1 前言

腐(fu)(fu)蝕給金(jin)屬材(cai)料造成的(de)(de)(de)(de)直接損失(shi)巨大。有(you)人統計每(mei)(mei)年(nian)全世界腐(fu)(fu)蝕報廢的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬約(yue)一億(yi)噸，占(zhan)年(nian)產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)20%~40%。而且隨(sui)著工業化的(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)程，腐(fu)(fu)蝕問(wen)題日趨(qu)嚴重化，美(mei)(mei)(mei)國1949年(nian)腐(fu)(fu)蝕消耗(材(cai)料消耗和(he)腐(fu)(fu)蝕)為(wei)50億(yi)美(mei)(mei)(mei)元(yuan)，1975年(nian)達(da)700億(yi)美(mei)(mei)(mei)元(yuan)，到1985年(nian)高達(da)1680億(yi)美(mei)(mei)(mei)元(yuan)，與1949年(nian)相(xiang)比(bi)增加了80余倍。估計全世界每(mei)(mei)年(nian)因(yin)(yin)(yin)腐(fu)(fu)蝕報廢的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)鐵設(she)備相(xiang)當于年(nian)產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)30%。顯然，金(jin)屬構件的(de)(de)(de)(de)毀(hui)壞，其(qi)價(jia)值遠(yuan)比(bi)金(jin)屬材(cai)料的(de)(de)(de)(de)價(jia)值大的(de)(de)(de)(de)多(duo)；發達(da)國家每(mei)(mei)年(nian)因(yin)(yin)(yin)腐(fu)(fu)蝕造成的(de)(de)(de)(de)經(jing)濟損失(shi)約(yue)占(zhan)國民生(sheng)產(chan)總(zong)值的(de)(de)(de)(de)2%~4%；美(mei)(mei)(mei)國每(mei)(mei)年(nian)因(yin)(yin)(yin)腐(fu)(fu)蝕要(yao)多(duo)消耗3.4%的(de)(de)(de)(de)能源；我國每(mei)(mei)年(nian)因(yin)(yin)(yin)腐(fu)(fu)蝕造成的(de)(de)(de)(de)經(jing)濟損失(shi)至少達(da)二百億(yi)。腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)巨大危(wei)害(hai)不(bu)僅體(ti)現在(zai)經(jing)濟損失(shi)上，它還(huan)會帶來慘重的(de)(de)(de)(de)人員傷亡(wang)、環(huan)境(jing)污染、資源浪費(fei)、阻(zu)礙(ai)新技術的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)、促進(jin)(jin)自然資源的(de)(de)(de)(de)損耗。

2 鹽(yan)霧腐蝕背景及機理

腐(fu)(fu)蝕是(shi)材料或(huo)其性能在(zai)環(huan)境的作用下引(yin)起的破壞或(huo)變質。大多數的腐(fu)(fu)蝕發生在(zai)大氣環(huan)境中(zhong)，大氣中(zhong)含(han)有氧氣、濕度、溫(wen)度變化(hua)和(he)污染(ran)物等腐(fu)(fu)蝕成(cheng)分和(he)腐(fu)(fu)蝕因(yin)素(su)。

鹽霧(wu)腐(fu)蝕(shi)是一(yi)種常見(jian)和最有破壞性(xing)的大(da)氣(qi)腐(fu)蝕(shi)。其中鹽霧(wu)是指氯(lv)(lv)(lv)化物的大(da)氣(qi)，它的主要腐(fu)蝕(shi)成分是氯(lv)(lv)(lv)化鈉(na)。鹽霧(wu)對(dui)(dui)金(jin)屬(shu)(shu)材料表面(mian)的腐(fu)蝕(shi)是由(you)于氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)穿透金(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)的氧(yang)化層(ceng)和防護層(ceng)與內部金(jin)屬(shu)(shu)發(fa)生電化學反應引起的。同時，氯(lv)(lv)(lv)離子(zi)含有一(yi)定的水(shui)合能，易被吸附在金(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)的孔隙、裂縫排擠并取代氯(lv)(lv)(lv)化層(ceng)中的氧(yang)，把不(bu)溶(rong)性(xing)的氧(yang)化物變成可溶(rong)性(xing)的氯(lv)(lv)(lv)化物，使(shi)鈍化態表面(mian)變成活潑表面(mian)，造(zao)成對(dui)(dui)產(chan)品極壞的不(bu)良反應。

陽極：金屬失去(qu)電(dian)子(zi)而變成(cheng)金屬陽離(li)子(zi)，并以水(shui)化離(li)子(zi)的(de)形式進入溶液，同時把相當的(de)電(dian)子(zi)留(liu)在金屬中。

