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在汽車行業中應用鹽霧腐蝕試驗的測試方法

發布時間：2021-12-06 277

　　大多數工業產品都要進行鹽霧腐蝕試驗，尤其是汽車行業出產的產品，利用鹽霧試驗模擬汽車部件在大氣環境中的腐蝕現象，并對部件進行綜合性性能評價。該文從汽車行業作為切入點，主要研究鹽霧腐蝕試驗方法以及具體應用，先介紹鹽霧試驗概念、種類和特點，然后分析汽車材料用循環鹽霧試驗方法，深入研究汽車行業中單相試驗、綜合鹽霧腐蝕試驗，希望為汽車行業今后的鹽霧腐蝕試驗提供一定的參考借鑒。

　　鹽霧腐蝕試驗能夠模擬出大氣環境中的鹽霧腐蝕，能加速整體腐蝕進程，在短時間內就可以得到試驗結果，在汽車行業發揮重要作用，可以測試產品的性能及品質。

　　鹽霧試驗初見為中性鹽霧試驗，腐蝕環境貼近中性，在此基礎上出現了各類試驗，例如ASS、CASS 等，后續研發出了交變鹽霧試驗，可以循環濕熱、鹽霧和干燥等階段，實現對環境的交替轉換，可以有效測試產品性能，現階段已經出現了多種鹽霧腐蝕試驗方法方法，適用于測試不同的汽車部件。

　　1、鹽霧試驗

　　1.1 鹽霧腐蝕

　　鹽霧是一種存在自然環境中且腐蝕破壞性較大的常見的大氣腐蝕現象。鹽霧中氯離子含量較高，可直接穿透金屬材料的表面，氧化和防護層都不能阻隔氯離子，在穿越材料表面以后，就會與金屬發生電化學反應，對材料造成巨大的破壞，表面腐蝕的同時還會改變原有性能，長時間腐蝕后還會通過空隙及裂縫投入產品內部，進一步腐蝕。

　　1.2 鹽霧試驗

　　鹽霧腐蝕對于金屬材料的破壞較大，為了減少鹽霧腐蝕，可以開展鹽霧試驗，通過實驗室模擬出大氣鹽霧腐蝕的狀態，較天然環境相比較，實驗室模擬的鹽霧腐蝕較強，氯化物濃度能達到大氣環境的數倍至數十倍，這樣可以快速在實驗室顯現出現金屬材料的腐蝕情況。

　　在實驗室24h 時間就可以模擬出天然環境1年的腐蝕情況，這樣可以大幅度縮短實驗時間，并且模擬實驗結果較為正確，在鹽霧試驗過程中，會在實驗室配備大量的模擬設備，實現對鹽霧環境條件的監測，屬于環境試驗的一種。

　　2、鹽霧試驗的種類

　　2.1 中性鹽霧試驗

　　現階段，為常用的試驗方法就是中性鹽霧試驗，也是出現早的試驗方法。在中性鹽霧試驗過程中，要連續提供鹽霧，溫度在35 ℃左右，濕度在95%以上，采用氯化鈉鹽水（5%的濃度）制作1 ～2mL/（h·80 cm2）的沉降量，將鹽霧沉降到被測物體表面，然后根據實際需求確定試驗時間，確定腐蝕情況。

　　2.2 醋酸鹽霧試驗

　　在中性鹽霧試驗的基礎上，開發出來醋酸鹽霧試驗，試驗條件與中性鹽霧試驗基本一樣，但是還要摻入一定量的冰醋酸，可以達到調節pH 值的作用，迅速將實驗室pH調節為酸性（pH 值大概在3左右），這樣鹽霧的性質發生改變，被測物件處于酸性鹽霧環境中，腐蝕速度加快，可以達到中性鹽霧試驗速度的3 倍。

　　2.3 銅加速醋酸鹽霧試驗

　　最近幾年，我國經濟迅猛發展，又帶動了工業發展，鹽霧試驗的腐蝕速度需要不斷加快，因此更多的產品試驗采取銅加速醋酸鹽霧試驗，將試驗溫度提高至50 ℃，在原來氯化鈉溶液中添加少量氯化銅，可以大幅度增加腐蝕程度。同時pH 值一般設定在3.1～3.3，腐蝕程度超過醋酸鹽霧試驗，腐蝕速度可以達到中性鹽霧試驗的8 倍左右。

