硫化氢腐蚀试验（ISO 21207）：实验室加速腐蚀试验项目说明

技术概述

交通与工业环境中的金属部件同时承受两类腐蚀因素：来自海洋、融雪盐的氯离子沉积，以及来自尾气与工业排放的腐蚀促进气体。两类因素交替作用时，失效路径与单一因素试验明显不同——氯盐打开镀层与钝化膜，气体腐蚀在破损处持续深入。为把这种交替效应纳入试验，国际标准化组织制定了盐雾与混合气体交替暴露的加速腐蚀方法，即 ISO 21207。

硫化氢腐蚀试验（ISO 21207）在实际委托中需按标准的真实构成理解：ISO 21207:2015 规定两种加速腐蚀试验，介质为中性盐雾（5% 氯化钠、35℃、2 小时）、干燥段与含腐蚀促进气体的暴露段交替；促进气体为二氧化氮与二氧化硫的混合气（方法 A：NO₂ 1.5×10⁻⁶、SO₂ 0.5×10⁻⁶；方法 B：NO₂ 10×10⁻⁶、SO₂ 5×10⁻⁶，均为 25℃、95% 相对湿度），标准体系中并不包含硫化氢。硫化氢在气体腐蚀体系中的对应方法是 IEC 60068-2-43（GB/T 2423.20）与 IEC 60068-2-60（GB/T 2423.51）等。核心考察点是氯盐与促进气体协同下的镀层渗透、点蚀与外观腐蚀等级。

该标准适合交通与工业环境中金属敏感产品的验证，如车用电子、道路设备、轨道部件。方法 A 模拟轻度侵蚀的交通环境，方法 B 模拟更严酷的工业或交通环境。两种方法均以铜参考片监测腐蚀强度：按欧洲与北美工业地区数据建立的对应关系，方法 A 推荐周期约 6 周、对应铜片失重约 20g/m² 的环境当量，方法 B 推荐周期约 5 周、对应约 70g/m²，换算关系随具体环境修正。

检测样品

样品来源分两类。一类是整机与部件：车用控制器、传感器、连接器组件、车载天线、道路计量设备、轨道信号部件；另一类是镀层与涂层试样：镀锌层、锌镍层、达克罗、喷涂样板，用于体系在盐雾加气体交替条件下的排序。样品应代表实际装配与表面状态。

样品制备的一般要求包括以下几个方面：

• 交付状态：表面状态与装配密封与实车或现场一致；
• 放置姿态：受试面朝向盐雾与气流到达方向，避免遮挡；
• 参考片布置：铜参考片（推荐 50mm×50mm×1mm、纯度不低于 99.85%）与样品同箱放置；
• 分段记录：盐雾段、干燥段与气体段的转样时间精确记录；
• 样品数量：每状态不少于三件，参考片按方法要求配置。

对含密封结构的样品，盐雾段的凝液滞留会显著影响结果，放置姿态应模拟实际安装角度；无法模拟时，在方案中约定姿态并保持各批次一致。

检测项目

围绕交替腐蚀行为与国际交付要求两条主线，检测项目设置如下：

• 外观腐蚀检查：变色、点蚀、锈液流痕的分布记录；
• 腐蚀等级评定：按 ISO 10289 体系确定保护与外观等级；
• 点蚀深度测定：轮廓仪或金相法量化蚀坑深度；
• 镀层渗透评估：切片判定氯盐与气体耦合下的穿透路径；
• 接触电阻变化：含触点样品的前后对比；
• 铜参考片腐蚀率：失重法核算试验强度是否在方法对应区间；
• 质量变化测定：样品与参考片的定量比较；
• 产物成分分析：能谱区分氯化物与硫、氮相关产物；
• 附着性检查：涂层起泡与剥落评估；
• 绝缘与功能核查：电气部件绝缘电阻与功能状态；
• 显微形貌分析：交替腐蚀的形貌特征识别；
• 综合判定：等级、参考片与功能三线组合结论。

检测方法

- 方法 A 流程法：中性盐雾（5% 氯化钠、35℃、2h）后标准实验室干燥 22h；再在 NO₂ 1.5×10⁻⁶、SO₂ 0.5×10⁻⁶、95% 相对湿度、25℃ 的气氛中暴露 120h；干燥 24h 完成一个循环段；
- 方法 B 流程法：盐雾 2h 加干燥 22h；NO₂ 10×10⁻⁶、SO₂ 5×10⁻⁶、95% 相对湿度、25℃ 暴露 48h；重复盐雾段；再暴露 72h；
- 参考片核验法：铜参考片随箱暴露，失重数据用于确认腐蚀强度落在方法对应区间，超出区间说明条件偏离；
- 转样管理法：盐雾箱与气体箱之间的转移时间与清洗要求按方案执行，避免交叉污染；
- 周期执行法：方法 A 推荐约 6 周，方法 B 推荐约 5 周，按协议确定；
- 评定法：按 ISO 10289 评级，结合参考片数据与切片分析；
- 归因分析法：区分盐雾主导与气体主导的损伤形貌，形成完整结论，明确失效路径归属。

