Corrosion of metals and alloys — Accelerated cyclic test with exposure to acidified salt spray, dry and wet conditions

This document specifies two accelerated corrosion-test procedures, Methods A and B, for the comparative evaluation of metallic materials with or without permanent corrosion protection or temporary corrosion protection in outdoor salt and/or acid rain environments. It also specifies the apparatus used. The two tests involve cyclic exposure of the specimens to acidified salt spray, "dry" and "wet" conditions. The particular advantages of the two tests over conventional accelerated tests, such as the neutral salt spray (NSS) test as specified in ISO 9227 lie in their better ability to reproduce the corrosion that occurs in outdoor salt and/or acid rain environments. They are also useful for evaluating cosmetic corrosion. Method A is applicable to — metals and their alloys, — metallic coatings (cathodic), — anodic oxide coatings, and — organic coatings on metallic materials. Method B is applicable to — steel coated with anodic coatings, and — steel coated with anodic coatings covered with conversion coatings.

Corrosion des métaux et alliages — Essais cycliques accélérés avec exposition au brouillard salin acidifié, en conditions «sèches» et en conditions «humides»

Le présent document spécifie deux modes opératoires d'essai de corrosion accélérés, à savoir les méthodes A et B, pour l'évaluation comparative de matériaux métalliques, revêtus ou non d'une protection permanente ou temporaire contre la corrosion dans des environnements extérieurs salins et/ou de pluie acide. Il spécifie également l'appareillage utilisé. Les deux essais impliquent une exposition cyclique des éprouvettes à un brouillard salin acidifié, dans des conditions «sèches» et «humides». Par rapport aux essais accélérés traditionnels, tels que l'essai au brouillard salin neutre (NSS) spécifié dans l'ISO 9227, l'intérêt des deux essais réside tout particulièrement dans leur meilleure aptitude à reproduire la corrosion qui se produit dans des environnements extérieurs salins et/ou de pluie acide. Ils sont également utiles pour évaluer la corrosion cosmétique. La méthode A s'applique — aux métaux et à leurs alliages, — aux revêtements métalliques (cathodiques), — aux revêtements d'oxydes anodiques et — aux revêtements organiques sur matériaux métalliques. La méthode B s'applique à — l'acier présentant des revêtements anodiques, et — l'acier présentant des revêtements anodiques recouverts de couches de conversion.

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Status
Published
Publication Date
17-May-2018
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
18-May-2018
Completion Date
18-May-2018
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ISO 16151:2018 - Corrosion of metals and alloys -- Accelerated cyclic test with exposure to acidified salt spray, dry and wet conditions
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ISO 16151:2018 - Corrosion des métaux et alliages -- Essais cycliques accélérés avec exposition au brouillard salin acidifié, en conditions «seches» et en conditions «humides»
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16151
Second edition
2018-05
Corrosion of metals and alloys —
Accelerated cyclic test with exposure
to acidified salt spray, dry and wet
conditions
Corrosion des métaux et alliages — Essais cycliques accélérés avec
exposition au brouillard salin acidifié, en conditions «sèches» et en
conditions «humides»
Reference number
ISO 16151:2018(E)
ISO 2018
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COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2018

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Published in Switzerland
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ISO 16151:2018(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

4 Test solution .............................................................................................................................................................................................................. 2

4.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 2

4.2 Method A ...................................................................................................................................................................................................... 2

4.2.1 Neutral sodium chloride solution ..................................................................................................................... 2

4.2.2 Preparation of the acidified-salt solution ................................................................................................... 2

4.3 Method B ...................................................................................................................................................................................................... 3

4.3.1 Preparation of the mixed salt solution .......................................................................................................... 3

4.3.2 Preparation of the acidic solution ..................................................................................................................... 3

4.3.3 Preparation of the acidified-salt solution ................................................................................................... 3

5 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 3

6 Test specimens........................................................................................................................................................................................................ 5

7 Arrangement of the test specimen ..................................................................................................................................................... 5

8 Operating condition .......................................................................................................................................................................................... 6

9 Continuity of tests ............................................................................................................................................................................................... 8

10 Duration of the tests ......................................................................................................................................................................................... 8

11 Treatment of test specimens after test .......................................................................................................................................... 8

11.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 8

11.2 Non-organic coated test specimens: metallic and/or inorganic coated ................................................ 8

11.3 Organic coated test specimens .................................................................................................................................................. 8

11.3.1 Scribed organic coated test specimens ......................................................................................................... 8

11.3.2 Organic coated but not scribed test specimens ..................................................................................... 9

12 Evaluation of results ......................................................................................................................................................................................... 9

13 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 9

Annex A (informative) Relationship between amounts of acidic stock solution added to

mixed salt solution and pH of the resulting acidified-salt solution .............................................................11

Annex B (informative) Typical apparatus for accelerated cyclic tests with exposure to

acidified salt spray, dry and wet conditions ..........................................................................................................................12

Annex C (informative) Method for evaluation of the corrosivity of the apparatus ...........................................14

Annex D (normative) Preparation of test specimens with organic coatings for testing ..............................16

Annex E (normative) Required supplementary information for testing test specimens with

organic coatings .................................................................................................................................................................................................17

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................18

© ISO 2018 – All rights reserved iii
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ISO 16151:2018(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following

URL: www .iso .org/iso/foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 16151:2005), which has been technically

revised. The main technical changes are as follows:
— harmonization with ISO 9227;
— terms and definitions clause has been added.
iv © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 16151:2018(E)
Introduction

Corrosion of metallic materials, with or without corrosion protection, is influenced by many

environmental factors, the importance of which may vary with the type of metallic material and with

the type of environment. It is impossible, therefore, to design accelerated laboratory corrosion tests in

such a way that all environmental factors influencing resistance to corrosion are taken into account.