　　2.4 交變鹽霧試驗

　　交變鹽霧試驗屬于綜合性的試驗，將不同測試條件綜合運用，在實驗室組合循環，這樣可以讓模擬環境更加貼近現實生活，被測部件處于潮態環境，不只腐蝕表面，還會對產品內部產生一定的腐蝕，在交變鹽霧試驗過程中，會交替轉換兩種環境，一種為鹽霧環境，另一種為濕熱環境，在模擬試驗結束以后，可以檢測電性能及機械性能，主要用于測試空腔型整機產品。

　　3、循環腐蝕鹽霧試驗特點

　　3.1 加速性

　　循環腐蝕鹽霧試驗的加速性主要有3個方面。

　　1）持續噴射鹽霧，確保表面持續腐蝕。在循環鹽霧腐蝕時，將定量的鹽霧噴出，被測件會出現一系列的變化，包括生銹、氣泡等，而鹽霧在這個過程中持續供應，可以持續腐蝕被測件。

　　2）濕熱階段鹽霧積累會擴散到被測件內部。在被測件進入濕熱期后，雖未將鹽霧噴入表面，但是原來積累的鹽霧還會粘附于被測件物體表面，在濕熱環境中向內滲透，深度腐蝕被測件。

　　3）干燥階段對的表面腐蝕速度加快。在被測件進入到干燥階段以后，相對濕度會逐漸性降低，這樣會增加鹽溶液濃度，腐蝕性更強，被測件會腐蝕得更快。

　　在循環腐蝕鹽霧試驗中，被測件總是處在循環交替狀態，常規鹽霧試驗的方法太過簡單，在被測件的表面出現嚴重腐蝕，雖然會滲透到內部，但是腐蝕模擬會偏離實際情況，而循環交替腐蝕將干燥、濕熱及鹽霧3個狀態循環交替，模擬的環境更加貼近真實，加快測試速度，同時讓試驗結果更加正確真實。

　　3.2 復雜性

　　循環鹽霧實驗模擬了環境更接近大氣環境，并且循環組成多，可根據實際測試要求合理選擇，盡可能接近使用環境，從而增加了試驗的復雜性。由于循環鹽霧腐蝕需要切換多個循環組合，為此需要安排專門的操作人員，近些年，隨著科技技術的進步，已經能夠用單一的試驗箱完成試驗任務，但是目前國產試驗箱無法支持試驗，一些進口產品能夠完成。

　　4、汽車材料用循環鹽霧試驗方法

　　循環鹽霧試驗早應用在汽車行業，可以有效評價產品的性，主要有以下3 種循環鹽霧測試方法。

　　4.1 CCT循環

　　該方法主要以中性鹽霧方法作為基礎，增加干燥、濕熱2個環節，后續經過多次優化改進，已經發展到CCT IV，也是目前受到行業使用方法，主要用于測試汽車鋼板及零部件。濕熱條件為60℃及95%，持續75min，干燥溫度濕度為60℃及30%以犀持續160min，再次經歷濕熱階段[3]。

　　4.2 GMW 14872

　　該方法早應用在美國，采取疊加環境組合，環境溫度為25℃及45%相對濕度，持續8 h 后進入濕熱階段，接下來進入干燥環節，該方法可以根據實際環境加入鹽霧，同時還可以加入機械沖擊、砂礫等因素，選用該方法時可以結合汽車測試部件選擇循環次數。

　　4.3 SAE J2334

　　該方法為發布的測試方法，溫度為25 ℃，相對濕度為45%，持續8 h 進入到濕熱階段，溫度提升至50 ℃，持續6 h 進入到鹽霧階段，后面為干燥環節。該方法干燥時間較長，一般用于測試汽車涂裝類產品。

　　4.4 PV 1210

　　該方法主要用于德國，應用相對廣泛，地接鹽霧、濕熱及存儲環境，首先保持中性鹽霧狀態，持續4 h 后進入環境溫度，后面為濕熱階段，該方法取消了干燥階段，用于測試涂層車身、薄板及結構組件。

　　5、在汽車工業中的單項與綜合鹽霧、腐蝕試驗

　　隨著科技水平的提升，人們對汽車產品品質提出更高的要求，不管在設計、研發等階段，都應加強合理使用的檢測手段，設計階段關注產品功能的同時，還要關注使用壽命，但是日常環境不能短期觀察產品性能，要求觀測時間長，這就需要使用鹽霧腐蝕試驗，特別是汽車產品大部分時間都暴露在空氣中，難免出現鹽霧腐蝕[4]。

