王偉彬 張仲?gòu)?qiáng) 黃薛青 任中元 / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

0 引言

IEC 60068-2-11是用于評(píng)估電工電子產(chǎn)品部件、設(shè)備和材料在鹽霧環(huán)境下的耐腐蝕性和評(píng)定保護(hù)性涂層的質(zhì)量及均勻性的方法性國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，目前已在較多國(guó)家和地區(qū)廣泛等同采用或等效采用。例如，GB/T 2423.17-2008等 同 采 用 IEC 60068-2-11:1981。在1981版標(biāo)準(zhǔn)出版后的第四十年，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）在2021年對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更新，出版了IEC 60068-2-11:2021。本文將對(duì)新版標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容變化展開介紹，并簡(jiǎn)要論述針對(duì)這些變化應(yīng)注意的事項(xiàng)，為相關(guān)實(shí)驗(yàn)室等使用者提供技術(shù)參考。

1 新舊版標(biāo)準(zhǔn)比較

1.1 結(jié)構(gòu)變化

對(duì)IEC 60068-2-11:2021（以下簡(jiǎn)稱新版）[1]和IEC 60068-2-11:1981[2]標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，如表1所示。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，新版標(biāo)準(zhǔn)增加了規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、樣品、樣品的布置、試驗(yàn)時(shí)間，共5個(gè)章節(jié)，并增添了資料性附錄A和附錄B。其中，新版標(biāo)準(zhǔn)第5節(jié)鹽溶液、第6節(jié)試驗(yàn)裝置、第10節(jié)樣品的布置、第11節(jié)試驗(yàn)條件與第16節(jié)試驗(yàn)報(bào)告改動(dòng)內(nèi)容較多，第2節(jié)規(guī)范性引用文件、資料性附錄A與資料性附錄B為新增內(nèi)容，其余章節(jié)為結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)，無明顯內(nèi)容變化。

表1 新舊版標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)變化

1.2 規(guī)范性引用文件

新版標(biāo)準(zhǔn)第2節(jié)規(guī)范性引用文件中，引用了IEC 60068-1 環(huán)境試驗(yàn)-第1部分：總則和指南，而舊版標(biāo)準(zhǔn)無規(guī)范性引用文件。

1.3 鹽溶液

1）鹽溶液的制備

IEC 60068-2-11:2021在5.1節(jié)中，新規(guī)定鹽溶液制備時(shí)使用的蒸餾水或去離子水在溫度為25 ℃±2 K的條件下的電導(dǎo)率不高于20 μS/cm。新增氯化鈉干鹽中重金屬銅（Cu）、鎳（Ni）和鉛（Pb）的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得超過0.005%的要求，且干鹽總雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)從舊版標(biāo)準(zhǔn)的不應(yīng)超過0.3%放寬到不應(yīng)超過0.5%。其他主要內(nèi)容與舊版標(biāo)準(zhǔn)等同。具體新舊標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容比對(duì)見表2。

表2 IEC 60068-2-11:2021與IEC 60068-2-11:1981中鹽溶液制備內(nèi)容比較

2）測(cè)量溶液pH值

新版標(biāo)準(zhǔn)在5.2節(jié)中將測(cè)量鹽溶液pH值時(shí)的溫度從（35±2）℃調(diào)整為25 ℃±2 K，且對(duì)配置的鹽溶液pH值不作要求，只需保證鹽霧箱內(nèi)收集到的鹽溶液pH值為6.5～7.2即可?？梢钥闯?，新版標(biāo)準(zhǔn)降低了測(cè)量鹽溶液pH值時(shí)的溫度，且更加關(guān)注試驗(yàn)時(shí)噴淋到樣品表面鹽霧的pH值是否滿足要求。具體標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容比對(duì)見表3。

表3 IEC 60068-2-11:2021與IEC 60068-2-11:1981中測(cè)量溶液pH值的內(nèi)容比較

3）過濾

新版標(biāo)準(zhǔn)在5.3節(jié)中新增對(duì)溶液過濾的要求：“如有必要，在將溶液放入裝置的貯存器之前先行過濾，以去除可能堵塞噴灑裝置孔徑的任何固體物質(zhì)”。

