Thử nghiệm phun muối ISO 9227 và ASTM B117: Thử nghiệm ăn mòn cho linh kiện ô tô
Phun muối trung tính (NSS) · Phun muối axit axetic (AASS) · Thử nghiệm gia tốc bằng đồng (CASS) · Thử nghiệm ăn mòn theo chu kỳ
Thử nghiệm được công nhận theo ISO/IEC 17025 khi áp dụng | Năng lực thử nghiệm ăn mòn | Thử nghiệm theo tiêu chuẩn ô tô
Trong suốt vòng đời sử dụng, phần gầm xe, chi tiết liên kết, giá đỡ, phụ kiện ngoại thất và các bộ phận kim loại có lớp phủ phải tiếp xúc với độ ẩm, muối rải đường, sự thay đổi nhiệt độ và các hư hỏng trên bề mặt. Nhà sản xuất cần một phương pháp được kiểm soát để đánh giá liệu lớp phủ, lớp mạ hoặc hệ thống bảo vệ chống ăn mòn có đáp ứng các yêu cầu được nêu trong bản vẽ OEM hoặc thông số kỹ thuật vật liệu hay không.
Thử nghiệm phun muối tạo ra môi trường ăn mòn được kiểm soát bên trong buồng thử nghiệm. Không nên xem kết quả này là phép quy đổi trực tiếp từ số giờ thử nghiệm sang số năm sử dụng trên đường thực tế. Kết quả được sử dụng để so sánh, đánh giá năng lực và kiểm soát chất lượng dựa trên một tiêu chuẩn, thời gian phơi nhiễm và tiêu chí chấp nhận đã được xác định.
Đối với linh kiện ô tô, hai tiêu chuẩn được tham chiếu phổ biến nhất là ISO 9227 và ASTM B117. ASTM B117 có thể được xem là tương đương tương đối với môi trường phun muối trung tính trong ISO 9227. Trong khi đó, ISO 9227 còn bao gồm môi trường phun muối axit axetic (AASS) và thử nghiệm gia tốc bằng đồng (CASS) dành cho một số loại vật liệu và hệ thống lớp phủ cụ thể.
Thử nghiệm phun muối đo lường điều gì?
Thử nghiệm phun muối, còn được gọi là thử nghiệm sương muối, cho mẫu thử tiếp xúc với dung dịch muối được phun thành sương trong một buồng thử nghiệm được kiểm soát. Phép thử được sử dụng để đánh giá cách vật liệu, lớp phủ, lớp mạ hoặc hệ thống bảo vệ chống ăn mòn phản ứng trong một môi trường ăn mòn đã được xác định.
Đối với linh kiện ô tô, kết quả thường được đánh giá bằng cách kiểm tra trực quan sau một khoảng thời gian phơi nhiễm quy định. Tùy thuộc vào thông số kỹ thuật áp dụng, báo cáo có thể đánh giá hiện tượng ăn mòn trắng, rỉ sét đỏ, phồng rộp, ăn mòn lan từ vùng rạch, hư hỏng lớp phủ hoặc các tiêu chí chấp nhận khác.
Nội dung kiểm tra
Ý nghĩa
Sự hình thành ăn mòn
Cho biết ăn mòn có xuất hiện trong khoảng thời gian phơi nhiễm quy định hay không
Hiệu suất của lớp phủ hoặc lớp mạ
Hỗ trợ đánh giá khả năng bảo vệ bề mặt có đáp ứng yêu cầu hay không
Ăn mòn lan từ vết rạch
Được sử dụng khi thông số kỹ thuật yêu cầu đánh giá sự ăn mòn phát triển từ đường rạch trên lớp phủ bị hư hỏng
Ăn mòn trắng hoặc rỉ sét đỏ
Là các tiêu chí chấp nhận phổ biến đối với linh kiện kim loại được mạ hoặc phủ
Xếp hạng trực quan hoặc kết quả đạt/không đạt
Hỗ trợ phê duyệt nhà cung cấp, xác nhận quy trình sản xuất hoặc đệ trình cho OEM
Thử nghiệm phun muối hữu ích vì được tiêu chuẩn hóa và có khả năng tái lập. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có hạn chế: không thể mô phỏng đầy đủ mọi điều kiện lái xe thực tế, chẳng hạn như chu kỳ khô, tác động của tia UV, sỏi đá trên đường, hư hỏng lớp phủ hoặc sự thay đổi khí hậu.
