塩水噴霧試験とは何ですか?

Aug 07, 2017

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  塩水噴霧(または塩霧)試験 は、標準化された一般的な 腐食 試験方法であり、材料および表面 被膜の 耐食性をチェックするために使用さ れる 通常、試験される材料は、 金属 (石、セラミック、およびポリマーも試験され得るが)であり 、下地の金属に対する ある程度の 腐食 保護を 提供することを意図した表面コーティングで仕上げられる 塩水噴霧試験は、保護被膜として使用するための被膜の適合性(主に比較的)を評価するために、被膜試料に対する腐食性の攻撃を生成する加速腐食試験である。 腐食生成物( または他の酸化物) の出現は 、所定の時間後に評価される。 試験時間は、コーティングの耐食性に依存する。 一般的に、コーティングがより腐食性であるほど、腐食/錆の出現前の試験期間が長くなる。 塩水噴霧試験は、最も広く普及している長期にわたる確立された腐食試験の1つです。 ASTM B117は、1939年に最初に出版された、国際的に認められた最初の塩水噴霧標準です。その他の重要な関連規格は、 ISO 9227、 JIS Z 2371および ASTM G85です。

応用

塩水噴霧試験は、比較的安価で、迅速で、よく標準化され、合理的に反復性があるので一般的です。 塩水噴霧試験の持続時間と、溶融亜鉛めっき鋼のような特定の被膜の被膜の予想寿命との間には弱い相関があるかもしれないが、この試験は低コストで迅速な結果により世界的に人気を博している。 現在、ほとんどのソルトスプレーチャンバーは、コーティングの耐食性を予測するのではなく、前処理および塗装、電気メッキ、亜鉛メッキなどのコーティングプロセスを比較基準で維持するために使用されています。 例えば、前処理された+塗装された成分は、生産のために受け入れられるために、96時間の中性塩スプレーを通過しなければならない。 この要件を満たすことができない場合、次のバッチが所望の品質になるように、前処理の化学プロセスまたはペイント品質の不安定性が直ちに解決されなければならないことを意味する。 加速腐食試験が長ければ長いほど、プロセスが制御不能に長くなり、非適合バッチの形態で損失が大きくなる。 したがって、塩水噴霧試験の原理的適用は、実際の耐食性と予想される耐食性との間で迅速な比較を行うことを可能にする。 最も一般的には、試験中の試料に酸化物が現れるまでの時間を予想と比較し、試験が合格したか失敗したかを判断します。 この理由から、塩水噴霧試験は、例えば、金属部品の表面コーティングなどの製造プロセスの有効性をチェックするために使用することができる、品質監査の役割の中で最も頻繁に採用されています。 塩水噴霧試験は、実際の腐食条件を作り出したり、複製したり、加速したりしないため、材料や表面コーティングが実際の腐食にどのように抵抗するかを予測するのにはほとんど応用できません。 繰り返し腐食試験がこれに適しています。

試験装置

試験のための装置は、塩水(5%NaCl)溶液を加圧空気を用いてスプレーノズルによって霧状にした閉じた試験キャビネット/チャンバーからなる。 これにより、 腐食性環境の塩水霧(ミストまたはスプレーとも呼ばれる)がチャンバ内で発生し、この環境に曝された試験サンプルが厳しい腐食条件にさらされる。 チェンバーの容量は、サプライヤーごとに異なります。 特定の塩水噴霧試験標準で必要とされる最小量がある場合、これは明確に述べられており、それに従うべきである。 より大きなチャンバがより均質なテスト環境を提供できるという一般的な歴史的コンセンサスが存在する。

