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中性鹽霧試驗最新標準變化解讀

發表時間:2023-03-02 17:11:47

鹽霧腐蝕是一種常見的海洋性大氣腐蝕，它的主要腐蝕成分是氯化鈉，其破壞區域主要發生在沿海地區。鹽霧試驗是一種主要利用鹽霧實驗設備所創造的人工模擬鹽霧環境條件來考核產品或材料耐腐蝕性能的環境試驗。鹽霧試驗分為中性鹽霧試驗（NSS）、乙酸鹽霧試驗（AASS）和銅加速乙酸鹽霧試驗（CASS）。其中，中性鹽霧適用范圍最廣，可用于考核各類無機或有機覆蓋層產品的耐腐蝕性能。乙酸鹽霧和銅加速乙酸鹽霧則適用于銅+鎳+鉻或鎳+鉻裝飾性鍍層，也適用于鋁的陽極轉化膜。

1、中性鹽霧標準

標準是對重復性事物和概述所做的統一規定。中性鹽霧試驗標準是對鹽霧試驗條件，如溫濕度、氯化鈉溶液濃度、pH值等做的明確而具體的規定；另外還對鹽霧試驗箱性能提出技術要求。常用的中性鹽霧試驗標準，見表1。

表1 實驗室常使用的中性鹽霧試驗標準

試驗標準號	標準名稱	包含的鹽霧試驗方法
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017；ISO 9227:2020	人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗	NSS、AASS、CASS
GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981；IEC 60068-2-11:2021	電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Ka:鹽霧試驗	NSS
GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996	色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定	NSS
ASTM B117-19	操作鹽霧試驗的標準實施規程	NSS
GMW 3286-21	中性鹽霧試驗	NSS
JIS Z 2371:2015	鹽霧試驗	NSS、AASS、CASS
GJB 150.11A-2009	軍用裝備實驗室環境試驗方法第11部分：鹽霧試驗	NSS

2、標準差異分析

中性鹽霧試驗采用5%的氯化鈉鹽溶液，即pH值調節在中性范圍（6-7）作為噴霧用的溶液。試驗溫度均采取35℃，鹽霧沉降率在1~2mL/80cm2·h之間。目前，不同國家、行業、廠家的鹽霧試驗不完全一樣，形成了很多的鹽霧試驗標準。筆者針對使用頻次最高的5種中性鹽霧試驗標準分別從五個方面進行分析。

2.1鹽溶液

鹽霧試驗需要用到氯化鈉溶液作為腐蝕介質，因此所用的氯化鈉溶液要符合一定的要求，見表2。

表2 不同標準的氯化鈉、水及溶液的要求

試驗標準	氯化鈉的要求	水質要求	溶液濃度要求	pH值要求
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017	氯化鈉中的銅、鎳、鉛等重金屬總含量低于0.005%，碘化鈉含量不超過0.1%。	在溫度25℃±2℃時，電導率不超過20μS/cm的蒸餾水或去離子水	（50±5）g/L，在25℃時，配制的溶液密度在1.029~1.036范圍內。	6.5~7.2（收集液，測量溫度25℃±2℃）
IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008	高品質，干燥時，碘化鈉的含量0.1%，雜質總含量不超過0.3%	蒸餾水或去離子水	（5±1）%（質量比）	6.5~7.2在（35±2）℃時
GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996	白色，質量分數≥99.5%，基本上不含銅和鎳，碘化鈉的質量分數≤0.1%	至少純度為三級	（50±5）g/L	6.5~7.2（收集液）
ASTM B117-19	雜質總含量不超過0.3%，鹵化物的含量＜0.1%，銅含量＜0.3ppm	滿足ASTM D1193的Ⅳ的要求	（5±1）%（質量比），在23℃±3℃時，配制的溶液密度在1.026~1.037范圍內。	6.5~7.2(收集液，測量溫度23℃±3℃）
GJB 150.11A-2009	干燥時，碘化鈉的含量0.1%，雜質總含量不超過0.5%	在25℃下，水的pH值為6.5~7.2；推薦使用電阻率為1500Ω˙m~2500Ω˙m	（5±1）%（質量比）	6.5~7.2在（35±2）℃時

備注：因GMW3286和JIS Z 2371引用的試驗條件參考ISO 9227，本文不再細述。

在上述標準要求可以得出，當使用化學純或以上氯化鈉和去離子水時，所有標準均滿足要求。但測量溶液的pH時，GB/T 2423.17和GJB 150.11A必須在35℃時測量，增加了pH值的測量難度。

