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为什么相对湿度对腐蚀性影响这么大?因为盐有潮解点!

发布于:2022-08-23

什么是潮解?

潮解 - 固态盐晶体从空气中吸收了足够的水分,变成电解质的过程。只要空气足够潮湿,所有可溶性盐都会发生潮解。

什么是潮解?

我们知道,在大气环境中金属材料发生的腐蚀本质上是一个电化学过程,即在电解质溶液中活泼的金属失去由子,发生了氧化还原反应,参与者除了金属本身外,还句括水,氧和离子,离子尽管不是必要的反应条件,但由于大气环境复杂,特别是海洋大气中富含大的海盐粒子,极易吸潮。

大气腐蚀

假加溶于金属表面,变会成为腐蚀性较强的电解质,氯离子会轻易穿透金属表面的防护层,使钝化态表面变成活泼表面,从而加速了腐蚀的进行。如下图所示,是钢的腐蚀速率与盐溶液浓度之间的关系图。

钢在盐水中的腐蚀速率

上图中表示:在溶液中,盐浓度为0时,钢的腐蚀已经在进行,而随着盐浓度增加,钢的腐蚀明显加速了,之后走低,是由于溶液中的氧在达到相对饱和之后,随着盐浓度增加而降低的缘故,氧少了,腐蚀也就放慢了。

潮解对金属腐蚀影响,还在于不同的盐,有各自不同的潮解点,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%

在佛罗里达州做过一个试验,在佛罗里达州一天中户外钢板的相对温度变化是这样的,假加我们在钢板上加上常见的三种盐,氯化钾潮解点在85%,氯化钠是76%,而氯化钙则在31%,我们可以看到,相对湿度的变化会形成盐类污染物对产品的不同腐蚀程度。

佛罗里达州一天中户外钢板的相对温度变化

为了与真实环境有更好的相关性,现代汽车腐蚀标准都会详细描述各个相对湿度阶段的时间要求,但正因为所有可溶解的盐都会在相对湿度少于100%时液化,实验就难以拥有好的重复性和再现性。

现代汽车腐蚀标准的环境状态总结
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%

循环盐雾腐蚀刚试的基本步聚是“喷雾”到“干燥”到“潮湿”,在干燥阶段,盐会固化成结晶附在样品上,到了“潮湿”阶段,没达到预定值前,结晶盐就发生了潮解,形成强电解质溶液,这会增加样品湿润的时间和腐蚀产生。

循环盐雾腐蚀刚试的基本步聚是“喷雾”到“干燥”到“潮湿

以钢-铝构件的电偶腐蚀测试为例,假设有两种不同的转换速度,红色代表快,蓝色代表慢,盐溶液采用氯化钠,在相对湿度小于50%时还比较干燥,岩没潮解,钢-铝构件没发生腐蚀。在相对湿度为50%到76%时,未形成连续的薄液层,电偶腐蚀条件未生成,钢和铝各自发生腐蚀,这阶段跑得快的用了0.5小时,跑得慢的用了1.75小时,到相对湿度达到76%以上,盐发生潮解,均匀的电解液形成,钢铝发生电偶腐蚀,铝保护钢,钢基本不腐蚀,铝的腐蚀继续进行,以4.5小时为限,跑得快的发生了3.5小时,跑得慢的发生了1.25小时。总的来看,在湿度转换时间较快时,钢的腐蚀是0.5小时,铝的是4小时;在湿度转换时间较慢时,钢的腐蚀是1.75小时,铝的是3小时。假如这就是一个测试环节,随着不断重复,差别就会越测越大,所以即使在条件相同下,不同转换速度的腐蚀箱做出来的结果可以完全不一样。

钢-铝构件的电偶腐蚀测试

正因为循环腐蚀盐雾箱在不同的切换时间和速度下,产品受腐蚀的时间及其程度大不相同,如何控制好不同腐蚀实验中不同循环的切换时间,就是盐雾实验是否有好重复性和高的相关性的关键之一。

循环盐雾腐蚀测试箱Q-FOG系列可以满足不同的测试要求,即使是高标准的温湿度快速切换都可以为您提供。Q-FOG CRHR循环腐蚀盐雾箱不仅满足ISO 14993,它还可以满足其他同样对快速温变有高求的标准,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型盐雾箱满足对温湿度要求高的腐蚀测试

关于相对湿度对腐蚀性的影响,查看以下视频详细说明: