鹽是世界上最普遍的化合物之一。在海洋、大氣、陸地表面、湖泊和河流中均能發(fā)現(xiàn)鹽。因此，使物品避免暴露在鹽霧中是不可能的。鹽霧環(huán)境對機械零部件及電子產(chǎn)品的影響僅次于溫度、振動、濕熱及沙塵環(huán)境。

鹽霧試驗是研發(fā)階段評價產(chǎn)品耐腐蝕能力的一項重要試驗。抗鹽霧測試分為兩大類，一類為天然環(huán)境暴露試驗，另一類為人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗。

與天然環(huán)境相比，人工鹽霧環(huán)境中的氯化物濃度可以是一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍，腐蝕速度大大提高，對產(chǎn)品進行鹽霧試驗，得出結(jié)果的時間也大大縮短。

近年來，鹽霧試驗箱發(fā)展愈加迅猛，已經(jīng)逐步應用到各個行業(yè)中。可是，你知道嗎，鹽霧試驗最初的目的僅僅是用于鑒定各種電鍍層的質(zhì)量和保護性能。今天，我們就來聊聊鹽霧試驗的起源與發(fā)展。

鹽霧試驗100年

一百年前，腐蝕試驗工程師開發(fā)了一種常溫條件下的試驗方法，即通過壓縮空氣操作霧化噴淋5%氯化鈉鹽溶液，這種方法如今仍在全球得到廣泛應用，并在ASTM B117和ISO 9227中被標準化。盡管這種試驗對很多質(zhì)量控制應用有效，但是它經(jīng)常會表現(xiàn)出試驗結(jié)果與真實腐蝕現(xiàn)象相關(guān)性差的問題，尤其是應用于涂有有機涂料的材料時。

鹽霧試驗最早是在1914年美國材料試驗學會第17屆年會上由J. A. Capp提出的，當時的目的是希望獲得類似沿海大氣的試驗條件，以研究某些金屬電鍍層的質(zhì)量和保護性能。它是將樣品放在鹽水的細霧中進行試驗，這是鹽霧試驗最早的應用。1919年起，美國國家標準局開始推廣應用；1939-1961年，ASTM列為暫行標準，并修訂多次，1962年起列為正式標準。

此后的幾十年中，各國對鹽霧試驗日益重視，并不斷地發(fā)展完善。目前，幾乎所有工業(yè)化國家和發(fā)展中國家都制定了鹽霧試驗標準。隨著國內(nèi)外一些標準的相繼問世，標準中規(guī)定了具體的試驗條件以及一些試驗操作方法、評定方法和合格判據(jù)。通過對標準的不斷修訂和完善，使其試驗結(jié)果更接近于實際。

我國從50年代開始就與前蘇聯(lián)等東歐國家合作，開展了產(chǎn)品鹽霧試驗工作。當時，試驗的對象主要是一些軍工產(chǎn)品和一些重要的工業(yè)產(chǎn)品。由于當時我國的工業(yè)剛剛起步，鹽霧試驗工作發(fā)展緩慢。到了70年代，隨著商品經(jīng)濟的發(fā)展和國際貿(mào)易日益增多，作為一種考核產(chǎn)品的耐腐蝕能力的試驗技術(shù)——鹽霧試驗得到了大量的應用和發(fā)展。

早期循環(huán)腐蝕試驗

現(xiàn)代腐蝕試驗可追溯到20世紀60年代的英格蘭。循環(huán)Prohesion（Prohesion是Protection和Adhesion兩個單詞的組合）試驗組合了濕/干循環(huán)，并在氯化鈉溶液中添加了硫酸銨。現(xiàn)在，ASTM G85附錄5將此試驗標準化，并常參考用于工業(yè)防護涂料。美國建筑制造商協(xié)會也證明該方法現(xiàn)在仍然很重要，他們在AAMA 2605標準中使用Prohesion替代傳統(tǒng)鹽霧試驗，用于窗戶和其他建筑門窗產(chǎn)品使用的鋁型材高性能涂料等。

在20世紀90年代早期，Sherwin-Williams公司研發(fā)了一項交替使用紫外線老化試驗箱（QUV試驗機）和Prohesion的試驗方法，用于涂裝金屬板的研究。其工作促成了ASTM D5894和ISO 11997-2的發(fā)展。接下來的研究又進一步確認該方法在工業(yè)防護涂料戶外腐蝕測試中有更好的相關(guān)性。另外該方法還被用于公路建設(shè)和維護及石油化學品行業(yè)。

