PosiTector 6000 ، PosiTector 200 ،PosiPen, PosiTest, PosiTest دفت, PosiTest PC ، مشط مسحوق
كما رأينا في عدد: الكندية التشطيب والطلاء Mfg. الطلاء الصناعي ومسحوق مجلة. تشطيب المعادن - دليل التشطيب العضوي
بقلم ديفيد بيميش ، شركة ديفيلسكو
آخر تحديث: 09/13/2021
سمك الطلاء هو متغير مهم يلعب دورا في جودة المنتج والتحكم في العمليات والتحكم في التكاليف. يمكن قياس سمك الفيلم باستخدام العديد من الأدوات المختلفة. إن فهم المعدات المتاحة لقياس سمك الطلاء وكيفية استخدامها مفيد لكل عملية طلاء.
تشمل المشكلات التي تحدد الطريقة الأفضل لقياس طلاء أو طلاء معين نوع الطلاء ، ومادة الركيزة ، ونطاق سمك الطلاء ، وحجم وشكل الجزء ، وتكلفة المعدات. تشمل تقنيات القياس الشائعة الاستخدام للأفلام العضوية المعالجة طرق الأغشية الجافة غير المدمرة مثل القياس المغناطيسي أو التيار الدوامي أو الموجات فوق الصوتية أو الميكرومتر وكذلك طرق الأغشية الجافة المدمرة مثل المقطع العرضي أو قياس الجاذبية (الكتلة). تتوفر أيضا طرق لقياس سمك الطلاء ومسحوق الطلاء قبل معالجة الفيلم.
تستخدم مقاييس الطلاء المغناطيسي لقياس سمك الطلاء غير المغناطيسي على ركائز حديدية بشكل غير مدمر. يتم قياس معظم الطلاء على الفولاذ والحديد بهذه الطريقة. تستخدم العدادات المغناطيسية أحد مبدأين للتشغيل: السحب المغناطيسي أو الحث المغناطيسي / الكهرومغناطيسي.
تستخدم مقاييس سمك الطلاء المغناطيسي المسحوب مغناطيسا دائما ونابضا معايرا ومقياسا متدرجا. التجاذب بين المغناطيس والفولاذ المغناطيسي يسحب الاثنين معا. مع زيادة سمك الطلاء الذي يفصل بين الاثنين ، يصبح من الأسهل سحب المغناطيس بعيدا. يتم تحديد سمك الطلاء والطلاء عن طريق قياس قوة السحب هذه. سيكون للطلاءات الرقيقة جاذبية مغناطيسية أقوى بينما سيكون للأفلام السميكة جاذبية مغناطيسية أقل نسبيا. الاختبار باستخدام مقاييس السماكة المغناطيسية حساس لخشونة السطح والانحناء وسمك الركيزة وتكوين السبائك المعدنية.
عدادات السحب المغناطيسية متينة وبسيطة وغير مكلفة ومحمولة ، وعادة لا تتطلب أي تعديل معايرة. إنها بديل جيد ومنخفض التكلفة في المواقف التي تتطلب فيها أهداف الجودة قراءات قليلة فقط أثناء الإنتاج.
عادة ما تكون مقاييس سمك الطلاء المغناطيسي من نوع القلم الرصاص أو نماذج الاتصال الهاتفي التراجعي. نماذج من نوع قلم رصاص (PosiPen كما هو موضح في الشكل 1) استخدم مغناطيسا مثبتا على زنبرك حلزوني يعمل بشكل عمودي على السطح المطلي. تحتوي معظم مقاييس سماكة الطلاء من نوع قلم الرصاص على مغناطيسات كبيرة ومصممة للعمل في موضع واحد أو موضعين فقط ، مما يعوض جزئيا عن الجاذبية. يتوفر إصدار أكثر دقة ، والذي يحتوي على مغناطيس صغير ودقيق للقياس على الأسطح الصغيرة أو الساخنة أو التي يصعب الوصول إليها. يضمن المؤشر الثلاثي قياسات دقيقة عندما يتم توجيه مقياس السمك لأسفل أو لأعلى أو أفقيا مع تفاوت ±10٪.
