金属材料の腐食のほとんどは大気環境で発生します。大気中には酸素や汚染物質などの腐食成分や、湿度や温度変化などの腐食要因が含まれているためです。塩水噴霧腐食は、最も一般的で破壊的な大気腐食の 1 つです。
塩水噴霧腐食の原理
塩水噴霧による金属材料の腐食は、主に金属への導電性塩溶液の浸透と電気化学反応によって引き起こされ、「低電位金属 – 電解液 – 高電位不純物」というマイクロ電池システムが形成されます。電子の移動が起こり、陽極としての金属が溶解して新たな化合物、つまり腐食が形成されます。塩化物イオンは塩水噴霧による腐食損傷過程で主要な役割を果たし、強い浸透力を持ち、金属酸化物層を金属に浸透させやすく、金属の鈍い状態を破壊します。同時に、塩化物イオンは水和エネルギーが非常に小さいため、金属表面に吸着しやすく、金属を保護している酸化皮膜の酸素と入れ替わり、金属を損傷させます。
塩水噴霧腐食試験方法と分類
塩水噴霧試験は人工大気中での加速耐食性評価方法です。それは噴霧された塩水を濃縮したものです。次に、密閉恒温箱内に噴霧し、一定期間箱内に置いた試験サンプルの変化を観察することにより、試験サンプルの耐食性を反映する加速試験方法であり、塩化物塩水噴霧環境の塩濃度を測定します。しかし、一般的な自然環境の塩水噴霧内容は数倍から数十倍であるため、腐食速度が大幅に向上し、製品の塩水噴霧テスト、結果が得られるまでの時間も大幅に短縮されました。
塩水噴霧試験の前後
製品サンプルの腐食時間は、自然環境でテストすると 1 年から数年かかる場合がありますが、人工的に模擬された塩水噴霧環境でテストすると、数日または数時間で同様の結果が得られます。
塩水噴霧試験は主に次の 4 種類に分類されます。
①中性塩水噴霧試験（NSS）
②酢酸噴霧試験（AASS）
③銅促進酢酸噴霧試験（CASS）
(4) 交互塩水噴霧試験
塩水噴霧腐食試験装置
塩水噴霧試験結果の評価
塩水噴霧試験の評価方法には、評価法、腐食発生評価法、秤量法などがあります。
01
評価方法
評価方法は、総面積に占める腐食面積の割合を一定の方法によりいくつかの等級に分け、一定の等級を基準として適格な判断を行うものです。この方法は平板サンプルの評価に適しています。たとえば、GB/T 6461-2002、ISO 10289-2001、ASTM B537-70(2013)、ASTM D1654-2005 はすべて、この方法を使用して塩水噴霧試験結果を評価しています。
保護等級と外観等級
RP と RA の値は次のように計算されます。
ここで: RP は保護評価値です。RA は外観評価値です。A は、RP を計算する際の総面積に占めるマトリックス金属の腐食部分の割合です。RA は、総面積に占める保護層の腐食部分の割合です。
オーバーレイ分類と主観評価
保護等級は次のように表されます: RA/ -
例えば、軽度の錆が表面の1%を超え、表面の2.5%未満の場合、5/ - と表されます。
外観評価は – /RA 値 + 主観評価 + 重ね合わせ不良レベルで表されます。
たとえば、スポット面積が 20% を超える場合は、次のようになります。 – /2mA
性能評価はRA値+主観評価+オーバーレイ不良レベルで表されます。
たとえば、サンプルにマトリックス金属の腐食は存在しないが、陽極被覆層の軽度の腐食が総面積の 1% 未満である場合、それは 10/6sC と表示されます。
基板金属に対して負の極性をもつオーバーレイの写真
02
腐食の有無の評価方法
腐食評価方法は定性的な判定方法であり、塩水噴霧腐食試験に基づいて、サンプルの製品の腐食現象を判定するものです。たとえば、JB4 159-1999、GJB4.11-1983、GB/T 4288-2003 では、塩水噴霧の試験結果を評価するためにこの方法が採用されています。
一般的な電気めっき部品の塩水噴霧試験後の腐食特性表
腐食速度の計算方法：
01
金属腐食の臨界相対湿度は約 70% です。相対湿度がこの臨界湿度に達するか超えると、塩が溶解して良好な導電性を備えた電解質が形成されます。相対湿度が低下すると、結晶塩が沈殿するまで塩溶液の濃度が増加し、それに応じて腐食速度が低下します。温度が上昇すると、分子運動が激化し、高塩水噴霧による腐食速度が増加します。国際電気標準委員会は、温度が10℃上昇するごとに腐食速度は2～3倍、電解液の導電率は10～20％増加すると指摘しています。中性塩水噴霧試験では、一般に35℃が適正温度とされています。02溶液の濃度
サンプルの設置角度
