การที่ชิ้นงาน หรือวัสดุต่างๆ เสื่อมสภาพลงจากปัจจัยแวดล้อม ทั้งภาวะแวดล้อม และการใช้งาน ส่วนหนึ่งเกิดจากปัจจัยหลักที่สามารถพบเจอได้ คือ การกัดกร่อนที่สร้างความเสียหายทั้งรูปลักษณ์รวมถึงโครงสร้างทางกายภาพที่กร่อนสลายในที่นี้จะมุ่งเน้นชิ้นส่วนที่ใช้กับยานยนต์เป็นหลัก ซึ่งเป็นการทดสอบเพื่อพิสูจน์หรือประเมินความสามารถในการต้านการกัดกร่อนของการทำผิวเคลือบบนวัสดุต่างๆ เช่น การเคลือบด้วยสี การเคลือบด้วยกรรมวิธีทางเคมี – ไฟฟ้า ที่ใช้งานแพร่หลาย เช่น ซิงค์ หรือ นิกเกิ้ล โครเมี่ยม ฯลฯ
เพื่อให้ปฏิกิริยาการเสื่อมสภาพจากการกัดกร่อนของชิ้นงาน เป็นไปอย่างรวดเร็ว และควบคุมภาวะต่างๆ ให้มีความคงที่ เมื่อต้องทำการทดสอบซ้ำ หรือเปรียบเทียบแบบงานรุ่นต่างๆ จึงมีการออกแบบการทดสอบ เพื่อให้ปัจจัยแวดล้อมที่เป็นตัวเร่งภาวะสามารถเร่งปฏิกิริยาให้เกิดการกัดกร่อนตามลักษณะของผิวเคลือบ
ในที่นี้จะลงลึกในรายละเอียดของ การทดสอบความต้านการกัดกร่อนโดยการพ่นละอองน้ำเกลือ (Salt Spray Test) ซึ่งเป็นบริการการทดสอบของสถาบันยานยนต์ที่มีผู้เข้ามาขอรับบริการค่อนข้างมาก
การทดสอบความต้านการกัดกร่อนโดยการพ่นละอองน้ำเกลือ
วิธีทดสอบนี้เป็นวิธีทดสอบสำหรับงานทำผิวทั่วๆ ไป เกือบทุกชนิดที่ต้องการประเมินความต้านการกัดกร่อน โดยประเมินจากการเกิดสนิมขาว หรือ สนิมแดงสำหรับชิ้นงานชุบซิงค์ หรือดูลักษณะการลอก พอง ย่น ของสีเคลือบ อาจมีการทำรอยกรีดรูปกากบาท (X – cut) เพื่อประเมินการลุกลามของสนิมจากรอยกรีด หรือการกรีดตัวอย่างเป็นร่างแห (Crosshatch) กรณีนี้ใช้ประเมินการยึดติดของสีโดยใช้เทปกาวชนิด Cellophane ติดทับรอยกรีด แล้วดึงลอกเพื่อดูการยึดติดของสีว่ายังคงเกาะแน่นกับพื้นผิวของตัวอย่างหรือไม่
มาตรฐานการทดสอบ ที่นิยมใช้กันอยู่ 3 วิธี
- Salt Spray Test (SST)
- Copper Chloride Acetic Acid Salt Spray Test (CASS Test )
- Corrodkote Test
เครื่องมือทดสอบ
- ลักษณะเป็นตู้มีฝาปิด ทำจากวัสดุที่ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำเกลือ เช่น PVC โดยภายในจะมีหอกระจายหมอก (Mist Tower) อยู่
- ตรงกลางทำหน้าที่พ่นละอองน้ำเกลือให้กระจายภายในตัวตู้อย่างทั่วถึง เพื่อให้ชิ้นงานสัมผัสกับละอองน้ำเกลือ
- ฝาปิดตู้ทดสอบมีลักษณะเป็นจั่ว เพื่อป้องกันการสะสมของละอองน้ำเกลือไม่ให้หยดลงบนชิ้นงานตัวอย่างโดยตรง
