盐雾腐蚀试验标准及在汽车行业中的应用

摘 要：大部分工业产品都要经过盐雾腐蚀试验，特别是汽车行业出产的产品，通过盐雾试验模拟出汽车部件在大气环境中的腐蚀情况，科学评价部件各方面性能。该文从汽车行业作为切入点，主要研究盐雾腐蚀试验标准以及具体应用，首先介绍盐雾试验概念、种类及特点，接下来分析汽车材料用循环盐雾标准方法，最后深入研究汽车行业中单相试验、综合盐雾腐蚀试验，希望为汽车行业今后的盐雾腐蚀试验提供一定的参考借鉴。

关键词：盐雾腐蚀试验；标准；汽车；循环盐雾

0  前言

盐雾腐蚀试验可以模拟出大气环境下的盐雾腐蚀，并且加快整个腐蚀进度，在短时间内就可以得到试验结果，在汽车行业发挥重要作用，可以测试产品的可靠性及品质。最开始出现的盐雾试验类型为中性盐雾试验，腐蚀环境贴近中性，在此基础上出现了各类试验，例如ASS、CASS 等，后续研发出了交变盐雾试验，可以循环湿热、盐雾和干燥等阶段，实现对各种环境的交替转换，可以有效测试产品性能，现阶段已经出现了多种盐雾腐蚀试验标准方法，适用于测试不同的汽车部件。

1  盐雾试验

1.1  盐雾腐蚀

盐雾是常见是一种常见的大气腐蚀，存在自然环境中，腐蚀破坏性相对较强。盐雾中含有大量的氯离子，会直接穿透金属材料的表面，氧化及防护层都无法阻隔氯离子，在穿越材料表面以后，就会与金属发生电化学反应，对材料造成巨大的破坏，表面腐蚀的同时还会改变原有性能，长时间腐蚀后还会通过空隙及裂缝投入产品内部，进一步腐蚀。

1.2  盐雾试验

盐雾腐蚀对于金属材料的破坏较大，为了减少盐雾腐蚀，可以开展盐雾试验，通过实验室模拟出大气盐雾腐蚀的状态，较天然环境相比较，实验室模拟的盐雾腐蚀更强烈，氯化物浓度可以达到大气环境的几倍到几十倍，这样可以快速在实验室显现出现金属材料的腐蚀情况。在实验室24h 时间就可以模拟出天然环境1年的腐蚀情况，这样可以大幅度缩短实验时间，并且模拟实验结果较为准确，在盐雾试验过程中，会在实验室配备大量专业的模拟设备，实现对盐雾环境条件的监测，属于环境试验的一种。

2  盐雾试验的种类

2.1  中性盐雾试验

现阶段，最为常用的试验方法就是中性盐雾试验，也是出现最早的试验方法。在中性盐雾试验过程中，要连续提供盐雾，温度在35 ℃左右，湿度在95%以上，采用氯化钠盐水（5%的浓度）制作1 ～2mL/（h·80 cm2）的沉降量，将盐雾沉降到被测物体表面，然后根据实际需求确定试验时间，确定腐蚀情况[1]。

2.2  醋酸盐雾试验

在中性盐雾试验的基础上，开发出来醋酸盐雾试验，试验条件与中性盐雾试验基本一致，但是还要掺入一定量的冰醋酸，可以达到调节pH 值的作用，迅速将实验室pH调节为酸性（pH 值大概在3 左右），这样盐雾的性质发生改变，被测物件处于酸性盐雾环境中，腐蚀速度加快，可以达到中性盐雾试验速度的3 倍。

2.3  铜加速醋酸盐雾试验

近些年我国经济飞速发展，同时也带动工业发展，盐雾试验的腐蚀速度也需不断加快，所以更多的产品测验采取铜加速醋酸盐雾试验，将试验温度提高至50 ℃，在原来氯化钠溶液中添加少量氯化铜，可以大幅度增加腐蚀程度。同时pH 值一般设定在3.1～3.3 ，腐蚀程度超过醋酸盐雾试验，腐蚀速度可以达到中性盐雾试验的8 倍左右。