塩水噴霧の堆積方向は鉛直方向に近い。サンプルを水平に置いた場合、その投影面積が最も大きくなり、サンプル表面に塩水噴霧が最も多くかかるため、腐食が最も深刻になります。その結果、鋼板が水平線から45°の場合、1平方メートルあたりの腐食減量は250g、鋼板が垂直線と平行の場合、1平方メートルあたりの腐食減量は140gであることがわかります。GB/T 2423.17-1993 規格には、「平らなサンプルを配置する方法は、試験表面が垂直方向から 30°の角度になるようにする必要があります」と記載されています。
04 PH
pH が低くなるほど、溶液中の水素イオンの濃度が高くなり、より酸性で腐食性が高くなります。中性塩水噴霧試験 (NSS) pH 値は 6.5 ～ 7.2 です。環境要因の影響により、食塩水の pH 値は変化します。塩水噴霧試験結果の再現性を向上させるために、国内外の塩水噴霧試験規格で塩水のpH値の範囲を規定し、試験中の塩水のpH値を安定させる方法が提案されている。
05
塩水噴霧の付着量と噴霧方法
塩水噴霧粒子が細かくなるほど、形成される表面積が大きくなり、より多くの酸素を吸着し、腐食性が高くなります。空気圧噴霧法やスプレータワー法を含む従来の噴霧法の最も明白な欠点は、塩水噴霧堆積の均一性が低いことと、塩水噴霧粒子の直径が大きいことです。さまざまなスプレー方法も塩溶液の pH に影響します。
塩水噴霧試験に関する規格。
自然環境における塩水噴霧は 1 時間どれくらいですか?
塩水噴霧試験は、自然環境暴露試験と人工加速模擬塩水噴霧環境試験の2つに分けられます。
塩水噴霧環境試験の人工シミュレーションは、一定の体積空間を備えた試験装置である塩水噴霧試験室を使用し、その体積空間内に人工的な手法で塩水噴霧環境を作り出し、製品の耐食性を評価するものです。自然環境と比較して、塩水噴霧環境における塩化物の塩濃度は、一般の自然環境における塩水噴霧含有量の数倍から数十倍になる可能性があるため、腐食速度が大幅に向上し、塩水噴霧試験は製品は大幅に短くなります。たとえば、自然暴露下では製品サンプルが腐食するまでに 1 年かかる場合がありますが、人工的に模擬された塩水噴霧環境下では 24 時間で同様の結果が得られます。
人工模擬塩水噴霧試験には、中性塩水噴霧試験、酢酸塩噴霧試験、銅塩加速酢酸塩噴霧試験、交互塩水噴霧試験が含まれます。
(1) 中性塩水噴霧試験（NSS 試験）は、最も早く登場し、最も応用範囲の広い加速腐食試験法です。噴霧液にはpHを中性域（6～7）に調整した5%塩化ナトリウム食塩水を使用します。試験温度は35℃に設定し、塩水噴霧の沈下速度は1～2ml/80cm²・hであることが求められた。
(2)酢酸塩噴霧試験（ASS試験）は中性塩水噴霧試験をベースに開発されました。5% 塩化ナトリウム溶液に氷酢酸を加えて、溶液の pH 値を約 3 に下げ、溶液を酸性にし、最終的に中性塩噴霧から酸性の塩水噴霧を形成します。腐食速度はNSSテストより約3倍速いです。
(3) 銅塩加速酢酸噴霧試験（CASS 試験）は、近年海外で開発された急速塩水噴霧腐食試験です。試験温度は50℃で、少量の銅塩 - 塩化銅を塩溶液に添加して、腐食を強力に誘発します。NSS テストよりも約 8 倍の速さで腐食します。
一般的な環境条件では、おおよそ次の時間換算式を参照できます。
中性塩水噴霧試験 24時間自然環境で1年間
24時間自然環境下で3年間のアセテートミスト試験
銅塩加速酢酸ミスト試験24時間自然環境8年間
したがって、海洋環境、塩水噴霧、乾湿交互、凍結融解特性を考慮すると、このような環境における漁船金具の耐食性は従来の試験の 1/3 にとどまると考えられます。
したがって、海洋環境、塩水噴霧、乾湿交互、凍結融解特性を考慮すると、このような環境における漁船金具の耐食性は従来の試験の 1/3 にとどまると考えられます。
だからこそ漁船には以下の装備が義務付けられています。メタルハライドランプ安定器そしてコンデンサーは屋内に設置されています。のランプホルダー4000ワットの集魚灯を搭載摂氏 230 度以上に耐えられる材料で密閉する必要があります。集魚灯の使用中にシーリング効果が失われないようにするため、塩水噴霧によりランプキャップが腐食し、電球のチップが破損することがあります。
上記では、マグロを引き寄せる4000w集魚灯漁船で半年使用しました。船長は1年間島を警備していたため、ランプを陸上の乾燥した環境に保管したり、ランプの封印を確認したりしなかった。1年後に再度ランプを使用したところ、ランプのチップが破裂してしまいました。
投稿日時: 2023 年 5 月 15 日