盐雾试验箱供气系统的原理、结构与运行逻辑

 

盐雾试验作为材料与涂镀层耐蚀性评价的加速手段，其结果的可靠性在很大程度上取决于试验箱能否持续、稳定地提供符合标准要求的气氛。供气系统正是实现这一功能的核心分系统之一。以工程化视角，系统梳理该分系统的工作原理、关键部件、材料选型及控制逻辑，为设备选型、日常维护与故障溯源提供技术参考。
 

二、系统定位与总体任务

在盐雾试验箱的若干子系统中，供气系统承担以下四项基本任务：

连续供给经压缩的新鲜空气，保证箱内氧含量与压力恒定；

将压缩空气处理至“三定”状态——定温、定湿、定净度，避免油污、固态颗粒及液态水进入喷雾区；

根据试验方法（中性盐雾NSS、乙酸盐雾AASS或铜加速CASS）实时调整喷雾压力，以维持沉降率与盐雾分布均匀性；

在设备启停及异常工况下，具备快速卸压与联锁保护功能，保障人机安全。
 

三、气源获取与初级输送

3.1 空气压缩机

系统首选无油涡旋或活塞式压缩机，额定排气压力0.7–0.8 MPa，排气量依据箱容积与喷嘴数量匹配，通常按0.1 m³·min⁻¹·m⁻³箱容积进行初算。压缩机出口配置高压电磁阀与止回阀，防止停机时高压回流造成机头反转。

3.2 高压输送管路

自压缩机至贮气罐之间采用耐压≥1.5倍最高工作压力的PP-H（均聚聚丙烯）高压管，其优势在于：

• 耐酸碱腐蚀，可抵御压缩机润滑油中酸性添加剂的侵蚀；

• 内壁光滑，摩擦系数低，减少压降；

• 自身绝缘，避免形成电偶腐蚀。

管路每500 mm设置不锈钢单耳卡箍，并以吊架固定，消除运行振动导致的疲劳裂纹。
 

四、贮气罐与稳压策略

贮气罐按GB/T 150.1～150.4设计，容积取压缩机排量的6–8倍，既削弱脉冲气流，又提供3–5 min的缓冲用气。罐体底部安装浮球式自动排水阀，定时排出冷凝水；顶部设安全阀与压力开关，双重上限保护。罐后串联0.9 μm精密过滤器，作为进入后级净化单元的门槛。
 

五、净化单元：两级渐进分离

5.1 一级油水分离器

结构为立式圆形受压容器，设计压力1.0 MPa。内部自下而上依次填充：

• 10–20 mm洗净碎石：起整流与惯性碰撞作用；

• 羊毛毡层：厚度50 mm，捕集≥5 μm液滴；

• 分流器：316L不锈钢烧结板，孔径80 μm，使气流径向分布；

• 颗粒活性炭：碘值≥850 mg·g⁻¹，吸附残余油蒸气及有机异味；

• 底部中央设排污球阀，可在线手动排放乳浊液。

5.2 二级超精密过滤器

位于饱和器入口前，外壳为铝制杯体，滤芯玻纤材质，过滤精度0.01 μm，残油含量≤0.01 mg·m⁻³，并附带压差指示器，当≥0.05 MPa时提示更换。
 

六、热湿调节单元：饱和器

6.1 结构材料

饱和器选用S31603（022Cr17Ni12Mo2）不锈钢，全熔透焊接，经射线检测Ⅲ级合格；设计压力0.6 MPa，耐压试验压力1.1 MPa，满足6 kgf·cm⁻²（≈0.59 MPa）最低要求。

6.2 加热与温控

筒体下部均布3组可更换铠装电热管，单组功率1 kW，采用PID＋SSR无触点调功，控温精度±1 ℃。主控板依据试验温度自动计算饱和器目标值，经验公式为：

T_s = T_test + (8–12) ℃

其中T_s为饱和器温度，T_test为箱内设定温度，补偿因管路散热导致的温降。

6.3 水质管理

筒内注入电导率≤5 μS·cm⁻¹的去离子水，水位由不锈钢浮球阀实时补充，低水位时加热断电并报警。顶部设0.1 MPa排气阀，用于初次注水时排除空气，防止“气堵”。
 

七、末端分配与喷雾耦合

饱和器出口经三通接头分为两路：

• 一路接0.4级精密压力表，现场显示喷雾压力；

• 另一路经耐腐蚀聚氨酯软管通往喷雾塔喷嘴，中间串联稳压阀与电磁阀，实现0.07–0.17 MPa宽区段可调。

因空气已接近饱和湿度且温度与箱内相差≤2 ℃，可防止喷嘴处出现“冷凝—再蒸发”现象，确保盐雾颗粒粒径分布稳定。
 

八、控制联锁与安全逻辑

压缩机与饱和器温度联锁：饱和器未升至目标值前，压缩机禁止加载，避免冷态高湿气体进入箱内产生“假凝露”。

水位与加热联锁：水位低于1/3筒高，加热管断电。

超压保护：任一环节压力≥0.55 MPa，主控立即关闭进气电磁阀并声光报警。

断电恢复：具备记忆功能，来电后按原步骤顺序启动，防止瞬间高压冲击。
 

九、维护与常见故障

• 每周检查一级分离器底部排污，若排出乳白液体>20 mL，应提前更换活性炭；

• 每月校准饱和器温度传感器，误差>±1 ℃需更换Pt100元件；

• 沉降率偏低且压力稳定时，优先检查二级滤芯压差，>0.07 MPa立即更换；

• 喷嘴口出现白色结晶，多为饱和器温度设定过低或水质电导率升高，应重新计算温升裕量并换水。

 

盐雾试验箱的供气系统看似仅“输送空气”，实则涵盖压缩、缓冲、净化、热湿调节与精密分配等多个环节，其运行品质直接决定盐雾环境的重现性与可比性。通过标准化设计、关键件冗余配置及精细化维护，可显著提升设备MTBF（平均无故障时间），为材料耐蚀性评价提供可靠、可控的试验条件。后续文章将继续剖析喷雾系统、收集装置与智能控制策略，敬请关注。