نماذج قرص التراجع (PosiTest كما هو موضح في الشكل 2) هي الشكل الأكثر شيوعا لمقياس السحب المغناطيسي. يتم توصيل مغناطيس بأحد طرفي ذراع متوازن محوري ومتصل بنابض شعر معاير. عن طريق تدوير القرص بإصبع ، يزيد الزنبرك من القوة على المغناطيس ويسحبه من السطح. هذه العدادات سمك الطلاء سهلة الاستخدام ولها ذراع متوازن يسمح لها بالعمل في أي وضع ، بغض النظر عن الجاذبية. إنها آمنة في البيئات المتفجرة وتستخدم بشكل شائع من قبل مقاولي الطلاء وعمليات طلاء المسحوق الصغيرة. التسامح النموذجي هو ±5٪.
تقوم DeFelsko بتصنيع 2 متر سمك الطلاء ، و PosiPen و PosiTest.
تستخدم عدادات الطلاء بالحث المغناطيسي مغناطيسا دائما كمصدر للمجال المغناطيسي. يتم استخدام مولد تأثير هول أو المقاوم المغناطيسي لاستشعار كثافة التدفق المغناطيسي في قطب المغناطيس. تستخدم عدادات الطلاء بالحث الكهرومغناطيسي مجالا مغناطيسيا متناوبا. يتم استخدام جرح قضيب مغناطيسي ناعم مع ملف من الأسلاك الدقيقة لإنتاج مجال مغناطيسي. يتم استخدام ملف ثان من الأسلاك للكشف عن التغيرات في التدفق المغناطيسي.
تقيس عدادات الطلاء الإلكترونية هذه التغير في كثافة التدفق المغناطيسي على سطح المسبار المغناطيسي عند اقترابه من سطح فولاذي. يرتبط حجم كثافة التدفق على سطح المسبار ارتباطا مباشرا بالمسافة من الركيزة الفولاذية. عن طريق قياس كثافة التدفق يمكن تحديد سمك الطلاء.
عدادات السماكة المغناطيسية الإلكترونية (على سبيل المثال PosiTector 6000 سلسلة F, PosiTest DFT الحديدية) تأتي في العديد من الأشكال والأحجام. يستخدمون عادة مسبار ضغط ثابت لتوفير قراءات متسقة لا تتأثر بمشغلين مختلفين. يتم عرض قراءات سمك ميل الطلاء على شاشة الكريستال السائل (LCD). يمكن أن تحتوي مقاييس ميل الطلاء على خيارات لتخزين نتائج القياس وإجراء تحليل فوري للقراءات وإخراج النتائج إلى طابعة أو كمبيوتر لمزيد من الفحص. التسامح النموذجي هو ±1٪.
يجب اتباع تعليمات الشركة المصنعة بعناية للحصول على نتائج أكثر دقة. Standard تتوفر طرق الاختبار في ASTM D 1186 و D 7091-05 و ISO 2178 و ISO 2808.
تستخدم تقنيات التيار الدوامي لقياس سمك الطلاءات غير الموصلة بشكل غير مدمر على ركائز المعادن غير الحديدية. يتم استخدام ملف من الأسلاك الدقيقة التي تجري تيارا متناوبا عالي التردد (فوق 1 ميجاهرتز) لإعداد مجال مغناطيسي متناوب على سطح مسبار الجهاز. عندما يتم إحضار مسبار سمك الطلاء بالقرب من سطح موصل ، فإن المجال المغناطيسي المتناوب سينشئ تيارات دوامية على السطح. تؤثر خصائص الركيزة ومسافة المسبار من الركيزة (سمك الطلاء) على حجم التيارات الدوامة. تخلق التيارات الدوامة مجالها الكهرومغناطيسي المعاكس الذي يمكن استشعاره بواسطة الملف المثير أو بواسطة ملف ثان مجاور.
عدادات سمك الطلاء الدوامي الحالي (على سبيل المثال PosiTector 6000 N Series) تبدو وتعمل مثل العدادات المغناطيسية الإلكترونية. يتم استخدامها لقياس سمك الطلاء والطلاء على جميع المعادن غير الحديدية. مثل العدادات الإلكترونية المغناطيسية ، فإنها تستخدم عادة مسبار ضغط ثابت وتعرض النتائج على شاشة LCD. يمكن أن يكون لديهم أيضا خيارات لتخزين نتائج القياس أو إجراء تحليل فوري للقراءات والإخراج إلى طابعة أو كمبيوتر لمزيد من الفحص. التسامح النموذجي هو ±1٪. الاختبار حساس لخشونة السطح ، والانحناء ، وسمك الركيزة ، ونوع الركيزة المعدنية ، والمسافة من الحافة.
