摘"要：本文討論了船舶上電氣電子產(chǎn)品在海洋環(huán)境中的耐腐蝕性測試，特別是中國船級社發(fā)布的GD0192024《電氣電子產(chǎn)品型式認可試驗指南》中規(guī)定的鹽霧試驗，指出海水中高鹽分和潮濕氣候?qū)Υ秒姎怆娮赢a(chǎn)品造成的腐蝕問題，強調(diào)了鹽霧試驗在評估產(chǎn)品耐腐蝕性方面的重要性。本文詳細分析了兩種鹽霧試驗方法：Ka和Kb，討論了試驗方法的細節(jié)，如鹽溶液配置、試驗箱溫度設(shè)定、氣源要求、樣品擺放方式等，并指出了可能導致試驗結(jié)果偏差的變量。最后，強調(diào)了嚴格控制試驗過程的重要性，以確保試驗結(jié)果的準確性和可靠性。

關(guān)鍵詞：鹽霧試驗；船用電氣電子產(chǎn)品；鹽溶液配置；pH值；飽和桶溫度

Abstract：This"paper"discusses"the"corrosion"resistance"testing"of"electrical"and"electronic"products"on"ships"in"the"marine"environment，with"a"focus"on"the"salt"spray"test"specified"in"the"GD0192024"\"Guidelines"for"Type"Approval"Tests"of"Electrical"and"Electronic"Products\""issued"by"the"China"Classification"Society.It"points"out"the"corrosion"issues"caused"by"the"high"salt"content"in"seawater"and"humid"climate"on"marine"electrical"and"electronic"products，emphasizing"the"importance"of"salt"spray"tests"in"evaluating"product"corrosion"resistance.The"paper"provides"a"detailed"analysis"of"two"salt"spray"test"methods：Ka"and"Kb，discussing"the"specifics"of"the"testing"procedures"such"as"salt"solution"preparation，test"chamber"temperature"settings，air"source"requirements，and"sample"placement，as"well"as"identifying"variables"that"may"lead"to"deviations"in"test"results.Finally，the"paper"emphasizes"the"importance"of"strictly"controlling"the"testing"process"to"ensure"the"accuracy"and"reliability"of"the"test"results.

Keywords：Salt"Spray"Test;Marine"Electrical"and"Electronic"Products;Salt"Solution"Preparation;pH"Value;Saturation"Drum"Temperature

船舶上的電氣電子產(chǎn)品與陸地上的同類產(chǎn)品有著顯著不同，因為它們必須適應(yīng)海洋環(huán)境的挑戰(zhàn)。海水中高鹽分和潮濕的氣候會產(chǎn)生大量氯離子，這些氯離子對導航設(shè)備、通信設(shè)備和雷達等船用電氣電子產(chǎn)品會造成腐蝕，從而影響產(chǎn)品的性能，甚至導致產(chǎn)品失效。因此，通過鹽霧試驗來檢驗這些產(chǎn)品的耐腐蝕性是至關(guān)重要的。中國船級社最近發(fā)布了GD0192024《電氣電子產(chǎn)品型式認可試驗指南》（簡稱“新指南”）［1］。在進行中國船級社認證時，船舶企業(yè)需要遵循新指南中的規(guī)定進行型式試驗。盡管新指南詳細規(guī)定了鹽霧試驗的主要參數(shù)，但試驗過程中對細節(jié)和變量的忽視可能會影響對產(chǎn)品抗腐蝕能力的準確評估。

一、不同類型電子產(chǎn)品試驗方法的選擇

在新指南1.3型式認可試驗條款中規(guī)定E類產(chǎn)品即安裝于“開敞甲板上”的產(chǎn)品需要進行鹽霧試驗，該指南區(qū)分了兩種鹽霧試驗方法：鹽霧試驗Ka和鹽霧試驗Kb。鹽霧試驗Ka是一種持續(xù)的鹽霧試驗，在整個試驗過程中，噴霧設(shè)備始終以固定的壓力噴灑鹽溶液，確保試驗條件持續(xù)不變；而鹽霧試驗Kb則是一種結(jié)合了鹽霧環(huán)境和濕熱環(huán)境的交變試驗，對比鹽霧試驗Ka，鹽霧試驗Kb除了鹽霧條件，還引入了濕熱條件，并根據(jù)要求的嚴酷程度進行周期變化。不同產(chǎn)品適用條款見表1。

