Singleton-Salzsprühkammer

Wenn wir über Salzsprühtest sprechen, denken wir anSingleton-Salzsprühkammer, mit dem die korrosive Umgebung simuliert und die Korrosionsbeständigkeit und Zuverlässigkeit von Produkten getestet werden kann.

Der Salzsprühtest wird hauptsächlich in vier Typen unterteilt:
● Neutraler Salzsprühtest (NSS);
● Essigsäure-Salzsprühtest (AASS);
● Kupferbeschleunigter Essigsäure-Salzsprühtest (CASS);
● Salzsprühnebel-Wechseltest.

Und der künstliche simulierte Salzsprühtest umfasst:
Neutraler Salzsprühtest (NSS), Acetat-Sprühtest (ASS), Kupfersalz-beschleunigter Acetat-Sprühtest (CASS), alternierender Salzsprühtest.

Die Korrosion metallischer Werkstoffe tritt in der Atmosphäre hauptsächlich in der Umgebung auf, die korrosive Bestandteile und Faktoren wie Sauerstoff, Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und Schadstoffe enthält.

Salzsprühkorrosion ist eine häufige und äußerst zerstörerische atmosphärische Korrosion.

Die Korrosion von Metallmaterialien durch Salznebel wird hauptsächlich durch die elektrochemische Reaktion einer leitfähigen Salzlösung verursacht, die in das Metall eindringt und ein Mikrobatteriesystem „Metall mit niedrigem Potential – Elektrolytlösung – Verunreinigung mit hohem Potential“ bildet, bei dem ein Elektronentransfer stattfindet und das Metall als Anode sich auflöst und eine neue Verbindung bildet, nämlich das korrosive Produkt.
Die Hauptrolle im Salzsprühkorrosionsprozess spielen Chloridionen, die ein starkes Durchdringungsvermögen haben und leicht in die Metalloxidschicht des Metalls eindringen können, wodurch der passive Zustand des Metalls zerstört wird. Gleichzeitig haben Chloridionen eine sehr geringe Hydratationsenergie und werden leicht an der Metalloberfläche adsorbiert, wobei sie den Sauerstoff in der Oxidschicht ersetzen, die das Metall schützt, und das Metall beschädigen.

Der Salzsprühtest ist eine beschleunigte Methode zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit in künstlicher Atmosphäre. Dabei wird Salzwasser einer bestimmten Konzentration zerstäubt und dann in eine geschlossene Box mit konstanter Temperatur gesprüht. Die Korrosionsbeständigkeit der getesteten Probe wird durch Beobachtung der Veränderungen der getesteten Probe nach einer gewissen Zeit in der Box bestimmt. Es handelt sich um eine beschleunigte Testmethode. Die Salzkonzentration von Chlorid in der Salzsprühumgebung kann mehrere oder Dutzende Male höher sein als der Salzsprühgehalt in der natürlichen Umgebung, was die Korrosionsrate erheblich erhöht. Die Zeit bis zum Erhalt der Ergebnisse des Salzsprühtests am Produkt wird ebenfalls erheblich verkürzt.

Bei Tests einer Produktprobe in einer natürlichen Umgebung kann es ein Jahr oder sogar mehrere Jahre dauern, bis sie korrodiert. Bei Tests in einer künstlichen, simulierten Salzsprühumgebung dauert es jedoch nur wenige Tage oder sogar Stunden, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen.

1. Temperatur und Luftfeuchtigkeit testen
Die kritische relative Luftfeuchtigkeit für Metallkorrosion beträgt etwa 70 %. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit diese kritische Luftfeuchtigkeit erreicht oder überschreitet, zerfließt das Salz und bildet einen Elektrolyten mit guter Leitfähigkeit.
Wenn die relative Luftfeuchtigkeit abnimmt, steigt die Konzentration der Salzlösung, bis kristallines Salz ausfällt, und die Korrosionsrate nimmt entsprechend ab. Wenn die Temperatur steigt, verstärkt sich die Molekülbewegung und die Korrosionsrate von starkem Salznebel nimmt zu.
Die Internationale Elektrotechnische Kommission weist darauf hin, dass sich die Korrosionsrate bei jedem Temperaturanstieg um 10 Grad um das Zwei- bis Dreifache erhöht und die Leitfähigkeit des Elektrolyten um 10 bis 20 % zunimmt. Für neutrale Salzsprühtests wird allgemein angenommen, dass die Testtemperatur bei 35 Grad angemessener ist.

2. Lösungskonzentration
● Wenn die Konzentration unter 5 % liegt, nimmt die Korrosionsrate von Stahl, Nickel und Messing mit zunehmender Konzentration zu;
● Wenn die Konzentration größer als 5 % ist, verringert sich die Korrosionsrate dieser Metalle mit zunehmender Konzentration.
Dies liegt daran, dass im niedrigen Konzentrationsbereich der Sauerstoffgehalt mit zunehmender Salzkonzentration zunimmt, bei einer Erhöhung der Salzkonzentration auf 5 % ist eine relative Sättigung des Sauerstoffgehalts erreicht und bei weiterer Erhöhung der Salzkonzentration der Sauerstoffgehalt entsprechend abnimmt.
Mit sinkendem Sauerstoffgehalt verringert sich auch die Depolarisationsfähigkeit des Sauerstoffs, das heißt die Korrosionswirkung lässt nach.
Bei Metallen wie Zink, Cadmium und Kupfer nimmt die Korrosionsrate stets mit der Konzentration der Salzlösung zu.