Standard تتوفر طرق تطبيق وأداء هذا الاختبار في ASTM B244 و ASTM D1400 و D7091 و ISO 2360.
من الشائع الآن أن تدمج عدادات سمك الطلاء كلا من مبادئ التيار المغناطيسي والدوامة في وحدة واحدة (على سبيل المثال PosiTector 6000 FN,PosiTest DFT التحرير والسرد). يبسط البعض مهمة قياس معظم الطلاءات على أي معدن عن طريق التبديل تلقائيا من مبدأ تشغيل إلى آخر ، اعتمادا على الركيزة. تحظى مقاييس ميل الطلاء المركبة هذه بشعبية لدى الرسامين وطلاء البودرة.
تقنية صدى النبض بالموجات فوق الصوتية لعدادات سمك الطلاء بالموجات فوق الصوتية (على سبيل المثال PosiTector 200) لقياس سمك الطلاء على ركائز اللافلزية (البلاستيك والخشب وما إلى ذلك) دون الإضرار بالطلاء.
يحتوي مسبار مقياس الطلاء على محول طاقة بالموجات فوق الصوتية يرسل نبضة عبر الطلاء. ينعكس النبض مرة أخرى من الركيزة إلى محول الطاقة ويتم تحويله إلى إشارة كهربائية عالية التردد. يتم رقمنة شكل موجة الصدى وتحليلها لتحديد سمك الطلاء. في بعض الظروف ، يمكن قياس الطبقات الفردية في نظام متعدد الطبقات.
التسامح النموذجي لهذا الجهاز هو ±3٪. Standard تتوفر طرق تطبيق وأداء هذا الاختبار في ASTM D6132.
لمزيد من القراءة حول مقاييس سمك الطلاء بالموجات فوق الصوتية ، يرجى الاطلاع على "استخدام مقاييس سمك الطلاء بالموجات فوق الصوتية".
تستخدم الميكرومتر أحيانا للتحقق من سمك الطلاء. لديهم ميزة قياس أي مجموعة طلاء / ركيزة ولكن عيب طلب الوصول إلى الركيزة العارية. يمكن أن تكون متطلبات لمس كل من سطح الطلاء والجانب السفلي من الركيزة محدودة وغالبا ما تكون غير حساسة بما يكفي لقياس الطلاءات الرقيقة.
يجب أخذ قياسين: أحدهما مع الطلاء في مكانه والآخر بدونه. الفرق بين القراءتين ، اختلاف الارتفاع ، يؤخذ على أنه سمك الطلاء. على الأسطح الخشنة ، يقيس الميكرومتر سمك الطلاء فوق أعلى قمة.
تتمثل إحدى التقنيات المدمرة في قطع الجزء المطلي في مقطع عرضي وقياس سمك الفيلم من خلال عرض القطع مجهريا. تستخدم تقنية المقطع العرضي الأخرى مجهرا متدرجا لعرض شق هندسي من خلال طلاء الفيلم الجاف. يتم استخدام أداة قطع خاصة لصنع أخدود V صغير ودقيق من خلال الطلاء وفي الركيزة. تتوفر العدادات التي تأتي كاملة مع أطراف القطع والمكبر المتدرج المضيء.
في حين أن مبادئ هذه الطريقة المدمرة سهلة الفهم ، إلا أن هناك فرصا لقياس الخطأ. يتطلب الأمر مهارة لإعداد العينة وتفسير النتائج. قد يؤدي ضبط شبكة القياس إلى واجهة خشنة أو غير واضحة إلى عدم الدقة ، خاصة بين المشغلين المختلفين. تستخدم هذه الطريقة عندما تكون الطرق غير المكلفة وغير المدمرة غير ممكنة ، أو كطريقة لتأكيد النتائج غير المدمرة. ASTM D 4138 الخطوط العريضة أ standard طريقة لنظام القياس هذا.
