【技术交流】如何正确操作盐雾试验？常用中性盐雾试验标准差异超详解析
盐雾腐蚀是一种常见的海洋性大气腐蚀，它的主要腐蚀成分是氯化钠，其破坏区域主要发生在沿海地区。盐雾试验是一种主要利用盐雾实验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或材料耐腐蚀性能的环境试验。盐雾试验分为中性盐雾试验（NSS）、乙酸盐雾试验（AASS）和铜加速乙酸盐雾试验（CASS）。其中，中性盐雾适用范围最广，可用于考核各类无机或有机覆盖层产品的耐腐蚀性能。乙酸盐雾和铜加速乙酸盐雾则适用于铜+镍+铬或镍+铬装饰性镀层，也适用于铝的阳极转化膜。
1、中性盐雾标准
标准是对重复性事物和概述所做的统一规定。中性盐雾试验标准是对盐雾试验条件，如温湿度、氯化钠溶液浓度、pH值等做的明确而具体的规定；另外还对盐雾试验箱性能提出技术要求。常用的中性盐雾试验标准，见表1。
表1 实验室常使用的中性盐雾试验标准
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试验标准号 |
标准名称 |
包含的盐雾试验方法 |
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GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006；ISO 9227:2017 |
人造气氛腐蚀试验 盐雾试验 |
NSS、AASS、CASS |
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GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981 |
电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Ka:盐雾试验 |
NSS |
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GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996 |
色漆和清漆 耐中性盐雾性能的测定 |
NSS |
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ASTM B117-18 |
操作盐雾试验的标准实施规程 |
NSS |
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GMW 3286-16 |
中性盐雾试验 |
NSS |
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JIS Z 2371:2015 |
盐雾试验 |
NSS、AASS、CASS |
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GJB 150.11A-2009 |
军用装备实验室环境试验方法 第11部分：盐雾试验 |
NSS |
2、标准差异分析
中性盐雾试验采用5%的氯化钠盐溶液，即pH值调节在中性范围（6-7）作为喷雾用的溶液。试验温度均采取35℃，盐雾沉降率在1~2mL/80cm2·h之间。目前，不同国家、行业、厂家的盐雾试验不完全一样，形成了很多的盐雾试验标准。笔者针对使用频次最高的5种中性盐雾试验标准分别从五个方面进行分析。
2.1盐溶液
盐雾试验需要用到氯化钠溶液作为腐蚀介质，因此所用的氯化钠溶液要符合一定的要求，见表2。
表2 不同标准的氯化钠、水及溶液的要求
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试验标准 |
氯化钠的要求 |
水质要求 |
溶液浓度要求 |
pH值要求 |
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GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006 |
化学纯或化学纯以上 |
电导率不超过20μS/cm的蒸馏水或去离子水 |
（50±5）g/L，在25℃时，配制的溶液密度在1.029~1.036范围内。 |
6.5~7.2（收集液，测量温度25℃±2℃） |
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IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008 |
高品质，干燥时，碘化钠的含量0.1%，杂质总含量不超过0.3% |
蒸馏水或去离子水 |
（5±1）%（质量比） |
6.5~7.2在（35±2）℃时 |
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GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996 |
白色，质量分数≥99.5%，基本上不含铜和镍，碘化钠的质量分数≤0.1% |
至少纯度为三级 |
（50±5）g/L |
6.5~7.2（收集液） |
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ASTM B117-18 |
杂质总含量不超过0.3%，卤化物的含量＜0.1%，铜含量＜0.3ppm |
满足ASTM D1193的Ⅳ的要求 |
（5±1）%（质量比），在23℃±3℃时，配制的溶液密度在1.026~1.037范围内。 |
6.5~7.2(收集液，测量温度23℃±3℃） |
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GJB 150.11A-2009 |
干燥时，碘化钠的含量0.1%，杂质总含量不超过0.5% |
在25℃下，水的pH值为6.5~7.2；推荐使用电阻率为1500Ω˙m~2500Ω˙m |
（5±1）%（质量比） |
6.5~7.2在（35±2）℃时 |
备注：因GMW3286和JIS Z 2371引用的试验条件参考ISO 9227，本文不再细述。
在上述标准要求可以得出，当使用化学纯或以上氯化钠和去离子水时，所有标准均满足要求。但测量溶液的pH时，GB/T 2423.17和GJB 150.11A必须在35℃时测量，增加了pH值的测量难度。
2.2 操作要求
试验时盐雾的温度高低和盐雾沉降率的多少，对试验的腐蚀效果有很大的影响，因此标准中均规定了试验温度和盐雾沉降率。而喷雾压力影响盐溶液收集速率，另外试样的放置角度对盐雾试验也有一定的影响。不同的标准对操作要求也有差异，见表3。
表3 不同标准的操作要求
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试验标准 |
试验温度（℃） |
盐雾沉降率（80cm²单位面积） |
空气压力 |
试样放置角度 |
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GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006 |
35±2 |
1-2ml/h |
70~170kPa |
与垂直面成20°±5° |
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IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008 |
35±2 |
1-2ml/h |
无要求 |
试样按正常使用状态 |
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GB/T 1771-2007/ISO 7253:1996 |
35±2 |
1-2.5ml/h |
70~170kPa |
与垂直面成20°±5° |
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ASTM B117-18 |
35±2 |
1-2ml/h |
83~124 kPa |
与垂直面成15°~30° |
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GJB 150.11A-2009 |
35±2 |
1-3ml/h |
83~124 kPa |
