魏俊峰

摘 ?要：大部分工業(yè)產(chǎn)品都要經(jīng)過鹽霧腐蝕試驗，特別是汽車行業(yè)出產(chǎn)的產(chǎn)品，通過鹽霧試驗模擬出汽車部件在大氣環(huán)境中的腐蝕情況，科學評價部件各方面性能。該文從汽車行業(yè)作為切入點，主要研究鹽霧腐蝕試驗標準以及具體應用，首先介紹鹽霧試驗概念、種類及特點，接下來分析汽車材料用循環(huán)鹽霧標準方法，最后深入研究汽車行業(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。

關鍵詞：鹽霧腐蝕試驗;標準;汽車;循環(huán)鹽霧

中圖分類號：TG174 ? ? ? 文獻標志碼：A

0 前言

鹽霧腐蝕試驗可以模擬出大氣環(huán)境下的鹽霧腐蝕，并且加快整個腐蝕進度，在短時間內就可以得到試驗結果，在汽車行業(yè)發(fā)揮重要作用，可以測試產(chǎn)品的可靠性及品質。最開始出現(xiàn)的鹽霧試驗類型為中性鹽霧試驗，腐蝕環(huán)境貼近中性，在此基礎上出現(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)對各種環(huán)境的交替轉換，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標準方法，適用于測試不同的汽車部件。

1 鹽霧試驗

1.1 鹽霧腐蝕

鹽霧是常見是一種常見的大氣腐蝕，存在自然環(huán)境中，腐蝕破壞性相對較強。鹽霧中含有大量的氯離子，會直接穿透金屬材料的表面，氧化及防護層都無法阻隔氯離子，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(chǎn)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(tài)，較天然環(huán)境相比較，實驗室模擬的鹽霧腐蝕更強烈，氯化物濃度可以達到大氣環(huán)境的幾倍到幾十倍，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，并且模擬實驗結果較為準確，在鹽霧試驗過程中，會在實驗室配備大量專業(yè)的模擬設備，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，最為常用的試驗方法就是中性鹽霧試驗，也是出現(xiàn)最早的試驗方法。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1～2 mL/（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[1]。

2.2 醋酸鹽霧試驗

在中性鹽霧試驗的基礎上，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致，但是還要摻入一定量的冰醋酸，可以達到調節(jié)pH值的作用，迅速將實驗室pH調節(jié)為酸性（pH值大概在3左右），這樣鹽霧的性質發(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

近些年我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，同時也帶動工業(yè)發(fā)展，鹽霧試驗的腐蝕速度也需不斷加快，所以更多的產(chǎn)品測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(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，不僅腐蝕表面，還會對產(chǎn)品內部產(chǎn)生一定的腐蝕，在交變鹽霧試驗過程中，會交替轉換兩種環(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[2]。

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體現(xiàn)在3個方面。1）鹽霧持續(xù)噴射，保證表面腐蝕持續(xù)進行。在循環(huán)鹽霧腐蝕過程中，會將定量的鹽霧噴射出去，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，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部。在被測件進入到濕熱階段以后，雖然沒有向表面噴射鹽霧，但是原來積累的鹽霧還會附著在被測件物體表面，在濕熱環(huán)境下向內部滲透，深度腐蝕被測件。3）干燥階段加快表面腐蝕速率。在被測件進入到干燥階段以后，相對濕度會逐漸性降低，這就增加鹽溶液濃度，腐蝕性更強，加快對被測件的腐蝕。

在循環(huán)腐蝕鹽霧試驗過程中，被測件始終處于循環(huán)交替的狀態(tài)，傳統(tǒng)鹽霧試驗方法過于簡單，僅僅在被測件的表面出現(xiàn)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(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，同時讓試驗結果更加準確真實。

3.2 復雜性

循環(huán)鹽霧實驗模擬出的環(huán)境更加貼近大氣環(huán)境，并且循環(huán)組成較多，可以結合實際測試需求合理選擇，盡可能貼近使用環(huán)境，試驗的復雜性更高。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，隨著科技水平不斷提升，已經(jīng)可以利用單個試驗箱完成所有的試驗任務，但是目前國產(chǎn)試驗箱無法支持所有試驗，一些進口產(chǎn)品能夠完成。

4 汽車材料用循環(huán)鹽霧標準方法

循環(huán)鹽霧試驗最早應用在汽車行業(yè)，可以有效評價產(chǎn)品的可靠性，主要有以下3種循環(huán)鹽霧標準方法。

4.1 CCT循環(huán)

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(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)認可的使用方法，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)75 min，干燥溫度濕度為60℃及30%以下，持續(xù)160 min，再次經(jīng)歷濕熱階段[3]。

