Как измерять толщину покрытия?

Ультразвуковое исследование заключается в излучении ультразвуковых волн сквозь покрытие при помощи зонда (т.е. передатчика) и контактного вещества, нанесенного на поверхность. Бутылочка емкостью 4 унции с обычным гелем на основе гликоля и воды прилагается к каждому прибору. В качестве альтернативы, капля воды может служить контактным веществом на гладких горизонтальных поверхностях.

Снятие замера

После того, как капля контактного вещества нанесена на поверхность с покрытием, на ней размещают горизонтально зонд. Прижатие инициирует процесс измерения (см. рис 2). После поднятия зонда при звучании двойного звукового сигнала или при мигании зеленого индикатора на ЖК дисплее отображается последнее измерение. Следующий замер может быть сделан в том же самом месте, продолжив прижимать зонд к поверхности. По окончании замера протрите зонд и поверхность начисто бумажной салфеткой или мягкой тканью.

 

Точность измерений

Точность любого ультразвукового измерения напрямую зависит от звукопроницаемости измеряемого покрытия. Так как ультразвуковые приборы фиксируют время прохождения ультразвукового импульса, они должны быть откалиброваны на «скорость звука» в данном конкретном материале.

С практической точки зрения, значения звукопроницаемости не сильно отличаются среди материалов, применяемых для нанесения покрытий в деревообрабатывающей промышленности. Поэтому ультразвуковые приборы для определения толщины покрытия обычно не требуют регулировки, отличной от заводских калибровочных установок.

Графический режим с помощью модели PosiTector 200 B/Adv

Правая сторона экрана толщиномера материалов PosiTector 200 может быть использована для графического отображения ультразвукового импульса во время его прохождения сквозь систему покрытия. Эта прекрасная функция позволяет пользователю лучше понимать, что прибор «видит» под поверхностью покрытия.

толщиномер покрытий и материалов posi tector 200

Рис.2
PosiTector 200 B/Adv с включенным режимом памяти
Слева: PosiTector 200 B/Adv с включенным графическим режимом
Справа: PosiTector 200 B/Adv с выключенным графическим режимом

После того, как зонд прижат к поверхности, и импульс проходит сквозь систему покрытия, он на своем пути встречает изменения плотности на границах между слоями системы и между покрытием и основой.

«Всплеск» на экране указывает на эти границы. Чем больше изменение по плотности, тем больше всплеск. Чем более постепенно меняется плотность, тем шире всплеск. Например, два слоя покрытия из приблизительно одинаковых материалов и проникающих один в другой, будут отображены как низкий и широкий всплеск. Два материала с сильно различающейся плотностью и четкой границей между собой будут отображены как высокий и узкий всплеск.

PosiTector 200 B/Adv выбирает самый высокий из всплесков при определении толщины слоя покрытия. Например, если число слоев установлено на 3, то 3 самых высоких всплеска между пороговыми значениями А и Б выбраны в качестве границ между этими слоями. Выбранные прибором всплески указаны черными треугольными стрелками.

определение толщины слоя покрытия

На рисунке верхнее (А = 1,9 мил) и нижнее (Б = 11,0 мил) пороговые значения изображены как две горизонтальные линии вверху и внизу графической области экрана. Порог А, минимальное значение, находится вверху. Порог Б, максимальное значение, находится внизу. Эхо или всплески за пределами этих порогов игнорируются. Значения порогов устанавливаются и изменяются при помощи пункта меню Set Gates.

Этим графическим дисплеем можно манипулировать при помощи пункта меню Set Gates. В дополнение к возможности регулировать пороговые значения, можно также позиционировать курсор в любом месте между двумя пороговыми значениями для исследования других всплесков.

измерение нескольких слоев покрытия

Курсор используют при наличии более 3 слоев. В этом примере прибор объединил два верхних слоя в один толщиной 4 мил. Курсор определяет, что толщина верхнего слоя 2,7 мил. Таким образом, второй слой имеет толщину 1,3 мил (4,0 – 2,7).

 

Другие способы измерения

Традиционные магнитные приборы и приборы на вихревых токах работают только на металлах. Так как эти инструменты не могут замерять толщину отделки на древесине, используют следующие альтернативные технические приемы:

  1. Оптическое исследование сечения (отрезают часть материала с покрытием и рассматривают под микроскопом) 
  2. Замер высоты (измерение до и после при помощи микрометра) 
  3. Гравиметрический метод (измерение массы и площади покрытия для расчета толщины) 
  4. Погружение приборов для определения толщины жидкой пленки в жидкую краску и расчет толщины высохшей пленки через процент твердых веществ по объему 
  5. Замещение (кладут стальной образец рядом с деревянной деталью и одновременно наносят покрытие).

Все эти испытания отнимают много времени, трудны в исполнении, подвержены интерпретации оператором и другим ошибкам при измерении. Разрушающий метод был признан непрактичным. Чтобы получить представительный образец продукции, необходимо испортить несколько изделий из древесины со всей партии в ходе испытания разрушающим методом.

разрушающий метод контроля покрытий

Многоразовое увеличение позволяет обнаружить неровности поверхности как покрытия, так и основы из древесины

В соответствии с типичной разрушающей технологией необходимо отрезать часть покрытой поверхности в поперечном сечении и измерить толщину пленки на срезе под микроскопом. Другая подобная технология использует микроскоп со шкалой для рассматривания геометрального надреза в высохшей пленке покрытия. Для этого специальным режущим инструментом делают небольшой аккуратный V-образный надрез в покрытии до самой основы (см. рис.15). Имеется в наличии оборудование, в комплект которого входят режущие инструменты и микроскоп со шкалой. Детальное описание этого метода исследования изложено в стандарте ASTM D4138-07a, «Типовое руководство по определению толщины сухой пленки системы защитного покрытия в поперечном сечении разрушающим методом».

определение толщины пленки

Хотя принципы метода доступны для понимания, ошибки случаются довольно часто. Необходима сноровка для подготовки образца и интерпретации результатов. Кроме того, регулировка измерительного оборудования под неровную или нечеткую границу между покрытием и основой может вызвать погрешности, особенно между различными операторами. Этот метод используют, когда дешевый, неразрушающий метод невозможен, или для подтверждения результатов неразрушающего испытания.

С появлением ультразвуковых инструментов многие компании переключились на неразрушающую инспекцию.



Другие новости:
Назад к новостям