中性鹽霧試驗普遍用于測試涂料對金屬（鋼結(jié)構(gòu)）的防腐蝕效果，甚至樹脂，乳液等原材料也采用鹽霧試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和評估，研究和應(yīng)用常常會把中性鹽霧試驗時間的長短當(dāng)成重要指標(biāo)來衡量涂層防護(hù)的耐久性，常常問到的一個問題是抗鹽霧的時間和防腐蝕年限的對應(yīng)性，甚至還有把鹽霧指標(biāo)作為評價防腐蝕性能的..關(guān)鍵指標(biāo)。本文探討鹽霧測試和其他防腐蝕的測試方法，以及與實證防腐蝕效果的對比。

01什么是（中性）鹽霧測試

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10125-2021，美國材料試驗標(biāo)準(zhǔn)ASTM B117-85標(biāo)準(zhǔn)對鹽霧測試的參數(shù)都做了規(guī)定。

中性鹽霧指的是鹽溶液呈中性，PH值在6.5至7.2之間的鹽霧，測試的樣板連續(xù)暴露于35℃的5%Nacl鹽霧中, Nacl濃度在5%以下時，腐蝕速度隨濃度增加而增加，但濃度大于5%，氧含量趨于飽和，鹽濃度增加氧含量相應(yīng)下降，腐蝕作用減弱。

具體測試的樣板往往是用特殊刀具劃傷涂層后斜置于鹽霧箱中，經(jīng)一定時間后觀察樣板的起泡、銹蝕和銹蝕蔓延程度。

鹽霧腐蝕過程中是在高濕狀態(tài)下，氯離子穿透涂層達(dá)到金屬表面，被吸附在金屬表面，取代保護(hù)金屬的氧化層中的氧，使金屬腐蝕。

鹽霧試驗過程中持續(xù)噴霧，不斷沉降在試樣表面上的鹽液膜，使含氧量始終保持在接近飽和狀態(tài)氧能夠引起金屬表面的去極化過程，加速陽極金屬溶解。

腐蝕產(chǎn)物的形成，導(dǎo)致保護(hù)層鼓起。涂層起泡，板面發(fā)生銹點說明涂層的抗氯離子滲透性差，涂層的阻隔性能不夠。

而在劃痕處的銹蝕一般是先出現(xiàn)流銹（銹水的污染），然后腐蝕產(chǎn)物形成把劃痕兩邊的涂層頂起，評價標(biāo)準(zhǔn)是把表面涂層剝離，測試銹蝕蔓延的寬度來評價耐鹽霧的小時數(shù)（參考HG/T 3668-2020單邊銹蝕寬度≤2.0mm）。

圖示：典型的鹽霧銹蝕的失效模式（起泡，點銹，劃痕處銹蝕蔓延）

雖然這個測試方法在國際上廣泛采用，但只能表征該規(guī)定條件下的耐腐蝕行為，沒有涉及測試應(yīng)用過程中的溫度變化，干濕交替，紫外老化和不同介質(zhì)的腐蝕因素。

事實上大多數(shù)研究和實際應(yīng)用的數(shù)據(jù)表明：鹽霧試驗與實際應(yīng)用效果缺少直接的關(guān)聯(lián)性，在海洋環(huán)境中的應(yīng)用結(jié)果與耐鹽霧也缺少關(guān)聯(lián)性。

因此工業(yè)界和..在不斷開發(fā)其他的測試方法能把應(yīng)用的環(huán)境元素綜合起來更接近服役的工況，測試的結(jié)果更能接近實際效果。

02鹽霧結(jié)果與現(xiàn)場防腐性能的比較

德國聯(lián)邦水道工程與研究所Matthias J. Schmid選擇了19套環(huán)氧涂層，富鋅環(huán)氧和聚氨酯涂層體系做了實驗室1440小時的鹽霧，同樣的涂層放置在兩處淡水和兩處海水環(huán)境的大氣，浪濺和全浸的現(xiàn)場測試5年的腐蝕相關(guān)性研究。