汽車腐蝕試驗

與老化測試領(lǐng)域一樣，很多腐蝕測試創(chuàng)新都發(fā)生在汽車行業(yè)。20世紀80和90年代的汽車循環(huán)腐蝕試驗在之前倡導的干濕循環(huán)中增加了冷凝高濕。腐蝕溶液重現(xiàn)了使用鹽融化雪和冰的惡劣路況。這些試驗一般利用傳統(tǒng)壓縮空氣霧化噴嘴噴灑腐蝕溶液，然后通過烘干的方式進行。測試樣板上的鹽殘渣會在冷凝高濕環(huán)境中溶解，重新在試樣表面和涂料劃痕上產(chǎn)生反應。在很多環(huán)境中，尤其是在冬季鹽處理道路上行駛的汽車，這些試驗往往與戶外腐蝕有很好的相關(guān)性，并很大程度上幫助提高了材料的耐腐蝕性，對行業(yè)有很大的幫助。

循環(huán)腐蝕標準被定義為包括幾種環(huán)境條件：腐蝕鹽霧條件、試驗箱中無加熱和潮濕應用的“停滯”條件、潤濕試樣的濕潤條件（不增加腐蝕溶液）及在較低相對濕度和高溫下的烘干條件。這些試驗是20世紀90年代到21世紀初的新技術(shù)，但也存在各種不足之處。

現(xiàn)代腐蝕試驗的難題

第一代汽車循環(huán)腐蝕標準存在的一個棘手問題是重復性和再現(xiàn)性。試驗中的可變性原因沒有被記錄或發(fā)表，因此越來越多地使用標準腐蝕板，以試圖解決這些問題。標準腐蝕板為質(zhì)量標準的金屬，在標準測試前后分別稱重。標準一般會規(guī)定每次循環(huán)的質(zhì)量損失。但是，使用標準腐蝕板無法解決根本問題。在太多的情況下，當無法達到標準規(guī)定的標準腐蝕板損失速率時，幾乎沒有能夠調(diào)整的控制選項——這是現(xiàn)代腐蝕試驗的一大難題。

實驗室中的大部分腐蝕是在試驗的干濕之間的過渡階段發(fā)生的。控制這些周期是控制腐蝕速率并由此控制標準腐蝕板質(zhì)量損失的一個關(guān)鍵因素。通用汽車在2006年使用GMW 14872標準取代通常使用的GM 9540P標準，說明了過渡控制問題。出版的新標準規(guī)定了試驗環(huán)境和干燥階段期間的相對濕度，并包括對各階段之間轉(zhuǎn)換時間的要求。日本標準起草者遵循了類似的思路，改良了通常使用的日本汽車標準組織JASO和日產(chǎn)標準CCT I和CCT IV循環(huán)，這些標準要求各個試驗階段快速過渡。

通用汽車甚至早在GMW 14872前就開始摒棄傳統(tǒng)方法。GM 9540P被開發(fā)為一種標準試驗，試樣被噴淋后，從實驗室環(huán)境條件轉(zhuǎn)移到濕度試驗箱，將之調(diào)整為在腐蝕試驗箱中運行。但是，GM 9540P標準原版的修訂刪除了使用壓縮空氣霧化鹽霧，而是直接噴灑到試樣上。直接噴霧的目標是快速達到濕度飽和，并輕輕地洗掉之前試驗中產(chǎn)生的殘渣，而不清除腐蝕副產(chǎn)物。傳統(tǒng)鹽霧不能實現(xiàn)快速濕度飽和，且洗掉鹽殘渣的時間太長。

如上圖所示，標準腐蝕板被用來量化腐蝕試驗中產(chǎn)生的腐蝕量及評估鹽霧試驗箱的性能。

GMW 14872試驗開創(chuàng)了一種新方法，直接噴淋腐蝕性溶液，根據(jù)正在試驗的特定汽車零部件決定是否重復這一步驟。但是，標準中的重要創(chuàng)新是強調(diào)相對緩慢（1小時）的從環(huán)境階段到濕度階段的過渡期，甚至更慢（3小時）的從濕度階段到干燥階段的過渡期。

