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為什麼相對濕度對腐蝕性影響這麼大?因為鹽有潮解點!

發布於:2022-08-23

什麼是潮解?

潮解 - 固態鹽晶體從空氣中吸收了足夠的水分,變成電解質的過程。隻要空氣足夠潮濕,所有可溶性鹽都會發生潮解。

什麼是潮解?

我們知道,在大氣環境中金屬材料發生的腐蝕本質上是一個電化學過程,即在電解質溶液中活潑的金屬失去由子,發生了氧化還原反應,參與者除了金屬本身外,還句括水,氧和離子,離子盡管不是必要的反應條件,但由於大氣環境複雜,特別是海洋大氣中富含大的海鹽粒子,極易吸潮。

大氣腐蝕

假加溶於金屬表麵,變會成為腐蝕性較強的電解質,氯離子會輕易穿透金屬表麵的防護層,使鈍化態表麵變成活潑表麵,從而加速了腐蝕的進行。如下圖所示,是鋼的腐蝕速率與鹽溶液濃度之間的關係圖。

鋼在鹽水中的腐蝕速率

上圖中表示:在溶液中,鹽濃度為0時,鋼的腐蝕已經在進行,而隨著鹽濃度增加,鋼的腐蝕明顯加速了,之後走低,是由於溶液中的氧在達到相對飽和之後,隨著鹽濃度增加而降低的緣故,氧少了,腐蝕也就放慢了。

潮解對金屬腐蝕影響,還在於不同的鹽,有各自不同的潮解點,如下表。

Salt

DRH

Potassium Chloride (KCl)

85%

Ammonium Sulfate (NH4)2SO4

81%

Sodium Chloride (NaCl)

76%

Sodium Nitrate (NaNO3)

74%

Magnesium Chloride (MgCl2)

33%

Calcium Chloride (CaCl2)

31%

在佛羅裏達州做過一個試驗,在佛羅裏達州一天中戶外鋼板的相對溫度變化是這樣的,假加我們在鋼板上加上常見的三種鹽,氯化鉀潮解點在85%,氯化鈉是76%,而氯化鈣則在31%,我們可以看到,相對濕度的變化會形成鹽類汙染物對產品的不同腐蝕程度。

佛羅裏達州一天中戶外鋼板的相對溫度變化

為了與真實環境有更好的相關性,現代汽車腐蝕標準都會詳細描述各個相對濕度階段的時間要求,但正因為所有可溶解的鹽都會在相對濕度少於100%時液化,實驗就難以擁有好的重複性和再現性。

現代汽車腐蝕標準的環境狀態總結
CycleSolutionSpray TypeRH < 50%50≤RH<76%RH≥76%
GM 9540P
NaCl 0.9%
CaCl2 0.1%
NaHCO3 0.075%
pH uncontrolled
Shower or Fog25%18%56%
JASO M609
NaCl 5.0%
pH = 7
Fog48%3%49%
VW PV1210
NaCl 5.0%
pH = 7
Fog9%*7%85%

循環鹽霧腐蝕剛試的基本步聚是“噴霧”到“幹燥”到“潮濕”,在幹燥階段,鹽會固化成結晶附在樣品上,到了“潮濕”階段,沒達到預定值前,結晶鹽就發生了潮解,形成強電解質溶液,這會增加樣品濕潤的時間和腐蝕產生。

循環鹽霧腐蝕剛試的基本步聚是“噴霧”到“幹燥”到“潮濕

以鋼-鋁構件的電偶腐蝕測試為例,假設有兩種不同的轉換速度,紅色代表快,藍色代表慢,鹽溶液采用氯化鈉,在相對濕度小於50%時還比較幹燥,岩沒潮解,鋼-鋁構件沒發生腐蝕。在相對濕度為50%到76%時,未形成連續的薄液層,電偶腐蝕條件未生成,鋼和鋁各自發生腐蝕,這階段跑得快的用了0.5小時,跑得慢的用了1.75小時,到相對濕度達到76%以上,鹽發生潮解,均勻的電解液形成,鋼鋁發生電偶腐蝕,鋁保護鋼,鋼基本不腐蝕,鋁的腐蝕繼續進行,以4.5小時為限,跑得快的發生了3.5小時,跑得慢的發生了1.25小時。總的來看,在濕度轉換時間較快時,鋼的腐蝕是0.5小時,鋁的是4小時;在濕度轉換時間較慢時,鋼的腐蝕是1.75小時,鋁的是3小時。假如這就是一個測試環節,隨著不斷重複,差別就會越測越大,所以即使在條件相同下,不同轉換速度的腐蝕箱做出來的結果可以完全不一樣。

鋼-鋁構件的電偶腐蝕測試

正因為循環腐蝕鹽霧箱在不同的切換時間和速度下,產品受腐蝕的時間及其程度大不相同,如何控製好不同腐蝕實驗中不同循環的切換時間,就是鹽霧實驗是否有好重複性和高的相關性的關鍵之一。

循環鹽霧腐蝕測試箱Q-FOG係列可以滿足不同的測試要求,即使是高標準的溫濕度快速切換都可以為您提供。Q-FOG CRHR循環腐蝕鹽霧箱不僅滿足ISO 14993,它還可以滿足其他同樣對快速溫變有高求的標準,如CCT-H/B、CCT-C、CCT-I、CCT-IV、Renault D17-2028 (ECC1)、Volvo VCS 1027, 149 (ACT I)、Volvo VCS 1027, 1449 (ACT II)和GMW 14872。

Q-FOG CRHR型鹽霧箱滿足對溫濕度要求高的腐蝕測試

關於相對濕度對腐蝕性的影響,查看以下視頻詳細說明: