;阳极氧化涂层和金属材料上的有机涂层。
    b. 方法B适用于钢板上的阳极涂层和钢板上带有转换涂层的阳极涂层。
    c. GB/T 20854-2007《金属和合金的腐蚀 循环暴露在盐雾、“干”和“湿”条件下的加速试验》与 ISO 14993-2001中规定的方法相同
    d. GB/T 20854 / ISO 14993采用中性氯化钠溶液作为盐雾腐蚀液,PH值控制在6.5~7.2间。较之酸性溶液,试验方法相对温和。
    e. 适用于金属及其合金;阳性和阴性金属覆盖层;转化覆盖层;阳极氧化物覆盖层;金属材料上的有机覆盖层等。盐雾腐蚀试验的国际国内标准及在汽车行业里的应用
表3 金属和合金用循环腐蚀盐雾标准方法
6.3 电工电子产品用循环盐雾标准方法【3】(见表4
电工电子产品用循环盐雾试验标准方法可按照GB/T 2423.18-2012 试验方法。
1)GB/T 2423.18-2012《环境试验 第2 部分:试验方法试验Kb:盐雾, 交变(氯化钠溶液)》 与IEC 68-2-52-1996中采用的方法相同。
2)GB/T 2423.18 / IEC 68-2-52 循环测试由三种测试阶段组成:
   a.盐雾:15~35 ºC、5 %的氯化钠溶液、PH值6.5~7.2;
   b.湿热:40 ºC、93 %RH;
   c.储存:23 ºC、45~50 %RH
表4 电工电子产品用循环盐雾标准方法
6.4 汽车材料用循环盐雾标准方法

汽车行业是*早使用循环盐雾试验作为产品可靠性的评价手段的行业之一。基本上各大汽车生产厂家都有自己的循环盐雾试验标准,用以模拟汽车材料在使用环境中的腐蚀情况。

1# CCT 循环

CCT是由日本日产汽车Nissan提出的, 也是*早被应用的循环腐蚀试验标准方法之一,在传统中性盐雾方法的基础上又加进了湿热和干燥。CCT循环盐雾标准方法见表5。
表5. CCT循环盐雾标准方法



CCT方法主要是用于汽车钢板及零部件的测试。

2# GMW 14872

GMW 14872 Cyclic Corrosion Laboratory【6】 是美国通用汽车公司的循环盐雾试验标准方法, 其特点是采用湿热、干燥叠加储存环境的组合。

    即环境温度 (25 ºC,45%RH) 8 h→
    湿热 (49 ºC,<100 %RH) 8 h→
    干燥 (60 ºC,≤30 %RH) 8 h的周期循环试验;
    在周末和节假日,被测件在25 ºC,45 %RH的环境下条件储存。
该方法盐雾没有作为组合中的一个固定阶段,而是可以根据实际环境的特点,在环境温度阶段加入盐雾,如喷射溶液组成为NaCl 0.9 %,CaCl2 0.1 %,NaHCO3 (小苏打) 0.075 %的盐雾。除盐雾外,在环境温度阶段,也可加入其它环境因素,如砂砾、粉尘、热冲击、机械冲击等。
根据车身底部零件、发动机舱零件、外部零件及内部零件等诸多不同的车身位置,选择不同的循环次数。

3# SAE J2334

SAE J2334  Laboratory Cyclic Corrosion Test 【7】是由国际汽车工程师学会汽车腐蚀与防护委员会制定的的循环盐雾试验标准方法,该试验方法是采用盐雾、湿热、干燥叠加储存环境的组合。
    即进行环境温度(25 ºC,45 %RH)8 h→
    湿热(50 ºC,100 % RH)6 h→
    盐雾(环境温度+0.5 % NaCl, 0.1 % CaCl2和0.075 % NaHCO3盐溶液)0.25 h→
    干燥(60 ºC,50%RH)17.75 h的周期循环试验。
    在周末和节假日,被测件在60 ºC, 50%RH的环境下条件储存。
该试验方法的特点是进行环境温度条件下的盐溶液试验(dip, fog, spray),且时间较短;干燥时间较长。
常用于汽车涂装类产品的测试。

4# PV 1210【8】

盐雾腐蚀试验的国际国内标准及在汽车行业里的应用在盐雾试验当中加入气候因素可真实再现环境状态,但对设备的控制系统也提出了更高的要求。国外公司产品及系统大多数都采用了模块式结构,一种高性能的直接温度控制系统,由辅助热交换介质的带有缓冲效应的循环,使试验箱内温度和湿度能保持高度的稳定性。
除此以外,直接温度控制系统还能使得在不变的接近饱和点的高湿度情况下进行长期的试验。
PV1210 – P VW是德国大众汽车公司的车身与附件循环盐雾腐蚀标准,是应用*为广泛的循环腐蚀试验标准之一,该试验方法是采用盐雾、湿热、叠加储存环境的组合。
    即进行中性盐雾( (50士5)g/L NaCl盐溶液)4 h →
    环境温度(25 ºC, 50 %RH)4 h →
    湿热(40 ºC,100 % RH)16 h;

    周末被测件在25 ºC, 50 %RH 的环境下储存。

该试验方法没有干燥阶段。

适用于有涂层的车身、车身薄板、结构组件等试验样品的腐蚀检测。

5# 其他汽车工业的重要标准

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在汽车工业中的单项与综合盐雾、腐蚀试验

7.1 单项试验

7.2 综合试验

通过盐雾、湿热、干燥三个阶段组合变化及交替循环, 真实再现外界环境状态,并加速试验进程。本文“第五项”详细论述了盐雾腐蚀综合试验的方法和应用。

另外请详见综合试验的曲线图,图3. VDA 循环试验,图4. PV 1210交变循环试验。

7.3 试验手段的难点及解决方法

1# 交变试验的温度及气候控制

2# 用于能再现结果的恒定喷雾

在盐雾试验中恒定的盐雾供给也是再现环境状态的关键。至现今为止,主流的解决方法,除空气调节以外,用喷雾系统及与之相关联的盐水供给源也能实现解决恒定喷雾问题。由于盐水是经由喷嘴进行雾化并按水喷射原理工作的,喷射量在相当程度上将保持不变,从而达到恒定喷雾,其关键是流量表,液体水准仪以及试验箱固定的真空度。

因此,**了解盐雾腐蚀的特点,盐雾腐蚀试验的标准及其手段,对实现高品质的产品有着及其重要的作用。

全一通测试仪器主要经营生产:盐雾试验机,恒温恒湿试验机,蒸气老化试验机,冷热冲击试验机,精密烘箱,跌落试验仪,干燥箱、测厚仪、大型环境试验室、灯箱、纸带耐磨试验机、正像投影机、高压加速寿命试验机,各式硬度计,三坐标,影像仪,等相关品管试验仪器.欢迎来电,留言订购.


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