Môi trường thử nghiệm theo ISO 9227
ISO 9227 quy định ba môi trường phun muối chính. Môi trường phù hợp phải được xác định theo thông số kỹ thuật của khách hàng, không nên lựa chọn chỉ dựa trên thói quen chung.
Môi trường theo ISO 9227
Tên gọi phổ biến
Ứng dụng điển hình
NSS
Phun muối trung tính
Thử nghiệm ăn mòn tổng quát đối với vật liệu kim loại có hoặc không có lớp bảo vệ chống ăn mòn
AASS
Phun muối axit axetic
Thử nghiệm khắc nghiệt hơn đối với một số lớp phủ, ứng dụng liên quan đến nhôm và hệ thống mạ trang trí khi được quy định
CASS
Phun muối axit axetic gia tốc bằng đồng
Thử nghiệm có tính khắc nghiệt cao, thường áp dụng cho hệ thống mạ đồng–niken–crôm trang trí hoặc niken–crôm khi được yêu cầu
NSS là phương pháp phổ biến nhất đối với các linh kiện ô tô được phủ hoặc mạ. AASS và CASS chỉ nên được lựa chọn khi tiêu chuẩn sản phẩm, yêu cầu của OEM hoặc thông số kỹ thuật khách hàng quy định rõ.
ASTM B117 và ISO 9227 NSS
ASTM B117 là tiêu chuẩn của Hoa Kỳ quy định phương pháp vận hành thiết bị phun muối hoặc sương muối. Trong chuỗi cung ứng ô tô, tiêu chuẩn này thường được tham chiếu trong bản vẽ Bắc Mỹ, tiêu chuẩn vật liệu và yêu cầu của khách hàng.
Điểm quan trọng là ASTM B117 chủ yếu nên được so sánh với ISO 9227 NSS. Không nên xem ASTM B117 là tương đương hoàn toàn với toàn bộ ISO 9227, vì ISO 9227 còn bao gồm cả AASS và CASS.
Khía cạnh
ISO 9227
ASTM B117
Phạm vi chính
Thử nghiệm phun muối với NSS, AASS và CASS
Phương pháp vận hành thiết bị phun muối hoặc sương muối
Phạm vi tương đồng gần nhất
ISO 9227 NSS
Sương muối trung tính theo ASTM B117
Môi trường bổ sung
Bao gồm AASS và CASS
Không tập trung chủ yếu vào các môi trường này
Ứng dụng điển hình
Thông số kỹ thuật của OEM toàn cầu, châu Âu và châu Á
Thông số kỹ thuật Bắc Mỹ và các yêu cầu dựa trên ASTM
Thời gian thử nghiệm
Do sản phẩm, OEM hoặc khách hàng quy định
Do sản phẩm, OEM hoặc khách hàng quy định
Tiêu chí chấp nhận
Do tiêu chuẩn viện dẫn quy định
Do tiêu chuẩn viện dẫn quy định
Một buồng thử có khả năng thực hiện một phương pháp thường có thể hỗ trợ phương pháp còn lại nếu được xác nhận phù hợp. Tuy nhiên, báo cáo phải tuân theo đúng tiêu chuẩn được nêu trong yêu cầu.
Thử nghiệm phun muối liên tục và thử nghiệm ăn mòn theo chu kỳ
Thử nghiệm phun muối liên tục tạo ra môi trường sương muối không đổi. Phương pháp này có tính tái lập cao, nhưng không mô phỏng toàn bộ các điều kiện mà xe phải trải qua trong thực tế. Môi trường thực tế thường bao gồm các giai đoạn ướt, khô, thay đổi độ ẩm, biến động nhiệt độ và hư hỏng bề mặt.
Thử nghiệm ăn mòn theo chu kỳ được sử dụng khi thông số kỹ thuật yêu cầu các giai đoạn phơi nhiễm luân phiên thay vì môi trường sương muối liên tục.
Loại thử nghiệm
Mô hình phơi nhiễm
Khi nào được sử dụng
Phun muối liên tục
Tiếp xúc liên tục với sương muối
Khi yêu cầu ISO 9227 NSS, AASS, CASS hoặc ASTM B117
Ăn mòn theo chu kỳ
Luân phiên giữa muối, độ ẩm, sấy khô và đôi khi các giai đoạn khác
Khi quy trình OEM yêu cầu thay đổi giữa điều kiện ướt và khô
Quy trình ăn mòn của OEM
Thực hiện theo tiêu chuẩn riêng của nhà sản xuất
Khi bản vẽ tham chiếu một phương pháp ăn mòn ô tô cụ thể
Nếu yêu cầu nêu rõ phương pháp ăn mòn theo chu kỳ, không nên thay thế bằng thử nghiệm phun muối liên tục nếu chưa được khách hàng chấp thuận.