二、試驗方法的細節(jié)分析

鹽霧試驗根據(jù)使用試劑與方法不同主要有中性鹽霧試驗（NSS試驗）、乙酸鹽霧試驗（AASS）、銅加速乙酸鹽霧試驗（CASS），其中中性鹽霧試驗（NSS試驗）的定義是在受控環(huán)境條件下，將約5%的中性氯化鈉溶液進行霧化的一種試驗方法。本文討論的鹽霧試驗Ka與鹽霧試驗Kb皆屬于中性鹽霧試驗（NSS試驗）。新指南鹽霧試驗Ka與鹽霧試驗Kb分別引用了國際電工委員會標準文獻［2］與文獻［3］。與這兩份IEC標準相比，新指南中的試驗條款較為簡潔，特別是鹽霧Kb試驗，試驗周期為28天，有些船企在將新產(chǎn)品送至船級社前會自行進行初步測試，但往往發(fā)現(xiàn)自行測試的結(jié)果與船級社委托的專業(yè)第三方實驗室的試驗結(jié)果不一致，需要整改與重新送檢，這不僅浪費時間也增加成本。這種情況通常是由于未能妥善控制鹽霧試驗中的變量所致。接下來，本文將結(jié)合IEC標準內(nèi)容，對新指南中這兩種試驗方法的試驗條件進行詳細分析，以探討可能引起結(jié)果偏差的變量。

在進行鹽霧試驗時，需要遵循新指南中對樣品預(yù)處理的要求。盡管新指南中鹽霧試驗Ka方法提到了清潔樣品的必要性，卻未提供具體的清潔步驟。正確的清潔方法應(yīng)基于樣品的材質(zhì)、表面狀況和污染物類型來選擇，避免使用任何可能損害樣品表面的磨料或溶劑。清潔后，必須采取措施防止樣品再次受到污染，且應(yīng)避免用手直接接觸樣品。若樣品是從覆蓋層工件上切割下來的，切割時需特別注意不損壞附近的覆蓋層，并使用如涂料、石蠟或膠帶等適當材料對切割區(qū)進行保護，防止腐蝕從切割傷口處向內(nèi)蔓延，導致結(jié)果失真。對于鹽霧試驗Kb，盡管新指南未明確預(yù)處理步驟，但仍需清除可能影響測試結(jié)果的污漬，并決定是否去除臨時保護層，如貼膜或膠帶。

在鹽霧試驗中，鹽溶液配置至關(guān)重要，新指南中簡要規(guī)定了試驗溶液為“質(zhì)量百分比濃度為5%±1%的氯化鈉（化學純以上）溶液，鹽溶液的pH值在溫度為25℃±2℃時為6.5～7.2”，然而值得注意的是，IEC"60068211與IEC"60068252中對于制作鹽溶液的水與pH值調(diào)整有更詳細規(guī)定，需要滿足在溫度為25℃±2K時電導率不高于20μs/cm的蒸餾水或去離子水才能用于制作鹽溶液試劑。電導率主要表示的是水的導電能力，通常用來表示水的純凈度［4］，電導率的高低與水的純凈度成反比，為制備符合電導率要求的試驗用水，在實驗室中最常見的是配備超純水機（見圖1），但長期使用超純水機需要注意更換濾芯和純水柱。配置的鹽溶液濃度為50g/L±5g/L，噴霧后收集的溶液濃度也應(yīng)為50g/L±5g/L，驗證鹽溶液的濃度可使用鹽度計。由于在噴霧過程中，鹽溶液的二氧化碳損失可能導致pH值的變化，因此測量pH值的鹽溶液應(yīng)是試驗箱噴霧后沉降收集的溶液，IEC標準中指定采用電勢測定法檢查pH值，常用設(shè)備為pH計，根據(jù)測得的pH值的高低添加分析純鹽酸、氫氧化鈉或碳酸氫鈉溶液進行調(diào)整。需要注意的是，鹽酸與氫氧化鈉都具有毒性，應(yīng)由專業(yè)人員或在他們的指導下操作，并且平時存儲也需要按照實驗室危險化學物品管理辦法進行。

