ISO9227人工環(huán)境中的腐蝕試驗——鹽霧試驗

1 范圍

本標準規(guī)定在中性鹽霧試驗(NSS)、醋酸鹽霧試驗(AASS)和銅加速醋酸鹽霧試驗(CASS)的使用裝置、試劑和操作程序，以評估有或無永性或暫時性防腐蝕保護的金屬材料的耐腐蝕性。該標準也描述了評估試驗箱環(huán)境的腐蝕性時所采用的方法。

該標準沒有具體說明試樣的尺寸、具體產(chǎn)品的曝露時間或?qū)υ囼灲Y(jié)果的說明。這些細節(jié)被提供于適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品說明中。鹽霧試驗尤其適用于檢測某個金屬、有機、陽極氧化物和轉(zhuǎn)換型涂層中的連續(xù)性，諸如孔隙和其他缺陷。

中性鹽霧試驗是其中pH值在6.5～7.2范圍內(nèi)的 5% Nacl溶液在可控環(huán)境下被霧化的試驗方法。

GBT10125人造氣氛腐蝕鹽霧箱其具體應(yīng)用于：

※ 金屬及其合金；

※ 金屬涂層(陽極和陰極)；

※ 轉(zhuǎn)換型涂層；

※ 陽極氧化物涂層和金屬材料上的有機涂層。

醋酸鹽霧試驗是其中pH值在3.1～3.3范圍內(nèi)的加入冰醋酸溶液的5%氯化鈉溶液在可控環(huán)境下被霧化的試驗方法。其特別適用于測試銅+鎳+鉻或者鎳+鉻的裝飾性涂層。其也適用于測試鋁上的陽極涂層。

銅加速醋酸鹽霧試驗是其中pH值在3.1～3.3范圍內(nèi)的加入氯化銅和冰醋酸的5%氯化鈉溶液在可控環(huán)境下被霧化的試驗方法。其適用于測試銅+鎳+鉻或者鎳+鉻的裝飾性涂層。其也適用于測試鋁上的陽極涂層。

所述鹽霧方法都適用于檢驗有或無腐蝕保護的金屬材料所具有的相對質(zhì)量。它們不能被用作評價不同材料彼此之間相對抗腐蝕性能的對比試驗。

2 引用文獻

以下所引用文件是本文件應(yīng)用*的內(nèi)容。對于注明日期的引用文件，僅適用所引版本。對于未注明日期的引用文件，適用引用文件(包括

所有的修正案的新版本。

ISO 1514，色漆和清漆——試驗用標準樣板

ISO 2808，色漆和清漆——薄膜厚度的測定

ISO 3574，商品級和沖壓級冷軋?zhí)妓劁摫“?/span>

ISO 8407，金屬和合金的腐蝕——腐蝕試樣上腐蝕產(chǎn)物的清除

ISO 17872，色漆和清漆——在腐蝕試驗用金屬板涂層上劃痕標記的入門指南

3 試驗溶液

3.1 Nacl溶液的制備

將足夠量的Nacl溶解在蒸餾水或去離子水中，得到 50 ± 5g/L 的濃度，水的導(dǎo)電率在 25 ±2℃時不高于20mS/cm。所收集到的噴霧溶液的Nacl濃度應(yīng)為50±5g/L。50±5g/L溶液的比重范圍在25℃時為1.029～1.036。

用原子吸收光譜法和另一種靈敏度相似的分析方法作測量時，氯化鈉中銅的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不小于0.001%，鎳的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不少于0.001%。按干鹽計算，含有的NaI質(zhì)量分數(shù)不超過 0.1%，或總雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)不超過 0.5%。

注釋1：如果制備的溶液在25 ±2℃時pH值在6.0～7.0范圍之外，則調(diào)查在鹽和/或水中存在的不良雜質(zhì)。

3.2 pH 值的調(diào)節(jié)

3.2.1 鹽溶液的 pH 值

根據(jù)所收集到的噴霧溶液的pH值，調(diào)節(jié)鹽溶液的 pH 值到所需值。

3.2.2 NSS 試驗

調(diào)節(jié)鹽溶液(3.1)的 pH 值，以使得在25 ± 2℃下，試驗箱(4.2)內(nèi)所收集的噴霧溶液的 pH 值在6.5～7.2之間。可利用電測量或采用精度0.3pH的

精密 pH 試紙檢測 pH 值。通過加入鹽酸、氫氧化鈉溶液或分析級的tan酸氫鈉溶液來作必要的校正。噴霧時會造成溶液中二氧化碳的流失，從而有可能引起pH值的變化。可通過減少溶液中二氧化碳的含量來避免。如在置入裝置前加熱溶液至35℃以上，或用剛煮沸的水配制溶液。

