混合气体腐蚀试验

1. 概述

2. 测试目的

• 材料耐蚀性筛选：对比不同材料（如铜合金、不锈钢、镀层金属）在混合气体环境中的腐蚀速率，例如通过盐雾试验与气体腐蚀的组合测试，评估材料在海洋工业环境中的适用性。
• 防护工艺验证：检验涂层（如电镀金、有机涂层）或缓蚀剂对混合气体腐蚀的防护效果。例如，通过电化学阻抗谱（EIS）分析涂层在 SO₂+Cl₂环境中的阻抗变化，判断其完整性。
• 失效机理研究：结合扫描电镜（SEM）与能谱分析（EDS），解析腐蚀产物成分（如 CuS、FeCl₃），揭示气体间的协同腐蚀机制。例如，H₂S 与 Cl₂的混合会加速金属硫化物的生成。

3. 适用范围

4. 测试方法

• 动态腐蚀试验：
  • 循环腐蚀（CCT）：模拟实际环境中的干湿交替过程，例如 Q-FOG CCT 设备通过盐雾喷雾、湿热、干燥循环，加速材料腐蚀。汽车行业常用此方法验证车身涂层的耐蚀性，试验周期可达 21 天。
  • 流动混合气体腐蚀：
    • 低浓度（≤1ppm）：适用于电子元件测试，如 IEC 60068-2-60 标准规定 SO₂、H₂S、NO₂、Cl₂浓度范围为 10ppb~25ppm，测试时间 4~21 天。
    • 高浓度（>1ppm）：用于化工设备评估，如 ASTM B845 标准采用 SO₂（25ppm）、Cl₂（1ppm）等气体，测试周期 72 小时。
• 电化学测试：
  • 极化曲线：测量材料在混合气体溶液中的腐蚀电流密度，计算腐蚀速率（mm / 年）。
  • 电化学阻抗谱（EIS）：分析腐蚀产物膜的阻抗特性，例如在 SO₂+Cl₂环境中，高阻抗值表明涂层防护性能良好。
• 加速腐蚀试验：
  • 中性盐雾（NSS）：5% NaCl 溶液喷雾，模拟海洋环境，常用于金属镀层测试。
  • 酸性盐雾（ASS）：添加冰醋酸使 pH 值为 3，腐蚀速度比 NSS 快 3 倍，适用于铝型材评估。

5. 常用标准组分

6. 检测设备与介质

• 设备：
  • 气体混合系统：精确控制 SO₂、NO₂等气体浓度，误差≤±5%。
  • 环境试验箱：具备温湿度控制（温度 ±1℃，湿度 ±5% RH）、气体循环功能，如 Q-FOG CCT 设备可模拟汽车行业腐蚀循环。
  • 分析仪器：SEM（观察腐蚀形貌）、EDS（成分分析）、XRD（腐蚀产物物相鉴定）。
• 介质：
  • 气体：SO₂（50ppb~25ppm）、H₂S（10ppb~25ppm）、NO₂（50ppb~25ppm）、Cl₂（10ppb~60ppb）。
  • 溶液：3.5% NaCl 溶液（中性盐雾）、含 Cl⁻/SO₄²⁻的酸性溶液（模拟工业酸雨）。