1.4 試驗(yàn)裝置

1）試驗(yàn)箱

新版標(biāo)準(zhǔn)在6.1節(jié)中新增對(duì)試驗(yàn)箱的要求：“測(cè)量試驗(yàn)溫度時(shí)，應(yīng)距離墻壁和輻射熱源至少100 mm”。其他主要內(nèi)容與舊版標(biāo)準(zhǔn)等同。

2）空氣供給

為了保持試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度場(chǎng)不受噴霧氣流溫度的影響，避免產(chǎn)生溫度波動(dòng)，并防止霧化器噴嘴被析出鹽粒堵塞，需要對(duì)噴霧氣流做熱交換及潤(rùn)濕處理，使其從噴嘴噴出且經(jīng)絕熱膨脹后的潤(rùn)濕的壓縮空氣溫度，也能保持在35 ℃±2 K。IEC 60068-2-11:2021在6.3節(jié)中增加了對(duì)飽和塔壓力和溫度的組合推薦值，并規(guī)定了飽和塔內(nèi)需使用溫度為25 ℃±2 K時(shí)電導(dǎo)率不高于20 μS/cm的蒸餾水或去離子水。其他主要內(nèi)容與舊版標(biāo)準(zhǔn)等同。飽和塔內(nèi)壓力與溫度推薦值見表4。

表4 飽和塔內(nèi)熱水溫度的推薦值

3）鹽霧箱腐蝕性評(píng)估方法

雷區(qū) FAR:基于比例因子,對(duì)凸包H進(jìn)行相似轉(zhuǎn)換所形成的區(qū)域?yàn)槔讌^(qū)FAR F。如果s和t是凸包H外的兩個(gè)任意節(jié)點(diǎn),且滿足式(1):

為了確保試驗(yàn)結(jié)果的可復(fù)現(xiàn)性，新版標(biāo)準(zhǔn)提出了一種定期驗(yàn)證設(shè)備腐蝕一致性的方法。具體內(nèi)容見附錄B的介紹。

1.5 樣品的布置

樣品在鹽霧箱中不同的放置狀態(tài)直接影響其被腐蝕速率，從而使鹽霧試驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生不一致性，造成試驗(yàn)可復(fù)現(xiàn)性的降低。由于在鹽霧箱中自然下落時(shí)鹽霧的方向接近豎直，樣品與鹽霧下落方向所成的夾角越接近90°，則樣品表面承受的鹽霧量也越多，腐蝕速率最快。相對(duì)于舊版標(biāo)準(zhǔn)而言，新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了樣品應(yīng)與垂直方向成20°±5°、多個(gè)樣品之間應(yīng)互不干擾及支架應(yīng)由惰性材料制成。

1.6 試驗(yàn)條件

新版標(biāo)準(zhǔn)在11.2節(jié)中規(guī)定試驗(yàn)開始前進(jìn)行的試運(yùn)行時(shí)間至少為24 h，而舊版標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定為16～24 h。新版標(biāo)準(zhǔn)中收集器的放置位置規(guī)定為一個(gè)靠近噴霧口，另一個(gè)遠(yuǎn)離噴霧口，而舊版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為任意位置?？梢钥闯?，新版標(biāo)準(zhǔn)更加注重試運(yùn)行時(shí)模擬樣品存在狀態(tài)下的鹽霧環(huán)境，且更加關(guān)注鹽霧的均勻性。其他主要內(nèi)容與舊版標(biāo)準(zhǔn)等同。

