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在汽車行業(yè)中應(yīng)用鹽霧腐蝕試驗的測試方法

發(fā)布時間：2021-12-06 248

　　大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品都要進行鹽霧腐蝕試驗，尤其是汽車行業(yè)出產(chǎn)的產(chǎn)品，利用鹽霧試驗?zāi)M汽車部件在大氣環(huán)境中的腐蝕現(xiàn)象，并對部件進行綜合性性能評價。該文從汽車行業(yè)作為切入點，主要研究鹽霧腐蝕試驗方法以及具體應(yīng)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(huán)鹽霧試驗方法，深入研究汽車行業(yè)中單相試驗、綜合鹽霧腐蝕試驗，希望為汽車行業(yè)今后的鹽霧腐蝕試驗提供一定的參考借鑒。

　　鹽霧腐蝕試驗?zāi)軌蚰M出大氣環(huán)境中的鹽霧腐蝕，能加速整體腐蝕進程，在短時間內(nèi)就可以得到試驗結(jié)果，在汽車行業(yè)發(fā)揮重要作用，可以測試產(chǎn)品的性能及品質(zhì)。

　　鹽霧試驗初見為中性鹽霧試驗，腐蝕環(huán)境貼近中性，在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了各類試驗，例如ASS、CASS 等，后續(xù)研發(fā)出了交變鹽霧試驗，可以循環(huán)濕熱、鹽霧和干燥等階段，實現(xiàn)對環(huán)境的交替轉(zhuǎn)換，可以有效測試產(chǎn)品性能，現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)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(huán)境中且腐蝕破壞性較大的常見的大氣腐蝕現(xiàn)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(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，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(chǎn)品內(nèi)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(tài)，較天然環(huán)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(huán)境的數(shù)倍至數(shù)十倍，這樣可以快速在實驗室顯現(xiàn)出現(xiàn)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(huán)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(jié)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(shè)備，實現(xiàn)對鹽霧環(huán)境條件的監(jiān)測，屬于環(huán)境試驗的一種。

　　2、鹽霧試驗的種類

　　2.1 中性鹽霧試驗

　　現(xiàn)階段，為常用的試驗方法就是中性鹽霧試驗，也是出現(xiàn)早的試驗方法。在中性鹽霧試驗過程中，要連續(xù)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(jù)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(chǔ)上，開發(fā)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(diào)節(jié)pH 值的作用，迅速將實驗室pH調(diào)節(jié)為酸性（pH 值大概在3左右），這樣鹽霧的性質(zhì)發(fā)生改變，被測物件處于酸性鹽霧環(huán)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(jīng)濟迅猛發(fā)展，又帶動了工業(yè)發(fā)展，鹽霧試驗的腐蝕速度需要不斷加快，因此更多的產(chǎn)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(shè)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(huán)，這樣可以讓模擬環(huán)境更加貼近現(xiàn)實生活，被測部件處于潮態(tài)環(huán)境，不只腐蝕表面，還會對產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生一定的腐蝕，在交變鹽霧試驗過程中，會交替轉(zhuǎn)換兩種環(huán)境，一種為鹽霧環(huán)境，另一種為濕熱環(huán)境，在模擬試驗結(jié)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(chǎn)品。

　　3、循環(huán)腐蝕鹽霧試驗特點

　　3.1 加速性

　　循環(huán)腐蝕鹽霧試驗的加速性主要有3個方面。

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

　　2）濕熱階段鹽霧積累會擴散到被測件內(nèi)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(huán)境中向內(nèi)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(huán)腐蝕鹽霧試驗中，被測件總是處在循環(huán)交替狀態(tài)，常規(guī)鹽霧試驗的方法太過簡單，在被測件的表面出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，雖然會滲透到內(nèi)部，但是腐蝕模擬會偏離實際情況，而循環(huán)交替腐蝕將干燥、濕熱及鹽霧3個狀態(tài)循環(huán)交替，模擬的環(huán)境更加貼近真實，加快測試速度，同時讓試驗結(jié)果更加正確真實。

　　3.2 復(fù)雜性

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

　　4、汽車材料用循環(huán)鹽霧試驗方法

　　循環(huán)鹽霧試驗早應(yīng)用在汽車行業(yè)，可以有效評價產(chǎn)品的性，主要有以下3 種循環(huán)鹽霧測試方法。

　　4.1 CCT循環(huán)

　　該方法主要以中性鹽霧方法作為基礎(chǔ)，增加干燥、濕熱2個環(huán)節(jié)，后續(xù)經(jīng)過多次優(yōu)化改進，已經(jīng)發(fā)展到CCT IV，也是目前受到行業(yè)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(xù)75min，干燥溫度濕度為60℃及30%以犀持續(xù)160min，再次經(jīng)歷濕熱階段[3]。

