鹽霧試驗(yàn)箱的原理,本質(zhì)上是用人工方式將“鹽水”變成細(xì)密的霧,持續(xù)地噴灑在樣品表面,讓樣品在一個(gè)恒定的、高鹽分的潮濕環(huán)境里加速腐蝕。它模擬的是海洋大氣或含鹽潮濕環(huán)境對(duì)材料的破壞作用。
鹽霧試驗(yàn)箱的核心原理
鹽霧對(duì)金屬的腐蝕,是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程。當(dāng)鹽霧沉降在樣品表面,會(huì)形成一層極薄的電解液膜。鹽溶液中的氯離子活性很強(qiáng),能穿透金屬表面的氧化層或鈍化膜,破壞其保護(hù)性,從而引發(fā)電化學(xué)反應(yīng),讓金屬基體逐漸溶解、生銹。
鹽霧箱要做的,就是把這個(gè)自然過(guò)程極大地加速。它通過(guò)幾個(gè)手段實(shí)現(xiàn):第一,提高鹽霧濃度,通常用5%的氯化鈉溶液,遠(yuǎn)高于自然大氣中的含鹽量。第二,保持連續(xù)噴霧,讓樣品表面始終覆蓋著電解液膜,不給它“喘息”干燥的機(jī)會(huì)。第三,維持恒定的高溫高濕,比如35℃、相對(duì)濕度95%以上,加速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。這三點(diǎn)疊加,就能在幾天到幾十天內(nèi),模擬出自然環(huán)境下可能數(shù)月甚至數(shù)年的腐蝕效果。
從設(shè)備構(gòu)成來(lái)看,最關(guān)鍵的部件是噴霧系統(tǒng)。壓縮空氣經(jīng)過(guò)飽和桶預(yù)熱加濕后,在噴嘴處與鹽溶液混合,利用高速氣流的剪切力把鹽水打碎成微米級(jí)的霧滴,再均勻沉降到箱內(nèi)各處。箱體本身必須用耐腐蝕材料做,常見(jiàn)的是PVC或PP塑料,避免設(shè)備自己被腐蝕掉影響試驗(yàn)。
選型要看的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)
選鹽霧箱,先是翻你的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)里寫(xiě)的試驗(yàn)方法是NSS、AASS還是CASS,直接決定了設(shè)備能不能用、鹽水怎么配、溫度設(shè)多少。中性鹽霧(NSS)用5%氯化鈉溶液,pH調(diào)到中性,35℃連續(xù)噴霧。乙酸鹽霧(AASS)要加冰醋酸把pH降到3.1-3.3,腐蝕性更強(qiáng),主要用于銅鎳鉻裝飾鍍層。銅加速乙酸鹽霧(CASS)還要再加氯化銅,溫度提到50℃,是三種里最嚴(yán)苛的,專(zhuān)門(mén)測(cè)汽車(chē)外飾件這類(lèi)高要求鍍層。如果你的標(biāo)準(zhǔn)只要求NSS,一臺(tái)基礎(chǔ)的鹽霧箱就夠用。
第二件事,確認(rèn)箱體材質(zhì)。只要你的試驗(yàn)涉及酸性環(huán)境(AASS或CASS),或者你未來(lái)可能要做這類(lèi)試驗(yàn),箱體就必須選PP(聚丙烯) 材質(zhì)。PVC雖然便宜、對(duì)中性鹽霧耐受性好,但扛不住長(zhǎng)期酸性侵蝕,用久了會(huì)出問(wèn)題。這是一個(gè)容易被忽略但后期維修成本很高的點(diǎn)。
第三,看噴霧系統(tǒng)的核心指標(biāo):鹽霧沉降量是否均勻。標(biāo)準(zhǔn)通常要求沉降率在1-2 ml/80cm²·h之間。沉降不均勻,箱內(nèi)不同位置的樣品腐蝕程度就會(huì)不一樣,試驗(yàn)數(shù)據(jù)就沒(méi)有可比性。這取決于噴嘴材質(zhì)、噴霧塔設(shè)計(jì)和箱內(nèi)氣流循環(huán),選購(gòu)時(shí)可以要求供應(yīng)商提供沉降量均勻性測(cè)試數(shù)據(jù)。
第四,發(fā)熱管材質(zhì)。這個(gè)部件長(zhǎng)期泡在含氯離子的濕熱環(huán)境里,普通不銹鋼會(huì)點(diǎn)蝕穿孔,導(dǎo)致漏電或溫度失控。成熟的制造商用鈦合金發(fā)熱管,耐腐蝕性遠(yuǎn)好于不銹鋼。選購(gòu)時(shí)可以直接問(wèn)供應(yīng)商發(fā)熱管是什么材質(zhì)。
第五,容量按樣品來(lái)。箱體內(nèi)部除了放樣品,還要預(yù)留氣流循環(huán)的空間,樣品不能塞得太滿,否則鹽霧沉降會(huì)受影響。根據(jù)你日常測(cè)試的樣品最大尺寸和批量來(lái)選容積,不要只看設(shè)備外觀大小。