盐雾实验结果的影响因素分析

靳玉飞 杨守武 武少华 韦耀法 李玉保

格力电器(合肥)有限公司 安徽 合肥 230088

引言

盐雾实验是兴起于上世纪二十年代一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件考核产品或金属原材料防腐性能的环境试验,其实验结果为衡量各类电工、电子产品的耐腐蚀能力提供了科学依据。随着人们生活水平的不断提高,人们对产品质量的关注不断上升,以质取胜对企业而言也越发重要,而利用盐雾试验箱开展产品盐雾实验工作考核产品的抗盐雾腐蚀能力已成为现代企业质量部门的常规手段。

而作为常规考核产品耐盐雾腐蚀质量的实验方法,通过实验取得预期效果的关键是通过正确的实验操作取得准确的数据。如果实验得到的数据失准,会造成对产品防腐蚀性能产生严重的误判,给企业带来不可估量的损失。下面,我们结合各类标准通过盐雾腐蚀机理分析影响盐雾实验的各种因素。

盐雾腐蚀机理：盐雾实验是一种人工模拟大气盐雾环境的实验,用于考核产品耐腐蚀能力的实验技术。盐雾成份与海水相近,氯化钠占了很大比例,而盐雾实验方法中都是规定用氯化钠来配制盐雾溶液来模拟腐蚀情况的。

氯化钠是一种强的电解质,极易吸潮,在水中完全电离,电解后成为氯离子和钠离子,其电解方程式为：

盐雾对金属材料表面的腐蚀,是由于氯离子所造成的,它有强烈的穿透本领。很容易穿透金属表面的氧化膜和防腐层与内部金属发生电化学反应,引起腐蚀。当盐雾沉降到金属表面时,由于其含有水气作用,首先形成一层盐水膜将整个金属表面罩住,这时,金属面相当于浸在含有氧的氯化钠溶液中,金属的表面会构成原电池的两个极,产生的腐蚀。

盐雾实验影响因素

外界因素对盐雾实验的影响从对盐雾腐蚀机理的研究和国家标准的分析中,我们可以发现,产品盐雾实验的结果在使用盐雾试验箱符合国标要求的前提下,主要有以下几种因素易对实验结果产生影响：温度、沉降量、浓度、产品放置的角度、喷雾压力、PH 值、盐溶液的杂质。

下面,我们就这些外界因素对盐雾实验的影响逐项进行分析。

1 实验温度的影响

从化学反映基理可知,温度升高时,样品表面液膜中的离子迁移加快,氧扩散速度也大大加强,产品表面腐蚀速度越快。IEC335号文件“大气腐蚀加速实验的评价”指出,温度每升高10℃,腐蚀速度提高2～3倍。根据盐雾试验国家标准,温度一般选择35℃较为恰当,温度控制在设定值±2℃范围内。

2 实验湿度的影响

在相同的温度条件下,腐蚀速度与相对湿度的增加成正比,湿度低,表明空气干燥,金属难于与氧产生反应,相对腐蚀速度也就慢。在清洁的大气中,金属腐蚀与温度、相对湿度的关系可用下面的公式来表示：

从公式中可以看出,一般而言,相对湿度≥65%RH,产品中金属容易生锈,且随相对湿度和温度的增加而加速。在盐雾实验中,一般湿度较高,至少为85%R.H。

3 氯化钠溶液浓度的影响

氯化钠溶液浓度反映了溶液中氯化钠的含量。氯化钠溶液中的氧含量与氯化钠的浓度有关,在低浓度范围内,氧含量随氯化钠浓度的增加而增加,但是,当氯化钠浓度增加到5%时,氧含量达到相对的饱和,如果氯化钠浓度继续增加,氧含量则相应下降。氧含量下降,氧的去极化能力下降即腐蚀作用减弱。

4 盐雾沉降量的影响

盐雾沉降量是反应喷雾的密度和盐雾的特性,盐雾实验腐蚀的产生除腐蚀介质氯离子本身的作用外,还受金属表面液膜中氧的扩散影响。如果液膜是静止的,当溶液与金属接触,金属很快会腐蚀,同时液膜中的氧也很快会下降,使进一步的腐蚀反应减慢;如果液膜不断更新,则腐蚀会连续进行。金属表面液膜的更新速度,随盐雾沉降量的增加而加快。在ISO 9227：2006(E)标准中,明确规定了80cm2水平收集面积的平均收集速度为1.5ml/小时±0.5ml/小时。

5 实验溶液PH 值的影响

PH 值反映了氯化钠溶液的酸碱度。根据PH 值的定义,PH 值每减少1,氢离子浓度增加10倍,由于氢离子浓度增加,去极化作用增大,使金属的腐蚀速度加快。GB-T 10125-2012中明确规定了氯化钠溶液的PH 值,其目的就是为了减少PH 值变化对实验结果的影响。

6 喷雾压力的影响

喷雾压力的提高一般可提高盐雾的沉降量,但易使盐雾箱内形成正压力。盐雾实验模拟大气条件要求实验箱内压力和外界压力不能过大。喷雾压力过小,则空气引射作用效果差,易造成盐雾沉降量偏低现象,因而实验时应严格按照标准设定喷雾压力。

7 样品放置位置的影响

实验箱的温度和盐溶液的浓度是恒定的, 金属的腐蚀作用是根据盐雾的沉降而不是雾的凝聚,而盐雾是从上往下沉降的,因此样品的放置角度对试验的结果存在明显的影响。当产品放置平面与水平面的角度较小,投影面积增加,盐雾沉降量也随之增加,使腐蚀加剧,反之则相反。同时,不同材料的产品不能接触,避免发生点偶对效果,加快腐蚀速度。

8 溶液中杂质含量的影响

在盐雾实验中对氯化钠和水的杂质含量都有明确的规定,溶液中杂质的存在,会无形的增加金属间的电位差,影响金属的腐蚀速度,盐雾实验的结果将无法正确反映产品的腐蚀情况。一般来讲,在常温下配置的溶液的PH 值超出6.0-4.0的范围,则应检测盐或水中含有不需要的杂质。

结束语

盐雾实验在产品或材料防腐质量考核中发挥着重要作用,是产品使用可靠性研究的重要依据,其结果的科学性、严谨性至关重要。准确的通过盐雾实验验证产品的可靠性,不仅需要严格的执行相关实验标准、科学的认识盐雾实验,更要具备扎实的专业知识和实验操作技能。通过不断的积累实践经验和加深对产品使用性能的了解,更好的服务产品质量控制,从而越来越高的质量要求与挑战。