盐雾试验箱喷雾系统：结构、原理与性能解析

盐雾腐蚀之速，往往数倍于自然暴露。欲在数十小时之内模拟海洋大气数月乃至数年的侵蚀，首在“雾”。而雾之优劣，则系于喷雾系统。以工程视角，系统梳理盐雾试验箱喷雾单元之构型、机理与性能特征，供试验室选型、校验及运维之参考。
 

一、系统构型

喷雾系统并非单一部件，而是由“气路—水路—雾室”三级回路耦合而成的微型动力装置。其主干元件如下：

调压阀（Precision Regulator）

　采用二次膜片结构，将车间压缩空气稳定在 70 kPa～170 kPa 之间，重复精度 ±2 kPa，杜绝因厂网波动导致的沉降量漂移。
 

油水分离装置（Coalescing Filter）

　三级过滤：PP 棉除颗粒＞5 µm，玻璃纤维聚结油雾＞0.01 mg·m⁻³，活性炭吸附烃类。出口油分浓度 ≤0.1 ppm，确保喷嘴长期无“油膜”堵塞。
 

空气饱和装置（Saturation Tower）

　塔体以 316L 不锈钢旋压成型，内置螺旋式泡罩塔板 15 层。压缩空气自下而上与 50 ℃～55 ℃ 的蒸馏水逆流接触，湿度达到饱和且温度高于试验区 3 ℃～5 ℃，既防止喷嘴结晶，又抑制箱内冷凝。
 

喷雾塔（Atomizing Chamber）

　采用塔顶切向进风＋文丘里吸盐结构。喷嘴为可拆式宝石芯，孔径 0.7 mm，喷射角 60°，在 98 kPa 气压下，盐雾粒径 D50 1.2 µm，D90 3.4 µm，符合 ISO 9227 对“微小离散雾滴”之定义。塔壁经氟碳烘烤涂层处理，表面能低于 20 dyn·cm⁻¹，盐液无法润湿，结晶概率下降 90 %。
 

盐水预处理模块

　内置 25 µm 石英砂过滤器＋0.45 µm 折叠滤芯，两级并联，可在线反冲；容积 60 L 的 PE 储液槽置于箱体夹层，可预热至 35 ℃，既减少热惯量，又降低试验启动段误差。
 

二、工作原理

压缩空气进入系统后，依次经历“净化—稳压—饱和”三态变化：

净化：油水分离装置将气相污染物降至 ppm 级，避免“油雾包裹盐雾”导致的 pH 漂移。

稳压：高精度调压阀把波动厂网空气整定为恒定 98 kPa，配合下游饱和塔液位恒定，确保 24 h 沉降量漂移 ≤0.2 mL·(80 cm²)⁻¹。

饱和：空气在饱和塔内增湿升温，相对湿度 ≥98 %，温度高于箱内 3 ℃～5 ℃；此“过热”状态使喷嘴出口压力骤降时，水分瞬间闪蒸，盐粒单分散，避免“盐雨”式大液滴。

雾化：盐水经石英砂过滤后，由文丘里负压吸入喷雾塔，与高速气流撞击，形成均匀雾场。塔顶导流板使气流旋转，离心力将大液滴甩回塔壁，仅 1 µm～5 µm 雾滴进入试验区，实现“自然沉降”而非“喷淋冲刷”。
 

三、性能特征

粒径可控

　通过气压—盐液双闭环 PID，粒径分布可调窄至 σlnDp 0.35，满足 ASTM B117 与 GB/T 10125 对沉降量 1.0 mL·(80 cm²)⁻¹·h⁻¹±0.5 的严苛要求。
 

无结晶喷嘴

　喷嘴材质为红宝石－氟硅胶复合体，表面粗糙度 Ra 0.02 µm；停机后饱和塔自动吹扫 30 s，将残液排回储液槽，结晶概率低于 5×10⁻5。
 

连续／间歇双模式

　通过 PLC 可编程占空比，实现 1 min～999 h 任意喷雾—停雾循环，满足 PV1210 等“交变盐雾”标准。
 

节能与环保

　饱和塔内置板式换热器，回收排气潜热，使加湿能耗下降 18 %；封闭式盐水回路，年耗盐量降低 25 %，废液排放量减少 40 %。
 

模块化维护

　所有管路采用 316L 速拧接头，免生料带；过滤器、喷嘴可 30 s 快拆，单人不借助工具完成周保养，MTTR ≤15 min。
 

四、选型与运维建议

气源

　建议配套冷冻式干燥机＋吸附式干燥机双级除水，压力露点 ≤－20 ℃，防止冬季冰堵。
 

水质

　饱和塔用水电阻率 ≥1 MΩ·cm，Cl⁻ ≤5 ppb，避免 NaCl 交叉污染导致 pH 下降。
 

校准

　每 200 h 采用称重法校验沉降量，使用 Ø100 mm 玻璃漏斗＋量筒，采样点按 ISO 9227 九点布位，任一点偏差＞15 % 即需清洗喷嘴或调整气压。
 

废液

　喷雾终止后，盐水槽内残液 Cl⁻ 浓度可达 5 %，需经酸碱中和至 pH 6.5～7.5 后排放，或交由有资质单位集中处理，避免不锈钢下水道孔蚀。

 

喷雾系统之于盐雾试验，犹如心脏之于机体。其设计合理性、加工精度与运维水准，直接决定试验重现性、数据有效性及设备寿命。林频仪器深耕环境模拟设备二十载，现有 LF-SST 系列、LF-CCT 系列及高端 LF-ASR 交变盐雾箱，均可按 GB、ISO、ASTM、JASO、PV 等标准实现一键切换。针对新能源、航空航天、5G 通讯等新兴领域，我司提供“一对一”按需定制：从盐雾—冷凝—干燥—低温四综合，到 0.1 µm 级盐雾粒径极端要求，皆可量化交付。所有设备出厂前通过 168 h 连续交变盐雾极限验证，沉降量漂移 ≤±2 %，整机提供五年结构质保。欢迎广大科研及产业用户来厂实地考察，共商腐蚀可靠性解决方案。