鹽霧試驗新替代方案：循環(huán)腐蝕鹽霧試驗

循環(huán)腐蝕試驗的新標準為連續(xù)鹽霧試驗提供了替代方案。

大約在1914年，鹽霧試驗箱首次用于腐蝕試驗，在1939年，中性鹽霧試驗被合并為ASTM B117，今天ASTM B117是在金屬腐蝕委員會G-l管轄下操作鹽霧(霧)設備的慣例。這種傳統(tǒng)的鹽霧試驗規(guī)定在35°C下持續(xù)暴露于5%的鹽溶液霧中，在某些情況下ASTM B117對質(zhì)量控制測試有用，但在其他情況下則不然。在80年的使用過程中，ASTM B117有過多次改進。盡管進行了所有這些改進，但長期以來人們普遍認為鹽霧暴露結(jié)果與實際大氣暴露中所見的腐蝕關系不大。

在涂料行業(yè)，每個配方師都可以講述一些可怕的故事，這些涂料在戶外多年表現(xiàn)良好，但在鹽霧中很快就失效了；或者更糟的是，在鹽霧中持續(xù)了幾千個小時的油漆卻在戶外悲慘地失敗了。盡管如此，ASTM B117已被普遍接受為標準腐蝕環(huán)境，并仍廣泛用于測試油漆和電鍍飾面、軍事部件和電氣部件?？紤]到鹽霧暴露是購買數(shù)億美元涂料的基礎，這些涂料保護數(shù)十億美元的結(jié)構(gòu)，潛在的經(jīng)濟損失是驚人的。

ASTM B117的一個局限性是，5%的鹽溶液不一定是使用中遇到的電解質(zhì)的真實代表，各種不同的電解質(zhì)混合物現(xiàn)在被用于不同的應用，

ASTM B117鹽霧更嚴重的限制是它提供了一個連續(xù)的環(huán)境，條件沒有變化。相反，暴露在天氣中的材料會經(jīng)歷濕度、溫度、陽光和腐蝕性溶液濃度的周期性變化。就化學反應和最耐腐蝕的材料類型而言，循環(huán)環(huán)境中的腐蝕與連續(xù)環(huán)境中的腐蝕有很大不同。世界各地的研究人員已經(jīng)進行了各種循環(huán)腐蝕試驗(CCT ),這些試驗結(jié)合了各種干濕循環(huán)、溫度循環(huán)、溶液濃度循環(huán)以及某些情況下的紫外線組合。令人印象深刻的研究表明，對于許多應用，CCT能夠更好地區(qū)分哪些材料在戶外更耐用。許多這些CCT最近已經(jīng)被各種標準團體采用。說明符現(xiàn)在可以選擇標準化的循環(huán)測試。下面是對其中一些測試的描述。

ASTM G85附錄A5 在委員會G-1的管轄下，ASTM G85《改良鹽霧試驗規(guī)程》的新附件描述了所謂的“prohesion”循環(huán)，這種廣泛使用的循環(huán)暴露是在英國為工業(yè)維護涂層開發(fā)的。附著力也被認為是絲狀腐蝕的良好循環(huán)。這個循環(huán)交替進行一小時的霧和一小時的干燥。電解質(zhì)溶液比傳統(tǒng)的鹽霧要稀得多，但是加入了硫酸鹽以在某種程度上代表工業(yè)氣氛。隨著溶液變干，它變得越來越濃，從而使樣品在整個溶液濃度范圍內(nèi)循環(huán)。暴露條件包括:

粘合暴露周期為:

結(jié)論

目前有ASTM標準用于測量土壤中的pH值(G51，腐蝕測試中使用的土壤pH值測試方法)和測量土壤電阻率(G57，使用溫納四電極模式現(xiàn)場測量土壤電阻率的方法)。這些標準是最準確的，所有對土壤的電學或腐蝕特性感興趣的人都應該遵守。

小組委員會g01 . 10正在用兩個標準取代G57，以進一步澄清技術并消除任何混淆來源。一個標準涉及溫納四點法；第二部分將涉及土壤箱的使用。

干燥是通過用新鮮空氣吹掃試驗箱來實現(xiàn)的，這樣在45分鐘內(nèi)所有可見的液滴都從樣品上干燥掉。

ASTM B5894

循環(huán)鹽霧/紫外線 ASTM標準D5894,《涂漆金屬的周期性鹽霧/紫外線暴露操作規(guī)程》(在噴霧/干燥柜和紫外線/冷凝柜中交替暴露),剛剛在一月份通過了ASTM協(xié)會審查。ASTM D5894循環(huán)包括在循環(huán)鹽霧室(prohesion)中的一周和在熒光紫外線/冷凝室中的一周，按照ASTM G53,《非金屬材料暴露的光和水暴露儀器(熒光紫外線冷凝型)操作規(guī)程》?？偝掷m(xù)時間通常為6至12周，取決于材料的耐久性。廣泛的研究表明，對于工業(yè)維護涂料來說，這種循環(huán)比持續(xù)的鹽霧，甚至是單獨的附著力更好地再現(xiàn)了大氣腐蝕，這是因為紫外線對這種涂層的損害會使其更容易受到腐蝕。測試循環(huán)如下所述進行:

循環(huán)腐蝕鹽霧箱工作原理

循環(huán)腐蝕試驗在重復循環(huán)中將試樣暴露在一系列不同的環(huán)境中。簡單的測試可能包括兩種狀態(tài)之間的循環(huán):有霧和干燥。更復雜的程序，如汽車，需要多步循環(huán)，包括濕度或冷凝，以及鹽霧和干燥。