Thử nghiệm phun muối mất bao lâu?
Thời gian thử nghiệm được quy định trong thông số kỹ thuật sản phẩm, yêu cầu của khách hàng hoặc bản vẽ OEM. Phòng thí nghiệm không nên tự giả định một thời gian chung cho mọi linh kiện.
Table
Thời gian thử nghiệm
Trường hợp sử dụng điển hình
Lưu ý quan trọng
24–96 giờ
Sàng lọc cơ bản hoặc yêu cầu mức độ khắc nghiệt thấp
Chỉ sử dụng khi thông số kỹ thuật cho phép
240 giờ
Yêu cầu ở mức trung bình đối với lớp phủ hoặc lớp mạ
Việc đạt hay không đạt phụ thuộc vào giới hạn ăn mòn quy định
500 giờ
Yêu cầu độ bền cao hơn hoặc liên quan đến linh kiện ngoại thất
Không tương đương với một số năm sử dụng cố định
Từ 1.000 giờ trở lên
Yêu cầu khả năng chống ăn mòn nghiêm ngặt
Cần lên lịch và bố trí buồng thử trước
Một linh kiện có thể đạt sau thời gian phơi nhiễm ngắn hơn nhưng vẫn không đạt sau thời gian dài hơn. Vì vậy, cần xác nhận thời gian thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận trước khi bắt đầu.
Lựa chọn thử nghiệm phun muối phù hợp
Phương pháp thử nghiệm chính xác luôn phải được xác định từ bản vẽ, thông số kỹ thuật vật liệu hoặc yêu cầu của khách hàng. Một yêu cầu chỉ ghi “thử nghiệm phun muối” thường chưa đủ thông tin.
Linh kiện hoặc lớp hoàn thiện
Phương pháp có thể áp dụng
Nội dung cần xác nhận
Linh kiện thép sơn hoặc phủ
ISO 9227 NSS hoặc ASTM B117
Thời gian phơi nhiễm, yêu cầu rạch mẫu và giới hạn ăn mòn
Chi tiết liên kết được mạ
ISO 9227 NSS hoặc ASTM B117
Ăn mòn trắng, rỉ sét đỏ và tiêu chí riêng của lớp mạ
Linh kiện nhôm
ISO 9227 NSS hoặc AASS khi được quy định
Mác vật liệu, loại lớp phủ và môi trường thử
Hệ thống mạ trang trí
AASS hoặc CASS khi được quy định
Hệ thống mạ và mức độ khắc nghiệt yêu cầu
Linh kiện ngoại thất tiếp xúc với chu kỳ ướt–khô
Thử nghiệm ăn mòn theo chu kỳ khi được quy định
Chu kỳ OEM cụ thể và các thời điểm kiểm tra
Trước khi thử nghiệm, cần xác nhận:
Tiêu chuẩn áp dụng
Môi trường thử nghiệm
Thời gian phơi nhiễm
Tình trạng mẫu
Khoảng thời gian kiểm tra
Tiêu chí đạt/không đạt
Kết quả cho biết điều gì?
Kết quả thử nghiệm phun muối cho biết tình trạng của mẫu sau khi phơi nhiễm theo một phương pháp và trong một khoảng thời gian đã xác định.
Tùy thuộc vào vật liệu và lớp phủ, báo cáo có thể ghi nhận:
Sản phẩm ăn mòn
Phồng rộp lớp phủ
Ăn mòn lan từ vết rạch
Rỉ sét đỏ
Ăn mòn trắng
Hoặc các thay đổi có thể quan sát khác
Kết quả chỉ nên được diễn giải dựa trên tiêu chí chấp nhận trong thông số kỹ thuật. Kết quả không mặc nhiên chứng minh hiệu suất lâu dài ngoài thực tế, trừ khi khách hàng đã quy định rõ cách sử dụng kết quả.
