氯气（Cl₂）气体腐蚀试验是一种人工加速腐蚀测试方法，主要用于评估材料（尤其是金属、涂层、电子元器件及高分子材料）在含氯潮湿大气环境中的耐腐蚀性能。该试验模拟海洋大气、化工厂、游泳池、水处理设施等环境中常见的高氯离子活性腐蚀条件。
一、氯气腐蚀试验测什么？
1. 材料的抗氯离子腐蚀能力
氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，具有强氧化性和酸性：
产生的 Cl⁻ 离子极易穿透钝化膜（如不锈钢的 Cr₂O₃ 膜），引发点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）。
2. 防护层/涂层的完整性与稳定性
测试油漆、电镀层（如镀锌、镀镍）、阳极氧化膜、有机涂层等在氯气环境下的：
起泡、剥落、变色；
防护失效时间。
3. 电子元器件的可靠性
评估连接器、触点、PCB 板等在含氯环境中是否出现：
金属迁移（如银枝晶生长）；
绝缘电阻下降；
接触电阻升高或短路。
4. 非金属材料的老化行为
某些塑料、橡胶在 Cl₂ 环境下可能发生氧化降解、脆化、变色。
二、核心耐蚀指标解析
| 指标 | 说明 | 测试/评估方法 |
|---|---|---|
| 1. 腐蚀速率 | 单位面积单位时间的质量损失 | 试验前后称重，计算： |
| 2. 点蚀深度/密度 | 表征局部腐蚀严重程度 | 显微镜/SEM 观察，轮廓仪测量 |
| 3. 防护层失效等级 | 涂层起泡、剥落、锈蚀面积占比 | 对照标准图谱（如 ISO 4628、GB/T 1766）评级 |
| 4. 接触/绝缘电阻变化 | 电子功能性能退化指标 | 万用表、高阻计测量（如 IEC 60512 标准） |
| 5. 应力腐蚀开裂（SCC）敏感性 | 高强度合金在拉应力+Cl⁻ 下的开裂倾向 | 恒载荷/慢应变速率试验（SSRT）结合氯气环境 |
| 6. 表面形貌与腐蚀产物 | 判断腐蚀类型与机理 | 光学显微、SEM-EDS、XRD 分析（如 FeCl₂、CuCl₂ 等） |
✅ 特别关注：不锈钢、铝合金、铜合金对氯离子极为敏感，易发生局部腐蚀。
三、典型应用场景
海洋装备：船舶部件、海上平台结构件；
化工设备：氯碱工业管道、阀门、储罐；
水处理系统：消毒设备、泵阀、传感器外壳；
电子电气产品：沿海地区使用的户外配电箱、通信设备；
汽车零部件：冬季撒盐道路环境下底盘件、紧固件。
四、相关标准参考
虽然中国尚未发布专门针对“氯气气体腐蚀”的单一国标，但以下标准可作为依据或参考：
| 标准 | 说明 |
|---|---|
| GB/T 2423.51–2020 | 《环境试验 第2部分：试验Ke：流动混合气体腐蚀试验》 ——可包含 Cl₂ 作为混合气体组分（如 Cl₂ + NO₂ + SO₂ + H₂S） |
| IEC 60068-2-60 | 流动混合气体腐蚀试验（Method 4：含 Cl₂ 的严酷等级） |
| ASTM G85 Annex A6 | 酸性盐雾+氯气补充试验（较少用） |
| ISO 11130 | 金属和合金的腐蚀—多因素循环腐蚀试验（可定制含 Cl₂） |
🔍 注：纯氯气腐蚀试验多用于科研或特定行业规范（如军工、核电），常以企业标准或技术协议形式执行。
五、典型试验条件（参考实践）
| 参数 | 常见设定 |
|---|---|
| 氯气浓度 | 0.1 ppm ~ 10 ppm（低浓度模拟大气；高浓度用于加速） |
| 温度 | 30°C ~ 60°C（常用 40°C） |
| 相对湿度 | ≥80% RH（常伴随凝露，促进 Cl₂ 溶解） |
| 试验周期 | 7天、14天、28天 或 1000 小时 |
| 气体供给方式 | 连续通气或周期性注入 |
六、安全警示
氯气为剧毒、强刺激性黄绿色气体（TLV-TWA = 0.5 ppm）；
试验必须在密闭、负压、带碱液吸收塔（如 NaOH 溶液） 的专用腐蚀箱中进行；
操作人员需佩戴正压呼吸器、防化服、气体检测仪；
废气严禁直接排放！
✅ 总结：
氯气气体腐蚀试验的核心在于评估材料在含活性氯环境中的局部腐蚀敏感性与防护体系有效性。关键耐蚀指标包括点蚀行为、涂层完整性、电性能稳定性及腐蚀速率。尽管缺乏单一国标，但在混合气体腐蚀标准（如 GB/T 2423.51）框架下，氯气已成为模拟严酷工业/海洋大气的重要组分。试验设计需兼顾科学性、加速性与安全性。
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