3.2.3 AASS 試驗

將足量的冰醋酸溶液加入鹽溶液(3.1)以確保試驗箱(4.2)中收集的噴霧溶液樣品的pH值為3.1～3.2。如果初制備溶液的pH值為3.0～3.1，則噴霧溶液的 pH 值可能在該規(guī)定的范圍內(nèi)。在 25 ±2℃溫度下用電測量檢測的方法來檢測 pH 值，或用精度0.1pH的精密pH試紙進行常規(guī)檢測。通過

添加分析級的冰醋酸或氫氧化鈉來作必要的校正。

3.2.4 CASS 試驗

在鹽溶液(3.1)中溶解足量的氯化銅(II)二水合物(CuCl2·2H2O)，使其濃度為 0.26 ± 0.02g/L(相當(dāng)于 0.205 ± 0.015g/L 的 CuCl2)。

按 3.2.3 中描述的過程調(diào)整 pH 值。

試驗驗條件

3.3 過濾

如有必要，將溶液置入裝置的儲存器前先進行過濾，以除去任何可能堵塞噴霧裝置噴嘴的固體物質(zhì)。

4 裝置

4.1 組件維護

與噴霧或試驗溶液接觸的所有組件應(yīng)由噴霧溶液耐腐蝕的材料制成或該組件內(nèi)襯有該腐蝕材料，并且，該材料不能影響噴霧試驗溶液的防腐。

蝕性。

4.2 噴霧試驗箱

試驗箱應(yīng)滿足噴霧均一分布的條件。噴霧試驗箱上半部分的設(shè)計使其表面形成的噴霧液滴不會落到試驗樣品上。噴霧試驗箱的規(guī)格和形狀應(yīng)滿足下列要求，即該箱中溶液的收集速率在表2規(guī)定的范圍內(nèi)，測量在 8.3 規(guī)定的范圍內(nèi)。出于環(huán)保，應(yīng)優(yōu)選具有避免霧氣被釋放出建筑物之外的適當(dāng)處理試驗后的霧氣的技術(shù)和避免進入排水系統(tǒng)的吸水技術(shù)的裝置。

注釋2：附錄A中展示了一種可行性的鹽霧試

驗箱設(shè)計示意圖。

4.3 加熱器和溫度控制

適宜的系統(tǒng)需在規(guī)定的溫度(見表2)范圍內(nèi)維持噴霧試驗箱和其所含物。該溫度應(yīng)在距離墻壁至少 100mm 處測量。

4.4 噴霧裝置

用于噴霧鹽溶液的裝置包含控制壓強和濕度的潔凈空氣供應(yīng)器、裝噴霧溶液的存儲器和一個或多個霧化噴嘴。供應(yīng)給霧化器的壓縮空氣應(yīng)先通過過濾器，以去除所有痕量的油或固體物質(zhì)，并且霧化壓強應(yīng)在70 ～170kPa的過壓范圍內(nèi)。壓強應(yīng)為98 ±10 kPa。

注釋 3：霧化噴嘴可具有“臨界壓強"，在此壓強，鹽霧的腐蝕性出現(xiàn)異常增加的現(xiàn)象。如果未能確定噴嘴的“臨界壓強"，則通過安裝適宜的壓強調(diào)節(jié)閥將空氣壓強的波動控制在±0.7kPa之內(nèi)，使噴嘴在其“臨界壓強"運行的可能性小化。

為了防止噴霧小滴的水分蒸發(fā)，空氣在進入霧化器前應(yīng)通過溫度高于試驗箱溫度10℃的含有熱蒸餾水或去離子水的飽和塔進行加濕。適宜的溫度取決于所使用的壓強和噴霧器噴嘴的類型，并且應(yīng)調(diào)節(jié)溫度使試驗箱中的噴霧收集速率和所收集噴霧的濃度保持在規(guī)定的范圍(見 8.3)內(nèi)。表1 給出了不同壓強下，飽和塔內(nèi)熱水溫度的指導(dǎo)值。應(yīng)當(dāng)自動維持水含量以確保足夠濕度。

霧化器應(yīng)使用惰性材料制成。設(shè)置擋板可防止噴霧對試驗樣品的直接影響，使用可調(diào)節(jié)性擋板有助于使試驗箱內(nèi)的噴霧均勻分布。為此，配有霧化器的分散塔也可能有用。整個試驗中，應(yīng)自動維持鹽儲存器中的鹽溶液水平，以確保*的噴霧供給。