在進行鹽霧試驗時，箱內(nèi)溫度需要設(shè)定為35℃。為了降低噴霧過程中二氧化碳損失對pH值的影響，應(yīng)當將溶液加熱至35℃以上，或者使用剛煮沸后冷卻的水來制備溶液，大多數(shù)鹽霧試驗箱都配備有飽和桶用于加熱溶液，加熱后的溶液再通過噴霧裝置噴灑入箱體內(nèi)，飽和桶的溫度通常是可調(diào)節(jié)的，飽和桶溫度的設(shè)置需要根據(jù)霧化壓力來確定，在標準IEC"60068211：2021中給出了飽和桶中熱水溫度推薦值，見表2。

鹽霧試驗設(shè)備的氣源應(yīng)提供無污染的壓縮空氣，不能含有油水和灰塵等雜質(zhì)，常見方案是氣源如空氣壓縮機加上油水分離器、冷凍干燥機等干燥氣體的設(shè)備，安排人員定期給氣缸排水，氣源到試驗箱的通氣管道也不宜過長，一是容易導致壓力不足，二是為了輸送高壓氣體，一般采用金屬氣管，太長的管道線路容易導致氣體遇冷凝結(jié)水汽，如果因為場地原因需要鋪設(shè)長管道，事先要選擇合適功率的氣源，鹽霧箱這端也需要加裝油水分離器等設(shè)備。氣源提供的噴氣壓力應(yīng)能滿足箱體內(nèi)鹽霧沉降量的要求，鹽霧試驗箱一般配備2個或以上的收集漏斗，收集裝置直徑為100mm±2mm，收集面積為80cm2，鹽霧試驗箱運行24小時后查看收集溶液的沉降量，單個漏斗收集的溶液平均每小時應(yīng)在1mL到2mL之間。通過調(diào)試進氣壓力滿足沉降量要求后，再根據(jù)表2選擇飽和桶加熱溫度值（見圖2）。

試驗時樣品的擺放方式也不容忽視，對于鹽霧試驗Ka，根據(jù)表1可知只有安裝于開敞甲板上的電機或變壓器產(chǎn)品需要進行該項目試驗，由于該類產(chǎn)品通常體積和質(zhì)量較大，新指南的1.3條款允許使用金屬部件進行試驗。在進行金屬零部件的鹽霧試驗時，樣品需使受試面與垂直方向成30°，確保樣品之間不相互接觸，避免噴霧裝置直接噴灑鹽霧到樣品上，這是為了鹽溶液不積蓄在金屬部件表面。而鹽霧試驗Kb要求使用整機進行試驗，并且要按照使用狀態(tài)放入鹽霧箱內(nèi)，以相同的狀態(tài)進行鹽霧與濕熱存儲，在每個貯存周期的第7天，應(yīng)進行整機的功能試驗。

根據(jù)新指南鹽霧試驗Kb要求進行4個噴霧周期。每個周期連續(xù)噴霧時間為2小時，隨后是6天22小時的濕熱貯存期。在噴霧階段，除了樣機擺放方式要按正常的使用狀態(tài)擺放外，其他設(shè)置條件與鹽霧試驗Ka一致。噴霧階段結(jié)束后，需要轉(zhuǎn)換到濕熱貯存階段，這可以通過使用具備濕熱功能的單臺鹽霧箱來實現(xiàn)，或者手動將樣品從鹽霧箱轉(zhuǎn)移到另一臺濕熱試驗箱。但需要注意的是，在手動轉(zhuǎn)移的情況下，轉(zhuǎn)移時間不能超過2小時，且該時間包含在濕熱條件的6天22小時之內(nèi)。濕熱試驗箱的試驗用水也應(yīng)在溫度為25℃±2K時電導率不高于20μs/cm的蒸餾水或去離子水。

