鹽霧腐蝕試驗作為材料耐候性評價的核心手段，其試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性在很大程度上取決于噴霧系統(tǒng)的霧化質(zhì)量與穩(wěn)定性。該系統(tǒng)通過將氯化鈉溶液轉(zhuǎn)化為彌散性鹽霧顆粒，在密閉試驗空間內(nèi)構(gòu)建均勻的腐蝕氣氛，從而模擬海洋性或工業(yè)性大氣環(huán)境對試件的侵蝕作用。
一、系統(tǒng)模塊化構(gòu)成與功能定位
噴霧系統(tǒng)采用高度集成化設(shè)計，主要由四大功能模塊精密耦合而成：
1. 壓縮空氣預(yù)處理模塊：包含調(diào)壓閥與油水分離裝置。調(diào)壓閥采用高精度膜片式結(jié)構(gòu)，具備0.1kPa級壓力調(diào)節(jié)分辨率，可將廠務(wù)壓縮空氣（通常為0.5～0.8MPa）精確降壓至噴霧所需工況壓力。油水分離裝置則通過旋風(fēng)分離與聚結(jié)濾芯兩級過濾，有效去除空氣壓縮機(jī)輸出的潤滑油霧與冷凝液態(tài)水，確保進(jìn)入后續(xù)環(huán)節(jié)的氣源潔凈度達(dá)到ISO 8573-1標(biāo)準(zhǔn)的Class 2級，杜絕油污對鹽溶液的污染及噴嘴堵塞風(fēng)險。
2. 空氣飽和濕化模塊：由空氣飽和裝置（亦稱飽和器）構(gòu)成。該裝置為立式壓力容器，內(nèi)置不銹鋼盤管與蒸餾水，通過外部加熱器將水溫提升至高于試驗箱內(nèi)溫度2～5℃（通常為47～50℃），壓縮空氣以氣泡形式自下而上通過熱水層，實現(xiàn)充分濕化與預(yù)熱。此設(shè)計可使空氣濕度接近100%RH，防止因氣體絕熱膨脹導(dǎo)致的溫度驟降引起噴嘴處鹽水結(jié)晶。
3. 噴霧執(zhí)行模塊：核心部件為塔式噴霧器（亦稱噴霧塔）。塔體采用FRP增強(qiáng)玻璃鋼或SUS316L不銹鋼制造，內(nèi)置虹吸式噴嘴或壓力式噴嘴。噴嘴孔徑精加工至0.5～2.0mm，噴射角度120°，可產(chǎn)生錐形霧場，確保鹽霧顆粒在沉降過程中自然擴(kuò)散，覆蓋整個試件表面。
4. 輔助保障模塊：包括鹽水預(yù)熱儲槽、多級過濾單元及管路系統(tǒng)。儲槽容量依據(jù)型號不同配置為20L～200L，內(nèi)置浸入式加熱管，可將鹽水預(yù)熱至35℃，提升霧化效率；過濾器采用50μm與5μm兩級串聯(lián)，攔截機(jī)械雜質(zhì)。
二、氣液兩相流工作原理的精細(xì)化闡釋
系統(tǒng)工作流程遵循氣液兩相流動力學(xué)原理：
壓縮空氣經(jīng)廠務(wù)端初級過濾后，首先進(jìn)入油水分離裝置，在離心力作用下實現(xiàn)油滴與水滴的粗分離，再通過聚結(jié)濾芯完成精過濾，出口油含量低于0.01mg/m³。凈化后的干燥空氣進(jìn)入飽和器底部，在0.2～0.3MPa壓力下以微孔曝氣方式通過47℃恒溫?zé)嵴麴s水，氣體攜帶大量水蒸氣的同時被預(yù)熱至接近飽和溫度。
隨后，飽和濕化空氣流經(jīng)調(diào)壓閥組，該閥組由主調(diào)壓閥與精密微調(diào)閥串聯(lián)構(gòu)成，實現(xiàn)兩級穩(wěn)壓。主調(diào)壓閥將壓力粗調(diào)至100kPa左右，微調(diào)閥依據(jù)噴霧量需求精細(xì)調(diào)節(jié)至70～170kPa范圍內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2423.17要求為98kPa±10kPa）。壓力穩(wěn)定性直接決定噴霧量的重復(fù)性，穩(wěn)壓精度需優(yōu)于±2kPa。
最終，壓力穩(wěn)定的飽和空氣進(jìn)入噴霧塔底部，與經(jīng)預(yù)熱至35℃、濃度為5%±1%的氯化鈉溶液在噴嘴處混合。高速氣流通過文丘里管產(chǎn)生負(fù)壓，將鹽水吸入并剪切破碎為平均粒徑1～5μm的霧滴，形成鹽霧彌散系統(tǒng)。霧滴在重力與氣流共同作用下，以1～2mL/80cm²·h的沉降速率均勻沉積于試件表面。
三、系統(tǒng)卓越性能的技術(shù)特征
1. 材料選型耐久性：所有接觸鹽溶液與濕空氣的管路均采用加厚氟硅膠管（壁厚≥4mm），該材料耐受5%鹽霧腐蝕性能優(yōu)于普通硅膠管10倍以上，老化壽命達(dá)5年以上。噴霧塔主體結(jié)構(gòu)選用耐鹽霧腐蝕的鈦合金或哈氏合金，確保長期運(yùn)行無銹蝕污染。
2. 霧化質(zhì)量優(yōu)異性：塔式噴霧器產(chǎn)生的霧粒中位徑（D50）控制在2μm左右，粒徑分布集中，既可保證試件表面均勻潤濕，又避免因霧粒過細(xì)被氣流夾帶損失。噴嘴采用無結(jié)晶設(shè)計，內(nèi)部流道經(jīng)特氟龍涂層處理，配合飽和器預(yù)熱，使鹽水在噴射前始終保持液態(tài)，結(jié)晶風(fēng)險降低90%以上。沉降量可在0.5～3.0mL/80cm²·h范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，滿足不同標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 9227、ASTM B117）的差異化要求。
3. 防堵塞可靠性：鹽水霧化前配置的實時過濾元件（精度5μm）可攔截溶液配制過程中混入的雜質(zhì)，一旦濾芯堵塞，壓差開關(guān)立即觸發(fā)報警并停止試驗，保護(hù)噴嘴不受損壞。此設(shè)計將噴嘴清洗周期從每月一次延長至每季度一次，大幅降低了維保工作量。
4. 智能化靈活性：噴淋模式支持連續(xù)噴霧與間歇噴霧雙重模式切換，間歇周期可在1～999分鐘范圍內(nèi)任意設(shè)定，滿足交變鹽霧試驗（如噴霧2h-干燥4h-濕熱2h循環(huán)）的復(fù)雜要求。除試驗箱主循環(huán)管路外，供液管路、回液管路均可獨立調(diào)節(jié)流量，實現(xiàn)多區(qū)差異化噴淋。
四、系統(tǒng)重要性及選型建議
噴霧系統(tǒng)作為鹽霧試驗箱的“心臟”，其性能直接決定試驗的飽和度與重復(fù)性。據(jù)統(tǒng)計，約60%的試驗數(shù)據(jù)異常源于噴霧系統(tǒng)故障。因此，操作人員應(yīng)定期檢查飽和器水位、過濾器壓差、噴嘴磨損量（使用針規(guī)測量）及管路密封性。建議每運(yùn)行500小時更換一次濾芯，每1000小時對噴嘴進(jìn)行超聲波清洗。
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