Laboratory tests are, therefore, designed to simulate the effects of the most important factors, which

enhance the corrosion of metallic materials.

The accelerated corrosion-test methods described in this document are designed to simulate and

enhance the environmental influence on a metallic material to outdoor climates, where exposure to

acid rain and to salt-contaminated conditions occur and may promote corrosion. It has been prepared

by reference to technical papers and reports (see the Bibliography).

The test methods involve cyclic exposure of test specimens to a mist of acidified-salt solution, to drying

conditions, and to periods of high humidity. However, the methods are mainly intended for comparative

testing and the results obtained do not permit far-reaching conclusions on the corrosion resistance of

the tested metallic material under the whole range of environmental conditions in which they may be

used. Nevertheless, the methods provide valuable information on the relative performance of materials

exposed to salt and/or acid rain environments similar to those employed in the test.

© ISO 2018 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16151:2018(E)
Corrosion of metals and alloys — Accelerated cyclic
test with exposure to acidified salt spray, dry and wet
conditions

WARNING — This document may involve hazardous materials, operations and equipment. It does

not purport to address all of the safety problems associated with its use. It is the responsibility

of the user of this document to establish appropriate safety and health practices.

1 Scope

This document specifies two accelerated corrosion-test procedures, Methods A and B, for the

comparative evaluation of metallic materials with or without permanent corrosion protection or

temporary corrosion protection in outdoor salt and/or acid rain environments. It also specifies the

apparatus used. The two tests involve cyclic exposure of the specimens to acidified salt spray, “dry” and

“wet” conditions.

The particular advantages of the two tests over conventional accelerated tests, such as the neutral salt

spray (NSS) test as specified in ISO 9227 lie in their better ability to reproduce the corrosion that occurs

in outdoor salt and/or acid rain environments. They are also useful for evaluating cosmetic corrosion.

Method A is applicable to
— metals and their alloys,
— metallic coatings (cathodic),
— anodic oxide coatings, and
— organic coatings on metallic materials.
Method B is applicable to
— steel coated with anodic coatings, and
— steel coated with anodic coatings covered with conversion coatings.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 1514, Paints and varnishes — Standard panels for testing
ISO 2808, Paints and varnishes — Determination of film thickness

ISO 4623-2:2016, Paints and varnishes — Determination of resistance to filiform corrosion — Part 2:

Aluminium substrates
ISO 8044, Corrosion of metals and alloys — Basic terms and definitions

ISO 17872, Paints and varnishes — Guidelines for the introduction of scribe marks through coatings on

metallic panels for corrosion testing
© ISO 2018 – All rights reserved 1
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ISO 16151:2018(E)
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8044 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
reference material
material with known test performance
3.2
reference specimen

portion of the reference material (3.1) that is to be exposed with the intention to check the reproducibility

and repeatability of the test results for the test cabinet in use
3.3
test specimen
specific portion of the samples upon which the testing is to be performed
3.4
substitute specimen

specimen made of inert materials (such as plastic or glass) used for the substitute of a test specimen (3.3)

4 Test solution
4.1 General

Instructions for the preparation and use of the solutions used in Methods A and B are given in 4.2 and 4.3.

4.2 Method A
4.2.1 Neutral sodium chloride solution

A sufficient mass of sodium chloride shall be dissolved in distilled or deionized water, with a

conductivity not higher than 20 µS/cm at 25 °C ± 2 °C, to produce a concentration of 50 g/l ± 5 g/l. The

specific gravity range for a 50 g/l ± 5 g/l solution shall be 1,029 to 1,036 at 25 °C.

The sodium chloride shall not contain a mass fraction of the heavy metals of copper (Cu), nickel (Ni) and

lead (Pb) in total more than 0,005 %. It shall not contain a mass fraction of sodium iodide more than

0,1 % and a mass fraction of total impurities more than 0,5 %, calculated for dry salt.

NOTE Sodium chloride with anti-caking agents can act as corrosion inhibitors or accelerators. A useful

sodium chloride salt grade is a grade named Ph. Eur/USP or JIS, ACS.
4.2.2 Preparation of the acidified-salt solution

The pH of the solution shall be adjusted to a value of 3,5 ± 0,1 at 25 °C ± 2 °C, by adding the following

reagents to 10 l of the prepared neutral sodium chloride solution in 4.2.1 as follows:

— 12 ml of nitric acid (HNO , ρ = 1,42 g/ml);
— 17,3 ml of sulfuric acid (H SO , ρ = 1,84 g/ml);
2 4

— a sufficient quantity of 10 % mass fraction of sodium hydroxide (NaOH) solution, to adjust the pH of

the solution to 3,5 ± 0,1 (about 300 ml will be required).
2 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 16151:2018(E)
4.3 Method B
4.3.1 Preparation of the mixed salt solution

The reagent shown in Table 1 shall be dissolved in distilled or deionized water, with a conductivity not

higher than 20 µS/cm at 25 °C ± 2 °C, to produce a stock solution with a concentration of 36,0 g/l ± 3,6 g/l.

It shall be diluted by 1:6 to produce a mixed salt solution with a concentration of 6,0 g/l ± 0,6 g/l.

