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你了解金属材料的盐雾腐蚀检测吗?-艾斯瑞
腐蚀对金属材料造成大的直接损失。据一些统计,世界上每年约有1亿吨金属被腐蚀和丢弃,占年产量的20%~40%。而且随着工业化的进程,腐蚀问题越来越严重。美国的腐蚀消耗(材料消耗和腐蚀)1949年为50亿美元,1975年为700亿美元,1985年为1680亿美元,比1949年高出80多倍。据估计,世界上因腐蚀而报废的钢铁设备相当于年产量的30%。显然,金属构件的破坏价值远大于金属材料的价值;发达国家每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的2% ~ 4%;美国每年因腐蚀多消耗3.4%的能源;中国每年因腐蚀造成的经济损失至少有200亿。腐蚀的大危害不仅体现在经济损失上,还带来了重大的人员伤亡、环境污染、资源浪费,阻碍了新技术的发展,促进了自然资源的流失。
盐雾腐蚀背景及机理
腐蚀是材料或其性能在环境作用下的破坏或退化。大部分腐蚀发生在大气中,大气中含有腐蚀成分和氧、湿度、温度变化、污染物等腐蚀因素。
盐雾腐蚀是一种常见且具破坏性的大气腐蚀。盐雾是指氯化物的大气,其主要腐蚀成分是氯化钠。金属材料表面盐雾腐蚀是由氯离子渗透金属表面氧化层和保护层与内部金属发生电化学反应引起的。同时,氯离子含有一定的水和能量,容易被金属表面的孔隙和裂纹吸收,置换和置换氯化物层中的氧,将不溶性氧化物变为可溶性氯化物,使被动表面变为主动表面,对产品产生极其不良的不良反应。
阳极:金属失去电子,变成金属阳离子,以水合离子的形式进入溶液,同时在金属中留下等价的电子。
阴极:留在阴极金属中的剩余电子被氧去极化,还原吸收,成为氢氧根离子。
电解质:氯化钠解离生成钠离子和氯离子,部分氯离子、金属离子和氢氧根离子反应形成金属腐蚀产物。
2Me2++2Cl-+2OH-→MeCl2 Me(OH)2
盐雾腐蚀危害
1)盐雾腐蚀会破坏金属保护层,使其失去装饰性,降机械强度;
2)部分电子元器件和电路被腐蚀中断,特别是在振动环境下;
3)当盐雾落在绝缘子表面时,表面电阻会降;绝缘子吸收盐溶液后,其体积电阻会降4个数量级;
4)机械部件或运动部件的运动部件因腐蚀而增加摩擦,导致运动部件被卡住。
金属材料的盐雾腐蚀试验
盐雾试验可分为自然环境暴露试验和人工加速模拟环境试验。后者利用盐雾试验箱在其容积空间内人工创造盐雾环境,以评估产品的耐盐雾腐蚀质量。
与自然环境相比,盐雾环境中氯化物的盐浓度可以比一般自然环境高几倍或几十倍,大大提高了腐蚀速率,大大缩短了盐雾试验获得结果的时间。如果产品样品在自然暴露环境中测试,可能需要1年才能腐蚀,而在人工模拟盐雾环境下,24小时才能得到类似的结果。但是人工加速模拟试验还是和自然环境不同,无法替代。
适用范围
1)钢表面镀铜+镀镍+镀铬或镀镍+镀铬;
2)在铜或铜合金表面镀镍镀铬;
3)300系列或400系列不锈钢表面镀镍+铬;
4)在铝或铝合金表面镀铜+镍+铬;
5)在锌合金表面镀铜+镍+铬;
6)电镀塑料件。
 盐雾腐蚀
测试方法
1中性盐雾试验(NSS试验)
它是目前应用领域广的加速腐蚀试验方法。采用5%氯化钠盐溶液,溶液的PH值调节在中性范围(6 ~ 7)作为喷淋液。试验温度均为35℃,盐雾沉降速率要求在1 ~ 2ml/80cm·h之间。
2乙酸盐雾试验(ASS试验)
它是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。就是在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸,使溶液的PH值降到3左右,溶液变成酸性,终形成的盐雾由中性盐雾变成酸性。其腐蚀速度比NSS试验快约3倍。
3铜盐加速乙酸盐喷雾试验(LRHS-663P-RY)
这是国外新开发的快速盐雾腐蚀试验。试验温度为50℃,盐溶液中加入少量铜盐-氯化铜,强烈诱发腐蚀。其腐蚀速率约为NSS试验的8倍。
.4交替盐雾试验
是综合盐雾试验,其实就是中性盐雾试验加恒定湿热试验。主要用于腔体式整机产品,通过潮湿环境的渗透,盐雾腐蚀不仅发生在产品表面,也发生在产品内部。就是在盐雾和湿热下交替更换产品,而后检查整机的电气和机械性能是否有变化。
影响因素
影响盐雾试验结果的主要因素包括:试验温度和湿度、盐溶液浓度、样品放置角度、盐溶液的pH值、盐雾沉积和喷雾方式等。
1)测试温度和湿度
温度和相对湿度影响盐雾的腐蚀。金属腐蚀的临界相对湿度约为70%。当相对湿度达到或超过这个临界湿度时,盐就会潮解形成导电性好的电解质。当相对湿度降时,盐溶液的浓度会增加,直至结晶盐析出,腐蚀速率相应降。试验温度越高,盐雾腐蚀速度越快。对于中性盐雾试验,大多数学者认为试验温度为35℃。
2)盐溶液的浓度
盐溶液浓度对腐蚀速率的影响与材料和涂层的类型有关。当浓度低于5%时,钢、镍和黄铜的腐蚀速率随着浓度的增加而增加;当浓度大于5%时,这些金属的腐蚀速率随着浓度的增加而降。
3)样品的放置角度
样品放置角度对盐雾试验结果有影响。盐雾的沉降方向接近垂直方向。样品水平放置时,其投影面积大,样品表面承受的盐雾多,所以腐蚀严重。GB/T2423.17-93标准规定“平试样的放置方法应使被测表面与垂直方向成30度角。
4)盐溶液的酸碱度
盐溶液的酸碱度是影响盐雾试验结果的主要因素之一。pH值越低,溶液中氢离子浓度越高,酸性和腐蚀性越强。对铁/锌、铁/镉、铁/铜/镍/铬等电镀件的盐雾试验表明,酸碱度为3.0的醋酸盐雾试验(ASS)的腐蚀性是酸碱度为6.5 ~ 7.2的中性盐雾试验(NSS)的1.5 ~ 2.0倍。
结果的判断
盐雾试验的目的是评估产品或金属材料耐盐雾腐蚀的质量,盐雾试验结果的判断是对产品质量的判断。判断结果是否正确合理是正确衡量产品或金属耐盐雾腐蚀质量的关键。盐雾试验结果的判断方法有:分级判断法、称重判断法、腐蚀形貌判断法和腐蚀数据统计分析法。
1)等级判定法:按一定方法将腐蚀面积占总面积的比例分成若干等级,以某一等级作为合格判定的依据,适用于平板样品的评定。
2)称重判断法:通过腐蚀试验前后样品的重量变化计算失重(或增重)来判断样品的耐腐蚀质量,适用于评价某些金属的耐腐蚀质量。
 盐雾腐蚀
3)腐蚀形貌的判断方法:是一种定性的判断方法,根据产品经过盐雾腐蚀试验后是否有腐蚀现象来判断样品,一般产品标准多采用这种方法。
4)腐蚀数据的统计分析方法:主要用于分析和统计腐蚀情况,不专门用于判断某一特定产品的质量。

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