2.4  交变盐雾试验

交变盐雾试验属于综合性的试验，将不同测试条件综合运用，在实验室组合循环，这样可以让模拟环境更加贴近现实生活，被测部件处于潮态环境，不仅腐蚀表面，还会对产品内部产生一定的腐蚀，在交变盐雾试验过程中，会交替转换两种环境，一种为盐雾环境，另一种为湿热环境，在模拟试验结束以后，可以检测电性能及机械性能，主要用于测试空腔型整机产品[2]。

3  循环腐蚀盐雾试验特点

3.1  加速性

循环腐蚀盐雾试验的加速性主要体现在3个方面。

1）盐雾持续喷射，保证表面腐蚀持续进行。在循环盐雾腐蚀过程中，会将定量的盐雾喷射出去，被测件会出现一系列的变化，包括生锈、气泡等，而盐雾在这个过程中持续供应，可以持续腐蚀被测件。

2）湿热阶段盐雾积累会扩散到被测件内部。在被测件进入到湿热阶段以后，虽然没有向表面喷射盐雾，但是原来积累的盐雾还会附着在被测件物体表面，在湿热环境下向内部渗透，深度腐蚀被测件。

3）干燥阶段加快表面腐蚀速率。在被测件进入到干燥阶段以后，相对湿度会逐渐性降低，这就增加盐溶液浓度，腐蚀性更强，加快对被测件的腐蚀。

在循环腐蚀盐雾试验过程中，被测件始终处于循环交替的状态，传统盐雾试验方法过于简单，仅仅在被测件的表面出现严重腐蚀，虽然会渗透到内部，但是腐蚀模拟会偏离实际情况，而循环交替腐蚀将干燥、湿热及盐雾3个状态循环交替，模拟的环境更加贴近真实，加快测试速度，同时让试验结果更加准确真实。

3.2  复杂性

循环盐雾实验模拟出的环境更加贴近大气环境，并且循环组成较多，可以结合实际测试需求合理选择，尽可能贴近使用环境，试验的复杂性更高。由于循环盐雾腐蚀需要切换多个循环组合，为此需要安排专门的操作人员，近些年，随着科技水平不断提升，已经可以利用单个试验箱完成所有的试验任务，但是目前国产试验箱无法支持所有试验，一些进口产品能够完成。

4  汽车材料用循环盐雾标准方法

循环盐雾试验最早应用在汽车行业，可以有效评价产品的可靠性，主要有以下3 种循环盐雾标准方法。

4.1  CCT循环

该方法主要以中性盐雾方法作为基础，增加干燥、湿热2个环节，后续经过多次优化改进，已经发展到CCT IV，也是目前受到行业认可的使用方法，主要用于测试汽车钢板及零部件。湿热条件为60℃及95%，持续75min，干燥温度湿度为60℃及30%以下，持续160min，再次经历湿热阶段[3]。

4.2  GMW 14872

该方法最早应用在美国，采取叠加环境组合，环境温度为25℃及45%相对湿度，持续8 h 后进入湿热阶段，接下来进入干燥环节，该方法可以根据实际环境加入盐雾，同时还可以加入机械冲击、砂砾等因素，选用该方法时可以结合汽车测试部件选择循环次数。

4.3  SAE J2334

该方法为国际发布的标准方法，温度为25 ℃，相对湿度为45%，持续8 h 进入到湿热阶段，温度提升至50 ℃，湿度达到100%，持续6 h 进入到盐雾阶段，最后为干燥环节。该方法干燥时间较长，一般用于测试汽车涂装类产品。

4.4  PV 1210

该方法主要用于德国，应用相对广泛，地接盐雾、湿热及存储环境，首先保持中性盐雾状态，持续4 h 后进入环境温度，最后为湿热阶段，该方法取消了干燥阶段，用于测试涂层车身、薄板及结构组件。