噴霧功能

在噴霧功能期間，腐蝕測試儀通常作為傳統(tǒng)的鹽霧進行操作

內(nèi)部儲罐中的腐蝕性溶液被泵送到噴嘴，在那里與壓縮空氣混合

壓縮空氣在到達噴嘴的途中通過鼓泡塔進行加濕(除了附著力測試)

噴嘴將溶液和空氣霧化成腐蝕性霧

室加熱器保持程序化的室溫度

干燥功能

在干燥功能期間，吹掃鼓風機迫使室內(nèi)空氣通過空氣加熱器進入室內(nèi)。這造成了室內(nèi)的低濕度條件。腔室溫度由腔室加熱器和空氣加熱器控制。

潮濕功能

Q-FOG CCT型號循環(huán)腐蝕鹽霧試驗箱可以將熱的水蒸汽導入到鹽霧箱內(nèi)，使鹽霧箱箱體保持95%-100%的相對濕度，如有需要可以通過蒸汽發(fā)生器的加熱器保持箱體內(nèi)的溫度保持在一個設置好的固定值。

噴淋功能

Q-FOG循環(huán)腐蝕鹽霧箱噴淋功能可用于某些汽車腐蝕試驗標準，溶液的流量可以支持調(diào)整，固定在特別位置的噴嘴將溶液均勻的噴淋在樣品上。

相對濕度控制功能

Q-FOG CRH型號循環(huán)腐蝕鹽霧箱通過使用空氣預調(diào)節(jié)器，鼓風機和霧化加濕噴嘴，使鹽霧箱體內(nèi)的響度濕度和溫度逐步爬坡上升到設定值。

通用汽車GM9540P方法B 

根據(jù)汽車工程師協(xié)會(SAE)汽車腐蝕與防護(ACAP)委員會的研究，GM9540P方法B目前被認為是汽車表面腐蝕(涂漆或預涂金屬)的推薦CCT方法之一。這個循環(huán)包括短暫的鹽霧期、室溫干燥期、濕熱期和干熱期。電解質(zhì)包括典型道路鹽的成分。這個循環(huán)中不包括紫外線，因為紫外線對汽車面漆的損害不足以影響其耐腐蝕性。該測試通常是手動進行的，使用噴霧瓶進行鹽潤濕，然后在濕度室和烘箱中進行單獨的測試。如果手動執(zhí)行，測試需要16個小時的工作日。也有許多自動測試器可以在一個小室中進行這種暴露。GM9540P/B暴露條件包括:

GM9540P/B暴露周期如下:

ISO工業(yè)標準草案-酸雨覆銅板

 該程序旨在模擬酸雨暴露，是對日本汽車標準組織汽車腐蝕試驗方法M609的修改。電解液含有酸雨的一些主要成分。它尚未通過ISO技術委員會156獲得ISO的最終批準。在CCT循環(huán)腐蝕鹽霧試驗箱中模擬酸雨腐蝕情況暴露條件包括:

在CCT循環(huán)腐蝕鹽霧試驗箱中模擬酸雨腐蝕情況，暴露周期為:

在CCT循環(huán)腐蝕鹽霧試驗箱中模擬酸雨腐蝕的過渡時間規(guī)定如下:

ISO 11474-鹽加速戶外暴露

該試驗通常被稱為“結(jié)痂腐蝕”試驗，尚未獲得ISO的最終批準。該試驗包括將樣品暴露在面向南方45°的常規(guī)架子上。每周兩次用3%的鹽溶液手動噴灑樣品。這種簡單的程序伴隨著濕/干循環(huán)、溶液濃度循環(huán)、濕度循環(huán)、溫度循環(huán)和紫外線暴露而加速腐蝕。關于涂料加速試驗的ASTM小組委員會001.27(涂料和相關涂料、材料和應用的委員會0-1的一部分)也投票通過了一個類似的5%鹽溶液標準。

未來方向

這些新的循環(huán)方法都不是腐蝕測試的“全部和最終目的”。沒有一個測試可以模擬所有的最終使用環(huán)境。任何單一的測試也不可能適用于所有種類的材料。將來，說明符將不得不選擇最適合特定材料和最終使用環(huán)境的測試方法。再者，以上方法都被認為是沒有完全完成的。工作正在進行中，以提高實驗室到實驗室的再現(xiàn)性(始終是一個問題)，并開發(fā)更現(xiàn)實的循環(huán)和電解質(zhì)。我們非常希望能夠找到其他以前沒有嘗試過的方法，甚至更適合某些應用。

此外，重要的是要記住，所有的耐久性測試，包括自然戶外暴露，都是相對測試。他們沒有給出一種材料實際使用壽命的絕對預測。它們僅僅提供了兩種或多種材料在耐久性方面相互比較的指示。為了了解自己的情況，在每次腐蝕測試中，無論是在室內(nèi)還是室外，暴露已知耐久性的對照樣品是非常重要的。當然，要抵制誘惑，不要想出一個神奇的轉(zhuǎn)換系數(shù)，x小時的實驗室暴露相當于y年的室外服務。

也就是說，這些新的循環(huán)測試確實有望給出各種材料耐腐蝕性的更真實的排名。如果應用得當，它們有可能節(jié)省數(shù)十億美元不必要的腐蝕損失。此外，如此多的新標準正在開發(fā)的事實證明了大氣腐蝕測試的新時代，有了開發(fā)更有意義的標準測試的新自由。