楊 清

（上海交通大學(xué)，200204）

0 引言

鹽霧腐蝕是一種常見(jiàn)和最有破壞性的大氣腐蝕。常用于在特殊條件下的質(zhì)量評(píng)估、失效驗(yàn)證。這里講的鹽霧是指氯化物的大氣，它的主要腐蝕成分是海洋中的氯化物鹽——氯化鈉，它主要來(lái)源于海洋和內(nèi)地鹽堿地區(qū)。氯離子穿透金屬表面的氧化層和防護(hù)層與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),引起材料或其性能的破壞或變質(zhì)。同時(shí)，氯離子含有一定的水合能，易被吸附在金屬表面的孔隙、裂縫中，排擠并取代氧化層中的氧，把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物，使鈍化態(tài)表面變成活潑表面。造成對(duì)產(chǎn)品極壞的不良反應(yīng)。因此鹽霧試驗(yàn)?zāi)M海洋或含鹽潮濕地區(qū)氣候的環(huán)境，用于考核材料及其防護(hù)層抗鹽霧腐蝕能力，以及相似防護(hù)層的工藝質(zhì)量比較，同時(shí)考核產(chǎn)品抗鹽霧腐蝕能力。按試驗(yàn)周期分，可以分為（恒定）鹽霧試驗(yàn)和交變鹽霧試驗(yàn)兩種。中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）應(yīng)用比較廣泛，所以本文就此展開(kāi)討論。

本文將以常見(jiàn)的鐵鍍鋅產(chǎn)品為例，說(shuō)明鹽霧試驗(yàn)的試驗(yàn)方法和步驟。其它產(chǎn)品（如鐵外層涂油漆，鐵外層涂特富龍等）也可以參考。

1 試前溶液準(zhǔn)備

首先，每次試驗(yàn)前需要配制新的鹽溶液。具體配制方法依照ISO 9227 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖如圖1。先關(guān)閉閥門(mén)，往第一個(gè)罐子里放水，從罐子安裝的流量計(jì)讀出進(jìn)入第一個(gè)罐子水的體積，然后算出水的重量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，需要得到5%左右的鹽溶液，即5%重量的鹽，和95%重量的水，據(jù)此算出所需要的鹽的重量，然后用秤去稱(chēng)這個(gè)重量的鹽，放入第一個(gè)罐子，用電動(dòng)馬達(dá)，攪拌30 分鐘，然后測(cè)量鹽水的密度和PH，一般5%的鹽溶液其PH 值為7 左右，密度約為1.03 左右。若PH 值和密度均符合要求，則打開(kāi)閥門(mén)，讓配好的鹽溶液進(jìn)入后兩個(gè)罐子。

配制鹽溶液時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，秤是用來(lái)稱(chēng)鹽的，且只用來(lái)稱(chēng)鹽，不能用來(lái)稱(chēng)鹽溶液。第二，使用PH 試紙和密度計(jì)測(cè)量分別測(cè)量鹽溶液的PH 值和密度。第三，若鹽溶液在存儲(chǔ)過(guò)程中發(fā)生PH 值改變的情況，可通過(guò)加NaOH 加以中和。第四，試驗(yàn)前和試驗(yàn)過(guò)程中，都要檢查第一個(gè)罐子里鹽水的比重和PH，試驗(yàn)后還要檢查兩個(gè)收集器收集起來(lái)的溶液的PH 值是否任然符合要求，并且根據(jù)收集器中鹽水的量來(lái)算出每小時(shí)收集量是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 試后樣品處理

鹽霧試驗(yàn)后的處理是非常重要的環(huán)節(jié)之一，通常使用如下三種鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

ISO 9227：2006

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出樣品，為了避免腐蝕產(chǎn)物的脫落，試驗(yàn)樣品在清洗前放在室內(nèi)自然干燥0.5～1h，然后用溫度不高于40 度的清潔流動(dòng)水清洗以除去試樣表面殘留的鹽霧溶液，再立即用吹風(fēng)機(jī)吹干。

GB 2423.17-2008（Ka）

試驗(yàn)結(jié)束后，除非有相反規(guī)定，小試樣應(yīng)在自來(lái)水下沖洗5分鐘，然后用蒸餾水或者去離子水沖洗，然后晃動(dòng)或用氣流干燥去掉水滴。清洗用水的溫度不應(yīng)超過(guò)35 度。

GB 2423.18-2000（Kb）

有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)規(guī)定試驗(yàn)樣品在最后一周期結(jié)束后選用下列之一的恢復(fù)處理。

a.將試驗(yàn)樣品在流動(dòng)自來(lái)水下清洗5min，后再在蒸餾水或軟水中漂洗,然后將樣品上的水甩干或吹干,接著在55℃(±2℃)下干燥1h。最后在控制恢復(fù)條件下冷卻1 至2h。

b.由有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其他的清潔和干燥方法，并在正常試驗(yàn)大氣條件下存放1 到2h。清洗用水溫度不超過(guò)35℃。

c.由有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其他的恢復(fù)處理?xiàng)l件。

通常處理方法：用正常水洗完后用蒸餾水洗，各5 分鐘（對(duì)大的樣品用時(shí)間長(zhǎng)些，對(duì)小的產(chǎn)品用時(shí)間短些），然后用壓縮空氣吹干。