測試結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)實驗室與現(xiàn)場測試的結(jié)果部分具有對照性，含鋅粉底漆的6套涂層體系的鹽霧測試與現(xiàn)場結(jié)果呈正相關(guān)性。

但是無鋅底漆的環(huán)氧涂層和聚氨酯涂層對比現(xiàn)場的結(jié)果沒有相關(guān)性，在鹽霧測試中這些涂層全部通過，除了一個是2.4mm，劃痕銹蝕蔓延寬度在2.0mm以內(nèi)，但是這些涂層體系在現(xiàn)場中測試是失敗的，在波羅的海和北海的大氣區(qū)的銹蝕蔓延寬度.大達(dá)到了23.4和13.6mm。

這項研究表明，鹽霧測試與現(xiàn)場防腐蝕性能的相關(guān)性只有在某些情況下是成立的，該研究不宜用鹽霧指標(biāo)來定義通過/失敗的..準(zhǔn)則，可以作為對涂層質(zhì)量認(rèn)可的一個參考。

03綜合腐蝕因素的測試方法

其他測試涂層的防腐蝕性能和耐久性的標(biāo)準(zhǔn)和測試方法通常是把中性鹽霧試驗和其他的環(huán)境應(yīng)用結(jié)合起來，達(dá)到更準(zhǔn)確評估涂層的防護(hù)質(zhì)量，和對優(yōu)劣涂層材料進(jìn)行篩選。這些被引用和逐漸被廣泛接受的測試方法有：

Prohesion循環(huán)鹽霧試驗

Prohesion測試是干濕循環(huán)鹽霧試驗由英國的Harrison和Timmons開發(fā)的方法，結(jié)合了干濕循環(huán)和鹽霧的步驟，而且對鹽溶液的組分也進(jìn)行了改變，更貼近工業(yè)防護(hù)涂料的腐蝕環(huán)境。與連續(xù)中性鹽霧試驗相比，Prohesion測試與戶外大氣腐蝕的相關(guān)性更好。具體的試驗條件如下表示：

Prohesion循環(huán)鹽霧+QUV老化循環(huán)試驗

在Prohesion腐蝕測試步驟上引入紫外老化循環(huán)的測試方法：200小時Prohesion測試和200小時QUV紫外暴露交替進(jìn)行，這樣更全面的模擬實際的環(huán)境氣候工況。

Norsok M501循環(huán)老化測試

離岸的海洋環(huán)境的腐蝕是.嚴(yán)苛的腐蝕環(huán)境，挪威海工和石油聯(lián)合會制訂Norsok M-501對涂層防護(hù)體系的測試方法是獲得海工業(yè)主認(rèn)可的涂層質(zhì)量測試.嚴(yán)苛的方法，ISO 12944:9-2017全盤引用了該測試方法。該測試方法結(jié)合鹽霧，紫外，溫變，低溫冰凍的應(yīng)用環(huán)境因素的循環(huán)，包括如下的步驟：

72小時的QUV和冷凝，依照標(biāo)準(zhǔn)ISO 16474-3中規(guī)定的方法A循環(huán)：4小時紫外線照射（60±3℃）和4小時冷凝（50±3℃）交替進(jìn)行。

72小時中性鹽霧試驗，依照標(biāo)準(zhǔn)ISO 9227 規(guī)定進(jìn)行。

24小時低溫暴露試驗（-20±2）℃。

7天完成一個循環(huán)，對于要求耐久性能達(dá)到設(shè)計25年要求的涂層體系，要求能通過4200小時，也就是6個月的循環(huán)測試。

通過該測試劃痕處的腐蝕狀況和筆者團(tuán)隊置于南海島礁上測試的樣板一年的腐蝕狀況是非常的相似，也佐證為什么該測試方法為海工平臺和海上風(fēng)電業(yè)主和設(shè)計院所青睞和采用來認(rèn)可離岸的涂層防腐體系。