試驗結(jié)束后，鹽霧試驗Ka與鹽霧試驗Kb對樣品的處理方式存在不同之處。對于鹽霧試驗Ka有以下步驟：首先，需要用流動的水輕輕去除樣品表面的鹽類沉積物。其次，在蒸餾水（可以用超純水機制造的純凈水代替）中漂洗，注意水溫不應(yīng)超過35℃。再次，將樣品放置在正常的大氣環(huán)境中，讓其恢復1～2小時（鹽霧試驗Kb結(jié)束后則應(yīng)將實驗設(shè)備放置在正常大氣條件下，讓其恢復4～6小時，條件允許的話，可以將其放入大氣箱中）。從次，立即進行絕緣電阻的測量和性能試驗。最后，在暴露完成后，應(yīng)檢查樣品，以確認其任何惡化或侵蝕（如果有的話）僅限于表面。

三、鹽霧試驗需要的設(shè)備及物料要求

通過閱讀上文可知，在鹽霧試驗中，確保試驗的準確性和可靠性不僅依賴于鹽霧試驗箱本身，還涉及一系列輔助設(shè)備的配合使用。制造試驗用水需要超純水機來確保水質(zhì)達到試驗標準，配置鹽溶液濃度需要電子稱和鹽度計來調(diào)節(jié)濃度，調(diào)整鹽溶液pH值需要pH計來實現(xiàn)，調(diào)整沉降量需要合適功率的氣源，擺放樣品時需要傾角儀確定樣品擺放的角度。若進行交變試驗，鹽霧箱需要具備濕熱試驗功能，或者配備符合要求的濕熱箱。在化學試劑方面，需要使用化學純以上的氯化鈉、分析純鹽酸、氫氧化鈉或碳酸氫鈉溶液，這些試劑的質(zhì)量直接影響到試驗結(jié)果的準確性。

為了保障試驗設(shè)備的精度和可靠性，建議每年由有資質(zhì)的計量單位或公司對設(shè)備進行計量校對。這樣可以確保設(shè)備在長時間使用后仍然保持準確的測量結(jié)果。

四、結(jié)論

鹽霧試驗作為一種常用的腐蝕測試方法，通過模擬海洋環(huán)境中的鹽霧條件，對電氣電子產(chǎn)品材料的抗腐蝕性能進行評估。這種試驗方法能夠提供一種相對快速和簡便的方式來預(yù)測產(chǎn)品在海洋環(huán)境中的耐久性。雖然它不能完全模擬實際使用條件下的所有腐蝕因素，但它仍然是一種有效的篩選工具，可以幫助制造商識別潛在的腐蝕問題，并采取相應(yīng)的措施來改善產(chǎn)品的抗腐蝕性能。

然而，為了確保鹽霧試驗結(jié)果的準確性和可靠性，必須嚴格控制試驗過程中的每一個環(huán)節(jié)。這包括確保試驗設(shè)備的正常運行，選擇合適的鹽霧濃度和溫度，以及正確處理和準備測試樣品。只有在這些條件下，才能準確了解產(chǎn)品的實際性能，并據(jù)此進行有針對性的改進。

參考文獻：

［1］GD0192024《電氣電子產(chǎn)品型式認可試驗指南》［Z］.2024.

［2］IEC"60068211"Environmental"testingPart"211：Test"methodsTestKa：Salt"mist［Z］.2021.

［3］IEC"60068252"Environmental"testing""Part"2：TestsTest"Kbsalt"mist，cyclic（sodium"chloride"solution）［Z］.2017.

［4］趙杰，張靜.pH計和電導率儀的水分析解決方案分析［J］.電子世界，2016（1）：119121.

基金項目：由福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院科技計劃項目（KY202331A）資助

作者簡介：葉俊杰（1992—"），男，漢族，福建漳州人，本科，中級職稱，研究方向：環(huán)境可靠性。