　　5.1 單項試驗

　　現階段，我國汽車工業主要采用單項試驗，其中重點試驗項目包括冷凝試驗、鹽霧試驗等。冷凝實驗雖然操作簡單，但是無法保證結果的正確性，實際結果與試驗順序關聯較大。在長時間潮濕和結露水分蒸發2 種情況犀會得到不同的實驗結果，而鹽霧試驗會根據汽車部件腐蝕類型而變化，因此單項試驗存在一個嚴重的問題，雖然可以大量重復同類試件，達到補償的目的，但是無法保證實驗室模擬環境與大氣環境的相關性。

　　從德國某商協會就開始研究鹽霧試驗，主要研究方向為試驗環境和大氣環境的關系，同時根據研究得到的結果制定了一系列的測試方法。例如，在測試汽車油漆工藝時，要選擇可以模擬汽車行進期間腐蝕狀態，重點觀察聯接處、邊緣處等位置。

　　已有研究表明，實驗室鹽霧試驗符合試驗要求，并且加速了試驗模擬進程，按照試驗方法測試時，可以大幅度縮短時間，例如在大氣環境檢測汽車部件需要花費4～6周的時間，而鹽霧試驗4～6個循環就能夠完成測試。

　　即便具有多層結構的構件，也能夠很好地模擬出構件的腐蝕過程，單次循環可以達到大氣環境測試3 周的。若測試車身內腔點火器，以此循環相當于大氣環境下進行2周試驗，盡管單項試驗較好，但仍不能滿足汽車構件全部的試驗要求，因此出現了綜合試驗、交變試驗等。

　　5.2 綜合試驗

　　綜合試驗是在單項試驗的基礎上發展而來，增加了很多不同的模擬環境，主要為鹽霧階段、干燥階段和濕熱階段，不同組合階段能夠交替循環，這樣既能讓實驗室環境更接近實際情況，又能達到加快試驗速度的目的。

　　現階段，已經出現大量的汽車材料用循環鹽霧測試方法，例如CCT 循環、GMW 14872、SAE J2334、PV 1210 等，可以根據實際需求選擇。在確定循環試驗方法后，還要注意考慮到汽車部件的試驗要求，確定的試驗組合，才能達到預計的試驗。

　　5.3 試驗手段的難點及解決辦法

　　在鹽霧試驗過程中，經常會遇到一些難點問題，主要包括以下2個方面。

　　5.3.1 交變試驗的溫度及氣候控制問題

　　為了更接真實情況，鹽霧試驗也可以加入氣候因素，這就要求設備控制具有相應的功能，國外產品基本上采用模塊式結構，配備直接控制溫度，這種的各方面性能較為，在循環時可以利用輔助熱交換介質緩沖，讓試驗箱始終保持穩定，溫度及濕度不會出現劇烈變化，這樣才能保證試驗的穩定性。

　　除此之外，直接溫度控制優勢眾多，在接近濕度飽和的狀態中，也可以持續試驗。

　　5.3.2 恒定噴霧

　　在鹽霧試驗過程中，還會使用一種恒定噴霧，有助于鹽霧試驗再現環境狀態。但是現在已有的方法并不能直接解決恒定噴霧問題，例如空氣調節、鹽水供應源等，主要是因為鹽水是噴嘴霧化供應，在工作期間保持恒定的噴射量，關鍵使要考察真空度、液體水準儀等。

　　為此，要想真實模擬出大氣環境，保證鹽霧腐蝕結果的正確性，就需要加強對高科技產品的研發，為鹽霧試驗提供更多的產品技術支持。

　　6、結語

　　鹽霧腐蝕試驗可檢測汽車部件的多方面性能，能夠真實還原出大氣鹽霧腐蝕環境，被廣泛運用到汽車測試工作。現階段，主要采用可以交替轉換不同的腐蝕環境的循環腐蝕鹽霧試驗，提高測試的正確性，在鹽霧腐蝕過程中，要結合汽車部件選擇試驗方法，才能達到事半功倍的，同時要注意引進好的試驗設備，才能讓試驗結果更加真實有效。

　　以上就是在汽車行業中應用鹽霧腐蝕試驗的測試方法，希望對大家有所幫助。

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