趙曉宏，李瑋，車漢生

（1.杭州庫德表面處理技術(shù)有限公司，浙江杭州 311215；2.通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司，上海 201302；3.威凱檢測技術(shù)有限公司，廣東廣州 510000）

1 試驗(yàn)

1.1 腐蝕量試驗(yàn)

1.1.1 試驗(yàn)設(shè)備及流程

試驗(yàn)設(shè)備：英國Ascott循環(huán)腐蝕試驗(yàn)箱，規(guī)格為CC2000ip。

試驗(yàn)溶液：氯化鈉溶液，質(zhì)量濃度為（50±5）g/L；pH 6.5～7.2。

試驗(yàn)步驟：中性鹽霧→標(biāo)準(zhǔn)氣候［溫度（23±2）℃，相對濕度（50±5）%）］→高溫高濕［溫度（40±2）℃，相對濕度（100±5）%）］。每個(gè)步驟轉(zhuǎn)換時(shí)間為30～60 min，高濕階段用冷凝水做到相對溫度接近100%。

試驗(yàn)時(shí)間：168 h。

腐蝕標(biāo)準(zhǔn)板：SAE J 2329 CR1E 冷軋鋼板，規(guī)格：50.8 mm×25.4 mm×3.18 mm。

每箱設(shè)置6個(gè)檢測點(diǎn)，每個(gè)檢測點(diǎn)布置4塊標(biāo)準(zhǔn)板。如圖1所示，A、B、C、D、E、F分別為標(biāo)準(zhǔn)鋼板在循環(huán)腐蝕箱內(nèi)的位置。

圖1 鋼板放置位置示意圖Figure 1 Schematic diagram of steel plate placement positions

1.1.2 試驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)變量為三因素兩位級：

因素A（鹽霧溫度），A1 ：（35±2）℃，A2 ：（50±2）℃ ；

因素B（鹽霧時(shí)間），B1：4 h，B2：6 h；

因素C（鹽霧沉降率），C1：（1～2）mL/（80 cm2·h），C2：（4～6）mL/（80 cm2·h）。

鹽霧時(shí)間4 h時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)氣候階段為4 h，高溫高濕階段為16 h；鹽霧時(shí)間6 h時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)氣候階段為2 h，高溫高濕階段為16 h。三因素兩位級正交試驗(yàn)表見表1。

表1 L4（23）正交試驗(yàn)表Table 1 The table of L4（23）DOE test

1.2 腐蝕量測試

腐蝕量測試有化學(xué)法和物理法兩種，化學(xué)法按除銹劑種類分為鹽酸法和檸檬酸氫二胺法兩類；物理法為采用噴砂工藝除去標(biāo)準(zhǔn)板表面腐蝕產(chǎn)物的方法。

（1） 鹽酸法［1］

23℃下，在50%（體積分?jǐn)?shù)）鹽酸溶液中加入3.5 g/L的六次甲基四胺緩蝕劑，浸泡標(biāo)準(zhǔn)板至腐蝕產(chǎn)物退除。然后在室溫下用流動(dòng)去離子水清洗試板，再用乙醇或丙酮清洗，干燥后稱重。

（2） 檸檬酸氫二胺法［1］

23℃下，在20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）檸檬酸氫二胺（分析純）水溶液中浸泡標(biāo)準(zhǔn)板至腐蝕產(chǎn)物退除。然后在室溫下用流動(dòng)去離子水清洗試板，再用乙醇或丙酮清洗，干燥后稱重。

（3） 噴砂法［2］

在（80±10）psi氣壓下使用直徑為0.125 mm石英砂對標(biāo)準(zhǔn)板表面進(jìn)行噴砂處理，直至腐蝕產(chǎn)物完全去除。然后在室溫下用流動(dòng)去離子水清洗試板，再用乙醇或丙酮清洗，干燥后稱重。

2 結(jié)果及分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

按照上述試驗(yàn)方法進(jìn)行腐蝕量試驗(yàn)及測試，將數(shù)據(jù)進(jìn)行格魯布斯離群值分析［3］，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

2.2 試驗(yàn)分析

標(biāo)準(zhǔn)板經(jīng)腐蝕168 h后，發(fā)現(xiàn)其表面大面積覆蓋疏松的紅色腐蝕產(chǎn)物，為縮短除銹時(shí)間，應(yīng)用化學(xué)法前可先刮掉標(biāo)準(zhǔn)板表面的疏松腐蝕層。

2.2.1 不同除銹方法對比

對于同一測試對象，采用3種不同方法測試腐蝕量結(jié)果見圖2。

表2 正交試驗(yàn)測試結(jié)果Table 2 Test results of DOE test

圖2 不同除銹法腐蝕量對比Figure 2 Comparison of corrosion quantity by different rust removal methods

由圖2可見，鹽酸法與噴砂法腐蝕量相接近，檸檬酸氫二胺法除銹1 h后鋼板標(biāo)識處仍可見殘銹，除銹不徹底，腐蝕量明顯低于前兩者。圖2c顯示，檸檬酸氫二胺法除銹3 h后，方可徹底去除腐蝕產(chǎn)物且腐蝕量高于鹽酸法和噴砂法測定結(jié)果，但存在一定程度的基材過腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)以上結(jié)果分析，鹽酸法除銹耗時(shí)短，操作簡單；噴砂法耗時(shí)短，但同時(shí)容易去除基材，需一定操作經(jīng)驗(yàn)；檸檬酸氫二胺法除銹耗時(shí)長，實(shí)際操作有一定困難，故推薦鹽酸法和噴砂法作為腐蝕試驗(yàn)腐蝕量檢測方法。

2.2.2 正交試驗(yàn)分析

應(yīng)用極差法分析鹽酸除銹法腐蝕量數(shù)據(jù)，結(jié)果見表3。

表3 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析Table 3 Analysis of DOE test data

由表3可知，Dδ＞Dt≈DT可知，在168 h循環(huán)腐蝕試驗(yàn)周期內(nèi)，鹽霧沉降率對腐蝕量的影響最大，鹽霧溫度和時(shí)間的影響相對較小。

鹽霧溫度采用35℃和50℃兩位級，正交分析 IIT（50℃）＞IT（35℃），即鹽霧溫度與腐蝕量正相關(guān)。鹽霧時(shí)間采用4 h和6 h兩位級，正交分析 IIt（4 h）＞It（6 h），即鹽霧時(shí)間與腐蝕量正相關(guān)。鹽霧沉降率采用1.5 mL/（80 cm2·h）和5 mL/（80 cm2·h）兩位級，正交分析IIδ［5 mL/（80 cm2·h）］＜Iδ［1.5 mL/（80 cm2·h）］，即鹽霧沉降率與腐蝕量負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)語

（1） 在168 h循環(huán)腐蝕試驗(yàn)周期內(nèi)，鹽霧沉降率對腐蝕量的影響最大，鹽霧溫度和時(shí)間的影響相對較小。

（2） 在168 h循環(huán)腐蝕試驗(yàn)周期內(nèi)，鹽霧溫度與腐蝕量正相關(guān)；鹽霧時(shí)間與腐蝕量正相關(guān)；鹽霧沉降率與腐蝕量負(fù)相關(guān)。

（3） 推薦鹽酸法和噴砂法作為腐蝕試驗(yàn)腐蝕量的檢測方法。

［1］GB/T 10125—2012 人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)［S］.

［2］GMW 14872—2013 循環(huán)交變腐蝕試驗(yàn)方法［S］.

［3］趙輝，邵素華，謝東坡.分析數(shù)據(jù)中離群值的處理方法［J］.周口師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，21（5）：45-51.