而中性鹽霧測試劃痕處的銹蝕蔓延少，腐蝕的情況要比M-501測試和現(xiàn)場腐蝕環(huán)境要友好的多，不足以用來評判涂層材料的可靠性和耐久性。

中性鹽霧測試1440 小時后劃痕處的銹蝕

Norsok M-501 4200小時測試后劃痕處的銹蝕

南海島礁暴曬12個月劃痕處的銹蝕

鹽霧測試、循環(huán)測試和現(xiàn)場實證結(jié)果的比較

國際上的腐蝕防護(hù)..對采用鹽霧，循環(huán)測試與現(xiàn)場應(yīng)用的結(jié)果進(jìn)行過系統(tǒng)的研究。美國和英國BP..與Polylab的常博士在2024年AMPP年會上發(fā)表了研究結(jié)果2：把鹽霧，ISO 12944-9（等同于Norsok M-501）循環(huán)老化和AMPP TM21612 干濕交替/老化循環(huán)的測試進(jìn)行了比較，同時在全球三個海域進(jìn)行實證的測試。

有兩個涂層體系涂覆的樣板分別在印度洋航行的船上（18個月），北海石油平臺上（18個月）和大西洋的Trinadad島（22個月）進(jìn)行現(xiàn)場的腐蝕測試。經(jīng)過實證測試后這些涂覆的板面腐蝕狀況與實驗室測試的板進(jìn)行了比較。

AMPP TM21612 是美國防腐蝕協(xié)會建立的實驗室加速腐蝕的方法，采用了M-501的QUV+冷凝的循環(huán)與Prohesion鹽霧以兩周為一個循環(huán)，整個測試周期為12周。

在經(jīng)歷相同的測試時間，傳統(tǒng)的中性鹽霧的腐蝕蔓延的寬度都是低于TM21612的測試，而且經(jīng)過TM21612測試涂層的腐蝕狀況與在印度洋的船上，尤其是Trinidad島上的腐蝕狀況非常相似。

Trinida島在中美洲常年氣溫在20-34°C，腐蝕情況比位于英國北海的氣溫在0-18°C的腐蝕嚴(yán)重的多。

可以看到不同海域的腐蝕差別很大，如果單純的用中性鹽霧實驗數(shù)據(jù)不足以評估嚴(yán)重和復(fù)雜的腐蝕環(huán)境下涂層的防護(hù)性能和耐久性。

圖示: 實驗室TM21612加速腐蝕與現(xiàn)場實證的腐蝕比較

ISO 12944-9要求通過6個月的測試，而TM21612則縮短到三個月的加速測試，從研究結(jié)果來看該方法模擬了應(yīng)用環(huán)境的多種腐蝕老化因素造成的腐蝕，而且腐蝕后的狀況也非常接近實際的情況。

業(yè)主和涂料制造商在越來越多的使用ISO 12944-9（Norsok M-501）或AMPP TM21612測試標(biāo)準(zhǔn)來篩選用于海洋防腐蝕的涂料和涂層體系。

04結(jié)束語

正如ISO 3768中性鹽霧試驗（NSS）的序言中寫到：“抗鹽霧性能和在其他介質(zhì)中的抗蝕性之間很少有直接關(guān)系，因為還有多種因素影響著腐蝕過程，中性鹽霧測試所得結(jié)果不能被作為涂層在所有使用它的環(huán)境中抗腐蝕性的直接或者..的指導(dǎo)。” 不同涂層耐鹽霧性能只是一個相對的耐腐蝕性能，并不能直接對應(yīng)涂層在應(yīng)用服役中的耐久性。不同應(yīng)用環(huán)境的耐腐蝕性能需要綜合環(huán)境因素進(jìn)行測試，現(xiàn)在的綜合鹽霧與老化和干濕交替循環(huán)測試更貼近實際應(yīng)用工況來評定涂層防腐蝕可靠性和耐久性。備注：本文轉(zhuǎn)載于公眾號“賽化社群Plus”。