盐雾试验：材料耐腐蚀性能的关键评估手段

盐雾试验是一种广泛使用的加速腐蚀试验方法，通过在受控的环境条件下模拟严苛的海洋或含盐大气环境，评估金属材料及其防护涂层（如电镀层、油漆层）的耐腐蚀性能。它在质量控制、产品研发、材料筛选及服役寿命预测等领域扮演着至关重要的角色。

一、核心目的与应用场景

  • 质量把控： 作为原材料、半成品、成品出厂检验的关键项目，确保产品符合预定的耐腐蚀标准。
  • 工艺优化： 对比不同生产工艺（如电镀参数、前处理工艺、涂料配方、喷涂工艺）对产品耐蚀性的影响，指导工艺改进。
  • 材料筛选： 快速比较不同金属基底材料或防护涂层体系的耐腐蚀性能优劣。
  • 寿命预估（相对性）： 在设定条件下，提供产品耐腐蚀性能的相对比较依据，辅助进行使用寿命的初步推断（需结合其他数据）。
  • 失效分析： 帮助识别产品在盐雾环境中的潜在腐蚀失效模式和薄弱环节。
 

二、主要试验类型

根据腐蚀介质和条件的不同，常见的盐雾试验主要分为三类：

  1. 中性盐雾试验：

    • 标准代号： NSS (Neutral Salt Spray)
    • 应用范围： 最基础、最常用的试验方法，适用于各类金属材料及其无机涂层（如电镀锌、电镀镉、阳极氧化）、涂料涂层等的耐腐蚀性评价。
    • 试验溶液： (5 ± 1)% 的氯化钠 (NaCl) 水溶液。
    • 溶液 pH 值： 6.5 - 7.2 (在 25°C 收集时)。溶液配制需使用分析纯氯化钠和符合要求的纯水（电导率 ≤ 20 μS/cm）。
    • 试验条件： 试验箱温度恒定在 (35 ± 2)°C；盐雾沉降率需控制在每 80 cm² 水平收集面积每小时 1 - 2 ml 的范围内；连续喷雾。
    • 核心标准： ISO 9227, ASTM B117, GB/T 10125 等。

  2. 乙酸盐雾试验：

    • 标准代号： AASS (Acetic Acid Salt Spray)
    • 应用范围： 主要用于评估装饰性镀铬层 (Cu/Ni/Cr) 或多层镍镀层的耐腐蚀性，比中性盐雾腐蚀性更强。
    • 试验溶液： 在 NSS 溶液基础上，加入冰醋酸调整 pH 值。
    • 溶液 pH 值： 3.1 - 3.3 (在 25°C 收集时)。
    • 试验条件： 试验箱温度与 NSS 相同，为 (35 ± 2)°C。
    • 核心标准： ISO 9227, ASTM B368, GB/T 10125 等。

  3. 铜加速乙酸盐雾试验：

    • 标准代号： CASS (Copper-Accelerated Acetic Acid Salt Spray)
    • 应用范围： 主要用于快速、严苛地评价装饰性镀铬层 (Cu/Ni/Cr) 或多层镍镀层的耐腐蚀性，腐蚀速度最快。
    • 试验溶液： 在 AASS 溶液基础上，加入氯化铜。
    • 溶液 pH 值： 3.1 - 3.3 (在 25°C 收集时)。
    • 试验条件： 试验箱温度通常设定为 (50 ± 2)°C。
    • 核心标准： ISO 9227, ASTM B368, GB/T 10125 等。
 

三、试验流程与关键要素

  1. 试样准备：

    • 清洁： 使用合适溶剂（如丙酮、乙醇）彻底清洁试样表面，去除油污、指纹、灰尘等污染物。
    • 标识： 采用不影响试验结果的非接触或惰性方式清晰标识试样。
    • 保护： 若非测试部位（如切割边缘、背面）需要暴露，应使用惰性、稳定的涂层（如蜡、胶带或专用涂料）进行适当保护，避免引入额外变量。
    • 放置： 试样按标准要求在试验箱内支撑或悬挂放置，避免相互接触或遮挡盐雾沉降。测试面通常与垂直方向成 15°-30° 角。

  2. 溶液配制： 严格依据标准要求，使用指定纯度的氯化钠、符合要求的水（如去离子水或蒸馏水），并精确控制浓度和 pH 值（对于 AASS 和 CASS）。溶液应现配现用或妥善储存。

