中性盐雾试验(NSS)是评估建筑用铝合金型材耐腐蚀性能的重要加速老化试验,通过模拟含盐潮湿环境,快速验证型材在实际使用中的抗腐蚀能力。其中,试验时长是直接反映型材耐腐蚀等级的关键指标,不同表面处理工艺、型材类型及应用场景对应不同的时长要求,需严格遵循国家及行业标准执行。
中性盐雾试验的核心原理
中性盐雾试验以5%(质量分数)的氯化钠水溶液为喷雾介质,试验箱内温度保持在(35±2)℃,相对湿度≥95%。喷雾形成的盐雾粒子直径在1~5μm之间,均匀覆盖试样表面,通过持续腐蚀作用,观察试样表面出现锈蚀、起泡或涂层脱落的时间,以此判断耐腐蚀性能。
该试验的加速倍率约为自然环境的10~20倍,能在短时间内模拟沿海、潮湿地区等苛刻环境的腐蚀效果,是建筑型材出厂检验及性能评估的必做项目。
试验时长的计算从喷雾开始持续至试样出现判定缺陷的时间,或按标准要求的最短时长完成后评估,需保证试验过程中喷雾量稳定在(1~2)mL/(h·80cm²)(收集面积)。
需注意,中性盐雾试验仅考核型材的耐电化学腐蚀性能,不涉及耐候性(如紫外线老化)或机械性能,需与其他试验结合评估综合性能。
建筑用铝合金型材的标准体系
我国建筑用铝合金型材的主要标准为GB 5237系列,包括《铝合金建筑型材 第1部分:基材》《第2部分:阳极氧化型材》《第3部分:电泳涂漆型材》《第4部分:粉末喷涂型材》《第5部分:氟碳漆喷涂型材》《第6部分:隔热型材》,各部分明确规定了对应型材的中性盐雾试验时长要求。
此外,行业标准如JG/T 175《建筑用隔热铝合金型材》、GB/T 18962《铝及铝合金阳极氧化 阳极氧化膜的总规范》也对部分细分产品的试验时长做出补充,需根据型材类型对应执行。
标准中的时长要求基于型材的应用场景制定,如沿海地区使用的型材需更高的耐腐蚀等级,对应更长的试验时长;内陆干燥地区可适当降低,但需满足最低标准。
进口或出口型材还需符合国际标准,如ISO 9227《人造环境腐蚀试验 盐雾试验》、ASTM B117《盐雾试验标准方法》,其时长要求与国内标准基本一致,但试验条件(如温度、喷雾量)需严格对应。
未经过表面处理的铝合金型材时长要求
未经过表面处理的铝合金型材(即基材,对应GB 5237.1),其耐腐蚀性能仅依赖铝合金本身的纯度及合金元素。由于铝的自然氧化膜较薄(约0.01~0.1μm),抗盐雾腐蚀能力较弱。
根据GB 5237.1-2017,基材的中性盐雾试验时长要求为“经24h试验后,试样表面不应出现腐蚀点(包括点蚀、晶间腐蚀)”。
需注意,基材仅适用于室内干燥环境或非承重结构,实际工程中极少直接使用,因室外环境下易快速氧化发黑,影响美观及结构安全。
若基材用于特殊场景(如室内装饰件),需额外进行表面钝化处理,此时试验时长可延长至48h,但需在合同中明确约定。
阳极氧化处理型材的时长要求
阳极氧化处理是通过电解在铝型材表面形成厚氧化膜(通常5~25μm),显著提升耐腐蚀性能,对应GB 5237.2。
标准将阳极氧化膜分为普通级(AA10)、中级(AA15)、高级(AA20)、超高级(AA25)四个等级,对应中性盐雾试验时长分别为:AA10级≥168h,AA15级≥240h,AA20级≥360h,AA25级≥500h。
试验判定要求为:试验后氧化膜表面不应出现腐蚀点,划格处(若有)的腐蚀蔓延宽度≤2mm。划格试验需在试验前用刀片在试样表面划穿氧化膜至基材,形成1mm×1mm的方格。
阳极氧化型材广泛应用于室外门窗、幕墙,沿海地区建议选用AA20级及以上,对应时长≥360h,以应对高盐雾环境。
若氧化膜厚度超过25μm(如AA30级),试验时长可延长至720h,但需符合GB/T 18962的补充要求。
电泳涂漆处理型材的时长要求
电泳涂漆是在阳极氧化膜表面沉积一层有机涂层(通常10~25μm),形成“氧化膜+漆膜”双层防护,对应GB 5237.3,分为A类(透明漆)和B类(有色漆)。
标准规定:A类电泳涂漆型材的中性盐雾试验时长≥500h,B类≥1000h;试验后漆膜不应出现起泡、脱落,划格处腐蚀蔓延宽度≤2mm。
