鹽霧試驗(yàn)箱鹽霧腐蝕速率計(jì)算方法

發(fā)布時(shí)間： 2025/9/18　　點(diǎn)擊次數(shù)： 48次文件下載圖片下載

鹽霧試驗(yàn)箱鹽霧腐蝕速率計(jì)算方法

在金屬材料防腐蝕性能測(cè)試、涂層保護(hù)效果驗(yàn)證、電子零部件耐候性評(píng)估等領(lǐng)域，鹽霧試驗(yàn)箱通過模擬海洋性、工業(yè)性鹽霧腐蝕環(huán)境，加速材料腐蝕過程，而鹽霧腐蝕速率作為量化材料腐蝕程度的核心指標(biāo)，直接決定試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性與應(yīng)用價(jià)值。東莞皓天作為環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域的企業(yè)，二十余年深耕鹽霧試驗(yàn)箱核心技術(shù)研發(fā)，依托 GB/T 10125 - 2021《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》、ISO 9227:2017《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) — 鹽霧試驗(yàn)》、ASTM B117 - 23《鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程》等國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，將 “鹽霧腐蝕速率精準(zhǔn)計(jì)算與試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性控制" 作為設(shè)備核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過優(yōu)化試驗(yàn)參數(shù)控制、規(guī)范樣品處理流程、建立數(shù)據(jù)校準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)了不同材料、不同腐蝕工況下鹽霧腐蝕速率的精準(zhǔn)測(cè)算，為客戶提供可靠的防腐蝕性能評(píng)估依據(jù)。

本技術(shù)資料圍繞東莞皓天鹽霧試驗(yàn)箱鹽霧腐蝕速率計(jì)算展開，從 “鹽霧腐蝕速率基礎(chǔ)認(rèn)知"“核心計(jì)算方法與流程"“國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)適配與執(zhí)行"“工程化應(yīng)用驗(yàn)證"“計(jì)算誤差控制策略" 五大維度，解析鹽霧腐蝕速率計(jì)算如何解決 “樣品稱重偏差大、腐蝕面積測(cè)算不準(zhǔn)、數(shù)據(jù)重復(fù)性差" 等行業(yè)痛點(diǎn)，同時(shí)展現(xiàn)東莞皓天在鹽霧試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)沉淀與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

一、鹽霧腐蝕速率基礎(chǔ)認(rèn)知

在制定科學(xué)的鹽霧腐蝕速率計(jì)算方法前，需先明確鹽霧腐蝕速率的核心定義、計(jì)算目標(biāo)及影響因素，為后續(xù)計(jì)算方法的精準(zhǔn)落地奠定理論基礎(chǔ)。

（一）鹽霧腐蝕速率的核心定義與計(jì)算目標(biāo)

鹽霧試驗(yàn)箱的 “鹽霧腐蝕速率"，指在規(guī)定的鹽霧試驗(yàn)環(huán)境（如中性鹽霧、酸性鹽霧、銅加速醋酸鹽霧）中，通過測(cè)量樣品在試驗(yàn)前后的質(zhì)量變化、腐蝕面積變化或腐蝕深度變化，結(jié)合試驗(yàn)時(shí)間，計(jì)算得出的單位時(shí)間內(nèi)材料的腐蝕程度量化指標(biāo)。其本質(zhì)是通過標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算，消除試驗(yàn)環(huán)境波動(dòng)、樣品差異等因素對(duì)腐蝕結(jié)果的干擾，實(shí)現(xiàn)不同材料、不同試驗(yàn)批次間腐蝕性能的橫向?qū)Ρ取?/div>東莞皓天鹽霧試驗(yàn)箱鹽霧腐蝕速率計(jì)算，以 “數(shù)據(jù)精準(zhǔn)、結(jié)果可重復(fù)、標(biāo)準(zhǔn)可追溯" 為核心目標(biāo)，需滿足不同材料類型、不同試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算需求：