Table 1 — Composition and concentration of a stock solution for a mixed salt solution

Reagent Concentration
g/l
NaCl 24,53
MgCl 5,20
Na SO 4,09
2 4
CaCl 1,16
KCl 0,695
NaHCO 0,201
KBr 0,101
H BO 0,027
3 3
SrCl 0,025
NaF 0,003
WARNING — Handling of SrCl and NaF can be hazardous
and shall be restricted to skilled chemists or conducted
under their control.
NOTE The composition of the stock solution is the same as
typical synthetic ocean water shown in ISO 11130.
4.3.2 Preparation of the acidic solution

To prepare the acidic solution, 16,2 g of concentrated nitric acid (HNO , ρ = 1,40 g/ml, with a mass

fraction of HNO equal to 0,65) and 42,5 g of sulfuric acid (H SO , ρ = 1,84 g/ml, with a mass fraction

3 2 4

of H SO equal to 0,96) shall be dissolved in water and diluted to a total volume of 1 l to make 1 N acid

2 4
– 2–

solution with respect to nitric acid and sulfuric acid at an equivalent ratio of [NO ]/[SO ] of 0,4.

3 4
4.3.3 Preparation of the acidified-salt solution

The prepared acidic solution from 4.3.2 shall be added to the mixed salt solution from 4.3.1 to adjust the

pH to 2,5 ± 0,1 at 25 °C ± 2 °C.

NOTE The relationship between the amount of mixed acidic solution from 4.3.2 and the pH of the acidified-

salt solution is shown in Annex A. This solution, with pH value near to 2,5, would have a no-buffering action.

5 Apparatus
5.1 Component protection.

All components in contact with the spray or the test solution shall be made of, or lined with, materials

which are resistant to corrosion by the test solution and which do not influence the corrosivity of the

sprayed test solution.

The supports for the test specimen shall be constructed such that different substrate types do not

influence each other. It shall also be constructed so that the supports themselves do not influence the

test specimens.
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ISO 16151:2018(E)
5.2 Test cabinet.

The test cabinet shall be such that the conditions of homogeneity and distribution of the spray are met.

Due to the limited capacity of test cabinets smaller than 0,4 m . The effect of the loading of the test

cabinet on the distribution of the spray and temperature shall be carefully considered. The solution

shall not be sprayed directly onto test specimens but rather spread throughout the test cabinet so that

it falls naturally down on them. The upper parts of the test cabinet shall be designed so that drops of

sprayed solution formed on its surface do not fall on the specimens being tested.

The size and shape of the test cabinet shall be such that, during periods of exposure to salt mist spray,

the rate of collection of solution in the test cabinet is within the limits specified in 8.2.

NOTE A schematic diagram of one possible design of test cabinet and associated apparatus for accelerated

cyclic tests with exposure to acidified salt spray, “dry” and “wet” conditions is shown in Annex B.

5.3 Humidity and temperature control.

The temperature and humidity control system of the test cabinet shall be capable of achieving the test

condition transition times listed in 8.1 when the test cabinet is filled with flat substitute specimens

having a dimension of 150 mm × 70 mm × 1 mm.
5.4 Spraying device.

The device for spraying the acidified-salt solution shall comprise a supply of clean air, of controlled

pressure and humidity, a reservoir containing the solution to be sprayed, and one or more atomizers.

The compressed air supplied to the atomizers shall be passed through a filter to remove all traces of oil or

solid matter, and the atomizing pressure shall be at an overpressure of 70 kPa to 170 kPa. The pressure

is typically 98 kPa ± 10 kPa but can vary depending on the type of test cabinet and atomizer used.

The atomizers shall be made of inert material. Baffles may be used to prevent direct impact of spray

on the test specimens, and the use of adjustable baffles is helpful in obtaining uniform distribution of

spray within the test cabinet. For this purpose, a dispersion tower equipped with an atomizer may also

be helpful.
5.5 Air saturator.

In order to prevent evaporation of water from the sprayed droplets, the air shall be humidified before

entering the atomizer, by passage through a saturation tower containing hot water at a temperature

higher than that of the test cabinet.

During periods of exposure to the acidified-salt solution mist, the appropriate temperature depends on

the pressure used and on the type of atomizer nozzle and shall be adjusted so that the rate of collection

of spray in the test cabinet, and the concentration of the collected spray, are kept within the specified

limits (see 8.2). The level of water shall be maintained automatically to ensure adequate humidification.

5.6 Collecting devices.

At least two suitable collecting devices shall be available, consisting of clean funnels with a collecting

area of approximately 80 cm , made of glass or other chemically inert material, with the stems inserted

into graduated cylinders or other similar containers. The purpose of the collecting devices is to confirm

that the collection rate is within specified limits (see 8.2). They shall be placed in the zone of the test

cabinet where the test specimens are placed, at least one close to the spray inlet and one remote from

the inlet and in such a way that only spray, and not the liquid falling from specimens or from parts of

the test cabinet, is collected.
5.7 Air dryer.

A heating device and fan shall supply dried air of the specified humidity during “dry” periods (see 8.1).

4 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 16151:2018(E)
5.8 Exhaust system.

The system by which air is exhausted from the test cabinet shall not be influenced by the back pressure

of the atmosphere when the air is released at a point outside the building. It is preferred that the

apparatus has a means to properly treat the fog prior to releasing it outside the building (see Annex B).