检测仪器

- 中性盐雾试验箱：符合 ISO 9227 要求，5% 氯化钠体系；
- 混合气体暴露箱：二氧化氮与二氧化硫配气、95% 相对湿度控制；
- 配气系统：钢瓶标气、质量流量控制器与浓度在线分析仪；
- 温湿度记录装置：各段全程覆盖；
- 铜参考片制备与称重装置：0.1mg 分析天平与恒温恒湿称量环境；
- 接触电阻测试仪：四线法；
- 绝缘电阻测试仪；
- 轮廓仪或激光共聚焦显微镜：点蚀深度量化；
- 金相切片设备：渗透路径分析；
- 扫描电镜与能谱仪：产物与形貌；
- 图像分析软件：面积占比统计；
- 尾气吸收装置：含氯含硫排气处理。

应用领域

- 车用电子企业：底盘与外饰电气件在融雪盐与尾气环境下的验证；
- 轨道交通：轨旁设备与车载部件的复合腐蚀评估；
- 道路计量与监控：户外设备在冬季除冰盐环境下的耐久核验；
- 镀层与涂层企业：防护体系在盐加气体交替条件下的排序；
- 海工与港口装备：氯与工业气体并存环境的部件选型；
- 出口制造企业：欧洲客户常引用本标准，作为交付依据；
- 科研与失效分析：交替腐蚀机理与当量关系研究。

常见问题（FAQ）

问题一：试验周期一般多长？

方法 A 推荐约 6 周，方法 B 推荐约 5 周，按协议可调整；含前后检测与参考片核算，整体约 7 至 9 周。比单一盐雾或单一气体试验周期长，但覆盖的失效路径更完整，常用于定型与验收环节。

问题二：这个标准里有硫化氢吗？

没有。ISO 21207 的促进气体是二氧化氮与二氧化硫，加上中性盐雾，标准体系中不含硫化氢。委托时若供应商宣传"ISO 21207 硫化氢试验"，实际执行的多是 IEC 60068-2-43 或 60068-2-60 体系的硫化氢方法，或者是经协议改造的方案。合同应写清标准号与气体组成，避免报告口径与预期不符。

问题三：为什么要把盐雾和气体放在一起做？

交通与工业环境的真实暴露就是两类因素交替：氯盐沉积破坏表面膜层，气体腐蚀在破损处深入，两者交替的损伤大于独立试验结果的简单相加。方法 A 与 B 的分段设计复现这一路径，比独立做两项试验更接近实况，也能暴露涂层在"干湿交替"下的起泡倾向。

问题四：方法 A 和方法 B 怎么选？

按环境严酷度：轻度交通环境（交通量小、远离工业区）选方法 A；交通量大或工业区环境选方法 B。方法 B 的气体浓度高一个量级、分段更复杂。买家规范有指定时按指定执行；无指定时按产品服役路线图选择并经协议确认。

问题五：铜参考片起什么作用？

参考片是试验强度的量尺：方法 A 与方法 B 分别对应铜失重的经验区间，参考片数据落在区间内，说明本箱次条件有效；偏离则说明配气、湿度或转样环节出了问题。缺少参考片数据的报告，在国际审核中通常不被接受。

问题六：试验结果能换算成服役年限吗？

标准提供的对应关系建立在特定地区铜片腐蚀数据上，方法 A 与 B 的推荐周期可粗略对应数年至数十年的环境当量，但这是统计性关联，随具体环境修正，不能作为产品寿命承诺。报告中应表述为"在参考片数据支撑下的环境当量估计"，并注明换算条件。

问题七：报告应包含哪些内容，合格如何判定？

报告应包含方法号与完整分段时序、各段温湿度与气体浓度记录、铜参考片失重数据、样品各段照片、评级结果、点蚀深度与切片分析。判定沿三条线：腐蚀等级不低于协议限值、参考片数据落在方法对应区间、电气与功能指标满足要求。国际交付时报告语言与评级引用应与买家审核要求一致。