質(zhì)量損失法腐蝕速率計(jì)算：適用于金屬板材、緊固件等均質(zhì)材料，要求計(jì)算結(jié)果偏差≤±5%（同一批次 3 個(gè)平行樣品的腐蝕速率相對(duì)偏差），確保量化材料因腐蝕導(dǎo)致的質(zhì)量流失程度；
腐蝕面積法腐蝕速率計(jì)算：適用于涂層材料、鍍層材料，要求腐蝕面積測(cè)算精度≤±2%（實(shí)際腐蝕面積與測(cè)算面積的偏差），精準(zhǔn)評(píng)估涂層 / 鍍層的破損率與保護(hù)效果；
腐蝕深度法腐蝕速率計(jì)算：適用于精密零部件、結(jié)構(gòu)件，要求腐蝕深度測(cè)量精度≤±0.01mm，通過深度變化反映材料內(nèi)部腐蝕程度，避免表面腐蝕數(shù)據(jù)的局限性。
（二）影響鹽霧腐蝕速率計(jì)算的核心因素
鹽霧試驗(yàn)箱鹽霧腐蝕速率計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，受試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)、樣品處理流程、測(cè)量設(shè)備精度三類因素影響，東莞皓天在制定計(jì)算方法時(shí)需針對(duì)性規(guī)避這些干擾：
試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)因素：
鹽霧濃度：若鹽霧濃度波動(dòng)超出標(biāo)準(zhǔn)要求（如中性鹽霧試驗(yàn)中 5%±1% NaCl 溶液濃度波動(dòng)＞±0.5%），會(huì)導(dǎo)致腐蝕速率異常，需通過試驗(yàn)箱自動(dòng)補(bǔ)液系統(tǒng)控制鹽霧濃度穩(wěn)定性，波動(dòng)范圍≤±0.3%；
鹽霧沉降量：標(biāo)準(zhǔn)要求鹽霧沉降量為 1 - 2mL/(80cm2?h)，若沉降量不均勻（如試驗(yàn)箱內(nèi)不同區(qū)域沉降量差異＞0.3mL/(80cm2?h)），會(huì)導(dǎo)致樣品腐蝕程度不一致，需通過優(yōu)化噴嘴布局（如東莞皓天多噴嘴環(huán)形布控技術(shù)）確保沉降量均勻性；
試驗(yàn)溫度與濕度：中性鹽霧試驗(yàn)溫度需控制在 35℃±2℃，相對(duì)濕度≥95%，溫度波動(dòng)若＞±1℃/h，會(huì)加速或減緩腐蝕反應(yīng)，需通過試驗(yàn)箱恒溫恒濕控制系統(tǒng)維持環(huán)境穩(wěn)定性；
樣品處理流程因素：
樣品預(yù)處理：樣品表面若殘留油污、氧化層，會(huì)影響腐蝕反應(yīng)的起始狀態(tài)，預(yù)處理時(shí)需用丙酮或乙醇超聲清洗（清洗時(shí)間 10 - 15min），并在干燥箱（溫度 50℃±5℃）中烘干至恒重（兩次稱重質(zhì)量差≤0.1mg）；
腐蝕產(chǎn)物清除：試驗(yàn)后樣品表面的腐蝕產(chǎn)物（如鐵銹、鋅鹽）若未清除，會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量測(cè)量偏差，需根據(jù)材料類型選擇合適的清除方法（如金屬樣品用溶液浸泡，涂層樣品用軟毛刷輕掃），且清除后需再次烘干至恒重；
樣品尺寸測(cè)量：樣品的表面積、厚度等基礎(chǔ)尺寸測(cè)量偏差會(huì)直接影響腐蝕速率計(jì)算，需使用高精度測(cè)量工具（如數(shù)顯游標(biāo)卡尺，精度 0.01mm），每個(gè)尺寸測(cè)量 3 次取平均值；
測(cè)量設(shè)備精度因素：
稱重設(shè)備：用于質(zhì)量損失法的電子天平，精度需≤0.1mg，且需經(jīng)過國(guó)家法定計(jì)量機(jī)構(gòu)檢定合格（檢定周期不超過 1 年），避免稱重偏差導(dǎo)致腐蝕速率計(jì)算誤差；
