塩水噴霧試験

塩水噴霧（または塩霧）試験は標準化された一般的な腐食試験方法であり、材料および表面コーティングの耐食性を確認するために使用されます。通常、テスト対象の材料は金属であり（石、セラミック、ポリマーもテストできます）、下地金属にある程度の腐食保護を提供することを目的とした表面コーティングで仕上げられています。塩水噴霧試験は、保護仕上げとして使用するためのコーティングの適合性を（ほとんど比較して）評価するために、コーティングされたサンプルに腐食攻撃を引き起こす加速腐食試験です。腐食生成物（錆または他の酸化物）の外観は、所定の期間後に評価されます。試験時間はコーティングの耐食性に依存します。一般的に、コーティングの耐食性が高いほど、腐食/錆が現れるまでのテスト期間が長くなります。塩水噴霧試験は、最も広く普及している腐食試験の1つです。 ASTM B117は、最初に1939年に公開された最初の国際的に認められた塩水噴霧規格でした。その他の重要な関連規格は、ISO9227、JIS Z 2371およびASTM G85です。

応用

塩水噴霧試験は、比較的安価で、迅速で、十分に標準化されており、合理的に再現可能であるため、人気があります。塩水噴霧試験の期間と、溶融亜鉛めっき鋼などの特定のコーティングのコーティングの予想寿命との間には弱い相関関係があるかもしれませんが、このテストは低コストで迅速な結果により世界的に人気を得ています。今日のほとんどの塩水噴霧チャンバーは、コーティングの耐食性を予測するためではなく、前処理や塗装、電気めっき、亜鉛メッキなどのコーティングプロセスを比較ベースで維持するために使用されています。たとえば、前処理されたコンポーネントと塗装されたコンポーネントは、生産に受け入れられるために、96時間の中性塩水噴霧に合格する必要があります。この要件を満たさないということは、前処理の化学プロセスの不安定性、または塗料の品質を意味し、今後のバッチが望ましい品質になるように直ちに対処する必要があります。加速腐食試験が長くなればなるほど、プロセスが制御不能になる時間が長くなり、不適合バッチの形での損失が大きくなります。したがって、塩水噴霧試験の主な用途は、実際の耐食性と予想される耐食性の迅速な比較を可能にすることです。最も一般的には、テストに合格したか失敗したかを判断するために、テスト対象のサンプルに酸化物が現れるまでにかかった時間が予想と比較されます。このため、塩水噴霧試験は、多くの場合、品質監査の役割で展開されます。たとえば、金属部品の表面コーティングなどの生産プロセスの有効性を確認するために使用できます。塩水噴霧試験は、実際の腐食条件を作成、複製、または加速しないため、材料または表面コーティングが実際の腐食にどのように抵抗するかを予測するのにほとんど役立ちません。これには、繰り返し腐食試験が適しています。

試験装置

テスト用の装置は、密閉されたテストキャビネット/チャンバーで構成されており、加圧空気を使用したスプレーノズルによって塩水（5％NaCl）溶液が噴霧されます。これにより、チャンバー内に濃い塩水霧（ミストまたはスプレーとも呼ばれる）の腐食性環境が生成されるため、この環境にさらされた試験サンプルは厳しい腐食性条件にさらされます。チャンバーの容積はサプライヤーによって異なります。特定の塩水噴霧試験規格に必要な最小量がある場合、これは明確に記載され、遵守される必要があります。チャンバーが大きいほど、より均一なテスト環境を提供できるという一般的な歴史的コンセンサスがあります。