5.9 Drain system.

An appropriate system to treat the drain water shall be provided, so that the solution is not directly

discharged into the drainage system (see Annex B).
6 Test specimens

6.1 The number and type of test specimens, their shape and their dimensions, shall be selected in

accordance with the specification for the material or product being tested. When not specified, these

parameters shall be mutually agreed between the interested parties. Unless otherwise specified or agreed,

test specimens with an organic coating to be tested shall be made from burnished steel conforming

with ISO 1514, and of approximate dimensions 150 mm × 100 mm × 1 mm. Annex D describes how test

specimens with organic coatings shall be prepared for testing. Annex E gives supplementary information

that shall be supplied, as appropriate, for testing test specimens with organic coatings.

6.2 The test specimens shall be thoroughly cleaned before testing, if not otherwise specified. The

cleaning method employed shall depend on the nature of the material, its surface and the contaminants

and shall not include the use of any abrasives or solvents which may attack the surface of the specimens.

Care shall be taken that test specimens are not re-contaminated after cleaning by careless handling.

6.3 If the test specimens are cut from a larger coated sample, cutting shall be carried out in such a way

that the coating is not damaged in the area adjacent to the cut. Unless otherwise specified, the cut edges

shall be adequately protected by coating them with a suitable material, which remains stable under the

conditions of the test, such as paint, wax or adhesive tape.
7 Arrangement of the test specimen

7.1 The test specimens shall be placed in the test cabinet so that they are not in the direct path of spray

from the atomizer.

7.2 If the test cabinet is not full of test specimens, it is recommended to fill it with inert flat substitute

specimens of the same size as a reference specimen, in order to ensure uniformity of the spray. The

material used shall be plastics, glass, or other inert insulating materials, which would not influence

corrosion of the test specimens being tested.

7.3 The angle at which the surfaces of the test specimens are exposed in the test cabinet is very

important. The specimen shall, in principle, be flat and placed in the test cabinet facing upwards at an

angle as close as possible to 20° to the vertical. This angle shall, in all cases, be within limits 15° to 25°. In

the case of irregular surfaces, for example entire components, these limits shall be adhered to as closely

as possible.

7.4 The test specimens shall be arranged so that they do not come into contact with the test cabinet

and so that the surfaces to be tested are exposed to free downward falling of spray. The specimens may

be placed at different levels within the test cabinet, as long as the solution does not drip from specimens

or their supports at one level onto specimens placed below them. However, for a new examination, or for

tests with a total duration exceeding 96 h, location permutation of specimens is permitted. In this case, the

number and frequency of the permutations are left to the operator and shall be indicated in the test report.

© ISO 2018 – All rights reserved 5
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ISO 16151:2018(E)

7.5 The supports for the test specimens shall be made of inert non-metallic material, such as glass,

plastics or other suitably coated wood. If it is necessary to suspend specimens, the material used shall

not be metallic but shall be synthetic fibre, cotton thread or another inert insulating material.

8 Operating condition

8.1 The test conditions used shall be in accordance with those given in Table 2 for Method A and

Table 3 for Method B.
Table 2 — Test conditions in Method A
1 Acidified salt mist conditions
1) Temperature 35 °C ± 1 °C
2) Acidified-salt solution pH 3,5 ± 0,1, salt concentration 50 g/l ± 5 g/l as
described in 4.2
2 “Dry” conditions
1) Temperature 60 °C ± 1 °C
2) Relative humidity < 30 %
3 “Wet” conditions
1) Temperature 50 °C ± 1 °C
2) Relative humidity > 95 %
4 Length and composition of a single exposure cycle Total period 8 h:
Acidified salt mist 2 h
“Dry” conditions 4 h
“Wet” conditions 2 h
(These times include the time for reaching the speci-
fied temperature for each condition)
5 Time to reach the specified conditions “Mist” to “Dry” < 30 min
(i.e. time taken for temperature and humidity to “Dry” to “Wet” < 15 min
reach the specified values once the test conditions
“Wet” to “Mist” < 30 min
have been changed)
(“Mist” conditions shall be attained almost instanta-
neously after changing to these conditions)
6 Angle at which test specimens are supported 20° ± 5° to the vertical

NOTE The ± tolerances given are the allowable operational fluctuations, which are defined as the positive and negative

deviations from the setting of the sensor at the operational control set point during equilibrium conditions. This does not

mean that the set value may vary by plus/minus the amount indicated from the given value.

6 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 16151:2018(E)
Table 3 — Test condition in Method B
1 Acidified salt mist conditions
1) Temperature 35 °C ± 1 °C

2) Acidified-salt solution pH 2,5 ± 0,1, salt concentration 6,0 g/l ± 0,6 g/l as

described in 4.3
2 “Dry” conditions
1) Temperature 60 °C ± 1 °C
2) Relative humidity < 30 %
3 “Wet” conditions
1) Temperature 40 °C ± 1 °C
2) Relative humidity (85 ± 5) %
4 Length and composition of a single exposure cycle Total period 8 h:
Acidified salt mist 1 h
“Dry” conditions 4 h
“Wet” conditions 3 h
(These times include the time for reaching the speci-
fied temperature for each condition)
5 Time to reach the specified conditions “Mist” to “Dry” < 30 min
(i.e. time taken for temperature and humidity to “Dry” to “Wet” < 15 min
reach the specified values once the test conditions
“Wet” to “Mist” < 30 min
have been changed)
(“Mist” conditions shall be attained almost instanta-
neously after changing to these conditions)
6 Angle at which test specimens are supported 20° ± 5° to the vertical