5  在汽车工业中的单项与综合盐雾、腐蚀试验

随着科技水平的提升，人们对汽车产品品质提出更高的要求，无论在设计、研发等阶段，都要加强对检验手段的合理运用，设计阶段关注产品功能的同时，还要关注使用寿命，但是日常环境无法短时间观察产品性能，需要较长的观察时间，这就需要运用盐雾腐蚀试验，特别是汽车产品大部分时间都暴露在空气中，难免出现盐雾腐蚀[4]。

5.1  单项试验

现阶段，我国汽车工业主要采用单项试验，其中比较关键的试验项目包括冷凝试验、盐雾试验等。冷凝实验虽然操作简单，但是无法保证结果的准确性，实际结果与试验顺序关联较大。在长期潮湿和结露水分蒸发2 种情况下，会得到完全不同的实验结果，而盐雾试验会根据汽车部件改变腐蚀类型，所以单项试验存在一个严重的问题，虽然可以大量重复同类试件，达到补偿的目的，但是无法保证实验室模拟环境与大气环境的相关性。最开始德国某商协会就开始研究盐雾试验，主要研究方向是试验环境与大气环境的相关性，同时根据研究得到的结果制定了一系列的标准。例如，在测试汽车油漆工艺时，要选择可以模拟汽车行进期间腐蚀状态，重点观察联接处、边缘处等位置。

已有研究表明，实验室盐雾试验效果符合测试要求，并且加快试验模拟的进度，按照试验标准测试时，可以大幅度缩短时间，例如在大气环境测试汽车部件需要花费4～6星期时间，但是盐雾试验4～6个循环就可以完成测试。即使构件拥有多层结构，也可以很好地模拟出构件的腐蚀过程，单次循环可以达到大气环境测试3 周的效果。如果测试车身内腔点火器，以此循环相当于大气环境下测试2 周的效果，虽然单项测试效果较为不错，但是仍然无法满足汽车构件全部的测试要求，因此出现了综合试验、交变试验等。

5.2  综合试验

综合试验是在单项试验的基础上发展而来，增加了很多不同的模拟环境，主要为盐雾阶段、干燥阶段及湿热阶段，不同组合阶段可以交替循环，这样可以让实验室环境更加贴近现实情况，同时还可以达到加快试验速度的目的。现阶段，国际上已经出现大量标准的汽车材料用循环盐雾标准方法，例如CCT 循环、GMW 14872、SAE J2334、PV 1210 等，可以根据实际需求选择。在确定循环试验方法以后，还要注意考虑到汽车部件的测试要求，确定科学的试验组合，才能达到预计的试验效果。

5.3  试验手段的难点及解决办法

在盐雾试验过程中，经常会遇到一些难点问题，主要包括以下2个方面。

5.3.1  交变试验的温度及气候控制问题

为了更加贴近现实环境，盐雾试验还可以加入气候因素，这就要求设备控制系统拥有对应的功能，国外产品基本上采用模块式结构，配备直接温度控制系统，这种系统的各方面性能较为优越，在循环时可以利用辅助热交换介质缓冲，让试验箱始终保持稳定，温度及湿度不会出现剧烈变化，这样才能保证试验的稳定性。除此之外，直接温度控制系统优势众多，在接近湿度饱和的状态中，也可以持续试验。

5.3.2  恒定喷雾

在盐雾试验期间，还会使用一种恒定喷雾，可以帮助盐雾试验再现环境状态。但是现在已有的方法并不能直接解决恒定喷雾问题，例如空气调节、盐水供应源等，主要是因为盐水是喷嘴雾化供应，在工作期间保持恒定的喷射量，关键使要考察真空度、液体水准仪等。为此，要想真实模拟出大气环境，保证盐雾腐蚀结果的准确性，就需要加强对高科技产品的研发，才能为盐雾试验提供更多的产品技术支持[5]。

6  结语

盐雾腐蚀试验可以测试汽车部件多方面性能，真实还原出大气盐雾腐蚀环境，被广泛运用到汽车测试工作。现阶段，主要采用循环腐蚀盐雾试验，可以交替转换不同的腐蚀环境，提高测试的准确性，在盐雾腐蚀过程中，要结合汽车部件选择试验方法，才能达到事半功倍的效果，同时要注意引进先进的试验设备，才能让试验结果更加真实有效。