深圳市金碩特儀器有限公司總工程師王叔孫 1.定義、目的及應用 防腐涂層的耐鹽霧性是指防腐涂層對鹽霧侵蝕的抵抗能力。由于沿海及近海地區的空氣中富含呈彌散微小水滴狀的鹽霧，含鹽霧空氣除了相對濕度較高外，其比重也較空氣大，容易沉降在各種物體上，而鹽霧中的氯化物具有很強的腐蝕性，對金屬材料及保護涂層具有強烈的腐蝕作用。作為耐腐蝕試驗之一的耐鹽霧試驗標準方法，包括中性鹽霧試驗、醋酸-鹽霧試驗、銅加速的醋酸-鹽霧試驗（CASS試驗）以及濕（鹽霧）/干燥/濕氣—循環腐蝕環境試驗。特別中性鹽霧試驗被認為是評定與海洋氣氛有密切關系的材料的有關性質的最有效的方法。因為它可以模擬由濕度或溫度，或者由兩者共同引起的某些加速作用的基本條件。可以講耐鹽霧性試驗是各類防腐蝕涂料的加速性能試驗中最經典、應用最廣泛的檢測項目，雖然對耐鹽霧性試驗與實際性能的相關性還是有很大的爭論，但是實際應用還是非常普遍。同時耐鹽霧性試驗方法也是金屬材料耐腐蝕性能試驗的主要方法之一。所以廣泛應用于評價和比較底材、前處理、涂層體系或它們的組合體的耐腐蝕情況，另外在許多工業生產、采礦、地下工程、國防工程以及鑒定程序中也成為非常有用的手段。醋酸-鹽霧試驗和銅加速的醋酸-鹽霧試驗（CASS試驗）的兩種方法被認為更適于鋼或鋅基壓鑄件上的裝飾性鍍鉻、鎘以及化學處理的鋁上的磷化或陽極化等。而濕（鹽霧）/干燥/濕氣—循環腐蝕環境試驗則主要用來模擬在室外侵蝕環境中發生的腐蝕過程，如海洋環境。由于與天然老化之間有很好的相關性，所以一些標準的循環己成功用于汽車工業、建筑涂料和通用型防腐蝕涂料的評價中。 2.相關標準 各國都有該試驗方法的標準，內容基本相同，表1列出耐鹽霧性試驗方法的標準和試驗參數的比較。 表1耐鹽霧性試驗方法，標準和相關參數標準 應用 提出單位 試驗參數 GB/T 1771－1991 中國國標 (35±2)℃ ISO 7253 國際標準 (35±2)℃ ISO 11997-1:2005 國際標準 (35±2)℃ ASTM B117－1997 美國ASTM (35±2)℃ ASTM B287－1997 美國ASTM (35±2)℃ ASTM B368－1997 美國ASTM (35±2)℃ 3.試驗設備和參數 （1）鹽霧試驗箱基本組成和工作原理 目前國內外普遍采用的試驗沒備是鹽霧試驗箱。該設備主要由鹽霧箱體(噴霧室)、鹽溶液貯槽、鹽溶液的液位控制器、經由適當處理的壓縮空氣系統、一個或多個霧化噴嘴中心噴霧塔、可調式折流板、樣板支架(滿足與垂線的夾角是(20±5°的支撐板)、空氣飽和器、箱體浸沒式加熱設備及必要的溫度、濕度控制設備等組成。當鹽溶液自溶液貯槽內導出流經液位控制器進入噴霧塔底部時，在一定壓力的氣流(壓差)作用下，自由吸式噴嘴吸人并霧化形成密集的鹽霧，經噴霧塔上部的折流板導向噴出后均勻地沉降在噴霧室內的試驗樣板上。儀器的結構應能保證積聚在頂堋或箱蓋上的滴液不會滴在試驗樣板上。試驗樣板上的滴液也不會滴落到溶液貯槽內重新霧化。該設備除了能完成中性鹽霧試驗外，對于醋酸-鹽霧試驗、銅加速的醋酸-鹽霧試驗（CASS試驗）只要按標準在鹽溶液中加入醋酸或氯化銅與醋酸，并改變相應的試驗條件，就可在普通的鹽霧試驗箱進行。 循環鹽霧試驗箱是為滿足濕（鹽霧）/干燥/濕氣—循環腐蝕環境試驗而設計的。該設備除了具備普通鹽霧試驗箱的所有構成外，又要增加可控溫度的干熱空氣鼓風機及干燥空氣（提供相對濕度為20%到30%之間及相對濕度(50±20)%的去油去塵空氣）供給器，還有一個可編程的程序控制器。以便對試驗箱內分別設置完成如噴鹽霧、送干燥熱風、送接近飽和的濕空氣或半飽和的濕空氣的循環程序。 （2）試驗參數設定 ①溫度控制 耐中性鹽霧試驗及醋酸—鹽霧試驗的鹽霧箱曝露區的溫度應保持在(35±2)℃。空氣飽和器的溫度應高于箱內溫度(5~10)℃。用于醋酸／銅加速—鹽霧試驗的鹽霧箱曝露區的溫度應保持在(49±1)℃。 ②鹽霧沉降量的控制 在鹽霧箱曝露區內至少應有兩個干凈的由玻璃或其他化學惰性材料制成的鹽霧收集器，其中一個應放在噴霧入口附近，另外一個放在遠離噴霧入口處。鹽霧沉降量：在最少24h周期后，開始計算所收集的溶液，每80cm2的收集器面積每小時應收集到1.0~2.0ml的鹽溶液，其氯化鈉溶液的濃度為5％(質量)，PH值應為6.5~7.5。 ③溶液配制 A.中性鹽霧溶液的配制。 將符合GBl266化學純的氯化鈉溶解于符合GB6682三級水中，濃度為(50±10)g/L。