NOTE The ± tolerances given are the allowable operational fluctuations, which are defined as the positive and negative

deviations from the setting of the sensor at the operational control set point during equilibrium conditions. This d

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16151
Deuxième édition
2018-05
Corrosion des métaux et alliages —
Essais cycliques accélérés avec
exposition au brouillard salin
acidifié, en conditions «sèches» et en
conditions «humides»
Corrosion of metals and alloys — Accelerated cyclic test with
exposure to acidified salt spray, dry and wet conditions
Numéro de référence
ISO 16151:2018(F)
ISO 2018
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ISO 16151:2018(F)
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
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ISO 16151:2018(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Solution d'essai ...................................................................................................................................................................................................... 2

4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 2

4.2 Méthode A ................................................................................................................................................................................................... 2

4.2.1 Solution de chlorure de sodium neutre........................................................................................................ 2

4.2.2 Préparation de la solution saline acidifiée ................................................................................................ 3

4.3 Méthode B ................................................................................................................................................................................................... 3

4.3.1 Préparation de la solution saline mixte ....................................................................................................... 3

4.3.2 Préparation de la solution acide ......................................................................................................................... 3

4.3.3 Préparation de la solution saline acidifiée ................................................................................................ 4

5 Appareillage .............................................................................................................................................................................................................. 4

6 Éprouvettes ................................................................................................................................................................................................................ 5

7 Disposition de l'éprouvette ....................................................................................................................................................................... 6

8 Conditions opératoires .................................................................................................................................................................................. 7

9 Continuité des essais ........................................................................................................................................................................................ 9

10 Durée des essais .................................................................................................................................................................................................... 9

11 Traitement des éprouvettes après essai ...................................................................................................................................... 9

11.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 9

11.2 Éprouvettes ayant un revêtement non organique: métallique et/ou inorganique ...................... 9

11.3 Éprouvettes ayant un revêtement organique ............................................................................................................... 9

11.3.1 Éprouvettes ayant un revêtement organique gravé .................. ......................................................... 9

11.3.2 Éprouvettes ayant un revêtement organique non gravé ............................................................10

12 Évaluation des résultats .............................................................................................................................................................................10

13 Rapport d'essai ...................................................................................................................................................................................................10

Annexe A (informative) Relation entre la quantité de solution mère acide ajoutée à la

solution saline mixte et le pH de la solution saline acidifiée obtenue ......................................................12

Annexe B (informative) Appareillage type d'essai cyclique accéléré avec exposition au

brouillard salin acidifié, dans des conditions «sèches» et «humides»......................................................13

Annexe C (informative) Méthode d'évaluation de la corrosivité de l'appareillage ...........................................15

Annexe D (normative) Préparation des éprouvettes avec revêtements organiques pour les

essais ..............................................................................................................................................................................................................................17

Annexe E (normative) Informations complémentaires requises pour les essais des

éprouvettes avec revêtement organique ..................................................................................................................................18

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................19

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ISO 16151:2018(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 16151:2005) qui a fait l'objet d'une

révision technique. Les principales modifications techniques sont les suivantes:
— l'harmonisation avec l'ISO 9227:
— un article relatif aux termes et définitions a été ajouté.
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ISO 16151:2018(F)
Introduction

De nombreux facteurs environnementaux, dont l'importance varie en fonction du type de matériau et

du type d'environnement, influent sur la corrosion des matériaux métalliques, revêtus ou non d'une

protection contre la corrosion. Il est donc impossible de concevoir des essais de corrosion accélérée

en laboratoire prenant en compte tous les facteurs environnementaux influant sur la résistance à la

corrosion. En conséquence, les essais en laboratoire sont conçus pour simuler les effets des facteurs les

plus importants qui augmentent la corrosion des matériaux métalliques.

Les méthodes d'essai de corrosion accélérée décrites dans le présent document sont conçues pour

simuler et accentuer l'influence de l'environnement sur un matériau métallique exposé à l'extérieur à

une pluie acide et à une contamination saline qui peuvent favoriser la corrosion. Le présent document a

été élaboré en se référant à des documents et rapports techniques (voir la Bibliographie).

Les méthodes d'essai impliquent l'exposition cyclique d'éprouvettes à un brouillard de solution saline

acidifiée, à des conditions de séchage et à des périodes très humides. Toutefois, ces méthodes sont

principalement destinées aux essais comparatifs. Les résultats obtenus ne permettent pas de tirer

de conclusions d'une grande portée sur la résistance à la corrosion du matériau métallique soumis à

l’essai dans l'ensemble des conditions environnementales dans lesquelles il est possible de l'utiliser.

Néanmoins, ces méthodes fournissent des informations très précieuses sur les performances relatives

des matériaux exposés à des environnements salins et/ou de pluie acide, semblables à ceux employés

dans l'essai.
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NORME INTERNATIONALE ISO 16151:2018(F)
Corrosion des métaux et alliages — Essais cycliques
accélérés avec exposition au brouillard salin acidifié, en
conditions «sèches» et en conditions «humides»

AVERTISSEMENT — Le présent document peut impliquer l'utilisation de produits et la mise

en œuvre de modes opératoires et d'appareillages à caractère dangereux. Il ne prétend pas

examiner tous les problèmes de sécurité associés à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur du

présent document d'établir des pratiques appropriées en matière d'hygiène et de sécurité.