塩水噴霧試験溶液のバリエーションは、試験される材料に依存する。 鉄系材料の最も一般的な試験は、このタイプの試験溶液が6.5〜7.2の中性pHに調製されているという事実を反映するニュートラルソルトスプレー試験(しばしばNSSと略記する)である。 結果は、腐食生成物の出現なしにNSSの試験時間として一般的に表される(例えば、ISO 9227によるNSSでは720時間)。 合成海水溶液は、一般に、いくつかの企業および規格によっても特定されている。 他の試験溶液は、電気メッキされた銅 - ニッケル - クロム、電気メッキされた銅 - メッキされた銅メッキされた銅メッキされた銅メッキのような装飾的コーティングの評価のために選ばれた酢酸 (しばしばASSと略記される)および塩化銅 (しばしばCASSと略される)ニッケルまたは陽極酸化アルミニウム これらの酸性化試験溶液は、一般に、pH3.1〜3.3

NSS試験にASSまたはCASS試験キャビネットを互換的に使用することは推奨されていませんが、クロスコンタミネーションのリスクがあるため 、CASS試験後のキャビネットの完全掃除は非常に困難です。 ASTMはこの問題に対処していませんが、 ISO 9227は推奨していません。

大部分の塩水噴霧試験は連続的であるが、 試験中のサンプルは、試験の全期間にわたって塩水霧の連続発生に曝されるが、そのような暴露を必要としないものもある。 このような試験は、一般に、改質塩噴霧試験と呼ばれる。 ASTM G85は、基本的な塩水噴霧試験のバリエーションであるいくつかの修正された塩水噴霧試験を含む試験標準の一例です。 3.jpg

修正された塩水噴霧試験

ASTM G85は、改良された塩水噴霧試験をカバーする最も一般的なグローバル試験標準です。 このような試験は、ASTM G85で附属書A1からA5と呼ばれています。

使用されている修正塩水噴霧室

[1]これらの変更された試験の多くは、当初、特定の産業分野で発生し、自然発生する腐食の影響を再現し、これらの効果を促進する腐食試験の必要性に対処しました。

この加速は、化学的に改変された塩水噴霧溶液の使用、多くの場合、これらの試験気候の比較的急速なサイクリングによって、しばしば他の試験気候と組み合わされることによって生じる。 特定の業種では一般的ですが、多くの場合、塩腐食試験 (CCT)に変更されています。ASTM G85の塩水噴霧試験に使用される環境試験室のタイプは、 ASTM B117自動気候サイクル制御システムのようないくつかの付加的な特徴を有することが多い。

変性ソルトスプレー試験中に必要とされる温度及び湿度のステップを示すグラフASTM G85 Annex 1

ASTM G85 Annex A1 - 酢酸塩噴霧試験(非環式)この試験は、 酢酸塩噴霧環境に暴露されたときに、 および亜鉛ベースのダイカスト上の装飾クロムめっきの腐食に対する相対抵抗を測定するために使用できます温度。 このテストは、ASSテストとも呼ばれます。 試験片を密閉した室内に置き、試験標準の要件に従って調製し、酢酸を添加して酸性化した(pH3.1〜3.3に)塩水溶液の連続間接噴霧にさらす。 このスプレーは、+ 35℃のチャンバー温度において、1.0~2.0ml / 80cm2 /時間の速度で試料に落下するように設定される。 この気候は、一定の定常状態の条件下で維持される。 テスト期間は可変です。 [2]


変性ソルトスプレー試験中に必要とされる温度及び湿度のステップを示すグラフASTM G85 Annex 2

ASTM G85付属書A2-酸性塩霧試験(サイクリック)。

この試験は、酢酸塩噴霧の変化する気候に曝された後、空気乾燥された後に高湿度で、高温でアルミニウム合金の腐食に対する相対的な耐性を試験するために使用することができる。 このテストは、マストマシステストとも呼ばれます。 試験片を閉鎖されたチャンバ内に配置し、以下の3パートの反復サイクルを含む変化する気候にさらす。 試験標準の要求に従って調製し、酢酸を添加して酸性化した(pH2.8〜3.0に)塩水溶液の連続間接スプレーに0.75時間暴露する。 この噴霧は、1.0~2.0ml / 80cm2 /時間の速度で試料に落下するように設定される。 これに続いて空気乾燥(パージ)気候に2.0時間暴露する。 これに続いて、高湿度気候への3.25時間の暴露が続き、これは徐々に65%RHと95%RHとの間に上昇する。 試験サイクル全体は、+ 49℃の一定のチャンバ温度にある。 サイクルの繰返し数、したがってテスト期間は可変です。 [2]