การเตรียมชิ้นงาน
- ชิ้นงานควรผ่านกระบวนการเคลือบผิวหรือชุบผิวแล้วไม่น้อยกว่า 24 ชั่วโมง หากใช้ชิ้นงานสำเร็จเป็นชิ้นงานทดสอบ ต้องตัดชิ้นงานให้สามารถใส่ลงในตู้ เพื่อทำการทดสอบ
- ตัวอย่างต้องมีขนาดให้ใกล้เคียงกับชิ้นงานสำเร็จมากที่สุด โดยปิดขอบรอยตัดด้วยเทปกาว หรือซ่อมด้วยสีเพื่อไม่ให้มีรอยเปิดของผิวชุบเคลือบ ซึ่งเป็นจุดอ่อนที่สนิมจะลุกลามออกไป
- กรณีที่ใช้ชิ้นทดสอบที่เตรียมขึ้นเฉพาะ วัสดุพื้น (substrate) และผิวชุบเคลือบควรจะมีความเหมือนกับชิ้นงานสำเร็จทั้งชนิดของวัสดุพื้นและความหนาของผิวชุบเคลือบ โดยอาจเตรียมเป็นแผ่นเรียบขนาดประมาณ 70 x 150 มิลลิเมตร
- กรณีชิ้นงานพ่นสีบางมาตรฐานอาจระบุให้กรีดชิ้นงานเป็นรูปกากบาท หรือ ร่างแห (ดูภาพประกอบ) โดยกรีดเป็นช่องลักษณะตามภาพ 100 ช่อง
- กรณีที่สีเคลือบหนาไม่เกิน 50 ไมโครเมตร และ 36 ช่อง กรณีที่สีเคลือบหนามากกว่า 50 ไมโครเมตร ก่อนทดสอบชิ้นงานโดยกรีดให้ลึกลงไปจนถึงวัสดุพื้น
การทดสอบ
- ภายในตู้ทดสอบจะควบคุมอุณหภูมิที่ 35๐C โดยใช้อัตราการพ่นควบคุมที่ 1.025 – 1.031 มล. / ชม.
- การวัดนี้วัดผ่านกระบอกตวงที่มีปากรับขนาด 80 ตร.ซม. อยู่ภายในตัวตู้ การติดตั้งตัวอย่างหากเป็นชิ้นทดสอบแผ่นเรียบที่เตรียมขึ้นให้ติดตั้ง ตัวอย่างทำมุมเอียง 18 องศากับแนวดิ่ง แล้วหันด้านที่ต้องการประเมินอยู่ด้านบน ให้สัมผัสไอเกลือเต็มพื้นที่โดยไม่มีตัวอย่างอื่นบดบัง
- การวางตัวอย่างควรวางให้ห่างกันพอควร หากตัวอย่างสัมผัสกัน อาจเกิดการแลกเปลี่ยนประจุไฟฟ้าหรือมีการขังของละอองน้ำเกลืออันเป็นการทำให้ผลที่เกิดขึ้นคลาดเคลื่อนได้
- ระยะเวลาทดสอบให้อ้างอิงจากคุณสมบัติเฉพาะของชิ้นงานนั้น เช่น 24 ชม. หรือ 120 ชม. โดยระยะเวลาที่ใช้ทดสอบมักขึ้นอยู่กับลักษณะการนำไปใช้งาน
- หรือ ลักษณะผิวชุบเคลือบ เช่น กรณีที่เป็นผิวชุบซิงค์ หนา 5 ไมโครเมตร มาตรฐานระบุให้ทดสอบ 72 และ120 ชั่วโมง โดยเชื่อมโยงไปถึงการประเมินชิ้นงานต้องไม่เกิดสนิมขาวที่ 48 ชั่วโมง และสนิมแดงที่ 120 ชั่วโมง
การประเมินผล
- หลังจากทำการทดสอบจนครบระยะเวลาแล้วนั้นให้นำตัวอย่างออกจากเครื่องมือแล้วทำความสะอาดด้วยน้ำสะอาด
- หากเกิดสนิมปกคลุมมากจนยากที่จะประเมินผล อาจใช้แปรงขนอ่อนขัดเบาๆ ให้คราบสนิมที่ปกคลุมอยู่หลุดออกจนเห็นลักษณะของการกัดกร่อนบนผิวชิ้นงานได้ชัดเจน
