電工電子產品環境試驗需要進行鹽霧腐蝕,對金屬材料的防護層、零部件進行腐蝕試驗,檢驗產品受鹽霧腐蝕的影響而造成的惡化,考核其抗鹽霧腐蝕的能力及在鹽霧環境下的性能變化。
鹽霧腐蝕機理主要是導電的鹽溶液滲入金屬內部發生了電化學反應,形成腐蝕生成物。鹽霧腐蝕破壞過程具有很強的穿透能力,容易穿透氧化層和防護層,破壞金屬的鈍態;鹽霧腐蝕還受溶解在鹽溶液里的氧的影響,加速金屬溶解;由于鹽霧試驗過程中的持續噴霧,腐蝕物的生成,滲人金屬缺陷里鹽溶液的體積逐漸膨脹,金屬內應力增大,引起應力腐蝕,涂層鼓起。鹽霧腐蝕是電工電子產品性能考核的重要試驗,因此探討其試驗方法具有現實意義。
GB/T 2423.17-2008適用于比較具有相似結構的試樣的抗鹽霧腐蝕的能力,也適用于評定保護性涂層的質,量以及均勻性,不適用于含鹽大氣中使用的產品。
GB/T 2423.18-2012適用于預定耐受含鹽大氣的元件或設備。
2.1試驗準備及預處理
2.1.1 試驗準備
(1)鹽溶液
a)鹽溶液的濃度為(5+1)%(質量比);其配置方法是將質量為(5+1)份的高品質氛化鈉溶解在質量為95份的蒸館水或者去離子水中。
b)PH值要求溫度在(35=2)℃時,在6.5-7.2之間。
在保證氛化鈉濃度的前提下,可以用稀鹽酸或者氫氧化鈉調節PH值。如果在較低的室溫下配置溶液,在35℃霧化時,水中的二氧化碳會揮發損失,導致溶液中的PH值升高。
(2)試品擺放
試品間不能接觸,不能觸及試驗箱和任何金屬,擺放角度要求受試面與垂直方向成30。
(3)溶液收集
面積為80 cm2器皿收集至少16個小時,每小時收集量1.0-2.0ml之間,至少兩個收集皿,注意器皿避免滴入凝結的溶液。
(4)試驗條件
溫度為(35+2)℃,濕度為95%。飽和溫度設置為37℃。程式設置,第一段設置20分鐘,為等待溫濕度達到試驗條件時間,不計入總的試驗時間。
2.1.2 預處理
清潔試品,不能引人二次腐蝕,盡量避免用手直接接觸試品。
2.2試驗設備
2.2.1 設備組成
(1)試驗箱
包含噴霧塔、計量筒(收集器皿)、底盤加熱裝置、支架、V型支架;通過調節噴霧塔的高低,可以控制噴霧量的大小。
(2)鹽水箱
盛放氯化鈉溶液。
(3)飽和空氣桶
用于對壓縮空氣進行加熱和加濕,使空氣達到飽和濕度后進行噴霧。加水口在后側,水位觀察管在右側,加水至觀察管的70%處,關閉加水口的閥門。
(4)氣源
使用空氣壓縮機集中供氣,進氣壓力在0.2-0.3MPa,調節進氣壓力可以控制噴霧量大小,壓力在出廠時已經設置好。
(5)控制部分
控制面板、控制器件、噴霧壓力調節閥(0.07-0.17MPa,出廠時已設置好)、噴霧壓力用于調節噴霧量大小。排霧按鈕用于試驗后排霧。
(6)右側水箱
連接干濕球,做溫濕度試驗時用。
2.2.2 注意事項
(1)鹽霧試驗前,注意試驗箱底部、鹽水箱和飽和空氣桶水位正常,否則設備不啟動。設備應設有干燒保護。(2)鹽霧試驗后,需要將底盤剩余的水排出,排水方式改為溫濕度方式啟動,即可自動排水。
2.3技術要求及影響因素
2.3.1 戶外型
戶外安裝的金屬殼體、戶外安裝的殼體的外部金屬部件應進行試驗,按照GB/T2423.4-2008(試驗Db)進行濕熱循環試驗、按照GB/T2423.17-2008(試驗Ka:鹽霧)
進行鹽霧試驗,試驗由完全相同的2個12天周期組成。
每個12天周期包括:
(1)按照 GB/T2423.4-2008(試驗Db)進行濕熱循環試驗,試驗以24h為一個循環,共進行5個循環;
(2)按照GB/T2423.17-2008(試驗Ka:鹽霧)進行鹽霧試驗,試驗以24h為一個循環,共進行7個循環。
2.3.2 戶內型
戶內安裝的金屬殼體、戶內安裝的殼體的外部金屬部件、戶內和戶外安裝的殼體內部用于機械操作的金屬部件應進行試驗,按照GB/T2423.17-2008(試驗Ka:鹽霧)進行鹽霧試驗,試驗以24h為一個循環,共進行2個循環。
2.3.3 影響因素
(1)試驗溫濕度
鹽霧腐蝕的速度受試驗溫度和相對濕度影響。溫度越高腐蝕速度越快;相對濕度的臨界值是70%。
(2)鹽溶液的濃度
材料和覆蓋層的種類一般有鋼、錦和黃銅,鹽溶液的濃度對腐蝕速度的影響值是5%。當濃度大于5%時,濃度與腐蝕速度成反比;當濃度在5%以下時,濃度與腐蝕速度成正比。
(3)樣品放置角度
鹽霧是接近垂直方向沉降的,當樣品水平放置時表面承受的鹽霧量最多,腐蝕最嚴重。
(4)鹽溶液的PH值
鹽霧試驗的結果主要受pH值的影響,pH值與腐蝕性成反比,其值越低,酸性越強,腐蝕性也就越強。
(5)鹽霧沉降量和噴霧方式
鹽霧顆粒的粗細與腐蝕性成反比,越細腐蝕性越強。
噴霧一般有氣壓噴射法和噴塔法兩種方式。
2.4試后處理及檢查2.4.1 試后處理
試驗停止后,首先應進行試驗箱排霧。排霧后開啟箱蓋,切記不要開蓋太快太快,以免蓋頂的溶液滴入器皿。箱蓋V型設計就是為了避免冷凝的溶液直接滴落在樣品和收集器皿中。
試驗結束后拿出量筒時,要用木塞將量筒口封住,以免空氣中水分、二氧化碳等成分影響溶液的PH值。試后樣品的處理過程分三步:
1)在自來水下沖洗5min;
2)再用蒸館水或去離子水沖洗;
3)晃動或用氣流干燥去掉水滴。試樣在正常使用條件下放置2h(不少于1h,不超過2h)。
收集溶液的處理:
(1)測量溶液PH值,應在6.5-7.2之間;
(2)對溶液稱重,然后將盛放溶液的器皿放入鼓風干燥箱內,在80℃溫度下進行蒸發結晶,待水分完全蒸發后,再對析出的氯化鈉晶體進行稱重。最后計算溶液氛化鈉濃度。
2.4.2 目測檢查
沒有明顯銹痕、破裂或不超過ISO 4628-3:2003所允許的Ril銹蝕等級的其他損壞。允許保護涂層表面的損壞,但機械完整性不應損壞;密封不應損壞;門、鉸鏈鎖和緊固件的工作不應有異常。
本文從適用標準及范圍、試驗準備及預處理、試驗設備及注意事項、技術要求及影響因素、試后處理及檢查五個方面探討了電工電子產品鹽霧腐蝕試驗方法可以為相關人員提供有力的理論指導,使得檢驗流程規范化、標準化。