常用鹽霧試驗標準及相關結果評價

唐云峰,車漢生

（1. 上海通用汽車有限公司，上海 201206； 2. 威凱檢測技術有限公司，廣州 510663）

前言

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，每年因鹽霧腐蝕給全球經濟帶來巨額損失。為了模擬海洋性大氣腐蝕造成的危害，實驗室利用試驗設備模擬鹽霧環境條件來考核產品或材料的耐腐蝕性能，這就是鹽霧試驗。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，中性鹽霧試驗適用范圍最廣，可用于考核各類無機或有機覆蓋層產品的耐腐蝕性能。乙酸鹽霧試驗和銅加速乙酸鹽霧試驗則適用于銅+鎳＋鉻或鎳＋鉻裝飾性鍍層，也適用于鋁的陽極氧化膜。

1 鹽霧試驗標準及相關評價

常用的鹽霧試驗標準，主要有ISO 9227-2006、IEC 60068-2-11:1981、ASTM B 117-2009和 GB/T 10125-1997。這些標準使用非常廣泛，是世界各國或企業的鹽霧試驗方法制定的依據。以下將分類介紹這些標準內容。

1.1 鹽霧標準ISO 9227-2006

ISO 9227-2006是國際標準，被廣泛使用于ISO成員團體。該標準適用于評價金屬材料及覆蓋層的耐蝕性，被測試對象可以是具有永久性或暫時性防蝕性能的，也可以是不具有永久性或暫時性防蝕性能的。

1.1.1 試驗參數

從表1可知，ISO 9227-2006標準規定了三種鹽霧試驗。這三種鹽霧試驗的氯化鈉收集溶液濃度和鹽霧沉降量是一致的，不同之處是試驗溫度和收集溶液的pH值。從腐蝕影響因素的角度來說，增加腐蝕介質的濃度和溫度，一般會加速腐蝕。因此，大多數情況下，銅加速乙酸鹽霧試驗的加速腐蝕性比乙酸鹽霧試驗和中性鹽霧試驗更強些。我們在選擇測試條件的時候，要綜合考慮影響產品耐腐蝕性能的各種因素。

表1 測試條件

1.1.2 測試周期

標準ISO 9227-2006推薦的試驗周期為2h、4h、6h、8h、24h、48h、72h、96h、144h、168h、240h、480h、720h、1000h，檢驗人員亦可根據有關行業或產品規定的周期進行測試。

1.1.3 試驗結果評價

一般來說，試驗結果評價僅需考慮以下幾方面：

1)試驗后的外觀；

2)除去表面腐蝕產物后外觀；

3)腐蝕缺陷如生銹、點蝕、開裂和起泡等的分布和數量；

4)開始出現腐蝕的時間（這個時間點很難精確）；

5)重量變化；

6)顯微鏡觀察；

7)力學性能變化。

由于試樣的多樣性，這七個方面的評價，應用最多的是內容1)、2)、3)和4)。一般來說，內容5)、6)和7)更適用于評價標準板狀樣品。

至于試驗結果的評價標準，通常應由被試材料或產品標準提出。其中，標準ISO 10289-1999作為評價方法被廣泛使用。該標準根據無機覆蓋層的特點，分類為金屬基體上對底材呈陽極性或陰極性的裝飾性和保護性金屬和無機覆蓋層。試樣經受鹽霧試驗后，可按照腐蝕缺陷面積，根據表2進行性能評級。

表2 保護評級(RP)1與外觀評級(RA)2

試樣的性能評級，由保護評級數（RP）后接斜線再接外觀評級數（RA）組成，即RP/ RA。外觀評級數包含了保護評級數的缺陷面積，但有時候覆蓋層形成大量的腐蝕產物，掩蓋了基體金屬的真實面積，可能難以評價出真實的保護評級數。

另外，試樣的缺陷等級，根據覆蓋層的類型，也可按照ISO 10289-1999附錄A或B的圓點圖進行評價。以圖1、圖2舉例說明：

陰極性覆蓋層圓點圖和陽極性覆蓋層圓點圖的使用原則是：如果被檢查表面比（X）級稍好，但又不如（X+1）級，則評為（X）級；如果表面比（X）級稍差，但又比（X-1）級好，則評為（X-1）級。

1.2 鹽霧標準IEC 60068-2-11:1981

IEC 60068-2-11:1981是國際電工委員會（IEC）制定的標準。該標準規定的鹽霧試驗適用于比較具有相似結構的試樣的抗鹽霧腐蝕的能力，也適用于評定保護性涂層的質量以及均勻性。

圖1 陰極性覆蓋層圓點圖（8級）

圖2 陽極性覆蓋層圓點圖（8級）

1.2.1 試驗參數

IEC 60068-2-11:1981標準只規定了一種試驗方法，即中性鹽霧試驗，其具體參數如下：

試驗溫度：(35±2)℃；

氯化鈉溶液濃度：(5±1)%（質量比）；

溶液pH值：6.5～7.2；

鹽霧沉降量：1～2mL/h·80cm2。

值得注意的是，上述列舉的“氯化鈉溶液濃度”和“溶液pH值”不是收集溶液，而是試驗前配置的氯化鈉溶液的參數。

1.2.2 測試周期

標準IEC 60068-2-11:1981推薦的試驗周期為16h、24h、48h、96h、168h、336h、672h，檢驗人員亦可根據有關行業或產品規定的周期進行測試。