3. Probenplatzierungswinkel
Die Richtung der Salznebelablagerung ist nahe an der vertikalen Richtung. Wenn die Probe horizontal platziert wird, ist ihre Projektionsfläche am größten und die Menge des Salznebels auf der Probenoberfläche ist am größten, sodass die Korrosion am schwerwiegendsten ist.
Die Forschungsergebnisse zeigen, dass der Korrosionsgewichtsverlust pro Quadratmeter 250 g beträgt, wenn die Stahlplatte in einem Winkel von 45- Grad zur Horizontalen steht, und dass der Korrosionsgewichtsverlust 140 g pro Quadratmeter beträgt, wenn die Stahlplattenebene parallel zur Vertikalen steht.
Der Standard GB/T 2423.17-93 legt fest: Bei der Platzierung flacher Proben muss die Testoberfläche in einem Winkel von 30- Grad zur vertikalen Richtung stehen.

4. pH-Wert
Je niedriger der pH-Wert, desto höher die Wasserstoffionenkonzentration in der Lösung und je stärker der Säuregehalt, desto stärker die Korrosion.
Der pH-Wert des neutralen Salzsprühtests (NSS) beträgt 6,5 bis 7,2. Aufgrund des Einflusses von Umweltfaktoren ändert sich der pH-Wert der Salzlösung.
Aus diesem Grund wurde in in- und ausländischen Normen für Salzsprühtests der pH-Wertbereich von Salzlösungen festgelegt und Methoden zur Stabilisierung des pH-Werts von Salzlösungen während des Tests vorgeschlagen, um die Reproduzierbarkeit der Salzsprühtestergebnisse zu verbessern.

5. Salzsprühnebelabscheidung und Sprühverfahren
Je feiner die Salzsprühnebelpartikel sind, desto größer ist die gebildete Oberfläche, desto mehr Sauerstoff wird absorbiert und desto korrosiver ist es.
Zu den traditionellen Sprühmethoden zählen Luftdrucksprühen und Sprühturmmethoden. Der offensichtlichste Nachteil besteht darin, dass die Gleichmäßigkeit der Salzsprühabscheidung schlecht ist und der Durchmesser der Salzsprühpartikel groß ist.
Auch unterschiedliche Sprühmethoden beeinflussen den pH-Wert von Salzlösungen.

Salzsprühnebeltestswerden in zwei Kategorien unterteilt: eine ist der Expositionstest in natürlicher Umgebung und die andere ist der künstliche beschleunigte simulierte Salzsprühumgebungstest.
Beim Test einer künstlichen simulierten Salzsprühumgebung wird ein Testgerät mit einem bestimmten Volumenraum – die Singleton-Salzsprühkammer – verwendet, um in seinem Volumenraum mit künstlichen Methoden eine Salzsprühumgebung zu erzeugen und so die Salzsprühkorrosionsbeständigkeit des Produkts zu beurteilen.
Im Vergleich zur natürlichen Umgebung kann die Salzkonzentration von Chlorid in der Salzsprühumgebung ein Vielfaches oder Dutzende Male höher sein als der allgemeine Salzsprühgehalt in der natürlichen Umgebung, was die Korrosionsrate erheblich erhöht und die Zeit bis zum Erhalt der Ergebnisse des Salzsprühtests des Produkts erheblich verkürzt.
Wenn beispielsweise eine Produktprobe in einer natürlichen Umgebung getestet wird, kann es ein Jahr dauern, bis sie korrodiert, in einer künstlichen simulierten Salzsprühumgebung hingegen dauert es nur 24 Stunden, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen.
Zu den künstlichen simulierten Salzsprühtests gehören: neutraler Salzsprühtest, Acetat-Sprühtest, mit Kupfersalz beschleunigter Acetat-Sprühtest und alternierender Salzsprühtest.

(1) Neutraler Salzsprühtest (NSS-Test)
Es handelt sich um die älteste beschleunigte Korrosionstestmethode mit dem breitesten Anwendungsbereich. Als Sprühlösung wird eine 5%ige Natriumchlorid-Salzlösung mit einem auf einen neutralen Bereich (6-7) eingestellten pH-Wert verwendet. Die Testtemperatur beträgt 35 Grad und die Salzsprühnebel-Sedimentationsrate muss zwischen 1 und 2 ml/80 cm².h liegen.

(2) Essigsäure-Salzsprühnebeltest (ASS-Test)
Es wurde auf der Grundlage des neutralen Salzsprühtests entwickelt. Dabei wird der 5%igen Natriumchloridlösung etwas Eisessig zugesetzt, um den pH-Wert der Lösung auf etwa 3 zu senken, sodass die Lösung sauer wird und der schließlich gebildete Salzsprühnebel sich ebenfalls von einem neutralen Salzsprühnebel zu einem sauren verändert. Seine Korrosionsrate ist etwa dreimal schneller als die des NSS-Tests.

(3) Kupfersalzbeschleunigter Essigsäure-Salzsprühtest (CASS-Test)
Es handelt sich um einen kürzlich im Ausland entwickelten schnellen Salzsprühkorrosionstest. Die Testtemperatur beträgt 50 Grad. Der Salzlösung wird eine kleine Menge Kupfersalz-Kupferchlorid zugesetzt, um eine starke Korrosion hervorzurufen. Die Korrosionsrate ist etwa 8-mal so hoch wie beim NSS-Test.

Zusammenfassend ergibt sich folgende spezifische Zeitumrechnung:

Neutraler Salzsprühtest 24h ⇌ natürliche Umgebung 1 Jahr

Essigsäure-Salzsprühtest 24h ⇌ natürliche Umgebung 3 Jahre

Kupfersalz beschleunigter Essigsäure-Salzsprühtest 24h ⇌ natürliche Umgebung 8 Jahre

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