面積測(cè)量設(shè)備：用于腐蝕面積法的圖像分析儀，分辨率需≥1000 萬像素，測(cè)量軟件需具備自動(dòng)邊緣識(shí)別功能，確保腐蝕區(qū)域與非腐蝕區(qū)域的精準(zhǔn)區(qū)分；
深度測(cè)量設(shè)備：用于腐蝕深度法的便攜式粗糙度儀，測(cè)量范圍 0 - 10mm，精度≤0.001mm，需定期用標(biāo)準(zhǔn)試塊校準(zhǔn)（校準(zhǔn)周期不超過 3 個(gè)月）。
二、東莞皓天鹽霧試驗(yàn)箱鹽霧腐蝕速率核心計(jì)算方法與流程
東莞皓天結(jié)合多年鹽霧試驗(yàn)實(shí)踐與設(shè)備研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，制定 “試驗(yàn)前準(zhǔn)備 - 試驗(yàn)過程控制 - 樣品后處理 - 數(shù)據(jù)計(jì)算與驗(yàn)證" 的標(biāo)準(zhǔn)化流程，明確不同計(jì)算方法的適用場(chǎng)景、計(jì)算公式、操作步驟及數(shù)據(jù)判定標(biāo)準(zhǔn)，確保每一次腐蝕速率計(jì)算都符合規(guī)范要求。
（一）質(zhì)量損失法腐蝕速率計(jì)算（適用于均質(zhì)金屬材料）
質(zhì)量損失法通過測(cè)量樣品試驗(yàn)前后的質(zhì)量差，結(jié)合試驗(yàn)時(shí)間與樣品表面積，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)單位面積材料的質(zhì)量損失，是的鹽霧腐蝕速率計(jì)算方法，具體流程如下：
1. 試驗(yàn)前準(zhǔn)備
樣品預(yù)處理：
選取 3 個(gè)規(guī)格一致的樣品（如 Q235 鋼片，尺寸 100mm×50mm×2mm），用丙酮超聲清洗 10min，去除表面油污；
將清洗后的樣品放入 50℃±5℃的干燥箱中烘干 2h，取出后置于干燥器（硅膠干燥劑，濕度≤30% RH）中冷卻至室溫（約 30min）；
用精度 0.1mg 的電子天平稱量樣品初始質(zhì)量，記為\(m_0\)（每個(gè)樣品稱量 3 次，取平均值）；
樣品尺寸測(cè)量：用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量樣品的長(zhǎng)度\(L\)、寬度\(W\)、厚度\(d\)（每個(gè)尺寸測(cè)量 3 次），計(jì)算樣品總表面積\(S\)（若樣品為板材，\(S = 2×(L×W + L×d + W×d)\)；若為緊固件，需計(jì)算所有外表面面積，如螺栓的表面積 = 圓柱側(cè)面積 + 兩個(gè)端面面積），單位為 cm2；
試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（如 GB/T 10125 - 2021）設(shè)置鹽霧試驗(yàn)箱參數(shù)，中性鹽霧試驗(yàn)為例：鹽霧濃度 5% NaCl（pH 值 6.5 - 7.2），試驗(yàn)溫度 35℃±2℃，鹽霧沉降量 1 - 2mL/(80cm2?h)，試驗(yàn)時(shí)間\(t\)（如 24h、48h、96h，根據(jù)客戶需求設(shè)定）。
2. 試驗(yàn)過程控制
將預(yù)處理后的樣品固定在試驗(yàn)箱樣品架上（樣品與垂直方向成 15° - 30° 角，避免鹽霧直接沖刷樣品表面），確保樣品間無遮擋，間距≥20mm；
開啟試驗(yàn)箱，按照設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，試驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控鹽霧濃度、沉降量、溫度等參數(shù)，每 2h 記錄 1 次，確保參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求；若出現(xiàn)參數(shù)波動(dòng)（如溫度超出 35℃±2℃），需暫停試驗(yàn)，排除故障后重新計(jì)算試驗(yàn)時(shí)間。
3. 樣品后處理
試驗(yàn)結(jié)束后，取出樣品，用流動(dòng)的去離子水（水溫 25℃±5℃）輕輕沖洗樣品表面（沖洗時(shí)間≤30s），去除殘留的鹽霧溶液；