飽和器中的熱水溫度值

4.5 收集裝置

GBT10125人造氣氛腐蝕鹽霧箱應(yīng)提供至少兩個適宜的收集裝置，包括由化學(xué)惰性材料制成的漏斗，帶有刻度的圓底鋼瓶或其他類似容器。適宜的漏斗直徑為100mm，相當(dāng)于約為 80cm2 的收集面積。該收集裝置應(yīng)置于試驗樣品在噴霧試驗箱中所放置的區(qū)域內(nèi)，一個靠近噴霧的入口，另一個則遠離入口。這樣以便僅收集噴霧，而不收集從樣品或從試驗箱部分流出的液體。

4.6 循環(huán)再利用

如果試驗箱一旦被用于 AASS 或 CASS 試驗，或者被用于使用與NSS試驗規(guī)定所不同的溶液的任何其他目的，則它將不能再被用于所述NSS 試驗。一旦被用于AASS或CASS試驗，幾乎不可能清洗試驗箱以使之可用于 NSS 試驗。然而，在這樣的情況下，裝置應(yīng)該是被*清洗的，且根據(jù)第

5項所描述的方法進行檢驗以確保特別是在整個噴霧過程中所收集的溶液 pH 值的正確。經(jīng)此過程后，待測樣品被置于噴霧試驗箱中。

5 噴霧試驗箱腐蝕性的評價方法

5.1 概述

檢驗在不同實驗室中一件裝置或裝置的相似項目的試驗結(jié)果的可再現(xiàn)性和可重復(fù)性，必須如5.2～5.4 中所述，定期驗證裝置。

注釋4：在裝置持續(xù)使用期間，裝置的兩次腐蝕性檢驗之間的合理間隔一般認為是 3 個月。

為確定試驗的腐蝕性，應(yīng)當(dāng)使用鋼制的參考金屬樣品。作為鋼制的參考金屬樣品的補充，高純度鋅制的參考金屬樣品也可被用于試驗，依據(jù)附錄 B

所述，確定此金屬的腐蝕性。

5.2 NSS 試驗

5.2.1 參考樣品

為了驗證裝置，使用4個或6個厚度為1±0.2mm、尺寸為150mm× 70mm的CR4 級鋼制參考樣品(根據(jù) ISO 3574)，其具有基本上無瑕疵的表面和亞光面漆(輪廓的算術(shù)平均偏差為Ra=0.8±0.3mm)。切割冷軋鋼板或鋼帶得到這些參考樣品。進行試驗前應(yīng)仔細清洗參考樣品。除 6.2 和6.3中給出的說明外，清潔過程中還應(yīng)清除所有可能會影響試驗結(jié)果的痕量物質(zhì)(污垢、油脂或其他異物)。使用干凈的軟刷或超聲波清洗裝置，用適宜的有機溶劑(如沸點在60～120℃之間的烴)*清洗參考樣品。在盛滿溶劑的容器內(nèi)進行清洗。清洗結(jié)束后，用新鮮的溶劑沖洗參考樣品，然后將它們

干燥。測定參考樣品的質(zhì)量至±1mg。用可去除的涂層(如粘附性塑料膜)保護參考樣品的一個表面。通過粘附性膠帶可同樣保護參考試驗樣品的

邊緣。

5.2.2 參考樣品的安置

將 4 個鋼板參考樣品放置在用于放置試驗樣品的試驗箱區(qū)域中的四象限內(nèi)(如果使用6個樣品，放置在 6 個不同位置上，包括四象限在內(nèi))，將未涂保護層的一面向上，并與垂直面呈20?± 5?角。參考樣品的支架應(yīng)由惰性材料(比如，塑料)制成或涂層。參考樣品的下邊緣應(yīng)與鹽霧收集器的頂部處于同一水平面，試驗持續(xù)時間應(yīng)為 48h。驗證過程中，用惰性材料(如塑料或玻璃)的模擬樣品填充噴霧試驗箱。

5.2.3 質(zhì)量損耗的測定(質(zhì)量 / 面積)

試驗的后，立刻將參考樣品從試驗箱中取出并除去保護涂層。依據(jù)ISO 8407所描述的機械和化學(xué)的方法除去腐蝕產(chǎn)物。就化學(xué)清洗而言，使用質(zhì)量分數(shù)為 2 0 % 的檸檬酸二銨鹽[(N H 4 )2HC6H5O7](*的分析級)于溫度為 23℃清洗10min。除去保護層后，在室溫下用水、然后用乙醇*清洗參考樣品，接著進行干燥。稱重參考樣品，并精確到 1mg。用測定參考樣品損耗除以參考樣品的暴露面積，從而可評估參考樣品每平方米的金屬質(zhì)量損耗。

