双喷雾系统在复合式试验箱中的应用:中性盐雾与铜加速盐雾的快速切换技术
2025年06月07日 10:56:11
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在材料与产物的耐腐蚀性能研究领域,复合式试验箱凭借其干湿循环与盐雾腐蚀双机制,成为加速腐蚀测试的得力工具。而双喷雾系统的引入,尤其是能够实现中性盐雾与铜加速盐雾的快速切换技术,进一步拓展了试验箱的功能边界,为模拟更复杂多样的实际腐蚀环境提供了可能。
中性盐雾试验是最基础且应用广泛的盐雾腐蚀测试方式。其盐雾溶液主要由 5% 的氯化钠溶液构成,pH 值维持在 6.5 - 7.2 之间,模拟的是常规海洋大气、工业环境中的盐雾侵蚀。在这种环境下,金属材料表面形成电解质溶液膜,发生电化学腐蚀。例如,钢铁材料中的铁作为阳极失去电子变成亚铁离子,而溶液中的溶解氧在阴极区域得到电子,形成腐蚀电池,氯离子的存在加速了阳极溶解过程。
与之不同,在氯化钠溶液基础上加入了氯化铜,同时调节 pH 值至 3.1 - 3.3,大大增强了盐雾的腐蚀性。铜离子在溶液中会优先在金属表面沉积,形成微小的铜颗粒,这些铜颗粒与金属基体构成微电池,加速了金属的腐蚀进程。其腐蚀速率通常是中性盐雾试验的数倍,能够在更短时间内评估材料在腐蚀环境下的性能。
复合式试验箱中的双喷雾系统正是为了灵活运用这两种盐雾环境而设计。该系统配备了两套独立的喷雾装置,一套用于产生中性盐雾,另一套则负责铜加速盐雾的生成。两套装置在结构设计上充分考虑了耐腐蚀性能,采用了诸如 PP(聚丙烯)、耐腐蚀不锈钢等材料,确保在长期高腐蚀性环境下稳定运行。
实现快速切换的核心在于精准的控制系统。该系统由传感器、控制器与执行机构组成。传感器实时监测试验箱内的盐雾浓度、pH 值等参数,一旦接收到切换指令,控制器迅速计算并向执行机构发送信号。执行机构通过快速阀门切换,关停当前工作的喷雾装置,同时启动另一套装置,并依据预设参数对新启动装置的喷雾压力、流量等进行精确调节,以确保新的盐雾环境能够在短时间内稳定建立。例如,从中性盐雾切换至铜加速盐雾时,在短短数秒内,系统就能完成喷雾装置的切换,且能在 1 - 2 分钟内使试验箱内的盐雾浓度、pH 值等关键参数稳定在铜加速盐雾试验所需的标准范围内。
双喷雾系统快速切换技术具有显著优势。一方面,它极大地提高了测试效率。在以往,若要进行不同盐雾环境的测试,需人工清洗试验箱、更换溶液等,耗费大量时间。如今,通过快速切换,可在同一试验流程中迅速改变盐雾腐蚀条件,模拟材料在实际服役中可能经历的不同腐蚀阶段,如从普通大气盐雾环境突然进入工业污染严重的高腐蚀性盐雾环境。另一方面,这种技术能够提供更全面、准确的材料耐腐蚀性能评估数据。不同盐雾环境对材料的腐蚀机制与程度不同,快速切换技术能让材料在多种盐雾环境交替作用下接受考验,更真实地反映材料在复杂多变实际环境中的耐腐蚀能力,助力研发人员深入了解材料的腐蚀行为,为开发更优质的防护涂层、耐腐蚀材料提供有力支撑 。
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