- แล้วทำให้แห้งทันทีด้วยตู้อบหรืออุปกรณ์ให้ความร้อนอื่นๆ หลังจากนั้นควรบันทึกภาพของตัวอย่างชิ้นงาน และประเมินผลการทดสอบ
- ซึ่งมาตรฐานของชิ้นส่วนยานยนต์ส่วนใหญ่มักจะกำหนดเกณฑ์ การรายงานผล ไว้ 2 วิธี คือ
1. รายงานพื้นที่ที่เกิดสนิม และลักษณะของสนิมที่เกิดขึ้น หรือ
2. รายงานลักษณะปรากฏ เช่น หากเป็นชิ้นทดสอบเคลือบสี ต้องดูว่า สีนั้นยังคงสภาพดีอยู่หรือไม่ มีการอ่อนตัว หรือหลุดร่อน บวมพอง ลักษณะเหล่านี้มักเกิดจากปริมาณความชื้นที่สูงมากในเครื่องทดสอบ - และหากตัวอย่างชิ้นงานทดสอบได้มีการกรีดไว้ต้องรายงานระยะที่สนิมลุกลาม จากรอยกรีดที่มากที่สุดหรือ กรณีที่เป็นการกรีดแบบร่างแห
- เมื่อตัวอย่างแห้งสนิทแล้ว ให้นำเทปใสหรือเทปอื่นๆ ตามที่วิธีทดสอบระบุติดลงบนรอยกรีดแล้วดึงออก เพื่อหาค่าการยึดติดของสีหลังจากผ่านการทดสอบ
จากรายละเอียดที่ได้กล่าวมา คงพอจะทราบถึงขั้นตอนวิธีการทดสอบความต้านการกัดกร่อน โดยการพ่นละอองน้ำเกลือกันพอสังเขป และคงเป็นข้อมูลเบื้องต้น อันจะเป็นการนำไปสู่การเลือกวิธีทดสอบที่เหมาะสมกับชิ้นงานต่างๆ หรือเป็นแนวทางให้ท่านกำหนดความหนา หรือชนิดของการทำผิวเคลือบ โดยอาศัยข้อมูลผลการทดสอบมาเป็นแนวทางในการพัฒนาการทำผิวชิ้นงานให้เหมาะสมกับสภาวะที่ชิ้นงานจะถูกนำไปใช้ หรือเป็นไปตามคุณสมบัติที่มาตรฐานชิ้นงานนั้นต้องการต่อไป
EXECUTIVE SUMMARY
Salt Spray Test is a method to examine erosion resistance by sprinkling the salt water to the part. This is a method to test the part’s erosion resistance for common surface coating, covering almost every type of part that needed to evaluate the erosion resistance. This article is about auto part testing by evaluate the white or red rust for Zinc electroplating or observe in peeling, puff out or wrinkle of coating color. It may has to make X mark (X – cut) to evaluate rust’s spreading from the mark or make a crosshatch mark. In this case, the evaluation use cellophane tape to put on the mark or cut and pull it out to check the color if it cling onto the example part or not.
Source
- เสกศิลป์ บรรพะสุขะ แผนกทดสอบ สถาบันยานยนต์
http://www.thaiauto.or.th/2012/th/news/news-detail.asp?news_id=3203