2.2 操作要求

試驗時鹽霧的溫度高低和鹽霧沉降率的多少，對試驗的腐蝕效果有很大的影響，因此標準中均規定了試驗溫度和鹽霧沉降率。而噴霧壓力影響鹽溶液收集速率，另外試樣的放置角度對鹽霧試驗也有一定的影響。不同的標準對操作要求也有差異，見表3。

表3 不同標準的操作要求

試驗標準	試驗溫度（℃）	鹽霧沉降率（80cm2單位面積）	空氣壓力	試樣放置角度
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017	35±2	1-2ml/h	70~170kPa	與垂直面成20°±5°
IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008	35±2	1-2ml/h	無要求	試樣按正常使用狀態
GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996	35±2	1-2.5ml/h	70~170kPa	與垂直面成20°±5°
ASTM B117-18	35±2	1-2ml/h	83~124 kPa	與垂直面成15°~30°
GJB 150.11A-2009	35±2	1-3ml/h	83~124 kPa	試件應按預期的貯存、運輸或使用中的技術狀態和取向來放置。

從表3可以得出，GB/T 1771和GJB 150.11A要求的鹽霧噴霧量更大一些。GB/T 10125、GB/T 1771和ASTM B117對樣品放置角度有明確的要求，便于試驗人員理解和操作。

2.3 試驗前處理

鹽霧試驗前，標準會要求對試樣進行一些處理，以避免試樣受到損害而對試驗產生不良影響，各標準的試驗前處理見表4。

GB/T 10125和GB/T 1771試驗前對樣品有比較詳細的要求，方便試驗人員操作。

表4不同標準的試驗前處理要求

試驗標準	試樣調節	試驗前處理	試樣邊緣處理
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017	對于有機涂層樣品按在溫度（23±2）℃和相對濕度（50±2）%RH，空氣循環、不受陽光直接暴曬，調節至少16h。	清洗，不洗去保護膜。對于有機涂層的劃痕處理有明確要求。	油漆、石蠟或膠帶保護，特殊要求除外。
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017	其他樣品無要求。	清洗，不洗去保護膜。對于有機涂層的劃痕處理有明確要求。	油漆、石蠟或膠帶保護，特殊要求除外。
GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981	無要求	清潔	無要求
GB/T 1771	在溫度（23±2）℃和相對濕度（50±2）%RH，空氣循環、不受陽光直接暴曬，調節至少16h。	如需劃痕，則按劃痕要求處理。	背面與邊緣使用同樣的涂覆層
ASTM B117-19	無要求	清洗，不洗去保護膜。對于有機涂層的劃痕處理有明確要求。	油漆、石蠟或膠帶保護，特殊要求除外。
GJB 150.11A-2009	無要求	清潔	無要求

2.4試樣檢查與試驗時間

鹽霧試驗中均要求試驗不受外界干擾，試驗結束后除去試樣表面上的試驗溶液殘留物后干燥，便于試驗后結果的判定，評價標準影響對試驗結果的直接判定，另外試驗時間也決定了產品需要達到什么樣的耐腐蝕水平，要求見表5。

試驗中開箱檢查要求時間與次數盡可能少；試驗后用水沖洗，除去試樣表面的試驗溶液殘留物后干燥；本文列舉的標準本身沒有評價標準，需要在產品設計時制定評判要求。使用不同的判定方法可能出現不同的試驗結果。

表5不同標準的檢查評價要求和試驗時間

試驗標準	過程檢查	試驗結束后處理	評價標準	試驗時間
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017	時間次數盡可能少	1、金屬或無機涂層樣品：自然干燥0.5~1h，然后用溫度不高于40℃的流動自來水沖洗，接著在距離試樣約300mm處用氣壓不超過200kPa的空氣立即吹干。	產品標準	產品標準
		2、有機涂層樣品（有劃痕）：直接用流動自來水沖洗，對劃痕部位按下面任何一種方式進行：
		a)用小刀輕輕地剝離與基材失去附著力的涂層；
		b)用膠帶剝離涂層。
		3、有機涂層樣品（無劃痕）：用流動自來水沖洗。
GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981	無要求	自來水沖洗5min，蒸餾水或去離子水沖洗，晃動或氣流干燥，恢復1~2h。	產品標準	產品標準
GB/T 1771/ISO 7253:1996	快速檢查，不允許樣板變干	用潔凈的溫水沖洗，除去試板表面上的試驗溶液殘留物，立即干燥。	產品標準	產品標準
ASTM B117-19	時間次數盡可能少	用溫度不高于38℃的清潔流動水沖洗，然后立即干燥。	產品標準	產品標準
GJB 150.11A-2009	無要求	在標準大氣條件下用流動水輕柔沖洗。	產品標準	產品標準

