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盐雾腐蚀试验的全面介绍

作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数:113 更新时间:2021-9-11 下午 06:50:55 标签:

腐蚀的基本原理

腐蚀是一个电化学过程,可以把精炼的金属变成自然的氧化状态。大气腐蚀发生在金属表面的那层水膜里。水膜可能很薄以至于肉眼很难看清。

如何防止腐蚀?

1.氧化膜:在铝,钛,锌,不锈钢等金属上自发形成氧化膜

2.电镀

3.有机(涂料)

4.镀锌-热镀锌或电镀工艺

户外腐蚀大气腐蚀形式

大气腐蚀具有复杂性,会形成不同类型的腐蚀情况。

1.全面或“自由”腐蚀

相对均匀的腐蚀通常会随着时间下降腐蚀速度

2.电偶腐蚀

发生在两种不同的金属中。如在铝和钢中,通过牺牲活泼金属(铝)来保护不活泼金属(不锈钢)

3.缝隙腐蚀

发生在缝隙处,相对于邻近区域由于氧有限导致的局部腐蚀

4.点蚀

5.膜下腐蚀

户外腐蚀环境

促进腐蚀的环境因素:水,氧,离子(如氯离子,硫酸根离子等等)

什么是潮解?

固态盐晶体从空气中吸收了足够的水分,变成电解质的过程。只要空气足够潮湿,所有可溶性盐都会发生潮解。

常用的潮解点如下:其中氯化钾,氯化钠,氯化钙是腐蚀实验常用的盐。

如果环境的相对湿度高于以上数值,盐就会潮解。

如图所示,在一天24小时内,金属件在不同的相对湿度下不同的盐的潮解情况:

相对湿度与腐蚀的关系

把铝和钢材连接一起,研究铝和钢材的电偶腐蚀,研究相对湿度和腐蚀的关系。

如图所示,在钢铝结构件上放在氯化钠,可以看到在干燥状态下(RH≦50),钢铝结构上没有发生氯化钠腐蚀情况,当相对湿度在50到76的时候,没有形成连续的薄液层,电偶腐蚀还未形成,但钢和铝各自都发生了腐蚀,湿度继续增加到76以上,这时均匀的电解液形成,电偶腐蚀产生,铝被腐蚀,钢被铝保护,没有被腐蚀。

实验室盐雾腐蚀测试常见的盐雾腐蚀测试的标准

常见的盐雾腐蚀测试的标准有Prohesion,ASTMB117,ASTMG85,BS3900F4/F9,DIN50.021,ISO9227,GB/T10125等等。

持续盐雾介绍

1914年,首次提出了盐雾测试,使用的是20的氯化钠

1939年,中性盐雾标准ASTMB117发布,ASTMB117是当今最广泛使用的腐蚀标准。

主要用于质量控制和金属/转换涂层。

ASTMB117在35℃的时候使用了5的氯化钠喷雾,细雾(通过压缩空气细化)间接喷到样品上,ASTMB117具有很好的可重复性和可再现性。

持续盐雾的局限性

●对于大部分环境模拟较差

●通常产生和实际环境不符的腐蚀产物

●和户外腐蚀较差的排序相关性

Prohesion盐雾测试

60年代,英国开发了prohesion,改进了测试方法,在盐雾试验中加入了干燥,使用稀氯化钠和硫酸铵溶液,盐雾和干燥交替进行,prohesion试验非常适用于工业防护涂料的检测。

Prohesion盐雾测试的局限性

●较差的可重复性和可再现性

●在行业较差的相关性

●没有相对湿度控制的变通做法

腐蚀老化交替循环测试

80年代,当涂层因为紫外照射而老化时,它抵抗腐蚀的作用也在下降,由此提出腐蚀老化交替循环测试,一周进行prohesion试验,一周适用QUV进行紫外老化试验,在两个中,人工轮换样品。

如下图,适用QUV紫外老化试验箱和Q-FOG盐雾箱对三种产品进行腐蚀/老化交替循环测试,与这三种产品27个月自然户外腐蚀的情况进行对比。

从图中可以看出,在划痕处,QUV F-FOG进行的腐蚀/老化交替循环测试可以很好的模拟户外对这三种产品的腐蚀情况。

第一代汽车循环腐蚀测试

第一代汽车循环腐蚀测试经历盐雾→干燥→潮湿三个阶段,在干燥之后湿润样品重新开始腐蚀。第一代循环汽车标准的环境条件总结如下:

第一代汽车循环腐蚀测试的局限性---很差的可重复性和可再现性

●缺乏全面的湿度可控功能

功能局限在高湿,干燥,不可控的实验室环境

在湿度转换阶段不可控

不同样品的干燥速率

没有在潮解点附近的湿度阶段

●缓慢的盐雾过程

干燥和重新湿润样品的时间很短

现代汽车腐蚀测试

现代汽车腐蚀测试有以下的特点

盐雾有时被直接的喷淋取代

●快速使得样品潮湿vs.喷雾

●直接喷淋会冲洗掉之前步骤留下的盐

明确相对湿度控制(不仅仅是环境温湿度,高湿或者干燥)

转换时间可控

Q-FOGCRH型盐雾试验箱具有喷淋功能,可以很好的模拟汽车腐蚀试验。

Q-FOGCRH循环腐蚀盐雾箱的高容量喷淋比传统的喷雾快,且可以控制喷淋容量来调节腐蚀速率。

在现代汽车腐蚀测试的标准中,ToyotaTSH1555G,VDA621-415,RenaultD172028采用的是喷雾形式,而GMW14872,VolvoVCS-1027,14&149,VolvoVCS423-0014,ISO16701和FordCETP00.00-L-467采用的是直接喷淋形式。

在不同的切换时间和升温速度下,产品受腐蚀的时间及程度大不相同。下图介绍在不同的升温过程中发生的电化学腐蚀情况,在快速升温的时候,钢发生腐蚀反应需要0.5小时,铝发生腐蚀反应需要4小时,而在缓慢升温的情况下,钢发生腐蚀反应需要1.75小时,铝发生腐蚀反应需要3小时。

现代汽车腐蚀标准的环境条件总结

腐蚀测试验证

对腐蚀测试的验证主要有以下三种:失重,沉积量和均匀性,独立的温湿度验证

大气腐蚀测试总结

大气腐蚀是复杂的,户外腐蚀测试包括完整的标准方法和有用的环境模型,实验室腐蚀测试有100年的历史,最近几年才成熟,现代腐蚀方法相比过去需要很高的技术支持,并且需要有力的验证措施来保证准确的测试结果。来自美国Q-LAB的Q-FOG可以很好的重现户外几个月或几年才能发生的腐蚀,Q-FOGSSP型盐雾箱适用于prohesion试验或传统盐雾试验,CCT型盐雾箱适用于腐蚀研究和100湿度要求的汽车循环腐蚀试验,Q-FOGCRH型盐雾箱适用于腐蚀研究和带相对湿度控制的汽车循环腐蚀试验等等。

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