Một báo cáo hoàn chỉnh nên nêu rõ:
Tiêu chuẩn được sử dụng
Môi trường thử nghiệm
Thời gian phơi nhiễm
Điều kiện buồng thử
Mô tả mẫu
Các thời điểm kiểm tra
Kết quả quan sát được
Chuẩn bị trước khi gửi mẫu
Hãy chuẩn bị các thông tin sau trước khi yêu cầu thử nghiệm phun muối:
Tiêu chuẩn yêu cầu như ISO 9227, ASTM B117 hoặc phương pháp OEM
Môi trường thử nghiệm như NSS, AASS, CASS hoặc ăn mòn theo chu kỳ
Thời gian phơi nhiễm theo giờ hoặc số chu kỳ
Tiêu chí chấp nhận
Thông số kỹ thuật của lớp phủ, lớp mạ hoặc vật liệu
Số bản vẽ và phiên bản sửa đổi
Yêu cầu về rạch mẫu, che chắn hoặc hướng đặt mẫu
Số lượng và kích thước mẫu
Yêu cầu kiểm tra giữa kỳ và chụp ảnh
Định dạng báo cáo hoặc biểu mẫu OEM bắt buộc
Nếu thiếu những thông tin này, phòng thí nghiệm có thể cần làm rõ yêu cầu trước khi bắt đầu thử nghiệm.
Câu hỏi thường gặp
ISO 9227 có giống ASTM B117 không?
Không hoàn toàn. ASTM B117 tương đương tương đối với ISO 9227 NSS. ISO 9227 còn bao gồm AASS và CASS, vì vậy không nên xem hai tiêu chuẩn là giống hệt nhau trong mọi trường hợp.
Có thể quy đổi số giờ phun muối thành số năm sử dụng không?
Không. Không nên quy đổi trực tiếp số giờ phun muối thành số năm sử dụng. Điều kiện thực tế của xe phụ thuộc vào khí hậu, việc sử dụng muối rải đường, độ ẩm, nhiệt độ, hư hỏng lớp phủ, thiết kế và bảo trì.
Làm thế nào để biết nên sử dụng NSS, AASS hay CASS?
Môi trường thử nghiệm phải được xác định theo thông số kỹ thuật của khách hàng hoặc OEM. NSS là môi trường phun muối trung tính phổ biến nhất. AASS và CASS có mức độ khắc nghiệt cao hơn và chỉ nên được sử dụng khi có yêu cầu cụ thể.
Kết quả thử nghiệm phun muối cho biết điều gì?
Kết quả cho biết mẫu thử hoạt động như thế nào trong một môi trường ăn mòn được xác định, trong một khoảng thời gian phơi nhiễm cụ thể. Kết quả được so sánh với tiêu chí chấp nhận trong thông số kỹ thuật.
Linh kiện có thể đạt 96 giờ nhưng không đạt 500 giờ không?
Có. Một hệ thống lớp phủ hoặc lớp mạ có thể vẫn đạt yêu cầu sau thời gian thử nghiệm ngắn nhưng xuất hiện mức ăn mòn không chấp nhận được sau thời gian dài hơn.
Yêu cầu báo giá thử nghiệm phun muối
ALS Testing có thể hỗ trợ thử nghiệm phun muối và thử nghiệm ăn mòn cho các linh kiện ô tô bằng kim loại, được phủ hoặc được mạ, phục vụ:
Đánh giá năng lực
Phê duyệt nhà cung cấp
Xác nhận quy trình
Đệ trình cho khách hàng
Thử nghiệm theo phạm vi công nhận ISO/IEC 17025 được cung cấp khi phương pháp áp dụng nằm trong phạm vi được công nhận. Nếu cần kết quả được công nhận để đệ trình, hãy xác nhận chính xác phương pháp và phạm vi công nhận trước khi bắt đầu thử nghiệm.
Thông tin cần chuẩn bị khi yêu cầu báo giá
Tiêu chuẩn áp dụng hoặc thông số kỹ thuật của khách hàng
Môi trường thử nghiệm yêu cầu
Thời gian phơi nhiễm
Bản vẽ linh kiện và phiên bản sửa đổi
Thông số kỹ thuật lớp phủ, lớp mạ hoặc vật liệu
Số lượng và kích thước mẫu
Yêu cầu về rạch mẫu, che chắn hoặc hướng đặt mẫu
Tiêu chí chấp nhận
Yêu cầu kiểm tra giữa kỳ và chụp ảnh
Định dạng báo cáo hoặc biểu mẫu OEM
Cung cấp đầy đủ thông tin ngay từ giai đoạn trao đổi giúp phòng thí nghiệm xác nhận đúng phương pháp, cấu hình buồng thử, lịch thực hiện và định dạng báo cáo trước khi bắt đầu.