试件应按预期的贮存、运输或使用中的技术状态和取向来放置。 |
从表3可以得出，GB/T 1771和GJB 150.11A要求的盐雾喷雾量更大一些。GB/T 10125、GB/T 1771和ASTM B117对样品放置角度有明确的要求，便于试验人员理解和操作。
2.3 试验前处理
盐雾试验前，标准会要求对试样进行一些处理，以避免试样受到损害而对试验产生不良影响，各标准的试验前处理见表4。
GB/T 10125和GB/T 1771试验前对样品有比较详细的要求，方便试验人员操作。
表4不同标准的试验前处理要求
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试验标准 |
试样调节 |
试验前处理 |
试样边缘处理 |
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GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006 |
对于有机涂层样品按在温度（23±2）℃和相对湿度（50±2）%RH，空气循环、不受阳光直接暴晒，调节至少16h。 |
清洗，不洗去保护膜。对于有机涂层的划痕处理有明确要求。 |
油漆、石蜡或胶带保护，特殊要求除外。 |
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IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008 |
无要求 |
清洁 |
无要求 |
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GB/T 1771 |
在温度（23±2）℃和相对湿度（50±2）%RH，空气循环、不受阳光直接暴晒，调节至少16h。 |
如需划痕，则按划痕要求处理。 |
背面与边缘使用同样的涂覆层 |
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ASTM B117-18 |
无要求 |
清洗，不洗去保护膜。对于有机涂层的划痕处理有明确要求。 |
油漆、石蜡或胶带保护，特殊要求除外。 |
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GJB 150.11A-2009 |
无要求 |
清洁 |
无要求 |
2.4试样检查与试验时间
盐雾试验中均要求试验不受外界干扰，试验结束后除去试样表面上的试验溶液残留物后干燥，便于试验后结果的判定，评价标准影响对试验结果的直接判定，另外试验时间也决定了产品需要达到什么样的耐腐蚀水平，要求见表5。
试验中开箱检查要求时间与次数尽可能少；试验后用水冲洗，除去试样表面的试验溶液残留物后干燥；本文列举的标准本身没有评价标准，需要在产品设计时制定评判要求。使用不同的判定方法可能出现不同的试验结果。
表5不同标准的检查评价要求和试验时间
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试验标准 |
过程检查 |
试验结束后处理 |
评价标准 |
试验时间 |
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GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006 |
时间次数尽可能少 |
0.5~1h自然干燥，然后用温度不高于40℃的流动水冲洗，压缩空气吹干。 |
产品标准 |
产品标准 |
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IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008 |
无要求 |
自来水冲洗5min，蒸馏水或去离子水冲洗，晃动或气流干燥，恢复1~2h。 |
产品标准 |
产品标准 |
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GB/T 1771/ISO 7253:1996 |
快速检查，不允许样板变干 |
用洁净的温水冲洗，除去试板表面上的试验溶液残留物，立即干燥。 |
产品标准 |
产品标准 |
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ASTM B117-18 |
时间次数尽可能少 |
用温度不高于38℃的清洁流动水冲洗，然后立即干燥。 |
产品标准 |
产品标准 |
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GJB 150.11A-2009 |
无要求 |
在标准大气条件下用流动水轻柔冲洗。 |
产品标准 |
产品标准 |
2.5试验箱校验
试验箱的校验是对盐雾试验箱的评价，考察盐雾试验箱在规定条件下运行后盐雾腐蚀能不能达到规定的腐蚀效果，即标准试板的质量损失是否能达到标准规定的要求，见表6。
表6不同标准的盐雾试验箱校验要求
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试验标准 |
标准板要求 |
试验时间 |
试板质量损失 |
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GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006 |
符合ISO 3574的CR4级冷轧碳钢板，150*70*1（mm），4块 |
48h |
（70±20）g/m² |
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IEC 60068-2-11:1981/GB/T 2423.17-2008 |
无要求 |
无要求 |
无要求 |
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GB/T 1771 |
符合ISO 3574的CR4级冷轧碳钢板，150*70*1（mm），6块 |
96h |
（130±20）g/m² |
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ASTM B117-18 |
符合SAE J1008要求低碳钢板，76*127*0.8mm。 |
48h~168h |
相应的质量损失 |
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GJB 150.11A-2009 |
无要求 |
无要求 |
无要求 |
GB/T 2423.17和GJB 150.11A对试验箱校验没有要求，试验时只要腐蚀介质和操作条件满足要求即可。其他标准要求校验时满足质量损失的要求。
2.6 ISO 9227:2017与GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006的差异
与2006版本相比，2017版本在样品试验后处理方式方面，根据无机涂层和有机涂层样品提出了更为详细的操作要求。
表7 ISO 9227:2017与ISO 9227:2006试验后
样品处理要求
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试验标准 |
试验后处理 |
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GB/T 10125-2012/ISO 9227:2006 |
自然干燥0.5~1h，然后用温度不高于40℃的流动自来水冲洗，接着在距离试样约300mm处用气压不超过200kPa的空气立即吹干。 |
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ISO 9227:2017 |
1、金属或无机涂层样品：自然干燥0.5~1h，然后用温度不高于40℃的流动自来水冲洗，接着在距离试样约300mm处用气压不超过200kPa的空气立即吹干。 |
3、结论与建议
（1） 在产品耐腐蚀设计时使用中性盐雾试验时，不能只简单注明满足某个标准，否则该技术条件不完善，无法进行盐雾试验。如使用GB/T 10125、GB/T 2423.17、GB/T 1771和ASTM B117时，必须注明试验时间与评价判定标准和量化指标。
（3） 当腐蚀介质和操作条件严格控制后，盐雾试验箱参数可以满足不同标准的试验。
