质量检测与检测:测量涂层厚度

经常在制造过程中使用防腐蚀涂层或双面涂层,这些涂层由涂在镀锌钢板上的涂料或塑料涂层组成。与任何防腐系统一样,单独涂层的厚度是双面涂层的重要质量因素 操作人员可以确定双面涂层系统的单层涂层厚度经常在制造过程中使用防腐蚀涂层或双面涂层,这种涂层由涂在镀锌钢板上的涂料或塑料涂层组成。


与任何防腐系统一样,单独涂层的厚度是双面涂层的重要质量因素。出于显而易见的原因,尤其是由于所涉及的成本,厚度测量应该是非破坏性的。针对这些应用的新开发的测量方法适用于几个实际应用示例。

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有各种类型的双面涂层,它们的可测性分类:

  1. 镀锌厚度超过80微米的热浸镀锌钢部件,独特的锌 - 铁扩散区和典型厚度超过85微米的油漆涂层。这些主要发生在钢结构领域。

  2. 镀锌层厚度在0到10微米之间的版本,电沉积或在浸浴中沉积,涂层厚度可达150微米。它们主要用于车身制造。

  3. 管道上的涂层系统,如制动管线,建筑物外墙金属板,锌厚度高达约30微米的购物车或家用电器等物品,以及厚度通常小于200微米的有机涂料或塑料。

  4. 由有机层和锌铁或锌镍合金层组成的涂层。由于锌合金涂层的成本较高,这些涂层主要存在于汽车工业中具有高腐蚀风险的部件上。

如果锌涂层厚度均匀,则可以使用传统的磁感应涂层厚度测量仪器测量随后涂覆的涂层厚度。

选择测量方法

由于这些双相系统是有机和金属涂层的组合,因此排除了测量多涂层系统的典型测量方法,因为它们不能测量纯有机涂层。因此,经济的非破坏性和用户友好的仪器结合了磁感应和涡流测试方法。

使用根据新的ASTM Practice D 7091或DIN EN ISO 2178的磁感应方法,可以测量所有涂覆在黑色金属如钢和铁上的非磁性涂层的涂层。根据ASTM Practice D 7091和DIN EN ISO 2360使用普通涡流法,可测量非铁磁性非导电涂层在有色金属上。

例如,如果后者可以被视为基础材料,则应该能够测量中间锌涂层上的涂料涂层。不幸的是,热浸镀锌或电沉积锌镀层的电导率仅为每米7兆欧(MS / m),铜则为58 MS / m。在约20兆赫兹(MHz)的测量频率下,可以以合理的花费达到的测量频率,如果厚度波动不会对测量值产生影响,则锌涂层将需要具有至少80至100微米的厚度油漆厚度。第一组只有双工系统属于这一类。

在修改版中,相敏涡流法可用于测量基本上任何基底材料上的金属涂层。

一种应用是测量铁磁钢上的有色金属涂层。采用合适的仪器设计,即使在不导电的涂层下也可以进行这种测量。 

源自探针的电信号可以被看作具有可变量值和相位角或相位的矢量。采用双面涂层系统时,锌厚度的变化会导致该矢量的大小和相位发生变化,而涂料厚度的增加或减少基本上只影响幅度。

通过使用能够根据其大小和相位评估探头信号的合适的仪器电子元件,可以根据相位确定锌厚度,而与其顶部的油漆厚度无关。锌厚度引起的相位变化的大小可通过适当选择所讨论的锌厚度范围的涡流测量频率来优化。

由于双面涂层在数学上讲是具有两个未知数的方程系统,所以解决方案需要两个彼此独立的方程。第一种由相敏涡流法表示,而第二种仅通过常规磁感应方法获得。如前所述,这种方法可以用来测量双面系统的整体厚度。如果从该测量中减去单独测量的锌厚度,则所得值为有机涂层的厚度。 