塩水噴霧試験溶液のバリエーションは、試験する材料によって異なります。鉄鋼材料の最も一般的なテストは、中性塩水噴霧テスト（NSSと略されることが多い）です。このテストは、このタイプのテスト溶液が6.5から7.2の中性pHに調製されているという事実を反映しています。結果は一般に、腐食生成物の出現なしのNSSでの試験時間として表されます（ISO 9227によるNSSで720時間など）。合成海水ソリューションは、一部の企業および標準によって一般的に指定されています。他の試験溶液には、酢酸（しばしばASSと略される）および塩化銅を含む酢酸（しばしばCASSと略される）を含む他の化学物質が添加されており、それぞれが電気めっき銅ニッケルクロム、電気めっき銅などの装飾コーティングの評価のために選択された-ニッケルまたは陽極酸化アルミニウム。これらの酸性化された試験溶液は、一般に3.1から3.3のpHを持っています

二次汚染のリスクがあるため、一部のソースは、NSSテストにASSまたはCASSテストキャビネットを互換的に使用することを推奨していません。CASSテスト後のキャビネットの完全なクリーニングは非常に難しいと言われています。 ASTMはこの問題に対処していませんが、ISO 9227はそれを推奨しておらず、もしそれが行われるのであれば、徹底的なクリーニングを推奨します。

塩水噴霧試験の大部分は継続的ですが、つまり;テスト中のサンプルは、テストの全期間を通じて連続的な塩霧の発生にさらされますが、いくつかはそのような暴露を必要としません。このようなテストは、一般に修正塩水噴霧テストと呼ばれます。 ASTM G85は、基本的な塩水噴霧試験のバリエーションであるいくつかの修正された塩水噴霧試験を含む試験標準の例です。

変更された塩水噴霧試験

ASTM G85は、改良された塩水噴霧試験をカバーする最も一般的なグローバル試験標準です。 ASTM G85では、附属書A1からA5と呼ばれる、このようなテストが5つあります。

これらの変更されたテストの多くは、自然に発生する腐食の影響を再現し、これらの影響を加速することができる腐食テストの必要性に対処するために、元々特定の産業部門で発生しました。

この加速は、化学的に変更された塩水噴霧溶液を使用することにより発生し、多くの場合、他の試験環境と組み合わせられ、ほとんどの場合、これらの試験環境は時間とともに比較的急速に循環します。特定の業界では一般的ですが、変更された塩水噴霧試験は多くの場合、サイクル腐食試験（CCT）に取って代わられました。ASTMG85に対する変更された塩水噴霧試験に使用される環境試験室のタイプは、ASTM B117 、ただし多くの場合、自動気候サイクリング制御システムなどの追加機能があります。

ASTM G85附属書A1-酢酸塩水噴霧試験（非循環）この試験は、高温で酢酸塩水噴霧環境にさらされた場合の鋼および亜鉛ベースのダイカストの装飾クロムめっきの腐食に対する相対的抵抗を決定するために使用できます。温度。このテストは、ASSテストとも呼ばれます。試験片は密閉されたチャンバーに入れられ、試験標準の要件に従って調製され、酢酸の添加により酸性化（pH 3.1〜3.3）された塩水溶液の連続間接噴霧にさらされます。このスプレーは、+ 35℃のチャンバー温度で、1.0〜2.0ml / 80cm²/時間の速度で試料に落下するように設定されています。この気候は、一定の定常状態条件下で維持されます。テスト期間は可変です。

ASTM G85付属書A2 –酸性化された塩霧テスト（周期的）。

このテストは、酢酸塩スプレーの変化する気候にさらされた後、空気乾燥、高湿度、すべて高温でのアルミニウム合金の腐食に対する相対的耐性をテストするために使用できます。このテストはMASTMAASISテストとも呼ばれます。試験片は密閉されたチャンバーに入れられ、次の3つの部分の繰り返しサイクルからなる気候の変化にさらされます。試験標準の要件に従って調製され、酢酸の添加により酸性化（pH 2.8〜3.0）された、塩水溶液の連続間接スプレーへの0.75時間の曝露。このスプレーは、1.0〜2.0ml / 80cm²/時間の速度で試験片に落下するように設定されています。その後、風乾（パージ）気候に2.0時間さらされます。これに続いて、65％RHから95％RHに徐々に上昇する高湿度気候に3.25時間さらされます。テストサイクル全体は、+ 49℃の恒温槽温度で行われます。サイクルの繰り返し回数とテスト期間は可変です。