用PH試紙在25℃時測定試驗溶液的PH值為6.5~7.5。超出范圍時可加入分析純鹽酸或氫氧化鈉溶液進行調整，配制好的溶液需經過濾后方可使用。 B.醋酸—鹽霧溶液的配制 先將符合GBl266化學純的氯化鈉溶解于符合GB6682三級水中，濃度為(50±10)g／L然后用醋酸調節溶液的PH值，使其在3.1～3.3范圍內，該PH值用所收集的鹽霧樣品測得。應在25℃時進行PH值測量，配制好的溶液需經過濾后方可使用。 C.銅加速的醋酸/鹽霧溶液的配制 第一步將符合GBl266化學純的氯化鈉溶液于符合GB6682三級水中，濃度為(50±10)g/L。第二步在3.8升的鹽水中加入試劑級的二氯化銅(CuCl221120)進行溶解充分混合。第三步用醋酸調節溶液的PH值，使其在3.1~3.3范圍內，該PH值用所收集的鹽霧樣品測得。應在25℃時進行PH值測量，配制好的溶液需經過濾后方可使用。 ④試驗樣板的制備、養護及預處理 除另有規定外，可按GB/T1765－79(89)《測定耐濕熱、耐鹽霧、耐候性(人工加速)的漆膜制備法》的規定制備和養護樣板，被測樣板的背面及周邊可用被測產品或比被測產品更耐腐蝕的涂層體系涂覆。如做劃線試驗時，可用一種具有碳化鎢刀尖的劃線工具與樣板表面接觸，劃出一條均勻的、劃穿底材上所有有機涂層的不帶毛刺的V字型切口的亮線。如需做劃穿金屬鍍層的試驗，其劃穿程度應由生產廠與用戶之間商定。如果用戶需要，經商定也可劃出幾條線(交叉線、平行線)，劃線質量可借助低倍放大鏡觀察。 ⑤樣板的投試、試驗及檢查 養護期結束后的樣板留出一塊作標準板，其余3塊投入試驗箱內進行曝露試驗。樣板應表面朝上放在樣板支架上，樣板之間及樣板與箱體之間均不允許接觸，且被測樣板不應層疊放置，避免液滴從上層樣板濺落到下層樣板上影響試驗結果。樣板在試板架上的排列應以有規律的間隔時間改變，例如前排與中排及后排進行交換。 鹽霧試驗周期比較長，一般是幾佰小時、1000h、2000h和4000h，甚至更長時間也有采用。試驗時間可參照相關產品標準的規定。因為標準中規定每24h需檢查一次樣板，故試驗時間一般為24h的倍數。但也可按美國ASTMD117-1997標準中推薦的曝露周期，即12，24，48，96，200，500，720h。 表2比較一些防腐蝕涂料產品所需要通過的耐鹽霧性的時間。 表2各種防腐蝕涂料耐鹽霧性試驗時間要求比較 標準和應用 鹽霧試驗時間,h 防腐蝕涂料 應用 ISO 12944:1999 480 短期效 C5-M (海洋大氣) 720 中期效 和 1440 長期效 C5-1 (工業大氣） ISO20340：2003 1800（總循 長期效 海洋平臺和結構物 環老化試驗 C5-M（海洋大氣） 時間為4200 GB/T6746-1986 600 中期效 船用油艙涂料 GB/T6823-1986 600 中期效 船舶壓載艙涂料 GB/T9260-19868 200 短期效 船用水線涂料 GB/T9261-1988 200 短期效 船用甲板涂料 GB/T9262-1988 400（I型） 中期效 船用貨艙涂料 200（II型） GB/T16168-1996 4000 長期效 海洋大氣段結構物 樣板的檢查及評定可按相關標準規定進行。不劃線樣板的評定可參照GB/T1740－79《漆膜耐濕熱測定法》進行，該標準中詳細規定了樣板的檢驗項目如變色、起泡、生銹、脫落等及評級細則。檢查時一般采用目測法并借助透明材料制成的百分格進行評判破壞程度及破壞面積，破壞程度分三個等級，其中1級最好．3級最差； 劃線樣板的評定可參照ASTMD1654－92《涂裝了色漆或涂料的試樣經受腐蝕環境后的評定》進行。標準中詳細規定了樣板的檢驗項目，如：腐蝕斑點、起泡、自劃線漫延的腐蝕或涂層的損失(破壞程度)等。破壞程度分(0－10)個等級，其中10級最好，0級最差。 4.影響耐鹽霧試驗結果的因素 （1）鹽霧箱及所有與鹽溶液或鹽霧接觸的部件都應是惰性、不透氣的材料制成。否則部件的同步腐蝕將影響試板的檢驗結果。 （2）應適當調整噴霧塔的擋板角度，使噴嘴的噴射方向不會直接沖擊樣板。 （3）鹽霧箱的排空管應有足夠的尺寸以降低箱內回壓．排空管的末端也應有遮擋，否則造成箱內的壓力或真空的波動。 （4）為霧化鹽溶液而供給噴嘴的壓縮空氣應作無油及無塵處理，否則容易將噴嘴堵塞并直接影響試驗結果。 |