Me+nH2O →Me2+· nH2O+2e-

陰(yin)極(ji)(ji)：留(liu)在陰(yin)極(ji)(ji)金屬中的剩余電子，被氧去極(ji)(ji)化，還原并吸(xi)收電子，成(cheng)為氫氧根離子。

O2+nH2O+4e- →4OH-

電解(jie)液：氯化(hua)鈉離(li)解(jie)而生成(cheng)鈉離(li)子和氯離(li)子，部分氯離(li)子、金屬離(li)子和氫氧根離(li)子反(fan)應成(cheng)金屬腐蝕物(wu)。

2Me2++2Cl-+2OH-→MeCl2·Me(OH)2

3 鹽霧(wu)腐蝕危害

1) 鹽霧腐蝕會破壞金屬保護層，使它失去裝(zhuang)飾性，降低機(ji)械強度(du)；

2) 一(yi)些電(dian)子元器件(jian)和電(dian)器線路，由于腐(fu)蝕而造成電(dian)源線路中斷，特(te)別是在有(you)振動的環境中，尤為嚴(yan)重；

3) 當鹽(yan)霧降落在絕緣體(ti)表面(mian)時，將使表面(mian)電(dian)阻(zu)降低；絕緣體(ti)吸(xi)收鹽(yan)溶(rong)液后(hou)，它(ta)的體(ti)積(ji)電(dian)阻(zu)將降低四個數量級；

4) 機(ji)械部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian)(jian)或運(yun)動部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian)(jian)的活動部(bu)(bu)(bu)(bu)位(wei)由于腐蝕物的產生，而(er)增加摩擦力以至(zhi)造成運(yun)動部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian)(jian)被(bei)卡死。

4 金屬材料鹽霧(wu)腐蝕檢測試驗(yan)

鹽(yan)(yan)霧(wu)試(shi)(shi)驗分為天然環(huan)境暴露試(shi)(shi)驗和(he)人工加速(su)模擬環(huan)境試(shi)(shi)驗，后(hou)者是(shi)利用鹽(yan)(yan)霧(wu)試(shi)(shi)驗箱，在其(qi)容積空(kong)間內用人工的方法，制造鹽(yan)(yan)霧(wu)環(huan)境來對產品的耐鹽(yan)(yan)霧(wu)腐蝕性能質量進行考(kao)核。

與天(tian)然(ran)環(huan)境(jing)相比，其鹽(yan)(yan)(yan)霧環(huan)境(jing)的氯化物的鹽(yan)(yan)(yan)濃度(du)，可以(yi)是一般天(tian)然(ran)環(huan)境(jing)鹽(yan)(yan)(yan)霧含量的幾倍(bei)或幾十倍(bei)，使腐蝕(shi)速度(du)大(da)大(da)提高，對產品(pin)進(jin)行鹽(yan)(yan)(yan)霧試(shi)驗，得出結(jie)果(guo)的時間也(ye)大(da)大(da)縮短。如在天(tian)然(ran)暴露環(huan)境(jing)下對某產品(pin)樣品(pin)進(jin)行試(shi)驗，待其腐蝕(shi)可能(neng)(neng)要(yao)1年，而在人(ren)工模擬鹽(yan)(yan)(yan)霧環(huan)境(jing)條件下試(shi)驗，只要(yao)24小時，即可得到相似的結(jie)果(guo)。但人(ren)工加速模擬試(shi)驗仍然(ran)與天(tian)然(ran)環(huan)境(jing)不(bu)同，因(yin)而也(ye)不(bu)能(neng)(neng)代替。

4.1 試驗設備(bei)

圖(tu)(tu)1 某鹽(yan)霧試驗箱結構圖(tu)(tu)

圖2 某鹽霧試(shi)驗(yan)設備

4.2 適用范圍

1) 鋼(gang)鐵表面(mian)鍍銅+鎳+鉻(ge)或(huo)鎳+鉻(ge)；

2) 銅或銅合金表(biao)面鍍鎳+鉻；

3) 300系列(lie)或400系列(lie)不銹鋼表面(mian)鍍鎳+鉻；

4) 鋁或鋁合金表面鍍銅+鎳+鉻；

5) 鋅合金(jin)表面鍍(du)銅+鎳+鉻(ge)；

6) 塑膠電(dian)鍍件。

4.3 試(shi)驗方法

4.3.1 中性鹽霧試(shi)驗（NSS試(shi)驗）

是出現(xian)最(zui)早目前應(ying)用(yong)領域最(zui)廣的一種加速(su)腐蝕試驗(yan)方法。它采用(yong)5%的氯化鈉鹽水溶液，溶液PH值(zhi)調在(zai)中性范圍（6～7）作為噴霧用(yong)的溶液。試驗(yan)溫度均取35℃，要(yao)求鹽霧的沉降率在(zai)1～2ml/80cm·h之間(jian)。

