盐雾试验箱喷嘴堵塞故障的成因分析与标准化处置规程

 

盐雾试验箱作为人工气氛腐蚀试验的核心设备，其喷雾系统的稳定性直接决定试验结果的复现性。喷嘴堵塞是喷雾失效的高发故障，占比可达72 %以上。为缩短停机时间、降低维护成本，特制定本处置规程，供实验室、质控部及第三方检测机构参照执行。
 

二、堵塞成因归类

2.1 结晶沉积型

长期停机或未执行每日清洗制度，NaCl、CaSO₄、Mg(OH)₂ 等盐类在喷孔处析出，形成复合晶核；当相对湿度>60 % 时，晶核间产生桥接效应，孔径在48 h 内可由0.7 mm 缩减至0.2 mm 以下。

2.2 磨料冲蚀型

液体过滤系统失效（滤芯孔径≥50 µm 或破损），固体颗粒随高速气流形成“喷砂”效应，造成喷孔喇叭口扩大、内壁粗糙度增大，诱发湍流沉积，最终堵塞。

2.3 机械损伤型

安装或转运过程中，玻璃喷嘴受到>2 N·m 的侧向冲击，产生微裂纹（<10 µm），裂纹处应力集中，盐雾液膜优先吸附，形成局部浓缩堵塞；严重时喷孔碎裂，瞬时失喷。
 

三、故障诊断流程

3.1 压力节点法

步骤A：关闭喷雾，确认进气压力表读数在0.80 MPa±0.02 MPa；

步骤B：快速打开喷雾阀，若压力跌落<0.05 MPa，则判定为喷嘴或出口管路问题；

步骤C：拆除喷嘴前级硅胶管，置洁净烧杯，启动喷雾，若30 s 内无盐水流出，则堵塞点位于喷嘴；反之为管路。

3.2 可视检查法

使用5× 放大镜及LED 环形光源，观察喷孔出口。若可见白色或灰黑色沉积环，直径>0.1 mm，即可确诊为结晶堵塞；若孔口呈不规则锯齿，则为冲蚀或机械损伤。
 

四、标准化处置程序

4.1 结晶堵塞清除

工具：无油空压机（出气含油量≤0.01 mg/m³）、尼龙毛刷（直径0.15 mm）、10 % 柠檬酸溶液。

步骤：

① 停机卸压，将喷嘴旋下，置于50 ℃ 柠檬酸溶液超声清洗10 min；

② 用0.3 MPa 洁净空气沿喷射方向短脉冲（0.5 s/次）吹扫3 次；

③ 刷洗内壁，再次吹扫；

④ 去离子水冲洗，电导率≤5 μS/cm 为合格；

⑤ 105 ℃ 烘箱干燥30 min，冷却至室温后装复。

4.2 磨料冲蚀处置

若喷孔直径扩大>15 % 或圆度误差>0.05 mm，直接报废；轻微粗糙时，可用氧化铝研磨膏（粒径1 µm）抛光，再测喷雾角，偏差≤±2° 可继续使用，否则更换。

4.3 机械损伤更换

选用原厂同规格喷嘴（材质：高硼硅玻璃，孔径0.7 mm±0.02 mm，Ra≤0.4 µm）；安装扭矩0.8 N·m，过大会导致密封面微裂，过小则渗漏。
 

五、预防性维护策略

5.1 水质管理

试验溶液及饱和桶用水必须符合GB/T 6682-2008 三级以上，推荐电阻率≥1 MΩ·cm 的去离子水；每季度送检一次，Cl⁻≤1 mg/L，Ca²⁺≤0.5 mg/L。

5.2 过滤系统

两级过滤：第一级PP 熔喷滤芯 5 µm，第二级线绕滤芯 1 µm；压差≥0.05 MPa 时立即更换；记录运行小时数，建立寿命曲线。

5.3 空气洁净

空压机出口配置活性炭+分子筛组合干燥器，露点≤-20 ℃；加装0.01 µm 精密过滤器，每200 h 自动排水一次，防止油水倒灌。

5.4 喷嘴材质与孔径选型

高浓度盐雾（>5 % NaCl）或CASS 试验优先选用PTFE 喷嘴，孔径≥0.8 mm，可降低堵塞概率46 % 以上。

5.5 运行制度

每日试验结束后，执行“清水冲洗—空气吹扫—喷嘴盖帽”三步法；停机>72 h，必须拆下喷嘴浸泡于保护液（0.1 % 苯并三氮唑溶液）中。

5.6 防碰撞措施

安装不锈钢防撞栏，高度距喷嘴中心线15 mm；转运时使用EPP 泡沫定位盒，跌落高度<30 cm 通过ISTA 2A 测试。
 

六、质量记录与追溯

建立《喷嘴寿命台账》，字段包括：编号、启用日期、清洗次数、堵塞类型、更换日期、操作人；通过Minitab 进行Weibull 分析，预测平均寿命（MTTF），目标≥800 h。
 

 

喷嘴堵塞虽为多发故障，但只要遵循“诊断—处置—预防”闭环管理，可将故障率控制在≤1 %/年，保障盐雾试验箱长期稳定运行，为产品耐腐蚀性能评价提供可靠数据支撑。