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果拍照是需注意如下幾點(diǎn)：

1.要求在一個(gè)全黑的暗室進(jìn)行拍照（4 面沒(méi)有窗，不透光的房間即可）。

2.需要使用閃光燈。

3.需要相機(jī)離被照樣品至少2 米，以避免閃光燈造成的反光照射在樣品上發(fā)生反光，并被誤認(rèn)為是白銹。

4.由于照相機(jī)距離較遠(yuǎn)，所以需要拉近鏡頭。當(dāng)然，使用相機(jī)支架會(huì)更好。

對(duì)于被試樣品，如果可能的話，需要提供兩張照片，一張即使用上面介紹的方法拍攝的照片，另一張則是是使用ImageJ 處理后的照片。具體步驟如下：

首先，啟動(dòng)程序ImageJ 并打開(kāi)要處理的圖像。通過(guò)點(diǎn)擊圖標(biāo)Rust 開(kāi)始宏；按ESC 鍵，退出宏。選擇進(jìn)行測(cè)量的次數(shù)，如圖1 所示，然后單擊確定。軟件會(huì)相應(yīng)執(zhí)行測(cè)量并給出一個(gè)平均的結(jié)果。如圖1，選擇要測(cè)量的區(qū)域，單擊確定。

選擇B＆W（綠色圓圈所示），然后調(diào)整檢測(cè)閾值的光標(biāo)（紅色圓圈所示）通過(guò)比較直觀的判斷，然后單擊確定，如圖2 所示。

返回第二步，實(shí)行下一次測(cè)量。

測(cè)量結(jié)束后，平均面積及不確定性的顯示和處理后的過(guò)去測(cè)量的圖像快照存儲(chǔ)在文件夾“處理圖片”原始照片位置。

3 試驗(yàn)判據(jù)

最后介紹鹽霧判斷的經(jīng)驗(yàn)如下：

1）關(guān)鍵點(diǎn)：

在分析時(shí)應(yīng)由尤其注意區(qū)分白變、鹽流以及白銹,前兩種不能算入百分比。區(qū)分鹽流與白銹的方法：如果能洗掉，就不是白銹，因?yàn)榘卒P是外殼材料本身的腐蝕，一般是去不掉的，洗的掉的大多是鹽流。

2）工作面

一般我們進(jìn)行鹽霧的判斷指的都是其工作面，如，螺絲的螺紋，十字槽；狀件的大面積部分，但不包括側(cè)邊，由于鍍鋅的工藝關(guān)系，小的邊面其鍍到的鍍層厚度會(huì)小，從而生銹比工作面快，所以在實(shí)驗(yàn)前，明確受試樣品哪里是工作面，并在報(bào)告中注明。

這里我們也會(huì)碰到一種情況，非工作面的生銹影響到工作面，使工作面發(fā)生銹蝕，這種情況下，處理方法是是：如果受影響面積小，且大多是鹽流，則忽略。如果受影響面積大，則必需需要計(jì)算入百分比，但在備注里必需注明：這部分的銹蝕是由于生銹的邊側(cè)面流下的痕跡造成。鹽霧銹蝕的過(guò)程可以分解如下：

3）注意情形

情形一：當(dāng)樣品表面有孔時(shí)，有時(shí)候孔的下沿鹽水會(huì)積聚，從而鹽水會(huì)流下樣品表面，造成腐蝕加劇，這種情況下，最好能把這個(gè)孔封閉，以不對(duì)鹽霧結(jié)果產(chǎn)生影響，如上面的比對(duì)照片。

情形二：由于ImageJ 軟件的局限性，只能用來(lái)處理平板件，且對(duì)拍照有一定要求。但是，以這種方法計(jì)算出的白銹百分比相對(duì)還是比較有可比性的。

情形三：樣品安裝擺放不可交叉，也不可碰到箱壁，板狀樣品按照標(biāo)準(zhǔn)定義的30 度角擺放。

由于鹽霧試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品表面是否受汗?jié)n污染很敏感，因此建議試驗(yàn)前和試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)操作人員避免手直接接觸樣品。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)中性鹽霧試驗(yàn)的試驗(yàn)方法和步驟，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)ISO 9227、GB2423.17 和GB2423.18 進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明，規(guī)范中性鹽霧試驗(yàn)操作，有利于提高試驗(yàn)質(zhì)量，從而提高生產(chǎn)質(zhì)量，并最終促進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步。

[1]ISO 9227:2006 Corrosion tests in artificial atmospheres-Salt spray tests