电泳涂漆型材的耐腐蚀性能优于阳极氧化型材,尤其适用于酸雨、高湿度地区,其漆膜的耐碱性(应对水泥腐蚀)也更强。
需注意,电泳漆的固化温度(通常180~200℃)会影响漆膜性能,若固化不完全,试验时长可能达不到标准要求,需在生产中严格控制固化工艺。
对于室内高端装饰型材(如电梯门套),可选用B类电泳涂漆,时长≥1000h,确保长期美观。
粉末喷涂处理型材的时长要求
粉末喷涂是通过静电吸附在型材表面形成粉末涂层(通常40~120μm),对应GB 5237.4,分为普通粉末(PVDF含量<70%)和氟碳粉末(PVDF含量≥70%)。
标准要求:普通粉末喷涂型材的中性盐雾试验时长≥1000h,氟碳粉末≥2000h;试验后涂层不应出现起泡、脱落、生锈,划格处腐蚀蔓延宽度≤2mm。
粉末喷涂的涂层厚度较大,抗冲击性及耐候性优异,适用于室外幕墙、雨棚等大面积结构,沿海地区建议选用氟碳粉末,时长≥2000h。
试验前需确认涂层的附着力(GB/T 9286划格试验)≥0级,否则试验中易出现涂层脱落,影响时长判定。
若粉末涂层厚度超过120μm,试验时长可延长至3000h,但需通过第三方检测机构验证。
氟碳漆喷涂处理型材的时长要求
氟碳漆喷涂是采用聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂为基料的涂料,形成高耐候涂层(通常25~50μm),对应GB 5237.5,分为二涂、三涂、四涂体系。
标准规定:
二涂氟碳漆型材的中性盐雾试验时长≥1000h,三涂≥2000h,四涂≥3000h;试验后涂层不应出现褪色、粉化、起泡,划格处腐蚀蔓延宽度≤1mm。
氟碳漆的耐盐雾性能最优,适用于沿海高腐蚀环境(如海岛建筑、海上平台附属结构),其PVDF含量≥70%时,可达到20年以上的使用寿命。
试验中需注意,氟碳漆的交联密度会影响耐腐蚀性能,若固化温度不足(<230℃),会导致漆膜交联不完全,试验时长缩短,需严格控制烘烤工艺。
三涂及以上氟碳漆型材常用于地标建筑的幕墙,如广州塔、上海中心的部分铝合金型材,均采用四涂氟碳漆,试验时长≥3000h。
隔热铝合金型材的特殊时长要求
隔热铝合金型材是通过穿条或浇注工艺将铝合金型材与隔热材料(如PA66GF25)复合,对应GB 5237.6,其试验时长需同时满足铝合金部分和隔热材料的要求。
对于穿条式隔热型材,铝合金部分的试验时长按表面处理工艺对应标准执行(如阳极氧化按GB 5237.2),隔热条需额外进行耐盐雾试验(GB/T 23615.1),时长≥1000h,不应出现膨胀、开裂。
浇注式隔热型材的铝合金部分试验时长同穿条式,浇注料需满足GB/T 23615.2的要求,耐盐雾时长≥500h,不应出现脱落。
隔热型材的试验需同时考核铝合金和隔热材料的耐腐蚀性,因隔热材料的失效会导致型材整体结构破坏,需特别注意。
试验时长的验证与判定规则
中性盐雾试验的时长验证需严格按照标准流程进行:试样需从批量生产的型材中随机抽取,数量不少于3根,每根截取50mm×100mm的样品,去除毛刺、油污后放置于试验箱内,与垂直方向成15°~30°角。
试验过程中需定期检查喷雾量、温度、湿度,每24h记录一次,确保试验条件稳定。若试验中断(如设备故障),需重新开始试验,中断时间不计入总时长。
试验结束后,需将试样用清水冲洗干净,擦干后在标准环境(23±2℃,50±5%RH)下放置24h,再进行外观检查。
判定规则:若试样表面出现腐蚀点、涂层脱落、起泡,或划格处腐蚀蔓延宽度超过标准要求,则判定为不合格;若未出现上述缺陷,且试验时长达到标准要求,则判定为合格。
需注意,试验时长是最低要求,实际生产中可通过提高表面处理工艺(如增加膜厚、优化涂层配方)延长时长,以提升产品竞争力,但需在产品说明书中明确标注。
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