　　4.2 GMW 14872

　　該方法早應(yīng)用在美國，采取疊加環(huán)境組合，環(huán)境溫度為25℃及45%相對濕度，持續(xù)8 h 后進入濕熱階段，接下來進入干燥環(huán)節(jié)，該方法可以根據(jù)實際環(huán)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(jié)合汽車測試部件選擇循環(huán)次數(shù)。

　　4.3 SAE J2334

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

　　4.4 PV 1210

　　該方法主要用于德國，應(yīng)用相對廣泛，地接鹽霧、濕熱及存儲環(huán)境，首先保持中性鹽霧狀態(tài)，持續(xù)4 h 后進入環(huán)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(jié)構(gòu)組件。

　　5、在汽車工業(yè)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(chǎn)品品質(zhì)提出更高的要求，不管在設(shè)計、研發(fā)等階段，都應(yīng)加強合理使用的檢測手段，設(shè)計階段關(guān)注產(chǎn)品功能的同時，還要關(guān)注使用壽命，但是日常環(huán)境不能短期觀察產(chǎn)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(chǎn)品大部分時間都暴露在空氣中，難免出現(xiàn)鹽霧腐蝕[4]。

　　5.1 單項試驗

　　現(xiàn)階段，我國汽車工業(yè)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(jié)果的正確性，實際結(jié)果與試驗順序關(guān)聯(lián)較大。在長時間潮濕和結(jié)露水分蒸發(fā)2 種情況犀會得到不同的實驗結(jié)果，而鹽霧試驗會根據(jù)汽車部件腐蝕類型而變化，因此單項試驗存在一個嚴(yán)重的問題，雖然可以大量重復(fù)同類試件，達到補償?shù)哪康模菬o法保證實驗室模擬環(huán)境與大氣環(huán)境的相關(guān)性。

　　從德國某商協(xié)會就開始研究鹽霧試驗，主要研究方向為試驗環(huán)境和大氣環(huán)境的關(guān)系，同時根據(jù)研究得到的結(jié)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(tài)，重點觀察聯(lián)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?zāi)M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(huán)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(huán)就能夠完成測試。

　　即便具有多層結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，也能夠很好地模擬出構(gòu)件的腐蝕過程，單次循環(huán)可以達到大氣環(huán)境測試3 周的。若測試車身內(nèi)腔點火器，以此循環(huán)相當(dāng)于大氣環(huán)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(gòu)件全部的試驗要求，因此出現(xiàn)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(chǔ)上發(fā)展而來，增加了很多不同的模擬環(huán)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(huán)，這樣既能讓實驗室環(huán)境更接近實際情況，又能達到加快試驗速度的目的。

　　現(xiàn)階段，已經(jīng)出現(xiàn)大量的汽車材料用循環(huán)鹽霧測試方法，例如CCT 循環(huán)、GMW 14872、SAE J2334、PV 1210 等，可以根據(jù)實際需求選擇。在確定循環(huán)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(yù)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(jīng)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(shè)備控制具有相應(yīng)的功能，國外產(chǎn)品基本上采用模塊式結(jié)構(gòu)，配備直接控制溫度，這種的各方面性能較為，在循環(huán)時可以利用輔助熱交換介質(zhì)緩沖，讓試驗箱始終保持穩(wěn)定，溫度及濕度不會出現(xiàn)劇烈變化，這樣才能保證試驗的穩(wěn)定性。

　　除此之外，直接溫度控制優(yōu)勢眾多，在接近濕度飽和的狀態(tài)中，也可以持續(xù)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(xiàn)環(huán)境狀態(tài)。但是現(xiàn)在已有的方法并不能直接解決恒定噴霧問題，例如空氣調(diào)節(jié)、鹽水供應(yīng)源等，主要是因為鹽水是噴嘴霧化供應(yīng)，在工作期間保持恒定的噴射量，關(guān)鍵使要考察真空度、液體水準(zhǔn)儀等。

　　為此，要想真實模擬出大氣環(huán)境，保證鹽霧腐蝕結(jié)果的正確性，就需要加強對高科技產(chǎn)品的研發(fā)，為鹽霧試驗提供更多的產(chǎn)品技術(shù)支持。

　　6、結(jié)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(huán)境，被廣泛運用到汽車測試工作。現(xiàn)階段，主要采用可以交替轉(zhuǎn)換不同的腐蝕環(huán)境的循環(huán)腐蝕鹽霧試驗，提高測試的正確性，在鹽霧腐蝕過程中，要結(jié)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(shè)備，才能讓試驗結(jié)果更加真實有效。

　　以上就是在汽車行業(yè)中應(yīng)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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