杭州华普永明光电股份有限公司  洪梅娟  夏誉  刘明召  王红歌

杭州市质量技术监督检测院  朱腾飞

嘉兴威凯检测技术有限公司  钱雪伟

关键词：盐雾腐蚀试验  标准体系  LED照明产品  应用

　　盐雾腐蚀是常见的具有破坏性的大气腐蚀，实际应用中出现较多腐蚀问题，严苛环境对产品耐盐雾的能力提出更高要求。由于对国内外盐雾试验的标准体系缺乏深入了解，尤其LED照明产品盐雾试验标准方法不统一，试验结果评定粗略笼统，产品设计存在盲目性，质量参差不齐，迫切需要对盐雾深入研究以满足产品发展需求。本文对盐雾成因、原理等进行剖析，梳理国内外盐雾标准体系，重点解读标准的关键技术指标。结合标准实施应用实例，帮助标准使用者对盐雾标准体系有更全面准确的认识了解，正确掌握选择和应用盐雾标准，指导LED照明产品研制和试验。

1.1  盐雾腐蚀危害

　　盐雾主要由钠离子、氯离子等组成。据统计，环境引起产品故障数占总故障约52%，其中盐雾4%，每年腐蚀金属报废1亿t，我国每年因腐蚀造成的经济损失约200亿元。盐雾对产品的破坏效应及危害分为3类^[1]：腐蚀效应、电效应和物理效应，见表1。

表1  盐雾的破坏效应及危害

1.2  盐雾形成原因

　　全球每年约3.3亿t的盐雾微粒产生，含量约占大气尘的28%。

1.2.1  海洋及沿海环境影响^[2]

　　受海风和气压变化影响，海水不停地进行波浪、潮汐和洋流运动，会产生微小的水滴随气流升入空中，经裂解、蒸发、混合等过程演变形成大气盐核，可达2000多米的高空并随气流向内陆传播。海洋每年向陆地输送约27.2亿t盐核量。大气中的盐雾含量以及盐雾沉降量随海岸到内陆距离的增加而下降。

1.2.2  融雪剂影响

　　哈尔滨、沈阳、北京、天津等北方城市每年冬季消耗（60～70）万t融雪剂，城市、高速公路用的融雪剂主要是氯化钠（工业盐）。盐溶解吸收热量，使积雪消冻成水，另外盐水的凝固温度比水低，雪水溶化后很难再形成冰块。

　　融雪剂经气流输送形成由悬浮的氯化物微小液滴所组成的弥散盐雾系统，具有很强的腐蚀性。实验表明，一座设计寿命为50年的立交桥，如果一直使用融雪剂除雪，寿命会降至低于25年。

1.2.3  盐碱地区尘雾影响^[2]

　　我国盐渍土的面积约270万km²，普通盐碱地盐结壳的厚度约3～7cm，含盐量达20%～40%。盐渍的组成主要是含氯化物的盐，地面上的含盐尘土在风和气流的作用下被扬起，飘浮于大气中，遇到潮湿地区，含盐尘土与潮湿空气混合吸湿，形成盐尘雾沉降。

1.2.4  大气腐蚀影响

　　潮气在物体表面形成薄液膜，当膜层达到一定厚度，物体与大气环境的相互作用发生的电化学腐蚀，厚同时空气中的氧、腐蚀性物质和表面沉积物加速腐蚀。

　　我国地域宽广、气候复杂，地理气候的差异对大气腐蚀的影响很显著。国际上广泛应用的标准ISO 12944-2:2017^[3]规定大气腐蚀性环境分类是进行防腐设计和产品选择的基础，见表2。

表2  大气腐蚀性等级和典型环境示例

2.1  盐雾试验分类

　　常见盐雾试验种类有3种^[4]，详见表3。

　　（a）中性盐雾试验（NSS）：目前国内外应用领域最广的加速腐蚀试验方法，用于金属、金属镀层、有机/无机涂层、元器件和整机的耐腐蚀评定。

　　（b）醋酸盐雾试验（ASS）：基于中性盐雾试验的基础上发展,腐蚀速度约是中性盐雾的3倍。主要模拟城市污染大气和酸雨环境。

　　（c）铜盐加速醋酸盐雾试验（CASS）：近期发展的快速盐雾试验。腐蚀速度约是中性盐雾的8倍。主要用于镍组合镀层的抗蚀性能检验。

表3  盐雾试验种类及试验要求

2.2  盐雾试验的标准体系

　　本文重点介绍中性盐雾的国内外标准，见表4。

表4  国内外盐雾标准体系

　　对于沙特标准2500h盐雾测试的要求（见表4），其原因在于沙特地处亚热带地中海型气候（西南高原和北方地区）和热带沙漠气候（其他地区）且东西两侧临海，受到盐雾腐蚀和沙尘侵蚀的双重影响。对于仅受一种极端气候影响的国家或区域，可考虑选用720h或1008h及以上的盐雾测试时间。

