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鹽霧腐蝕試驗箱關于大自然銹蝕機理的介紹 鹽霧腐蝕試驗箱工作原理

時間:2022-12-20 09:30:02 作者:河北航信儀器 點擊:

     腐蝕是材料或其性能在環境的作用下引起的破壞或變質。大多數的腐蝕發生在大氣環境中,大氣中含有氧氣、濕度、溫度變化和污染物等腐蝕成分和腐蝕因素。鹽霧腐蝕就是一種常見和zui有破壞性的大氣腐蝕。這里講的鹽霧是指氯化物的大氣,它的主要腐蝕成分是海洋中的氯化物鹽——氯化鈉,它主要來源于海洋和內地鹽堿地區。鹽霧對金屬材料表面的腐蝕是由于含有的氯離子穿透金屬表面的氧化層和防護層與內部金屬發生電化學反應引起的。同時,氯離子含有**的水合能,易被吸附在金屬表面的孔隙、裂縫排擠并取代氧化層中的氧,把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物,使鈍化態表面變成活潑表面。造成對產品極壞的不良反應。    鹽霧是指大氣中由含鹽微小液滴所構成的彌散系統,是人工環境三防系列中的一種,很多企業產品需模擬海洋周邊氣候對產品造成的破壞性,鹽霧試驗就是模擬這種現象的產生,所以檢測設備--鹽霧腐蝕試驗箱應運而生。    腐蝕機理:    1、大氣腐蝕的特點    大氣腐蝕的特點是金屬表面處于薄層電解液下的腐蝕過程,其腐蝕機理符合電化學腐蝕規律:    當金屬表面形成連續的電解液薄層時,大氣腐蝕的陰極過程為O2+2H2O+4e→4OH-    陽極過程為Me-ne→Men+;當Fe、Zn**浸入還原性酸液:陰極為氫去極化;在城市污染大氣形成的酸性水膜下:陰極為氧去極化腐蝕.    在薄層液膜下:氧易達到金屬表面生成氧化膜,陽極鈍態,陽極極化;液膜增厚(濕大氣)氧達到金屬表面要有個擴散過程,因此腐蝕受控減緩。    大氣腐蝕之銹層處于潮濕條件下,銹層起強氧化劑作用,銹層內陽極發生在金屬的Fe3O4界面上為Fe-2e→Fe2+;陰極發生在Fe3O4和FeOOH界面上為6FeOOH+2e→2Fe3O4+2H2O+2OH-,銹層參與了陰極過程。    在工業大氣下,SO2、NO2、H2S和NH3等都增加大氣腐蝕作用。當濕度大于70%時,水膜形成,發生電化學腐蝕,腐蝕速度急劇增加;當濕度過小于70%濕度時,二氧化硫的電化學腐蝕速度很小。尤其是鐵、鋅、鎘、鎳不耐硫酸的金屬,在大氣中極容易腐蝕。一般認為SO2的腐蝕機理是硫酸鹽穴自催化過程。一旦銹層生成硫酸鹽,銹層便無保護能力。所以碳鋼在室外大氣條件下必須進行保護,方法有防銹漆、鍍Zn、AI等或加入耐大氣腐蝕之合金元素,如Cu、P等使銹層具有很好的保護作用。    2、海水腐蝕特點    海水大約3.5%NaCl溶液,(NaCl,MgCI2,CaSO4,K2SO4,CaCO3,MgBr2)平均電導率為4×10-2S.CM-1,遠大于河水和雨水。鹽濃度和溫度提高時,氧在海水中的溶解度下降,海水是典型的電解質溶液,即電化學腐蝕特征,除了活潑的Mg及其合金外海水腐蝕過程都是氧去極化過程,腐蝕速度由氧擴散過程控制。多數金屬鐵、鋼、鋅等,由于Cl-濃度高,陽極過程的阻滯作用很小,不易再減小,只有通過增加合金元素鉬來抑制Cl-對鈍化膜之破壞作用,來提高其抗腐蝕性。    由于海水電導率大,電阻性阻滯很小,海水腐蝕的宏觀和微觀電池活性都較大,因此海水中異種金屬接觸引起的電偶腐蝕有相當大的破壞作用。如艦船和青銅螺旋漿可引起數十米遠處鋼船殼體的腐蝕。 鹽霧腐蝕試驗箱的試驗方法