ASTM G85付属書A3 –海水酸性化試験（サイクル）

このテストは、酸性化された合成海水スプレーの気候の変化にさらされた後、両方とも高温で、コーティングされたまたはコーティングされていないアルミニウム合金および他の金属の腐食に対する相対的耐性をテストするために使用できます。このテストは、SWAATテストとも呼ばれます。試験片は密閉されたチャンバー内に置かれ、次の2つの部分の繰り返しサイクルで構成される気候の変化にさらされます。試験標準の要件に従って調製し、酢酸を添加して酸性化（pH 2.8〜3.0）した合成海水の連続間接スプレーへの30分間の暴露。このスプレーは、1.0〜2.0ml / 80cm²/時間の速度で試験片に落下するように設定されています。その後、98％RH以上の高湿度気候に90分間さらされます。テストサイクル全体は、+ 49℃の一定のチャンバー温度で行われます（有機コーティングされた試料の場合は、+ 24〜+35℃に下げることができます）。サイクルの繰り返し回数とテスト期間は可変です。

ASTM G85付属書A4 – SO2塩水噴霧試験（周期的）

このテストを使用して、通常の耐用年数の間にSO2（二酸化硫黄）/塩水噴霧/酸性雨の環境に遭遇する可能性が高い製品サンプルの腐食に対する相対耐性をテストできます。試験片は密閉されたチャンバーに入れられ、変化する可能性のある2つの気候サイクルのうち1つにさらされます。いずれの場合も、塩水噴霧への暴露は、試験標準の要件に従って調製された塩水噴霧または合成海水である場合があります。最も適切なテストサイクルとスプレーソリューションは、当事者間で合意する必要があります。

最初の気候サイクルは、中性（pH 6.5から7.2）の塩水/合成海水溶液の連続間接スプレーで構成され、1.0から2.0ml / 80cm²/時間の速度で標本に落下します。このスプレー中、チャンバーに35 cm3 /分/ m3の速度でSO2ガスを6時間ごとに1時間注入します。テストサイクル全体は、チャンバー温度が+35℃の一定です。サイクルの繰り返し回数とテスト期間は可変です。

2番目の気候サイクルでは、中性（pH 6.5〜7.2）の塩水/合成海水溶液の0.5時間の連続間接噴霧が行われ、1.0〜2.0ml / 80cm²/時間の速度で標本に落下します。その後、チャンバー容積の35 cm3 /分/ m3の速度でSO2ガスを0.5時間投与します。その後、2.0時間の高湿度浸漬を行います。テストサイクル全体は、チャンバー温度が+35℃の一定です。サイクルの繰り返し回数とテスト期間は可変です。

ASTM G85付属書A5-希釈電解質塩霧/乾燥試験（周期的）

この試験は、周囲温度で希薄な塩水噴霧の変化する気候にさらされた後、高温で空気乾燥されたときに、鋼の腐食塗料に対する相対抵抗を試験するために使用できます。 PROHESION™テストとも呼ばれる表面コーティング業界では一般的なテストです。試験片は密閉されたチャンバー内に置かれ、次の2つの部分の繰り返しサイクルで構成される気候の変化にさらされます。試験標準の要件に従って調製され、酢酸の添加により酸性化（pH 3.1〜3.3）された、塩水溶液の連続間接スプレーへの1.0時間の曝露。このスプレーは、周囲のチャンバー温度（21〜27℃）で、1.0〜2.0ml / 80cm²/時間の速度で試料に落下するように設定されています。その後、+ 35℃のチャンバー温度で、空気乾燥（パージ）気候に1.0時間さらされます。サイクルの繰り返し回数とテスト期間は可変です。