　　ISO 12944-2:2017^[3]标准定义的CX极端大气腐蚀性环境下使用的海上建筑及相关结构用防护涂料要求见ISO 12944-9:2018^[16]标准，其对于循环老化、耐阴极剥离和海水浸泡的测试时间为4200h。

　　ISO 12944-1^[17]对于防腐蚀涂层耐久性的要求见表5，共分为4个等级，极高等级要求≥25年。

表5  ISO 12944-1^[17]老版及新版关于耐久性的变化

2.3  盐雾试验结果评定

　　盐雾试验评定是衡量耐盐雾质量的关键，评定方法取决于选择的标准、试验产品、试验条件、客户要求等因素，见表6。

3.1  盐雾标准在LED照明产品设计中的应用

3.1.1  压铸铝外壳设计

　　GB 7000.1—2015^[25]和GB/T 24827—2015^[26]的标准中提出影响灯具寿命的关键件设计：铝（板、挤压或压铸）和压铸锌能防止大气腐蚀，正确使用压铸铝能防止大气中的腐蚀。道路、街路照明灯具外壳应采用压铸铝，应根据灯具的使用环境和外壳的处理方法正确地选择压铸铝的牌号，低杂质的压铸铝有高的防腐性能。

3.1.2  防腐涂层体系设计

　　使用防腐涂层方法，应按照特定腐蚀物质或腐蚀物质组来选择。适宜的涂层是锌、镍/铬和锡，没有涂层的铝质应用阳极氧化层的铝合金。

　　应按ISO 12944系列标准对LED照明产品进行防腐涂层设计，对解决耐盐雾关键技术有重要参考意义。从产品研发、试验、制造、使用维护的全生命周期对腐蚀防护和环境适应性进行深入系统研究，建立一套基于产品的防腐设计指南：

　　（a）分析产品所处地区环境的腐蚀等级（ISO 12944-2:2017^[3]）；

　　（b）确认任何可能影响盐雾的条件（ISO 12944-5:2018^[27]）；

　　（c）涂层或结构的早期腐蚀和失效设计的基本原则（ISO 12944-3:2017^[28]）；

　　（d）确定腐蚀环境的耐久性的防护要求（ISO 12944-5:2018^[27]），如果没有长期的成功应用经验,参照实验测试结果选择（ISO 12944-6:2018^[29]）；

　　（e）选定最优处理方法（ISO 12944-4:2018^[30]）；

　　（f）确保对环境的损害和所有的健康及安全风险最小（ISO 12944-1:2017^[17]、ISO 12944-8:2017^[31]）。

表6  盐雾标准结果评定

3.1.3  材料选择

　　（a）金属或化合物具有足够的防腐蚀性能：

　　——不锈钢；——铝（板、挤压或压铸）和压铸锌；

　　（b）非金属材料

　　——高湿条件避免选用丙烯酸树脂、PVC和聚苯乙烯等类似塑料；黏结剂应确保长时间暴露在湿气中不变质。

3.1.4  金属接合处工艺要求

　　大量盐雾试验结果证明金属焊缝部位最容易发生腐蚀。金属接合处主要包括螺栓连接、铆钉连接、黏接、焊接等应采用渗锌工艺等确保无盐沉积引起的阻塞等。

3.2  盐雾标准在LED照明产品试验中的应用

3.2.1  试验周期选择

　　盐雾试验的核心是加快试验的腐蚀速度并使其试验结果与产品真实的应用环境对材料的腐蚀作用类似，国内外盐雾标准仅推荐常见的试验周期，多为24h的整数倍，应根据不同环境腐蚀等级制定不同的试验周期。如道路照明不低于168h的中性盐雾试验被验证能满足一般气候条件要求，但对于含盐度高的沿海区域以及极高湿度和侵蚀性大气的地区，则应调整试验周期。

3.2.2  样品处理注意事项

　　在进行盐雾试验和照明产品的生产制造时应防止汗水滴落到产品上造成接触性盐雾腐蚀，原因是汗水含盐，其含量约7%。

3.2.3  试验结果评定

　　试验完成后，样品需分解到无法拆分的状态，结合整体综合评定结果。

　　盐雾试验在提高产品的耐盐雾腐蚀方面起到了非常重要的作用。需要注意的是，盐雾标准在不断完善更新（如GB/T 10125—2012已更新为GB/T 10125—2021），因此需要及时关注盐雾相关标准的状态，以避免不必要的损失。本文梳理了国内外盐雾试验标准体系，补充了盐雾试验标准的相关知识，解读了盐雾试验标准的关键性技术指标，有利于产品制造商、用户和相关方了解这些标准，掌握如何正确选择和应用盐雾试验标准，指导产品的研发、试验、制造和应用，提升LED照明行业整体技术水平。

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