若樣品表面有腐蝕產(chǎn)物（如鐵銹），需根據(jù)材料類型選擇清除方法：對(duì)于鋼鐵樣品，用 50g/L 的溶液（溫度 25℃±5℃）浸泡 10min，期間用軟毛刷輕輕刷洗腐蝕區(qū)域，直至腐蝕產(chǎn)物清除；
將清除腐蝕產(chǎn)物后的樣品再次放入 50℃±5℃的干燥箱中烘干 2h，取出后置于干燥器中冷卻至室溫，用電子天平稱量樣品腐蝕后質(zhì)量，記為\(m_1\)（每個(gè)樣品稱量 3 次，取平均值）。
4. 腐蝕速率計(jì)算與結(jié)果判定
計(jì)算公式：
鹽霧腐蝕速率\(v_m\)（單位：mg/(cm2?h)）的計(jì)算公式為：
\(v_m = \frac{m_0 - m_1}{S \times t}\)
其中：
\(m_0\)— 樣品初始質(zhì)量（mg）；
\(m_1\)— 樣品腐蝕后質(zhì)量（mg）；
\(S\)— 樣品總表面積（cm2）；
\(t\)— 鹽霧試驗(yàn)時(shí)間（h）。
（若需轉(zhuǎn)換為更直觀的 “mm / 年" 單位，可根據(jù)材料密度\(\rho\)（g/cm3）換算：\(v_d = \frac{v_m \times 10^ \times 24 \times 365} = \frac{v_m \times 8.76}\)，單位：mm / 年）
數(shù)據(jù)處理：計(jì)算 3 個(gè)平行樣品的腐蝕速率，取平均值作為最終腐蝕速率\(v_\)，同時(shí)計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差\(RSD\)（\(RSD = \frac\sum_^(v_ - v_)^2}}} \times 100\%\)）；
結(jié)果判定：若\(RSD ≤ 5\%\)，則計(jì)算結(jié)果有效，說明平行樣品腐蝕速率一致性良好；若\(RSD ＞ 5\%\)，需重新檢查樣品預(yù)處理流程（如是否清除腐蝕產(chǎn)物）、試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)（如鹽霧沉降量是否均勻），排除問題后重新進(jìn)行試驗(yàn)與計(jì)算。
（二）腐蝕面積法腐蝕速率計(jì)算（適用于涂層 / 鍍層材料）
腐蝕面積法通過測(cè)量樣品試驗(yàn)后涂層 / 鍍層的腐蝕破損面積，結(jié)合試驗(yàn)時(shí)間，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)腐蝕面積的擴(kuò)展速率，用于評(píng)估涂層 / 鍍層的保護(hù)性能，具體流程如下：
1. 試驗(yàn)前準(zhǔn)備
樣品預(yù)處理：選取 3 個(gè)涂層 / 鍍層完好的樣品（如鍍鋅鋼板、環(huán)氧樹脂涂層鋁合金板，尺寸 100mm×100mm），用乙醇擦拭樣品表面，去除灰塵；用圖像分析儀拍攝樣品初始表面圖像，確認(rèn)無初始腐蝕破損，記錄樣品總面積\(A_0\)（單位：cm2，如 100mm×100mm 樣品的\(A_0 = 100\)cm2）；
劃痕處理（可選）：若需模擬涂層破損后的腐蝕行為，需用劃刀在樣品表面劃十字劃痕（劃痕深度穿透涂層至基材，長(zhǎng)度 50mm，寬度 0.1mm），并拍攝劃痕區(qū)域初始圖像；
試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（如 ISO 9227:2017）設(shè)置鹽霧試驗(yàn)箱參數(shù)，以酸性鹽霧試驗(yàn)為例：鹽霧濃度 5% NaCl（pH 值 3.1 - 3.3），試驗(yàn)溫度 35℃±2℃，鹽霧沉降量 1 - 2mL/(80cm2?h)，試驗(yàn)時(shí)間\(t\)（如 168h、336h）。
2. 試驗(yàn)過程控制與樣品后處理
將樣品固定在試驗(yàn)箱樣品架上（涂層 / 鍍層面朝向鹽霧噴射方向，與垂直方向成 20° 角），開啟試驗(yàn)箱按設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，每 24h 觀察一次樣品腐蝕情況，記錄腐蝕起始時(shí)間；
試驗(yàn)結(jié)束后，取出樣品，用去離子水輕輕沖洗表面，用無塵布吸干水分，避免擦拭腐蝕區(qū)域?qū)е缕茡p面積擴(kuò)大；
3. 腐蝕面積測(cè)量與速率計(jì)算