1.7 試驗(yàn)報(bào)告

新版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)給出的信息做了更加具體的規(guī)定。

1.8 資料性附錄A

在新版標(biāo)準(zhǔn)的附錄A中，給出了鹽霧試驗(yàn)裝置的一種實(shí)例示意圖，用于說明鹽霧箱的工作原理。

1.9 資料性附錄B

新版標(biāo)準(zhǔn)在附錄B中提出了一種對(duì)儀器腐蝕性進(jìn)行的定期評(píng)價(jià)方法，從而確保鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的可復(fù)現(xiàn)性。該方法主要先將四塊以上的特制鋼板進(jìn)行一定的預(yù)處理，在進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)時(shí)與試驗(yàn)樣品一起按照規(guī)定角度分散放在鹽霧箱中的不同位置，并確保試驗(yàn)樣品與鋼板互不干擾，再進(jìn)行48 h的鹽霧試驗(yàn)，最后進(jìn)行清洗程序，去除腐蝕產(chǎn)物并稱量。如果鋼板每平方米的金屬質(zhì)量損失量在 70 g/m2±20 g/m2范圍內(nèi)，則認(rèn)為鹽霧箱的腐蝕性能令人滿意。

2 新版標(biāo)準(zhǔn)變化需注意事項(xiàng)

一項(xiàng)高質(zhì)量試驗(yàn)的完成需要試驗(yàn)實(shí)施者全面而又準(zhǔn)確地理解試驗(yàn)方法或標(biāo)準(zhǔn)，正確地進(jìn)行試驗(yàn)操作。還需要選擇合適的試驗(yàn)設(shè)備，更需要有精湛的試驗(yàn)技術(shù)[3]。針對(duì)新版標(biāo)準(zhǔn)變化需注意的事項(xiàng)主要有以下三個(gè)方面：

1）試驗(yàn)設(shè)備及試劑方面

（1）新版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氯化鈉溶液的制備方法提出了新規(guī)定，相關(guān)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)注意所使用的氯化鈉干鹽試劑是否可以滿足重金屬和總雜質(zhì)含量的新要求。

（3）要求鹽霧箱飽和塔的溫度和壓力可控，相關(guān)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)盡量使用飽和塔的壓力和溫度組合值符合新版標(biāo)準(zhǔn)推薦值的鹽霧箱。

2）操作方法方面

（1）測(cè)量pH值的溫度從（35±2）℃調(diào)整為25 ℃±2 K，且對(duì)配置的鹽溶液pH值不作要求，只需保證鹽霧箱內(nèi)收集到的鹽溶液pH值為6.5～7.2即可。

（2）試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員應(yīng)調(diào)整設(shè)備飽和塔溫度和壓力的組合值盡量與推薦值一致。

（3）樣品放置角度應(yīng)與垂直方向成20°±5°，樣品之間互不干擾及支架材料應(yīng)為惰性材料。

（4）應(yīng)定期進(jìn)行鹽霧箱腐蝕性評(píng)估，確保鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的可復(fù)現(xiàn)性。

（5）若鹽霧箱長(zhǎng)時(shí)間未使用，則試驗(yàn)前需進(jìn)行試運(yùn)行。試運(yùn)行時(shí)間調(diào)整為至少24 h。

（6）在鹽霧箱中擺放至少兩個(gè)收集器，其中一個(gè)靠近噴霧口，另一個(gè)遠(yuǎn)離噴霧口。

3）人員方面

應(yīng)組織相關(guān)測(cè)試人員對(duì)新版標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，深入理解操作方法的更新，確保測(cè)試人員按照新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作。同時(shí)還應(yīng)更新內(nèi)部檢測(cè)細(xì)則，形成文字版資料。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)新版標(biāo)準(zhǔn)IEC 60068-2-11:2021與舊版標(biāo)準(zhǔn)IEC 60068-2-11:1981中的內(nèi)容變化做了詳細(xì)說明。新版標(biāo)準(zhǔn)主要在鹽溶液的制備方法、測(cè)量pH值時(shí)的溫度、飽和塔壓力與溫度組合推薦值、樣品的擺放要求、試驗(yàn)開始前的試運(yùn)行時(shí)間、試驗(yàn)報(bào)告及鹽霧箱腐蝕性評(píng)估等方面的技術(shù)要求變化較大?？傊?，相關(guān)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)參照標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容變化及時(shí)采取措施，組織測(cè)試人員掌握主要技術(shù)內(nèi)容中的細(xì)節(jié)變化，執(zhí)行新版標(biāo)準(zhǔn)要求，提升測(cè)試質(zhì)量。