1.2.3 試驗結果評價

試樣應進行目視檢查。無機覆蓋層試樣一般會出現灰白色、灰黑色、綠色、棕色或其它顏色的腐蝕產物，而有機覆蓋層試樣的涂層一旦被腐蝕破壞，則會出現針孔、龜裂、鼓泡、脫落等缺陷。因此，試樣的外觀評價，可按照ISO 10289-1999或者ISO 4628-1～ISO 4628-5:2003等標準，評價生銹、起泡、開裂和剝落等腐蝕等級。如有必要，應按照相關規范進行電氣和機械性能檢測。

1.3 鹽霧標準ASTM B 117-2009

ASTM B 117-2009是美國材料試驗學會制定的標準。該標準適用于評價各種金屬或金屬涂裝試樣的耐鹽霧腐蝕能力。

1.3.1 試驗參數

ASTM B 117-2009標準規定的試驗方法是中性鹽霧試驗，其具體參數如下：

試驗溫度：35±2℃；

氯化鈉收集溶液濃度：(5±1)%（質量比）；

收集溶液pH值：6.5～7.2；

鹽霧沉降量：1～2mL/h·80cm2。

該標準制定得非常科學細致，這些測試條件如何控制和配比，在標準里都有詳細說明。

1.3.2 測試周期

ASTM B 117-2009標準沒有明確推薦測試周期，但建議由供需雙方協商規定不少于24h的周期倍數，按下式計算：

d=24h×n

式中：

d——duration，即持續時間，單位為h；

n——周期倍數。

一般來說，金屬涂裝試樣的測試周期都比較長，金屬試樣則相對短少些。

1.3.3 試驗結果評價

根據ASTM的體系標準，試樣可按照ASTM D 610-2008、ASTM D 714-2002(2009)和 ASTM D 1654-2008進行評價，也可按照相關規范進行評價。

例如，某件金屬噴涂板（見下圖3）依據ASTM B 117-2009標準，經受500小時中性鹽霧試驗之后，對其外觀進行評價。

首先，按照ASTM D 1654-2008標準的要求，對圖3中方框標注部分的劃痕進行處理，清除因腐蝕而松脫的涂層。然后沿著劃痕至少測量六個點，紀錄最大和最小的單邊劃痕腐蝕寬度。按下式計算：

式中：

c：creepage，即單邊劃痕腐蝕寬度；

wc：測量點的雙邊劃痕腐蝕寬度；

w：劃痕的初始寬度。

圖3 陽極性覆蓋層圓點圖（8級）

根據c值（單邊劃痕腐蝕寬度），見下表3，即可得出劃痕的腐蝕等級。

劃痕區域以外的部分，則根據試樣的腐蝕情況，按照標準ASTM D 610-2008評價生銹等級，按標準ASTM D 714-2002(2009)評價起泡等級。

表3 劃痕腐蝕等級

1.4 鹽霧標準GB/T 10125-1997

GB/T 10125-1997是我國依據ISO 9227-1990制定的鹽霧試驗標準，目前在國內被各行業廣泛使用。該標準的試驗條件和參數與ISO 9227-2006標準差異不大，本文就不再細敘。需要注意的是，GB/T 10125-1997推薦相應的結果評價標準為GB/T 6461-2002（等同采用ISO 10289-1999）和GB/T 1766-2008。標準GB/T 6461-2002的評價方法與ISO 10289-1999一致，具體內容可參考本文的條款2.1.3。而GB/T 1766-2008關于鹽霧試驗結果的評價，一般可按“開裂”、“起泡”、“生銹”和“剝落”四個選項進行評級。根據漆膜的綜合等級，分0、1、2、3、4、5六個等級，分別代表漆膜耐腐蝕性能的優、良、中、可、差、劣。

2 結束語

鹽霧試驗標準繁多，但最常用的是ISO 9227-2006、IEC 60068-2-11:1981、ASTM B 117-2009和GB/T 10125-1997等標準。綜合比較，這些標準有以下特點：

1)普遍性，被廣泛使用；

2)權威性，是大部分世界各國的國標或行業標準制定的依據；

3)可操作性，試驗條件明確、步驟清晰。

因此，這幾份鹽霧試驗及相關評價標準，在供需雙方無明確規定或不了解檢測標準的前提下，可推薦使用。

[1] ISO 9227-2006, Corrosion tests in artif i cial atmospheres — Salt spray tests[S].

[2] ISO 10289-1999, Methods for corrosion testing of metallic and other inorganic coatings on metallic substrates - Rating of test specimens and manufactured articles subjected to corrosion tests[S].

[3] IEC 60068-2-11:1981, Basic environmental testing procedures.Part 2 : Tests. Test Ka: Salt mist[S].

[4] ASTM B 117-2009, Standard Practice for Operating Salt Spray(Fog)Apparatus[S].

[5] ASTM D 1654-2008, Standard Test Method for Evaluation of Painted or Coated Specimens Subjected to Corrosive Environments[S].

[6] GB/T 10125-1997, 人造氣氛腐蝕試驗 鹽霧試驗[S].

[7] GB/T 1766-2008, 色漆和清漆 涂層老化的評級方法[S].