  鹽霧試驗箱可以做的試驗有四種:中性鹽霧試驗(NSS)、銅加速乙酸鹽霧試驗(CASS)、交變鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗(ASS試驗)。當然,不同的試驗不光是試驗所需溶液不一樣,就連箱體的設計與結構可能也有所不同。

  一、中性鹽霧試驗(NSS)試驗箱的溫度要求在(35±2)℃,濕度大于95%,降霧量為1~2mL/80cm*h噴嘴壓力為78.5~137.3kPa(0.8~1.4kgf/cm2)。是在鹽霧試驗箱內,將含有(5士0.5)%氯化鈉、pH值為6.5~7.2的鹽水通過噴霧裝置進行噴霧,讓鹽霧沉降到待測試驗件上,經過**時間觀察其表面腐蝕狀態。

鹽霧腐蝕試驗箱關于大自然銹蝕機理的介紹 鹽霧腐蝕試驗箱工作原理(圖1)

  二、銅加速乙酸鹽霧試驗(CASS)就是在一般鹽霧試驗的基礎上5%氯化鈉鹽水中加入2水氯化銅,使其濃度為0.26g/L,再用乙酸調節PH,使鹽霧收集液的PH值為3.1-3.3。(試驗參考GB/T10125人造氣氛腐蝕試驗)

  三、交變鹽霧試驗是一種綜合鹽霧試驗(采用交變鹽霧試驗箱實現。

  四、醋酸鹽霧試驗(ASS試驗)是在中性鹽霧試驗的基礎上發展起來的。它是在5%氯化鈉溶液中加入一些冰醋酸。

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    鹽霧試驗作為一種考核涂膜耐鹽霧腐蝕的試驗方法,能否通過試驗得到正確的數據對鹽霧試驗很重要。如果試驗數據失準,不僅使試驗失去意義,而且會誤導生產單位和用戶,造成不必要的損失。下面為您分析一下影響鹽霧腐蝕試驗箱精度的原因有哪些?
    一、試驗溫度和濕度
    試驗溫度和濕度會影響到鹽霧的腐蝕作用,例如:中性鹽霧試驗:箱體溫度35℃,飽和桶47℃、酸性試驗:箱體溫度50℃,飽和桶63℃,箱內濕度大約為95%RH左右,金屬腐蝕的臨界相對濕度大約為70%。當相對濕度達到或超過這個臨界濕度時,鹽將潮解而形成導電性能良好的電解液。當相對濕度降低,鹽溶液濃度將增加直至析出結晶鹽,腐蝕速度相應降低。
    二、鹽液的PH值
    鹽溶液的pH值是影響鹽霧試驗結果的主要因素之一,pH值越低,溶液中氫離子濃度越高,酸性越強腐蝕性也越強。鹽液的pH值受到環境因素的影響會發生變化,為此**外的鹽霧試驗標準對鹽液的pH值范圍都作了規定,并提出穩定試驗過程中鹽溶液pH值的辦法,以降低由于鹽液的PH值變化而導致實驗結果不準的風險。
    三、鹽霧沉降量和噴霧方式
    鹽霧腐蝕試驗箱鹽霧顆粒越細,所形成的表面積越大,被吸附的氧量越多,腐蝕性也越強。自然界中90%以上鹽霧顆粒的直徑為1微米以下,研究成果表明:直徑1微米的鹽霧顆粒表面所吸附的氧量與顆粒內部溶解的氧量是相對平衡的。鹽霧顆粒再小,所吸附的氧量也不再增加。
    四、鹽溶液的濃度
    鹽溶液的濃度對腐蝕速度的影響與材料和覆蓋層的種類有關。濃度在5%以下時鋼、鎳、黃銅的腐蝕速度隨濃度的增加而增加;當濃度大于5%時,這些金屬的腐蝕速度卻隨著濃度的增加而下降。上述這種現象可以用鹽溶液里的氧含量來解釋,鹽溶液里的氧含量與鹽的濃度有關,在低濃度范圍內,氧含量隨鹽濃度的增加而增加,但是,當鹽濃度增加到5%時,氧含量達到相對的飽和,如果鹽濃度繼續增加,氧含量則相應下降。氧含量下降,氧的去極化能力也下降即腐蝕作用減弱。但對于鋅、鎘、銅等金屬,腐蝕速度卻始終隨著鹽溶液濃度的增加而增加。








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