腐蝕面積測(cè)量：用圖像分析儀（分辨率 1000 萬像素，配備腐蝕面積分析軟件）拍攝樣品腐蝕后表面圖像，軟件自動(dòng)識(shí)別腐蝕區(qū)域（如涂層起泡、剝落、基材銹蝕區(qū)域），測(cè)量腐蝕總面積\(A_1\)（單位：cm2）；若有劃痕，需單獨(dú)測(cè)量劃痕兩側(cè)的腐蝕擴(kuò)展面積\(A_\)（單位：cm2）；
計(jì)算公式：
整體腐蝕面積速率\(v_A\)（單位：cm2/h）：
\(v_A = \frac\)
劃痕腐蝕擴(kuò)展速率\(v_\)（單位：cm2/h）：
\(v_ = \frac}\)
（若需評(píng)估腐蝕面積占比，可計(jì)算腐蝕面積百分比：\(\eta = \frac \times 100\%\)）
結(jié)果判定：3 個(gè)平行樣品的腐蝕面積速率相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差\(RSD ≤ 8\%\)（涂層材料因腐蝕不均勻性，RSD 允許范圍略高于金屬材料），則計(jì)算結(jié)果有效；若某一樣品的腐蝕面積速率與平均值偏差＞15%，需剔除該異常數(shù)據(jù)，用剩余 2 個(gè)樣品重新計(jì)算平均值。
（三）腐蝕深度法腐蝕速率計(jì)算（適用于精密零部件）
腐蝕深度法通過測(cè)量樣品試驗(yàn)后的腐蝕深度或平均腐蝕深度，結(jié)合試驗(yàn)時(shí)間，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的腐蝕深度變化，適用于評(píng)估精密零部件的腐蝕對(duì)尺寸精度的影響，具體流程如下：
1. 試驗(yàn)前準(zhǔn)備
樣品預(yù)處理：選取 3 個(gè)精密零部件樣品（如軸承鋼滾珠、鋁合金結(jié)構(gòu)件），用異丙醇超聲清洗 5min，烘干后用便攜式粗糙度儀測(cè)量樣品關(guān)鍵部位的初始表面輪廓，記錄初始平均深度\(h_0\)（單位：mm，測(cè)量區(qū)域?yàn)?5mm×5mm，取 5 個(gè)測(cè)量點(diǎn)的平均值）；
試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：根據(jù)客戶需求與零部件實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)置鹽霧試驗(yàn)箱參數(shù)，如銅加速醋酸鹽霧試驗(yàn)（CASS）：鹽霧濃度 5% NaCl + 0.26g/L 氯化銅（pH 值 3.1 - 3.3），試驗(yàn)溫度 50℃±2℃，鹽霧沉降量 1 - 2mL/(80cm2?h)，試驗(yàn)時(shí)間\(t\)（如 24h、48h）。
2. 試驗(yàn)過程控制與樣品后處理
將樣品固定在專用工裝（避免試驗(yàn)過程中樣品碰撞導(dǎo)致尺寸變化）上，放入試驗(yàn)箱，按設(shè)定參數(shù)運(yùn)行；
試驗(yàn)結(jié)束后，取出樣品，用去離子水沖洗，烘干后用軟布輕輕擦拭表面，去除松散腐蝕產(chǎn)物（避免損傷基材）。
3. 腐蝕深度測(cè)量與速率計(jì)算
腐蝕深度測(cè)量：用便攜式粗糙度儀在原測(cè)量區(qū)域（標(biāo)記位置，確保測(cè)量點(diǎn)一致）測(cè)量樣品腐蝕后的表面輪廓，記錄腐蝕后的平均深度\(h_1\)（單位：mm），同時(shí)記錄腐蝕深度\(h_\)（單位：mm）；
計(jì)算公式：
平均腐蝕深度速率\(v_h\)（單位：mm/h）：
\(v_h = \frac{h_1 - h_0}\)
（注：\(h_1 ＞ h_0\)，因腐蝕導(dǎo)致深度增加）
腐蝕深度速率\(v_\)（單位：mm/h）：
\(v_ = \frac - h_0}\)
（若需轉(zhuǎn)換為 “μm / 年" 單位，可換算：\(v_ = v_h \times 1000 \times 24 \times 365 = v_h \times 8.76 \times 10^6\)）
結(jié)果判定：3 個(gè)平行樣品的平均腐蝕深度速率相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差\(RSD ≤ 10\%\)，腐蝕深度速率偏差≤±0.002mm/h，則計(jì)算結(jié)果有效；若深度測(cè)量值波動(dòng)過大，需檢查