在每次清洗腐蝕產(chǎn)物時，建議使用新配制的溶液。

注釋 5：可按照如 ISO 8407 中所描述的化學(xué)清洗腐蝕產(chǎn)物，再使用體積分數(shù)為 50%的鹽酸溶液(r20=1.18 g/mL)(*的分析級)清洗。后者還包

含 3.5g/L 的六亞甲基四胺作為腐蝕抑制劑。

5.2.4 NSS 裝置操作的檢驗

使用鋼制參考樣品進行操作48h，如果每個樣品的質(zhì)量損耗為70±20g/m2，則該試驗裝置的操作是令人滿意的。

5.3 AASS 試驗

5.3.1 參考樣品

為了驗證裝置，使用4個或6個厚1±0.2mm、尺寸為150mm×70mm的CR4級鋼制參考樣品(根據(jù)ISO 3574)，其具有基本上無瑕疵的表面和亞光

面漆(輪廓的算術(shù)平均偏差為Ra = 0.8±0.3mm)。切割冷軋鋼板板或鋼帶得到這些參考樣品。進行試驗前應(yīng)仔細清洗參考樣品。除 6.2 和6.3中給出的說明外，清潔過程中還應(yīng)當(dāng)清洗所有可能會影響試驗結(jié)果的痕量物質(zhì)(污垢、油脂或其他異物)。

使用干凈的軟刷或超聲波清洗裝置，用適宜的有機溶劑(如沸點在60℃～120℃之間的烴)*清洗參考樣品。在盛滿溶劑的容器內(nèi)進行清洗。清洗結(jié)束后，用新鮮的溶劑沖洗參考樣品，然后將它們干燥。

測定參考樣品的質(zhì)量至±1mg。用可去除的涂層(如粘附性塑料膜)保護參考樣品的一個表面。通過粘附性膠帶可同樣保護參考試驗樣品的邊緣。

5.3.2 參考樣品的安置

將 4 個鋼板參考樣品放置在用于放置試驗樣品的試驗箱區(qū)域中的四象限內(nèi)(如果使用 6 個樣品，放置在 6 個不同位置上，包括四象限在內(nèi))，將未涂保護層的一面向上，并與垂直面呈20?± 5?角。

參考樣品的支架應(yīng)由惰性材料(如塑料)制成或涂層。參考樣品的下邊緣應(yīng)與鹽霧收集器的頂部處于同一水平面，試驗持續(xù)時間應(yīng)為 24h。驗證過程中，用惰性材料(如塑料或玻璃)的模擬樣品填充噴霧試驗箱。

5.3.3 質(zhì)量損耗的測定(質(zhì)量 / 面積)

試驗后，立刻將參考樣品從噴霧試驗箱中取出并除去保護涂層。依據(jù)ISO 8407所描述的機械和化學(xué)的方法除去腐蝕產(chǎn)物。就化學(xué)清洗而言，使用

質(zhì)量分數(shù)為 20% 的檸檬酸二銨鹽[(NH4)2HC6H5O7](*的分析級)于溫度為 23℃清洗10min。

除去保護層后，在室溫下用水、然后用乙醇*清洗參考樣品，接著進行干燥。稱重參考樣品精確到 1mg。為評估參考樣品每平方米的金屬質(zhì)量損耗，以參考樣品暴露區(qū)域的面積劃分來確定。在每次清除腐蝕產(chǎn)物時，建議使用新制備的溶液。

注釋 6：可按照如 ISO 8407 中所描述的化學(xué)清洗腐蝕產(chǎn)物，再使用體積分數(shù)為 50%的鹽酸溶液(r20=1.18 g/mL)(*的分析級)清洗。后者還包含 3.5g/L 的六亞甲基四胺作為腐蝕抑制劑。

5.3.4 AASS 裝置操作的檢驗

使用鋼制參考樣品進行操作24h，如果每個樣品的質(zhì)量損耗為40±10g/m2，則該試驗裝置的操作是令人滿意的。

5.4 CASS測試

5.41參考試樣（同上）

5.42參考試樣的放置（同上）

5.43測量質(zhì)量損失（同上）

5.44CASS 裝置操作的檢驗

使用鋼制參考樣品進行操作24h，如果每個樣品的質(zhì)量損耗為55±15g/m2，則該試驗裝置的操作是令人滿意的。

鹽霧箱腐蝕鋼制或鋅試樣質(zhì)量損失范圍

附錄A

鹽霧箱構(gòu)造示意圖（正面）

鹽霧箱構(gòu)造示意圖（側(cè)面）