標準化

チャンバーの構造、試験手順、および試験パラメーターは、ASTM B 117やISO 9227などの国内および国際規格に基づいて標準化されています。これらの規格は、この試験を実施するために必要な情報を記述しています。温度、噴霧溶液の空気圧、噴霧溶液の調製、濃度、pHなどの試験パラメーター。試験パラメーターの毎日のチェックは規格への適合を示すために必要であるため、記録はそれに応じて維持されるものとします。 ASTM B117およびISO 9227は、参照標準として広く使用されています。テストキャビネットは、ここで指定された要件に従って製造されます。

しかし、これらの試験基準は、評価されるコーティングの試験期間の情報も、塩の形の腐食生成物の外観も提供しません。要件は、顧客とメーカーの間で合意されています。自動車産業の要件は、材料仕様の下で指定されています。塩水噴霧試験ではコーティングが異なると動作が異なるため、テスト期間はコーティングの種類によって異なります。たとえば、典型的な電気めっきされた亜鉛と黄色の不動態化された鋼部品は、白錆のない塩水噴霧試験で96時間続きます。電気めっき亜鉛ニッケル鋼部品は、赤錆のないNSS試験で720時間（または赤錆のないCASS試験で48時間）続くことがあります。試験期間（時間）で要件が確立され、コーティングは最小試験期間に適合しなければなりません。

塩水噴霧試験に時々使用される人工海水は、ASTM Internationalで見つけることができます。人工海水の標準はASTM D1141-98で、これは代替海水の準備の標準的な慣行です。

用途

この方法で評価できる典型的なコーティングは次のとおりです。

• リン酸塩処理（前処理）表面（その後の塗料/プライマー/ラッカー/防錆剤）
• 亜鉛および亜鉛合金めっき（電気めっきも参照）。ガイダンスについては、ISO 4042を参照してください
• 電気めっきクロム、ニッケル、銅、スズ
• ISO 10683に準拠した亜鉛フレークコーティングなど、電解的には適用されないコーティング
• 防錆剤などの有機コーティング
• 塗料コーティング

溶融亜鉛めっき表面は、通常、塩水噴霧試験では試験されていません（ISO 1461またはISO 10684を参照）。溶融亜鉛めっきは、自然環境にさらされると炭酸亜鉛を生成するため、コーティング金属が保護され、腐食速度が低下します。溶融亜鉛めっき試験片が塩水噴霧にさらされた場合、炭酸亜鉛は生成されないため、この試験方法では腐食保護の正確な測定値が得られません。 ISO 9223は、溶融亜鉛めっき試験片の耐食性を適切に測定するためのガイドラインを提供しています。

下に溶融亜鉛めっきコーティングを施した塗装面は、この方法に従ってテストできます。 ISO 12944-6を参照してください。

試験期間は、数時間（例：8時間または24時間のリン酸処理鋼）から1か月以上（例：720時間の亜鉛ニッケルコーティング、1000時間の特定の亜鉛フレークコーティング）です。

書誌

• 金属仕上げ。ガイドブックとディレクトリの問題。 1996年、 Metal Finishing Magazine発行

こちらもご覧ください

• 繰り返し腐食試験
• 環境室
• 日本工業規格
• ASTMインターナショナル
• 国際標準化機構

参考文献

• ASTM G85改良塩水噴霧試験標準
• Normung eV DIN 50021のドイツ研究所の概要Natriumchloridlösungen。 Beuth Verlag GmbH、1988。この標準はISO 9227に取って代わられており、書誌目的でのみ言及されています。
• ISO国際標準化機構。 ISO 9227人工大気での腐食試験—塩水噴霧試験、2006
• ISO国際標準化機構。 ISO 4628-3塗料およびワニス。コーティングの劣化の評価。欠陥の量とサイズ、および外観の均一な変化の強度の指定。パート3さびの程度の評価
• MIL-STD-810環境エンジニアリングの考慮事項と実験室試験
• ASTM B117のテスト条件、方法、およびアプリケーション