変性ソルトスプレー試験中に必要とされる温度および湿度のステップを示すグラフASTM G85 Annex 3

ASTM G85付属書A3 - 海水酸性試験(サイクリック)

この試験は、酸性化された合成海水噴霧の変化する気候にさらされた場合に、コーティングされたまたはコーティングされていないアルミニウム合金および他の金属の腐食に対する相対的な耐性を試験するために使用することができる。 このテストは、SWAATテストとも呼ばれます。 試験片を密閉されたチャンバ内に配置し、次の2パートの反復サイクルを含む変化する気候にさらす。 試験標準の要求に従って調製し、酢酸を添加することによって(pH2.8〜3.0に)酸性化した合成海水の連続間接スプレーに30分間暴露する。 この噴霧は、1.0~2.0ml / 80cm2 /時間の速度で試料に落下するように設定される。 これに続いて、98%RH以上の高湿度の気候に90分間曝される。 試験サイクル全体は、+ 49℃の一定のチャンバ温度(有機コーティングされた試験片の場合、+ 24〜+ 35℃に低下し得る)である。 サイクルの繰返し数、したがってテスト期間は可変です。 [2]


変性ソルトスプレー試験中に必要とされる温度および湿度のステップを示すグラフASTM G85 Annex 4A


修正された塩水噴霧試験の例ASTM G85付属書A4-SO2塩水噴霧試験

ASTM G85付属書A4-SO2塩水噴霧試験(サイクリック)

この試験は、通常の使用期間中にSO2( 二酸化硫黄 )/塩水噴霧/酸性雨の環境に遭遇する可能性が高い製品サンプルの腐食に対する相対耐性を試験するために使用することができます。 試験片を閉鎖されたチャンバー内に配置し、2つの可能な気候サイクルのうちの1つにさらされる。 いずれの場合も、塩水噴霧は、試験水準の要件に従って調製された塩水噴霧または合成海水であってもよい。 最も適切な試験サイクル及びスプレー溶液は、当事者間で合意されなければならない。

第1の気候サイクルは、中性(pH6.5〜7.2)塩水/合成海水溶液の連続間接噴霧を含み、これは1.0〜2.0ml / 80cm2 /時間の速度で試料に落ちる。 この噴霧中、チャンバには、噴霧の6時間ごとに1時間、チャンバ容積の35cm3 /分/ m3の速度でSO2ガスを投与する。 試験サイクル全体は+ 35℃の一定のチャンバ温度にある。 サイクルの繰返し数、したがってテスト期間は可変です。

第2の気候サイクルは、中性(pH6.5〜7.2)塩水/合成海水溶液の0.5時間の連続間接噴霧を含み、これは1.0〜2.0ml / 80cm2 /時間の速度で試料に落ちる。 これに続いて、SO 2ガスをチャンバ容積35cm 3 /分/ m 3の割合で0.5時間投与する。 これに続いて、2.0時間の高湿度浸漬が行われる。 試験サイクル全体は、+ 35℃の一定のチャンバ温度にある。 サイクルの繰返し数、したがってテスト期間は可変です。 [2]


変性ソルトスプレー試験中に必要とされる温度及び湿度のステップを示すグラフASTM G85 Annex 5

ASTM G85 Annex A5 - 電解質塩霧/乾燥試験希釈(サイクリック)

