气体腐蚀试验是模拟工业环境中SO₂、H₂S等腐蚀性气体对材料/产品的侵蚀效应，评估其耐蚀性能的关键手段。而温湿度作为腐蚀反应的核心环境因子，其协同控制直接决定试验的真实性——湿度触发腐蚀介质的液态化（形成电解液），温度加速电化学反应速率，两者的交互作用会显著改变腐蚀机制。因此，掌握温湿度协同控制方法及设备要求，是确保气体腐蚀试验有效性的核心环节。

温湿度协同控制的核心原理

温湿度的交互作用是气体腐蚀的关键驱动因素：湿度的核心作用是“激活”腐蚀——当环境湿度达到腐蚀介质的临界相对湿度（CRH，如SO₂的CRH约70%）时，气体分子会在材料表面凝结形成电解液，触发电化学腐蚀；若湿度低于CRH，腐蚀仅以缓慢的干态氧化为主。温度的作用是“加速”——温度升高会加快电解液中的离子扩散速率（每升高10℃，反应速率提升1-2倍），同时改变空气的持水能力（温度升高1℃，相对湿度约下降3%-5%）。

以SO₂试验为例，25℃、80%RH时，材料表面电解液厚度约10μm，腐蚀速率0.1mm/年；若温度升至35℃、湿度保持80%，电解液厚度因绝对湿度增加至15μm，同时反应速率提升1.5倍，整体腐蚀速率可达0.25mm/年。可见，温湿度必须协同控制，才能真实模拟服役环境中的腐蚀行为。

闭环反馈式温湿度协同控制方法

闭环反馈是温湿度协同控制的基础手段，其逻辑为“实时采集-偏差对比-动态调整”：首先通过高精度传感器（采样频率≥1次/秒）采集试验箱内温湿度数据；接着将实际值与设定值对比，计算偏差（如温度-1℃、湿度+3%RH）；最后通过控制模块驱动加热/冷却、加湿/除湿部件纠正偏差。

例如，当试验箱温度低于设定值2℃时，加热模块启动升温；但温度升高会降低相对湿度（每升1℃，湿度降3%-5%），因此加湿模块需同步启动，补充水分维持设定湿度。若湿度高于设定值5%RH，冷凝除湿模块启动抽湿，同时因除湿伴随温度下降（每除湿1kg/m³，温度降0.5℃），需调整加热模块补偿温度损失。

这种方法的关键是“实时性”：传感器响应时间≤10秒，控制模块调整延迟≤5秒，确保偏差在1-2分钟内纠正，避免温湿度波动影响试验结果。

多参数联动算法的应用

由于温湿度存在强耦合性，单靠闭环反馈易出现“滞后调整”（如温度升高后才发现湿度降低，再加湿已来不及），因此需引入多参数联动算法预判调整。

常见算法包括：基于焓湿图的预判——当设定温度从25℃升至30℃，算法根据焓湿图计算需增加的绝对湿度（从18g/m³至24g/m³），提前30秒启动加湿模块，避免温度升高后湿度骤降；基于气体浓度的调整——当SO₂浓度从1ppm增至5ppm，算法适当降低温度（从30℃至28℃），避免高浓度与高温度叠加导致腐蚀速率指数级增长。

此外，算法还需补偿外界环境波动：如实验室温度从20℃升至25℃，算法提前启动冷却模块，抵消外界热量传入对试验箱内温度的影响。

设备的温湿度传感器选型要求

传感器是控制的“眼睛”，需满足“高精度、抗腐蚀、高稳定”要求：温度传感器选铂电阻（PT100/PT1000），精度±0.5℃（优选±0.1℃），响应时间≤10秒，表面镀聚四氟乙烯抗腐蚀；湿度传感器选电容式或露点式，电容式精度±1%RH（40%-90%RH），露点式精度±0.5℃露点（对应±1%RH），适合高/低湿度试验。

传感器安装需避免“局部误差”：应安装在样品中心上方10cm处（远离加热管/加湿口），试验箱内需安装3个以上传感器取平均值，减少单点数据偏差。

控温与控湿部件的性能要求

控温部件需“精准无级调节”：加热模块用PID控制的不锈钢加热管（1m³试验箱配2kW），可实现0-100%功率连续调整，避免温度过冲；冷却模块用压缩机制冷，逆循环控温范围10-60℃，冷却速率≥1℃/min。

控湿部件需“快速清洁”：加湿用蒸汽加湿（无杂质污染）或电极加湿（加湿量≥0.5kg/h），适合高湿度需求；除湿用冷凝除湿（除湿速率≥0.3kg/h）或转轮除湿（适合＜40%RH低湿度）。部件输出能力需与试验箱体积匹配（1m³试验箱加湿速率≥0.5kg/h，确保30分钟内将湿度从50%提升至80%）。

腐蚀气体与温湿度的耦合适配

不同腐蚀气体对温湿度的敏感性差异显著，设备需适配气体特性：

——SO₂：CRH约70%，试验温湿度标准为25℃±2℃、80%±5%RH（湿度低于70%腐蚀极慢，高于85%电解液稀释，速率趋于平稳）；

——H₂S：CRH约85%，高湿度下易形成氢硫酸，试验湿度要求90%±5%RH、温度30℃±2℃；

——NO₂：需较高温度激活反应，试验温度35℃±2℃、湿度75%±5%RH。

设备需具备“气体-温湿度”联动功能（如选择SO₂时自动加载25℃、80%RH设定），减少人为操作误差，同时温湿度调节范围需覆盖10-60℃、40%-95%RH，满足不同气体试验要求。

试验箱内温湿度均匀性控制

均匀性是确保样品腐蚀一致的关键——若试验箱角落温度比中心低2℃、湿度低10%RH，会导致角落样品腐蚀速率仅为中心的1/3。标准要求：箱内任意两点温度差≤1℃，湿度差≤3%RH。

实现均匀性的方法：1、循环风机：用轴流风机（风速0.5-1.5m/s）确保空气循环次数≥5次/分钟。

2、气流设计：箱内设置导风板，引导气流均匀流经样品区域（顶部进风、底部回风）；3、样品摆放：样品与箱壁保持10cm距离，样品间距≥5cm，避免阻挡气流。

长时间试验的温湿度稳定性要求

气体腐蚀试验常持续数天至数周，长时间内温湿度波动需严格控制：温度波动≤±0.5℃，湿度波动≤±2%RH。

稳定性措施：1、保温设计：箱壁用双层不锈钢加50mm聚氨酯发泡，门封条用硅橡胶（密封IP65）；2、备用系统：加热/加湿部件双路设计（主路故障时备用路10秒内启动）；3、电源保障：UPS续航≥2小时，避免停电失控。

4、数据记录：无纸记录仪10分钟间隔记录数据，便于追溯波动。

校准与验证的关键环节

定期校准需遵循“三步骤”：

1、传感器校准：每6个月用标准校准箱（±0.1℃、±0.5%RH）校准，偏差超±0.5℃或±2%RH需更换传感器；

2、均匀性验证：每3个月用“九点法”（3×3矩阵安装9个传感器）测试箱内温湿度，温差＞1℃或湿度差＞3%RH需调整风机；

3、性能验证：每季度进行24小时稳定性试验，记录每小时数据，波动超±0.5℃或±2%RH需检查控制模块。

新设备需做“满载验证”：放入满载样品运行24小时，验证温湿度是否维持设定值（样品会吸收/释放水分，影响湿度）。