آزمون پاشش نمک: ساعت‌ها واقعاً به چه معناست؟

آزمون پاشش نمک خنثی (NSS) در استانداردهای ISO 9227 و ASTM B117 تعریف شده است. نمونه‌ها در یک محفظهٔ بسته در معرض اتمسفری قرار می‌گیرند که با پاشش پیوستهٔ محلول ۵ درصد وزنی کلرید سدیم در دمای ۳۵ درجهٔ سانتی‌گراد ایجاد می‌شود. pH محلول بین ۶٫۵ تا ۷٫۲ نگه داشته می‌شود، نمونه‌ها با زاویهٔ ۱۵ تا ۳۰ درجه نسبت به خط قائم قرار می‌گیرند و چگالی مه با ظروف جمع‌آوری در حد ۱ تا ۲ میلی‌لیتر بر ۸۰ سانتی‌متر مربع در ساعت تأیید می‌شود. آزمون بدون وقفه برای مدت از پیش تعیین‌شده ادامه می‌یابد.

این شرایط اتمسفر واقعی دریایی یا شهری را تقلید نمی‌کند، بلکه محیطی عمداً مصنوعی و بسیار خورنده است که برای تسریع خوردگی طراحی شده است. خیس بودن پیوسته، نبود چرخهٔ خشک شدن و بار کلرید بالا، سازوکار خوردگی‌ای ایجاد می‌کند که اساساً با بیشتر شرایط واقعی متفاوت است. ارزش این آزمون در واقع‌گرایی آن نیست، بلکه در تکرارپذیری و اجرای یکسان آن در سراسر جهان است.

خود استاندارد ISO 9227 به‌روشنی بیان می‌کند که نمی‌توان رابطه‌ای مستقیم میان نتایج آزمون و مقاومت در محیط واقعی برقرار کرد. سیستم‌های پوششی مختلف به اتمسفر پاشش نمک واکنش‌های متفاوتی نشان می‌دهند: پوشش‌های روی در خیسی پیوسته نمی‌توانند لایهٔ کربناتی محافظ خود را تشکیل دهند و بسیار سریع‌تر از شرایط سرویس، زنگ سفید تولید می‌کنند؛ در مقابل، برخی پوشش‌های آلی در محفظه عملکرد خوبی دارند اما در شرایط واقعی شامل فرابنفش و چرخهٔ حرارتی زود تخریب می‌شوند.

بنابراین نتیجه‌ای مانند «۱۰۰۰ ساعت» نمی‌گوید محصول چه مدت دوام می‌آورد؛ بلکه می‌گوید محصول نسبت به یک مرجع یا معیار پذیرش چگونه عمل می‌کند. این آزمون برای سه هدف به‌طور قابل اعتماد کاربرد دارد: رتبه‌بندی سیستم‌های پوششی در یک خانوادهٔ مواد، پایش پایداری فرایند تولید (مثلاً تشخیص زودهنگام انحراف در حمام فسفاته) و تأیید حداقل آستانهٔ پذیرش تعریف‌شده در یک مشخصهٔ فنی.

برآورد واقعی عمر سرویس نیازمند ارزیابی هم‌زمان آزمون‌های خوردگی چرخه‌ای (ISO 11997، ISO 16701 یا چرخه‌های اختصاصی خودروسازان)، قرارگیری میدانی و روش‌های الکتروشیمیایی است. پاشش نمک سریع‌ترین و استانداردترین عضو این مجموعهٔ ابزار، اما کم‌واقع‌گراترین آن‌هاست.

ISO 9227 سه روش تعریف می‌کند. پاشش نمک خنثی (NSS) آزمون همه‌منظوره برای فلزات، پوشش‌های فلزی، پوشش‌های تبدیلی و پوشش‌های آلی است. پاشش نمک با اسید استیک (AASS) همان محلول را با اسید استیک تا pH ۳٫۱ تا ۳٫۳ اسیدی می‌کند و به‌ویژه برای پوشش‌های تزئینی مس-نیکل-کروم و آلومینیوم آنودایز به کار می‌رود.

پاشش نمک با اسید استیک و تسریع مسی (CASS، همچنین ASTM B368) کلرید مس(II) به محلول می‌افزاید و دمای محفظه را به ۵۰ درجهٔ سانتی‌گراد می‌رساند. این خورنده‌ترین گونه است و روی پوشش‌های تزئینی کروم بسیار سریع‌تر از NSS نتیجه می‌دهد؛ ۸ تا ۲۴ ساعت CASS می‌تواند اطلاعاتی معادل صدها ساعت NSS به دست دهد. با این حال نتایج CASS را نمی‌توان با یک ضریب ساده به ساعت NSS تبدیل کرد؛ هر روش باید همراه با معیارهای پذیرش خاص خود مشخص شود.