この試験は、周囲温度での希薄塩水噴霧の変化する気候に曝された後、高温で空気乾燥された後、 鋼の腐食塗料に対する相対的な抵抗を試験するために使用することができる。 これは表面コーティング業界で一般的なテストであり、PROHESION™テストとも呼ばれます。 試験片を密閉されたチャンバ内に配置し、次の2パートの反復サイクルを含む変化する気候にさらす。 試験標準の要件に従って調製し、酢酸を添加して酸性化した(pH3.1〜3.3に)塩水溶液の連続間接噴霧に1.0時間暴露する。 このスプレーは、周囲のチャンバ温度(21~27℃)において、1.0~2.0ml / 80cm2 /時間の速度で試料に落下するように設定される。 これに続いて、+ 35℃のチャンバー温度で、空気乾燥(パージ)気候に1.0時間暴露する。 サイクルの繰返し数、したがってテスト期間は可変です。 [2]

標準化


白い腐食を伴う電気めっきされた黄色クロメートボルト


テスト後に赤い錆が付いた亜鉛フレーク被覆ボルト

チェンバーの構築、試験手順、および試験パラメータは、ASTM B 117およびISO 9227などの国内および国際標準で標準化されています。これらの規格は、この試験を実施するために必要な情報を記述しています。 温度、スプレー溶液の空気圧、スプレー溶液の調製、濃度、 pHなどの試験パラメータ。標準の遵守を示すためには、試験パラメータの毎日のチェックが必要であるため、記録はそれに応じて維持されなければならない。 ASTM B117およびISO 9227は参照標準として広く使用されている。 テストキャビネットは、ここで指定された要件に従って製造されています。

しかしながら、これらの試験規格は、評価されるコーティングの試験期間の情報も、塩の形態の腐食生成物の外観も提供しない。 要件は顧客と製造業者の間で合意されています。 自動車業界では、要件は材料仕様で規定されています。 異なるコーティングは、塩水噴霧試験において異なる挙動を有し、その結果、試験期間は、あるタイプのコーティングから別のタイプに異なるであろう。 例えば、典型的な電気めっきされた亜鉛および黄色不動態化鋼部品は、 白い錆のない塩水噴霧試験で96時間持続する。 電気めっきされた亜鉛ニッケル鋼部品は、赤錆のないNSS試験(または赤錆のないCASS試験では48時間)で720時間以上持続することができます。試験期間(時間)に要件が確立され、コーティングは最小試験期間に適合しなければなりません。

ソルトスプレーテストのために時には使用される人工海水は、 ASTMインターナショナルで見つけることができます。 人工海水の基準はASTM D1141-98であり、代替海洋水の標準的な製造方法です。

用途

この方法で評価できる典型的なコーティングは、

  • リン酸塩処理(前処理)表面(その後の塗料/プライマー/ラッカー/防錆剤を含む)

  • 亜鉛および亜鉛合金めっき( 電気めっきも参照)。 ガイダンスについてはISO 4042を参照

  • 電気メッキクロムニッケルスズ

  • ISO 10683に従った亜鉛フレークコーティングのような、電解的に適用されないコーティング

  • 防錆剤などの有機コーティング

  • ペイントコーティング

溶融亜鉛めっきされた表面は、一般的に塩水噴霧試験(ISO 1461またはISO 10684参照)で試験されていません。 溶融亜鉛めっきは、自然環境に曝されると炭酸 亜鉛を生成し、被覆金属を保護し、腐食速度を低下させる。 溶融亜鉛めっきされた試験片が塩水噴霧霧に曝されたときに炭酸亜鉛が生成されないので、この試験方法は腐食保護の正確な測定を与えない。 ISO 9223は、溶融亜鉛めっき試験片の耐食性を適切に測定するためのガイドラインを示しています。

下地の溶融亜鉛めっき被膜を有する塗装された表面は、この方法に従って試験することができる。 ISO 12944-6を参照してください。

試験期間は、数時間(例えばリン酸塩処理された鋼の8または24時間)から1ヶ月以上(例えば、720時間の亜鉛 - ニッケルコーティング、1000時間の特定の亜鉛フレークコーティング)までの範囲である。


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