2.5試驗箱校驗

試驗箱的校驗是對鹽霧試驗箱的評價，考察鹽霧試驗箱在規定條件下運行后鹽霧腐蝕能不能達到規定的腐蝕效果，即標準試板的質量損失是否能達到標準規定的要求，見表6。

表6不同標準的鹽霧試驗箱校驗要求

試驗標準	標準板要求	試驗時間	試板質量損失
GB/T 10125-2021/ISO 9227:2017	符合ISO 3574的CR4級冷軋碳鋼板，150701（mm），4塊	48h	（70±20）g/m2
GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981	無要求	無要求	無要求
GB/T 1771/ISO 7253:1996	符合ISO 3574的CR4級冷軋碳鋼板，150701（mm），6塊	96h	（130±20）g/m2
ASTM B117-19	符合SAE J1008要求低碳鋼板，761270.8mm	48h~168h	相應的質量損失
GJB 150.11A-2009	無要求	無要求	無要求

GB/T 2423.17和GJB 150.11A對試驗箱校驗沒有要求，試驗時只要腐蝕介質和操作條件滿足要求即可。其他標準要求校驗時滿足質量損失的要求。

3、結論與建議

（1）在產品耐腐蝕設計時使用中性鹽霧試驗時，不能只簡單注明滿足某個標準，否則該技術條件不完善，無法進行鹽霧試驗。如使用GB/T 10125、GB/T 2423.17、GB/T 1771和ASTM B117時，必須注明試驗時間與評價判定標準和量化指標。

（2）不同的評判方法可出現不同的試驗結果，對于不同的部件涂裝類型，需要區別對待，如金屬鍍層可按GB/T 6461進行評價考核，有機涂層類按GB/T 1766或ISO 4628系列標準進行考核，有劃線要求的可按ISO 4628-8或ASTM D1654進行。

（3）當腐蝕介質和操作條件嚴格控制后，鹽霧試驗箱參數可以滿足不同標準的試驗。

（4）嚴格控制鹽霧試驗過程是提供試驗重新性的關鍵。ISO 9227:2017作為一種全球性的、基礎性的人工加速腐蝕試驗標準，采用它更加符合經濟全球化的趨勢。ISO 9227:2017標準從試驗用水、試劑、鹽溶液濃度、溶液pH值、樣品放置角度、試驗箱性能要求以及試驗前后樣品的處理方式都給出了詳盡、科學和可操作的要求。建議實驗室人員在制定鹽霧試驗操作規范時，采用ISO 9227:2017的標準要求進行制定，形成適合自己的使用規程。

鹽霧試驗起源

鹽霧試驗最早可以追溯到1914年，源于美國國家標準局（NBS）。1939年，中性鹽霧試驗標準ASTM B117基本形成。目前普遍采用的是美國材料協會試驗標準ASTM B117和國際標準化組織的標準ISO 9227。各個國家也有各自的標準，如德國標準DIN 50021，英國標準BS 3900 F4，日本標準JIS Z 2371，法國標準D171058等。我國除國家標準GB/T 10125、GB/T 2423.17和GB/T 1771（相對國際標準ISO 9227、IEC 60068-2-11和ISO 7253）外，還有軍用標準GJB 150.11A等。世界各大汽車主機廠也有自己的標準，如通用汽車的GMW3286，日產汽車的NES M0140，福特汽車FLTM BI103-01等。各個試驗標準的主體條件基本相同。

參考文獻

1 米德偉，劉海峰，有機涂層中性鹽霧試驗相關標準簡介，現代涂料與涂裝，2007（8）。

2 聶仁態，國內外中性鹽霧試驗標準方法差異分析，企業科技與發展，2017（8）。

3 GB/T 10125-2012人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗

4 GB/T 2423.17-2008 電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Ka:鹽霧試驗

5 GB/T 1771-2007色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定

6 GJB 150.11A-2009軍用裝備實驗室環境試驗方法第11部分：鹽霧試驗

7 ASTM B117-18 Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus

8 ISO 9227:2017 Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests

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