1 Domaine d'application

Le présent document spécifie deux modes opératoires d'essai de corrosion accélérés, à savoir les

méthodes A et B, pour l'évaluation comparative de matériaux métalliques, revêtus ou non d'une

protection permanente ou temporaire contre la corrosion dans des environnements extérieurs salins et/

ou de pluie acide. Il spécifie également l'appareillage utilisé. Les deux essais impliquent une exposition

cyclique des éprouvettes à un brouillard salin acidifié, dans des conditions «sèches» et «humides».

Par rapport aux essais accélérés traditionnels, tels que l'essai au brouillard salin neutre (NSS) spécifié

dans l'ISO 9227, l'intérêt des deux essais réside tout particulièrement dans leur meilleure aptitude à

reproduire la corrosion qui se produit dans des environnements extérieurs salins et/ou de pluie acide.

Ils sont également utiles pour évaluer la corrosion cosmétique.
La méthode A s'applique
— aux métaux et à leurs alliages,
— aux revêtements métalliques (cathodiques),
— aux revêtements d'oxydes anodiques et
— aux revêtements organiques sur matériaux métalliques.
La méthode B s'applique à
— l'acier présentant des revêtements anodiques, et

— l'acier présentant des revêtements anodiques recouverts de couches de conversion.

2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des

exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels

amendements).
ISO 1514, Peintures et vernis — Panneaux normalisés pour essai
ISO 2808, Peintures et vernis — Détermination de l'épaisseur du feuil

ISO 4623-2:2016, Peintures et vernis — Détermination de la résistance à la corrosion filiforme — Partie 2:

Subjectiles en aluminium
ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages — Termes principaux et définitions

ISO 17872, Peintures et vernis — Lignes directrices pour la production de rayures au travers du revêtement

de panneaux métalliques en vue des essais de corrosion
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ISO 16151:2018(F)
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l'ISO 8044 ainsi que les suivants,

s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1
matériau de référence
matériau ayant des performances d'essai connues
3.2
éprouvette de référence

partie du matériau de référence (3.1) qui doit être exposée dans le but de vérifier la reproductibilité et la

répétabilité des résultats d'essai pour la chambre d'essai utilisée
3.3
éprouvette

partie spécifique des échantillons sur laquelle doivent être effectués les essais

3.4
éprouvette de remplacement

éprouvette constituée de matériaux inertes (tels que le plastique ou le verre), utilisée en remplacement

d'une éprouvette (3.3)
4 Solution d'essai
4.1 Généralités

Les paragraphes 4.2 et 4.3 donnent des instructions pour la préparation et l'emploi des solutions

utilisées dans les méthodes A et B.
4.2 Méthode A
4.2.1 Solution de chlorure de sodium neutre

Une quantité suffisante de chlorure de sodium doit être dissoute dans de l'eau distillée ou désionisée,

d'une conductivité maximale de 20 µS/cm à 25 °C ± 2 °C, pour obtenir une concentration de 50 g/l ± 5 g/l.

La densité de la solution à 50 g/l ± 5 g/l doit être comprise entre 1,029 et 1,036, à 25 °C.

Le chlorure de sodium ne doit pas contenir une fraction massique totale des métaux lourds cuivre

(Cu), nickel (Ni) et plomb (Pb), supérieure à 0,005 %. Il ne doit pas contenir une fraction massique

d'iodure de sodium supérieure à 0,1 % ni une fraction massique d'impuretés totales supérieure à 0,5 %,

pourcentages calculés par rapport au sel sec.

NOTE Le chlorure de sodium additionné d'agent anti-mottant peut agir comme un inhibiteur ou un

accélérateur de corrosion. Il est recommandé d'utiliser une qualité de sel de chlorure de sodium appelée Ph. Eur/

USP ou JIS, ACS.
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ISO 16151:2018(F)
4.2.2 Préparation de la solution saline acidifiée

Le pH de la solution doit être ajusté à une valeur de 3,5 ± 0,1, à 25 °C ± 2 °C, en ajoutant les réactifs

suivants à 10 l de la solution préparée de chlorure de sodium neutre en 4.2.1 comme suit:

— 12 ml d'acide nitrique (HNO , ρ = 1,42 g/ml);
— 17,3 ml d'acide sulfurique (H SO , ρ = 1,84 g/ml);
2 4

— une solution d'hydroxyde de sodium (NaOH) à 10 % (en fraction massique), en quantité suffisante

pour ajuster le pH de la solution à 3,5 ± 0,1 (300 ml environ seront nécessaires).

4.3 Méthode B
4.3.1 Préparation de la solution saline mixte

Le réactifs présentés dans le Tableau 1 doit être dissous dans de l'eau distillée ou désionisée,

d'une conductivité maximale de 20 µS/cm à 25 °C ± 2 °C, pour obtenir une solution mère ayant une

concentration de 36,0 g/l ± 3,6 g/l. Il doit être dilué à 1/6 pour obtenir une solution saline mixte ayant

une concentration de 6,0 g/l ± 0,6 g/l.

