鹽霧試驗箱噴嘴堵塞故障的成因分析與標準化處置規程

 

鹽霧試驗箱作為人工氣氛腐蝕試驗的核心設備，其噴霧系統的穩定性直接決定試驗結果的復現性。噴嘴堵塞是噴霧失效的高發故障，占比可達72 %以上。為縮短停機時間、降低維護成本，特制定本處置規程，供實驗室、質控部及第三方檢測機構參照執行。
 

二、堵塞成因歸類

2.1 結晶沉積型

長期停機或未執行每日清洗制度，NaCl、CaSO?、Mg(OH)? 等鹽類在噴孔處析出，形成復合晶核；當相對濕度>60 % 時，晶核間產生橋接效應，孔徑在48 h 內可由0.7 mm 縮減至0.2 mm 以下。

2.2 磨料沖蝕型

液體過濾系統失效（濾芯孔徑≥50 µm 或破損），固體顆粒隨高速氣流形成“噴砂”效應，造成噴孔喇叭口擴大、內壁粗糙度增大，誘發湍流沉積，最終堵塞。

2.3 機械損傷型

安裝或轉運過程中，玻璃噴嘴受到>2 N·m 的側向沖擊，產生微裂紋（<10 µm），裂紋處應力集中，鹽霧液膜優先吸附，形成局部濃縮堵塞；嚴重時噴孔碎裂，瞬時失噴。
 

三、故障診斷流程

3.1 壓力節點法

步驟A：關閉噴霧，確認進氣壓力表讀數在0.80 MPa±0.02 MPa；

步驟B：快速打開噴霧閥，若壓力跌落<0.05 MPa，則判定為噴嘴或出口管路問題；

步驟C：拆除噴嘴前級硅膠管，置潔凈燒杯，啟動噴霧，若30 s 內無鹽水流出，則堵塞點位于噴嘴；反之為管路。

3.2 可視檢查法

使用5× 放大鏡及LED 環形光源，觀察噴孔出口。若可見白色或灰黑色沉積環，直徑>0.1 mm，即可確診為結晶堵塞；若孔口呈不規則鋸齒，則為沖蝕或機械損傷。
 

四、標準化處置程序

4.1 結晶堵塞清除

工具：無油空壓機（出氣含油量≤0.01 mg/m³）、尼龍毛刷（直徑0.15 mm）、10 % 檸檬酸溶液。

步驟：

① 停機卸壓，將噴嘴旋下，置于50 ℃ 檸檬酸溶液超聲清洗10 min；

② 用0.3 MPa 潔凈空氣沿噴射方向短脈沖（0.5 s/次）吹掃3 次；

③ 刷洗內壁，再次吹掃；

④ 去離子水沖洗，電導率≤5 μS/cm 為合格；

⑤ 105 ℃ 烘箱干燥30 min，冷卻至室溫后裝復。

4.2 磨料沖蝕處置

若噴孔直徑擴大>15 % 或圓度誤差>0.05 mm，直接報廢；輕微粗糙時，可用氧化鋁研磨膏（粒徑1 µm）拋光，再測噴霧角，偏差≤±2° 可繼續使用，否則更換。

4.3 機械損傷更換

選用原廠同規格噴嘴（材質：高硼硅玻璃，孔徑0.7 mm±0.02 mm，Ra≤0.4 µm）；安裝扭矩0.8 N·m，過大會導致密封面微裂，過小則滲漏。
 

五、預防性維護策略

5.1 水質管理

試驗溶液及飽和桶用水必須符合GB/T 6682-2008 三級以上，推薦電阻率≥1 MΩ·cm 的去離子水；每季度送檢一次，Cl?≤1 mg/L，Ca²?≤0.5 mg/L。

5.2 過濾系統

兩級過濾：第一級PP 熔噴濾芯 5 µm，第二級線繞濾芯 1 µm；壓差≥0.05 MPa 時立即更換；記錄運行小時數，建立壽命曲線。

5.3 空氣潔凈

空壓機出口配置活性炭+分子篩組合干燥器，露點≤-20 ℃；加裝0.01 µm 精密過濾器，每200 h 自動排水一次，防止油水倒灌。

5.4 噴嘴材質與孔徑選型

高濃度鹽霧（>5 % NaCl）或CASS 試驗優先選用PTFE 噴嘴，孔徑≥0.8 mm，可降低堵塞概率46 % 以上。

5.5 運行制度

每日試驗結束后，執行“清水沖洗—空氣吹掃—噴嘴蓋帽”三步法；停機>72 h，必須拆下噴嘴浸泡于保護液（0.1 % 苯并三氮唑溶液）中。

5.6 防碰撞措施

安裝不銹鋼防撞欄，高度距噴嘴中心線15 mm；轉運時使用EPP 泡沫定位盒，跌落高度<30 cm 通過ISTA 2A 測試。
 

六、質量記錄與追溯

建立《噴嘴壽命臺賬》，字段包括：編號、啟用日期、清洗次數、堵塞類型、更換日期、操作人；通過Minitab 進行Weibull 分析，預測平均壽命（MTTF），目標≥800 h。
 

 

噴嘴堵塞雖為多發故障，但只要遵循“診斷—處置—預防”閉環管理，可將故障率控制在≤1 %/年，保障鹽霧試驗箱長期穩定運行，為產品耐腐蝕性能評價提供可靠數據支撐。