خروجی آزمون پاشش نمک یک عدد واحد نیست، بلکه مجموعه‌ای از ارزیابی‌های بصری در فواصل مشخص است. برای پوشش‌های فلزی از درجه‌بندی حفاظت و ظاهر ISO 10289 استفاده می‌شود؛ زنگ‌زدگی فولاد (زنگ قرمز) و خوردگی روی (زنگ سفید) جداگانه ثبت می‌شوند و ساعت نخستین مشاهدهٔ هر یک قید می‌گردد. برای پوشش‌های آلی سری ISO 4628 به کار می‌رود: تاول‌زدگی (4628-2)، زنگ‌زدگی (4628-3) و خوردگی یا جداشدگی گسترش‌یافته از خط خراش (4628-8) هر یک مستقلاً درجه‌بندی می‌شوند.

در نمونه‌های رنگ‌شده، آزمون خراش (scribe) آموزنده‌ترین اندازه‌گیری است. پوشش با یک برش کنترل‌شده تا فلز بریده می‌شود و در پایان آزمون، پهنای خوردگی پیش‌رونده از خط خراش به اطراف (creep) بر حسب میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود. این مقدار دربارهٔ چسبندگی و کیفیت پیش‌عملیات زیرلایه بسیار بیش از ظاهر سطح اطلاعات می‌دهد. فواصل بازرسی (مثلاً ۲۴، ۴۸، ۹۶، ۲۴۰ و ۵۰۰ ساعت) باید پیش از شروع آزمون توافق و با عکس مستند شوند.

نواحی‌ای که پوشش در آن‌ها ذاتاً ضعیف است، مانند لبه‌ها و سوراخ‌های نمونه، مگر آنکه مشخصات فنی خلاف آن بگوید از ارزیابی مستثنی می‌شوند و معمولاً با نوار یا موم پوشانده می‌شوند. تعداد نمونه‌های تکراری آزمون‌شده و نحوهٔ ترکیب نتایج آن‌ها (بدترین نمونه یا میانگین) باید به‌صراحت در گزارش بیان شود.

یک مشخصات خوب با «۵۰۰ ساعت NSS» آغاز می‌شود اما به آن ختم نمی‌شود. روش و ویرایش استاندارد (ISO 9227 NSS یا ASTM B117)، مدت، ساعت‌های بازرسی میانی، استاندارد درجه‌بندی قابل اعمال و معیار پذیرش برای هر یک (مثلاً «بدون زنگ قرمز در ۲۴۰ ساعت، گسترش خوردگی از خراش حداکثر ۲ میلی‌متر در ۵۰۰ ساعت») باید به‌صراحت تعریف شوند. اینکه خراش ایجاد می‌شود یا نه، لبه‌ها پوشانده می‌شوند یا نه، تعداد نمونه‌ها و روش تمیزکاری پیش از آزمون نیز باید ذکر شود.

برای تفسیر نتیجهٔ پاشش نمک، دانستن ضخامت پوشش ضروری است؛ در یک سیستم پوششی یکسان، تفاوت میان ۸ و ۱۲ میکرومتر روی می‌تواند نتیجه را کاملاً تغییر دهد. بنابراین ضخامت هر نمونه باید پیش از آزمون با روش مغناطیسی یا جریان گردابی (ISO 2178 / ISO 2360) اندازه‌گیری و در گزارش درج شود. بدون آن نمی‌توان تشخیص داد نتیجهٔ ضعیف ناشی از شیمی پوشش است یا صرفاً از ضخامت ناکافی.

NAKTEM آزمون‌های پاشش نمک را همراه با اندازه‌گیری ضخامت پوشش و در صورت لزوم آنالیز خوردگی الکتروشیمیایی برنامه‌ریزی می‌کند. بدین ترتیب مشتری نه‌تنها پاسخ «چند ساعت دوام آورد» بلکه پاسخ «چرا این‌قدر دوام آورد» را نیز دریافت می‌کند؛ که مبنایی بسیار کارآمدتر برای بهبود فرایند و ارزیابی تأمین‌کننده است.