4.2 GMW 14872

該方法最早應用在美國，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合汽車測試部件選擇循環(huán)次數(shù)。

4.3 SAE J2334

該方法為國際發(fā)布的標準方法，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 ℃，濕度達到100%，持續(xù)6 h進入到鹽霧階段，最后為干燥環(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，最后為濕熱階段，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(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)品品質提出更高的要求，無論在設計、研發(fā)等階段，都要加強對檢驗手段的合理運用，設計階段關注產(chǎn)品功能的同時，還要關注使用壽命，但是日常環(huán)境無法短時間觀察產(chǎn)品性能，需要較長的觀察時間，這就需要運用鹽霧腐蝕試驗，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，其中比較關鍵的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準確性，實際結果與試驗順序關聯(lián)較大。在長期潮濕和結露水分蒸發(fā)2種情況下，會得到完全不同的實驗結果，而鹽霧試驗會根據(jù)汽車部件改變腐蝕類型，所以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?shù)哪康?，但是無法保證實驗室模擬環(huán)境與大氣環(huán)境的相關性。最開始德國某商協(xié)會就開始研究鹽霧試驗，主要研究方向是試驗環(huán)境與大氣環(huán)境的相關性，同時根據(jù)研究得到的結果制定了一系列的標準。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，實驗室鹽霧試驗效果符合測試要求，并且加快試驗模擬的進度，按照試驗標準測試時，可以大幅度縮短時間，例如在大氣環(huán)境測試汽車部件需要花費4～6星期時間，但是鹽霧試驗4～6個循環(huán)就可以完成測試。即使構件擁有多層結構，也可以很好地模擬出構件的腐蝕過程，單次循環(huán)可以達到大氣環(huán)境測試3周的效果。如果測試車身內腔點火器，以此循環(huán)相當于大氣環(huán)境下測試2周的效果，雖然單項測試效果較為不錯，但是仍然無法滿足汽車構件全部的測試要求，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、干燥階段及濕熱階段，不同組合階段可以交替循環(huán)，這樣可以讓實驗室環(huán)境更加貼近現(xiàn)實情況，同時還可以達到加快試驗速度的目的?，F(xiàn)階段，國際上已經(jīng)出現(xiàn)大量標準的汽車材料用循環(huán)鹽霧標準方法，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)試驗方法以后，還要注意考慮到汽車部件的測試要求，確定科學的試驗組合，才能達到預計的試驗效果。

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

為了更加貼近現(xiàn)實環(huán)境，鹽霧試驗還可以加入氣候因素，這就要求設備控制系統(tǒng)擁有對應的功能，國外產(chǎn)品基本上采用模塊式結構，配備直接溫度控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的各方面性能較為優(yōu)越，在循環(huán)時可以利用輔助熱交換介質緩沖，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，直接溫度控制系統(tǒng)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

在鹽霧試驗期間，還會使用一種恒定噴霧，可以幫助鹽霧試驗再現(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，例如空氣調節(jié)、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(huán)境，保證鹽霧腐蝕結果的準確性，就需要加強對高科技產(chǎn)品的研發(fā)，才能為鹽霧試驗提供更多的產(chǎn)品技術支持[5]。

6 結語

鹽霧腐蝕試驗可以測試汽車部件多方面性能，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?，F(xiàn)階段，主要采用循環(huán)腐蝕鹽霧試驗，可以交替轉換不同的腐蝕環(huán)境，提高測試的準確性，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效果，同時要注意引進先進的試驗設備，才能讓試驗結果更加真實有效。

參考文獻

[1]王添琪，馬瓊，李子濤.車身材料腐蝕試驗相關性研究[J].汽車零部件，2018（2）：47-51.

[2]呂春蓮.淺談鹽霧腐蝕及其試驗中的關鍵問題[J].當代化工研究，2018（3）：21-22.

[3]陳伶，沈強. 鹽溶液的不同施加方式在循環(huán)鹽霧試驗中的應用研究[C]//中國汽車工程學會（China Society of Automotive Engineers）.2019中國汽車工程學會年會論文集（5）.中國汽車工程學會（China Society of Automotive Engineers）：中國汽車工程學會，2019：283-284.

[4]呂春蓮.淺談鹽霧腐蝕及其試驗中的關鍵問題[J].化工中間體，2018（3）：1-22.

[5]余勇，黃平，范梅梅.SUS439M在汽車排氣系統(tǒng)防腐中的應用研究[J].上海涂料，2018，56（2）：13-17.