作为第三未知物,双相涂层的测量值与不同于衬底材料或纯锌涂层的磁特性之间的等同性发生。

相敏涡流法还需要待测量的金属涂层具有足够高的电导率,从而可以产生涡流。 

不幸的是,由于它们的晶体结构,所述的锌涂层表现出显着小于1MS / m的电导率。为了能够在相位测量的基础上进行涂层厚度测量,需要超过10 MHz的频率 - 这在典型的涂层厚度仪器中是无法实现的。

实际测量中经常出现的大型组件将磁感应方法与相敏涡流方法相结合。如果操作者没有采取额外的行动,则在放置探针后,连续两种方法进行测量。测量数据是适当的。因此,探头必须包含两种方法所需的测量系统。 该仪器可测量不受锌厚度影响的油漆厚度。锌厚度测量的重复精度低至几十纳米,油漆厚度测量精度低于0.5微米。


汽车彩涂

汽车工业中镀锌钢板的使用正在增加。钣金供应商通过电镀沉积或在锌浸浴中施加锌涂层。如果锌涂层厚度均匀,则可以使用传统的磁感应涂层厚度测量仪器测量随后涂覆的涂层厚度。简单地从实际读数中扣除一个常数值。

锌厚度的这种均匀性通常在仍然必须形成的供应片材上的批次内给出当形成本体部件时,在严重弯曲半径的区域中可能发生锌涂层的流动甚至刮落,并且这可能改变厚度3和9微米,并且偶尔将涂层完全去除。

在修复由于打磨和随后重新涂漆缺陷区域而导致涂层缺陷的身体区域时,会遇到类似的情况。同样在这种情况下,如果使用传统的涂料涂层厚度测量系统,锌涂层也可能被磨掉,导致涂层厚度明显减小。这不仅对于成品涂漆体的检查是有问题的,而且对于电泳涂料的质量监测来说也是关键的,因为该厚度通常仅为约20微米,通过减少的厚度测量为5或6微米的涂层厚度缺陷锌涂层变得至关重要。

为了减轻车辆重量,铝的使用变得越来越受到人体非安全相关部件的欢迎。因此,测量仪器还配备了传统的涡流通道,以根据标准测量这些部件上的漆层厚度。 

钣金供应商通过电镀沉积或锌浸浴来施加锌涂层。

操作员无需采取任何措施,即使不知道哪些部件是由钢制成的,哪些部件是由铝制成的,仪器会在探头接触基板后立即自动选择所需的测量方法 - 双面或涡流 - 并存储油漆厚度数据在同一应用程序中,以这种方式可以对涂料厚度分布进行简单评估,而不管金属薄板的类型如何。

管道或电线上的双面涂层的应用实例可以在汽车工业的制动和燃油管路以及暴露于高腐蚀负载的其他管道中或在制造由金属丝网制成的购物车中找到。在大多数情况下,双面涂层包含约25至30微米的相对厚的锌涂层和通常为20至100微米的涂料或塑料涂层。

这里同样重要的是分别测量两种涂层,因为它们需要完成不同的任务,并且质量取决于各个厚度。特别有利的是这种产品的测量方法,其中两个涂层在连续生产过程中被应用,如同制动或燃料管线的情况那样。

在这样的应用中,塑料涂层在电镀锌后立即施加在连续管上。锌涂层的中间检查意味着生产过程的成本密集型中断。
引入的测量方法为钢铁上的双面涂层系统提供了一种用户友好且可靠的厚度测量方法,该系统可能包含锌涂层,其上涂有涂料或塑料涂层。由于这两种涂层的测量范围很大,该方法适用于广泛的应用。 

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技术提示

  • 通过使用能够根据其大小和相位评估探头信号的合适的仪器电子元件,可以根据相位确定锌厚度,而与其顶部的油漆厚度无关。

  • 锌厚度引起的相位变化的大小可以通过适当选择所讨论的锌厚度范围的涡流测量频率来优化。

  • 实际测量中经常出现的大型组件将磁感应方法与相敏涡流方法相结合。