Tableau 1 — Composition et concentration d'une solution mère de solution saline mixte

Réactif Concentration
g/l
NaCl 24,53
MgCl 5,20
Na SO 4,09
2 4
CaCl 1,16
KCl 0,695
NaHCO 0,201
KBr 0,101
H BO 0,027
3 3
SrCl 0,025
NaF 0,003
AVERTISSEMENT — La manipulation du SrCl et du NaF
peut être dangereuse et doit être réservée à des chimistes
expérimentés ou doit être effectuée sous leur contrôle.
NOTE La composition de la solution mère est identique
à celle de l'eau de mer synthétique type, présentée dans
l'ISO 11130.
4.3.2 Préparation de la solution acide

Pour préparer la solution acide, dissoudre 16,2 g d'acide nitrique concentré (HNO , ρ = 1,40 g/ml, avec

une fraction massique de HNO égale à 0,65) et 42,5 g d'acide sulfurique (H SO , ρ = 1,84 g/ml, avec une

3 2 4

fraction massique de H SO égale à 0,96) dans de l'eau et diluer à un volume total de 1 l pour obtenir

2 4

une solution acide 1 N, l'acide nitrique et l'acide sulfurique étant dans un rapport équivalent de [NO ]/

[SO ] de 0,4.
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ISO 16151:2018(F)
4.3.3 Préparation de la solution saline acidifiée

La solution acidifiée préparée selon 4.3.2 doit être ajoutée à la solution saline mixte de 4.3.1 pour ajuster

le pH à 2,5 ± 0,1, à 25 °C ± 2 °C.

NOTE La relation entre la quantité de solution acidifiée mixte de 4.3.2 et le pH de la solution saline acidifiée

est présentée dans l'Annexe A. Cette solution, à un pH proche de 2,5, n'aurait pas d'effet tampon.

5 Appareillage
5.1 Protection des pièces

Tous les éléments en contact avec le brouillard ou la solution d'essai doivent être faits ou revêtus de

matériaux résistant à la corrosion par la solution d'essai et n'ayant pas d'incidence sur la corrosivité de

la solution d'essai vaporisée.

Les supports des éprouvettes doivent être construits de sorte que des types de substrat différents

n'aient pas d'influence l'un sur l'autre. Ils doivent également être construits de sorte que les supports

eux-mêmes n'aient pas d'influence sur les éprouvettes.
5.2 Chambre d'essai

La chambre d'essai doit être telle que les conditions d'homogénéité et de répartition du brouillard

y soient respectées. En raison de la capacité limitée des chambres d'essai de moins de 0,4 m , il faut

étudier attentivement l'effet du chargement de la chambre d'essai sur la répartition du brouillard et

la température. La solution ne doit pas être pulvérisée directement sur les éprouvettes, mais plutôt

dispersée dans la chambre d'essai de manière à retomber naturellement sur les éprouvettes. Les parties

supérieures de la chambre d'essai doivent être conçues de manière que les gouttes de solution vaporisée

se formant à la surface de la chambre d'essai ne tombent pas sur les éprouvettes soumises à essai.

Les dimensions et la forme de la chambre d'essai doivent être telles que, pendant les périodes de

vaporisation de brouillard salin, la vitesse de prélèvement de la solution dans la chambre d'essai se

situe dans les limites spécifiées en 8.2.

NOTE L'Annexe B présente le schéma d'un modèle de chambre d'essai et d'appareillage associé, susceptible

d'être utilisé pour les essais cycliques accélérés d'exposition à un brouillard salin acidifié, dans des conditions

«sèches» et «humides».
5.3 Contrôle de l'humidité et de la température

Le système de contrôle de la température et de l'humidité de la chambre d'essai doit permettre

d'atteindre les temps de transition entre les conditions d'essai indiqués en 8.1 lorsque la chambre d'essai

est remplie d'éprouvettes de remplacement planes ayant des dimensions de 150 mm × 70 mm × 1 mm.

5.4 Dispositif de vaporisation

Le dispositif de vaporisation de la solution saline acidifiée doit comporter une alimentation en air

propre, un contrôle de la pression et de l'humidité, un réservoir contenant la solution à vaporiser ainsi

qu'un ou plusieurs atomiseurs.

L'alimentation des pulvérisateurs en air comprimé doit se faire à travers un filtre qui élimine toute trace

d'huile ou de matière solide, à une pression absolue de 70 kPa à 170 kPa. La pression est généralement

de (98 ± 10) kPa, mais peut varier selon le type de chambre d'essai et de pulvérisateur utilisé.

Les pulvérisateurs doivent être en matériaux inertes. Des déflecteurs peuvent être prévus pour

empêcher l'impact direct de la solution pulvérisée sur les éprouvettes, l'emploi de déflecteurs réglables

pouvant être utile pour obtenir une répartition uniforme du brouillard dans la chambre d'essai. À cet

effet, une tour de brumisation munie d'un pulvérisateur peut également être utile.

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5.5 Saturateur d'air

Afin d'empêcher une évaporation de l'eau des gouttelettes vaporisées, l'air doit être humidifié avant

d'entrer dans l'atomiseur en passant à travers une tour de saturation contenant de l'eau chaude à une

température supérieure à celle de la chambre d'essai.

Au cours des périodes d'exposition au brouillard de solution saline acidifiée, la température appropriée

dépend de la pression utilisée et du type de diffuseur et doit être ajustée de manière que la vitesse

de prélèvement du brouillard vaporisé dans la chambre d'essai et la concentration du brouillard

recueilli soient maintenues dans les limites spécifiées (voir 8.2). Le niveau d'eau doit être maintenu

automatiquement afin de garantir une humidification suffisante.
5.6 Dispositifs de prélèvement