新標準發(fā)布后，最初讓腐蝕試驗者們感到困惑，因為當時市場上的試驗箱必須經(jīng)過改造或在試驗期間人工操作才能實現(xiàn)試驗的所有要求。于是出現(xiàn)了一些改造，如在試驗箱上增加了額外噴霧功能和自動箱蓋開始功能等；還出現(xiàn)了一些創(chuàng)造性試驗，如將試驗箱的自動功能與通用汽車用于創(chuàng)建該方法的人工測試方法進行組合等。

實驗室腐蝕前進一步

在這種情況下，現(xiàn)代腐蝕試驗箱應運而生，這種試驗箱對環(huán)境條件的控制更加嚴格，且不再需要人工操作就可以滿足試驗需求，如GMW 14872。它的第一項改善是增加了相對濕度控制功能，這對需要“干燥”或“實驗室環(huán)境”條件的試驗階段來說很重要。實驗室環(huán)境條件隨地理氣候條件變化，往往達不到控制各階段之間過渡時間的精確度。而新型試驗箱的相對濕度控制系統(tǒng)和供空氣預處理裝置可以提供熱或冷的干燥空氣進入箱體，幾乎可以達到所有汽車腐蝕工程師規(guī)定的試驗條件。

可進行相對濕度控制的循環(huán)腐蝕試驗箱

濕/干過渡時間十分重要，只有結(jié)合可調(diào)整轉(zhuǎn)換時間時，可控相對濕度才有效。GMW 14872試驗需要轉(zhuǎn)換時間緩慢、呈線性，而其他方法需要“盡快”上升或使轉(zhuǎn)換時間最小化。現(xiàn)代腐蝕試驗箱可供用戶進行編程，使控制參數(shù)呈線性變化或使轉(zhuǎn)換時間最小化（參見下圖），并能調(diào)整以改變腐蝕樣片的質(zhì)量損失。

現(xiàn)代腐蝕試驗箱可以編程濕/干試驗條件的線性過渡時間

現(xiàn)代腐蝕試驗箱可以編程轉(zhuǎn)換時間

現(xiàn)代腐蝕試驗箱的另一個進步是控制腐蝕噴霧。用戶能夠?qū)婌F打開/關(guān)閉的時間進行編程，以便他們能夠精確控制噴到試樣上的沉降量。這是GMW 14872測試標準中另一種有效的控制腐蝕速率的方法，傳統(tǒng)鹽霧試驗應用強調(diào)噴霧的均勻性和避免“直接沖擊”，然而新方法強調(diào)噴霧快速潤濕試樣并沖洗掉鹽殘渣，以留下長時間過渡到其他試驗階段（參見下圖）。

現(xiàn)代腐蝕試驗箱的噴淋功能解決了一個實際問題

GMW 14872和類似的SAE J2334方法存在的一個嚴重困擾是溶液中的碳酸氫鈉和氯化鈣在噴嘴和管道形成碳酸鈣沉淀。沉淀容易堵塞噴嘴，降低達到試樣的噴霧量。這對樣片質(zhì)量損失速率會產(chǎn)生明顯的影響，且是使用這些標準的用戶常抱怨的問題。

現(xiàn)代腐蝕試驗箱使用自動噴嘴清潔功能以最小化碳酸鈣的形成，并通過兩步過濾清除已形成的碳酸鈣沉淀，從而很好地解決了此問題。如果所有這些方法都達不到預期的效果，現(xiàn)代腐蝕試驗箱還配備有一個噴霧流速控制器，會在流速因任何原因降低時提醒操作人員進行必要的應對措施。

準備好迎接腐蝕試驗革命

現(xiàn)代腐蝕試驗箱能夠更好地控制環(huán)境腐蝕，而工程師認為這是在實驗室進行腐蝕試驗可行、快速且可重復的關(guān)鍵。隨著時間推移，需要更新試驗標準，以給予試驗箱用戶正確的控制試驗的指南。好消息是，現(xiàn)代腐蝕試驗箱向用戶提供了多種之前沒有的功能和人性化設(shè)計。盡管腐蝕試驗革命已經(jīng)進行了很久，但未來仍將繼續(xù)。