4.3.2 醋酸(suan)鹽(yan)霧試(shi)驗（ASS試(shi)驗）

是在(zai)中性(xing)鹽霧(wu)試驗(yan)的(de)基礎上發(fa)展(zhan)起來的(de)。它是在(zai)5%氯化(hua)鈉溶液(ye)(ye)中加入一(yi)些冰醋酸(suan)(suan)(suan)，使溶液(ye)(ye)的(de)PH值降為3左(zuo)右，溶液(ye)(ye)變(bian)成(cheng)酸(suan)(suan)(suan)性(xing)，最后形成(cheng)的(de)鹽霧(wu)也由中性(xing)鹽霧(wu)變(bian)成(cheng)酸(suan)(suan)(suan)性(xing)。它的(de)腐蝕速度(du)要比NSS試驗(yan)快3倍(bei)左(zuo)右。

4.3.3 銅鹽加速醋酸鹽霧試驗（LRHS-663P-RY）

是國(guo)外新近發展(zhan)起來的一(yi)種快速鹽霧腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)，試(shi)驗(yan)溫度(du)為(wei)50℃，鹽溶(rong)液中加入(ru)少量銅鹽—氯化(hua)銅，強烈誘發腐(fu)蝕。它(ta)的腐(fu)蝕速度(du)大約是NSS試(shi)驗(yan)的8倍。

4.3.4 交變鹽霧試驗

是(shi)一種綜合鹽霧試(shi)驗(yan)，它(ta)實際(ji)上(shang)是(shi)中性(xing)鹽霧試(shi)驗(yan)加恒定濕熱(re)試(shi)驗(yan)。它(ta)主要用于空(kong)腔型的(de)整(zheng)機產(chan)品(pin)(pin)，通過潮態(tai)環(huan)境(jing)的(de)滲(shen)透，使鹽霧腐蝕不(bu)但在(zai)產(chan)品(pin)(pin)表面產(chan)生(sheng)(sheng)，也在(zai)產(chan)品(pin)(pin)內部(bu)產(chan)生(sheng)(sheng)。它(ta)是(shi)將產(chan)品(pin)(pin)在(zai)鹽霧和濕熱(re)兩種環(huan)境(jing)條件(jian)下交替(ti)轉(zhuan)換，最后考核整(zheng)機產(chan)品(pin)(pin)的(de)電性(xing)能(neng)和機械性(xing)能(neng)有無變化。

圖3 GB/T 10125中4種(zhong)鹽霧測試方(fang)法(fa)的對(dui)比

4.4 影(ying)響(xiang)因(yin)素

影響鹽(yan)(yan)霧試驗(yan)結果的主要(yao)因素包括：試驗(yan)溫濕度、鹽(yan)(yan)溶(rong)液的濃度、樣品放置角度、鹽(yan)(yan)溶(rong)液的pH值、鹽(yan)(yan)霧沉降(jiang)量和噴霧方式等。

1) 試驗溫濕度

溫度和相(xiang)(xiang)對濕(shi)(shi)度影響鹽(yan)霧(wu)(wu)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)作用。金屬腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的臨(lin)界(jie)(jie)相(xiang)(xiang)對濕(shi)(shi)度大約為70%。當(dang)(dang)相(xiang)(xiang)對濕(shi)(shi)度達到或超過這個臨(lin)界(jie)(jie)濕(shi)(shi)度時，鹽(yan)將潮解(jie)(jie)而形(xing)成導電性(xing)能(neng)良好的電解(jie)(jie)液(ye)。當(dang)(dang)相(xiang)(xiang)對濕(shi)(shi)度降(jiang)(jiang)低，鹽(yan)溶(rong)液(ye)濃度將增(zeng)加直至(zhi)析(xi)出結晶鹽(yan)，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度相(xiang)(xiang)應(ying)降(jiang)(jiang)低。試驗(yan)溫度越高鹽(yan)霧(wu)(wu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度越快。對于中性(xing)鹽(yan)霧(wu)(wu)試驗(yan)，大多數學者認為試驗(yan)溫度選在35℃較為恰當(dang)(dang)。

2) 鹽溶液(ye)的(de)濃度(du)

鹽溶液的(de)濃(nong)度(du)(du)對腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)度(du)(du)的(de)影(ying)響與材料(liao)和覆蓋層的(de)種類(lei)有關。濃(nong)度(du)(du)在5%以下時鋼(gang)、鎳(nie)、黃銅的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)度(du)(du)隨濃(nong)度(du)(du)的(de)增加(jia)而增加(jia)；當(dang)濃(nong)度(du)(du)大于5%時，這(zhe)些(xie)金屬(shu)的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)度(du)(du)卻隨著(zhu)濃(nong)度(du)(du)的(de)增加(jia)而下降(jiang)。