Il faut disposer d'au moins deux dispositifs de prélèvement appropriés, se composant d'entonnoirs

propres ayant une surface de prélèvement d'environ 80 cm , en verre ou dans un autre matériau

chimiquement non réactif, les queues étant insérées dans des cylindres gradués ou autres récipients

analogues. Les dispositifs de prélèvement ont pour objet de confirmer que la vitesse de prélèvement

se situe dans les limites spécifiées (voir 8.2). Ils doivent être placés dans la zone de la chambre d'essai

où se trouvent les éprouvettes, au moins un près et un éloigné de l'arrivée de brouillard de manière à

recueillir uniquement le brouillard et non le liquide tombant des éprouvettes ou de certaines parties de

la chambre d'essai.
5.7 Sécheur d'air

Un dispositif de chauffage et un ventilateur doivent fournir l'air séché à la teneur spécifiée en humidité

pendant les périodes «sèches» (voir 8.1).
5.8 Système d'évacuation de l'air

La contre-pression de l’atmosphère ne doit pas avoir d'incidence sur le système permettant d'évacuer

l'air de la chambre d'essai lorsque celui-ci est évacué à l’extérieur du bâtiment. Il est préférable

que l'appareillage comporte un dispositif permettant de traiter correctement le brouillard avant

dégagement à l'extérieur du bâtiment (voir Annexe B).
5.9 Système d'évacuation de l'eau

Un système approprié de traitement de l'eau évacuée doit être prévu de manière que la solution ne

s'écoule pas directement dans le système d'évacuation (voir Annexe B).
6 Éprouvettes

6.1 Le nombre et le type d’éprouvettes, leur forme et leurs dimensions doivent être choisis

conformément à la spécification du matériau ou du produit soumis à essai. À défaut d'une telle spécification,

ces paramètres doivent faire l'objet d'un accord entre les parties intéressées. Sauf spécification ou accord

contraire, les éprouvettes avec revêtement organique à soumettre à essai doivent être réalisées en acier

poli conformément à l'ISO 1514, et de dimensions environ 150 mm × 100 mm × 1 mm. La manière

de préparer les éprouvettes avec revêtement organique est décrite dans l'Annexe D. Les informations

supplémentaires devant être fournies, le cas échéant, pour l'essai des éprouvettes avec revêtement

organique figurent dans l'Annexe E.

6.2 Sauf spécification contraire, les éprouvettes doivent être soigneusement nettoyées avant l'essai. La

méthode utilisée dépend de la nature du matériau, de la surface et des produits ayant contaminé cette

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ISO 16151:2018(F)

surface et ne doit pas comprendre l'emploi d'abrasifs ou de solvants qui peuvent attaquer la surface des

éprouvettes.

On doit veiller à ce que les éprouvettes ne soient pas de nouveau contaminées après nettoyage par une

manipulation négligente.

6.3 Si les éprouvettes sont prélevées sur un échantillon revêtu plus grand, la coupure doit s'effectuer

de manière à ne pas endommager le revêtement dans la zone adjacente. Sauf spécification contraire,

les bords découpés doivent être protégés de façon adéquate par un revêtement approprié, inattaquable

dans les conditions d'essai, tel que peinture, cire ou ruban adhésif.
7 Disposition de l'éprouvette

7.1 Les éprouvettes doivent être placées dans la chambre d'essai de manière à ne pas se trouver sur le

trajet direct de vaporisation de l'atomiseur.

7.2 Si la chambre d'essai n'est pas complètement remplie d'éprouvettes, il est recommandé de la

remplir d'éprouvettes de remplacement plates non réactives, et de même taille que les éprouvettes de

référence, afin de garantir l'uniformité de la vaporisation. Le matériau utilisé doit être du plastique, du

verre ou d'autres matériaux isolants non réactifs n'ayant pas d'incidence sur la corrosion des éprouvettes

soumises à essai.

7.3 L'angle d'exposition de la surface des éprouvettes dans la chambre d'essai est très important.

L'éprouvette doit, en principe, être plate et être placée dans la chambre d'essai face orientée vers le haut,

en faisant un angle aussi proche que possible de 20° par rapport à la verticale. Cet angle doit, dans tous

les cas, se situer dans des limites comprises entre 15° et 25°. Dans le cas de surfaces irrégulières, par

exemple les composants entiers, il faut se conformer le plus possible à ces limites.

7.4 Les éprouvettes doivent être disposées de manière à ne pas entrer en contact avec la chambre

d'essai et de façon à exposer les surfaces devant être soumises à essai à une libre vaporisation vers le bas.

Elles peuvent être placées à différents niveaux dans la chambre d'essai, tant que la solution ne s'égoutte

pas des éprouvettes ou de leurs supports sur les éprouvettes se trouvant au-dessous. Toutefois, pour un

nouvel examen, ou pour des essais dont la durée totale est supérieure à 96 h, il est permis de permuter

la position des éprouvettes. Dans ce cas, le nombre et la fréquence des permutations sont laissés à

l'appréciation de l'opérateur et doivent être mentionnés dans le rapport d'essai.

7.5 Les supports d'éprouvettes doivent être faits dans un matériau non métallique non réactif, tel que

du verre, du plastique ou du bois convenablement revêtu. S'il est nécessaire de suspendre les éprouvettes,

le matériau utilisé ne doit pas être métallique mais en fibre synthétique, en fil de coton ou autre matériau

isolant non réactif.
6 © ISO 2018 – Tous droits réservés
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ISO 16151:2018(F)
8 Conditions opératoires

8.1 Les conditions d'essai doivent être conformes à celles indiquées dans le Tableau 2 pour la

Méthode A et dans le Tableau 3 pour la Méthode B.
Tableau 2 — Conditions d'essai de la Méthode A
1 Conditions de brouillard salin acidifié 35 °C ± 1 °C
1) Tempé
...

Questions, Comments and Discussion

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