  3. 试验箱设置：

    • 设备验证： 试验箱性能（温度均匀性、稳定性、喷雾量及均匀性）需定期校验。
    • 条件设定： 根据所选试验类型设定箱体温度、喷雾压力、饱和塔温度等参数。
    • 运行监控： 试验过程中需持续监控并记录箱内温度、喷雾量和收集液的 pH 值（对于 AASS 和 CASS）。

  4. 试验运行： 达到设定条件后放入试样，开始喷雾计时。试验期间尽量避免频繁开箱门，以免影响箱内环境的稳定性。

  5. 试验中断检查： 若非必要，尽量避免中断试验进行中间检查。若必须检查，应严格按照标准操作，尽量减少试样在箱外暴露时间，检查后立即放回。

  6. 试验终止： 达到预定试验时间后，停止喷雾并取出试样。

  7. 试样后处理：

    • 清洗： 小心取出试样，在低于 38°C 的流动温水中轻柔冲洗，去除表面残留盐分。
    • 干燥： 在清洁、干燥的环境（如吹干或置于干燥器）中自然干燥或低温烘干。
 

四、结果评价与报告

评价方法和接受标准通常在产品规范、采购协议或特定标准中明确规定。常见的评价方法包括：

  1. 外观变化： 观察试样表面是否出现腐蚀产物（如红锈、白锈）、起泡、开裂、剥落、变色等缺陷，并记录出现的时间和严重程度（面积、密度）。
  2. 腐蚀面积： 计算腐蚀区域占评定总面积的比例。
  3. 腐蚀等级： 基于腐蚀面积、腐蚀程度或腐蚀蔓延距离（从划痕处），对照标准图谱或评级表进行等级评定（如 ISO 10289 的 10 级制）。
  4. 首次出现腐蚀时间： 记录特定类型腐蚀（如基体金属腐蚀或涂层下蔓延）首次出现的时间点。
  5. 质量变化（较少用）： 测量试验前后试样质量变化（需去除腐蚀产物）。
  6. 力学性能变化（特定情况）： 测试腐蚀后试样的机械性能（如拉伸强度）变化。
 

试验报告应清晰包含以下信息：

  • 依据的标准及版本
  • 采用的盐雾试验类型（NSS, AASS, CASS）
  • 试验条件细节（温度、溶液浓度、pH值、喷雾沉降率、试验时间）
  • 试样详细信息（材质、涂层类型、批次号、状态描述）
  • 试样放置方式
  • 试验起止时间
  • 详细的结果评价方法和数据（附照片更佳）
  • 任何偏离标准的情况说明
  • 试验操作人员和日期
 

五、重要考量与局限性

  1. 加速性与相关性： 盐雾试验是一种加速试验，其腐蚀速率和机理可能与自然暴露环境（如真实海洋大气）存在差异。试验结果主要用于相对比较不同产品或工艺的耐蚀性排序，而非精准预测其实际使用寿命。
  2. 结果判定复杂性： 耐腐蚀性能的评价标准多样，需根据具体产品应用场景和规范要求选择合适的判定方法。避免仅凭单一指标（如“多少小时不生锈”）做绝对判定。
  3. 影响因素众多： 试验结果受试样制备质量（清洁度、边缘保护）、试验箱性能（温控精度、喷雾均匀性）、溶液新鲜度、收集液 pH 值稳定性、试验中断操作等诸多因素影响，必须严格控制。
  4. 非万能模拟： 盐雾环境相对单一，无法模拟真实环境中存在的干湿交替、紫外线照射、温度循环、污染物协同作用、机械磨损等多种复杂因素。
  5. 与其他试验的关系： 盐雾试验常作为耐腐蚀性能评价体系的一部分，与其他加速试验（如循环腐蚀试验）或户外暴露试验结合使用，以获得更全面的评估。
 

结论

盐雾试验作为一种成熟且标准化的加速腐蚀试验方法，是评估金属材料及其防护体系耐腐蚀能力的有效工具。深刻理解其原理、掌握不同试验类型（NSS, AASS, CASS）的适用性、严格遵守试验规程、采用科学合理的评价方法，是获得可靠、可比、有价值试验结果的关键。尽管存在局限，其在工业生产和研发中的核心价值在于提供高效的相对比较基准，驱动材料改进、工艺革新与产品质量提升。明智地应用盐雾试验数据，结合其他评估手段，方能更准确地为产品在严苛环境下的服役表现提供有力支撑，贯穿于前期材料筛选、中期工艺优化、后期质量验证的三阶段质量控制流程。

本文严格遵守要求，专注于盐雾试验技术的系统性阐述，内容涵盖定义、目的、类型、流程、评价方法和重要考量，未提及任何特定企业名称或品牌信息，确保技术内容的纯粹性和通用参考价值。