عن طريق قياس كتلة ومساحة الطلاء ، يمكن تحديد سمك. أبسط طريقة هي وزن الجزء قبل وبعد الطلاء. بمجرد تحديد الكتلة والمساحة ، يتم حساب السماكة باستخدام المعادلة التالية:
حيث T هي السماكة بالميكرومتر ، m هي كتلة الطلاء بالملليغرام ، A هي المساحة المختبرة بالسنتيمتر المربع ، و d هي الكثافة بالجرام لكل سنتيمتر مكعب.
من الصعب ربط كتلة الطلاء بالسمك عندما تكون الركيزة خشنة أو الطلاء غير متساو. المختبرات مجهزة بشكل أفضل للتعامل مع هذه الطريقة التي تستغرق وقتا طويلا وغالبا ما تكون مدمرة.
تساعد مقاييس سمك الأغشية الرطبة في تحديد كمية المواد التي يجب تطبيقها رطبة لتحقيق سمك محدد للفيلم الجاف بشرط معرفة النسبة المئوية للمواد الصلبة من حيث الحجم. إنها تقيس جميع أنواع الطلاءات العضوية الرطبة ، مثل الطلاء والورنيش والورنيش على الأسطح الملساء المسطحة أو المنحنية.
يحدد قياس سمك الفيلم الرطب أثناء التطبيق الحاجة إلى التصحيح والتعديل الفوري بواسطة القضيب. يتطلب تصحيح الفيلم بعد تجفيفه أو معالجته كيميائيا وقت عمل إضافي مكلف ، وقد يؤدي إلى تلوث الفيلم ، وقد يؤدي إلى مشاكل الالتصاق وسلامة نظام الطلاء.
المعادلات لتحديد سمك الفيلم الرطب الصحيح (WFT) ، مع وبدون أرق ، هي كما يلي:
بدون أرق:
مع أرق:
غالبا ما يتم قياس الفيلم الرطب بمشط أو عجلة فيلم مبلل. مشط الفيلم الرطب عبارة عن صفيحة مسطحة من الألومنيوم أو البلاستيك أو الفولاذ المقاوم للصدأ مع شقوق معايرة على حافة كل وجه. يتم وضع المقياس بشكل مباشر وثابت على السطح ليتم قياسه مباشرة بعد تطبيق الطلاء ثم إزالته. يقع سمك الفيلم الرطب بين أعلى درجة مطلية والشق التالي غير المطلي. قياسات المقياس المحزز ليست دقيقة ولا حساسة ، لكنها مفيدة في تحديد سمك الفيلم الرطب التقريبي للطلاء على المواد التي يحظر فيها الحجم والشكل استخدام طرق أكثر دقة. (ASTM D1212).
يجب استخدام المقياس على الأسطح الملساء ، الخالية من المخالفات ويجب استخدامه على طول الأسطح المنحنية وليس عرضها. سيؤدي استخدام مقياس الفيلم الرطب على الطلاءات سريعة الجفاف إلى قياسات غير دقيقة. يحدد ASTM D4414 أ standard طريقة لقياس سمك الفيلم الرطب بواسطة مقاييس الشق.
تستخدم عجلة الفيلم الرطب (الأسطوانة اللامركزية) ثلاثة أقراص. يتم لف المقياس في الفيلم الرطب حتى يلمس القرص المركزي الفيلم الرطب. توفر النقطة التي تتلامس فيها سمك الفيلم الرطب. يمكن قياس مسحوق الطلاء قبل المعالجة بمشط بسيط محمول باليد أو مقياس بالموجات فوق الصوتية. يعمل مشط فيلم المسحوق غير المعالج بنفس الطريقة التي يعمل بها مقياس الفيلم الرطب. يتم سحب المشط من خلال فيلم المسحوق وسمك يقع بين أعلى سن مرقمة والتي صنعت علامة ولها مسحوق يتشبث بها ، والسن الأعلى التالي الذي لم يترك أي علامة وليس له مسحوق يتشبث به. هذه العدادات غير مكلفة نسبيا بدقة ±5 مم. إنها مناسبة فقط كدليل لأن الفيلم المعالج قد يكون مختلفا بعد التدفق. قد تؤثر العلامات التي خلفها المقياس على خصائص الفيلم المعالج.
جهاز الموجات فوق الصوتية، مثل PosiTest PC، يمكن استخدامه بشكل غير مدمر على مسحوق غير معالج على الأسطح المعدنية الملساء للتنبؤ بسمك الفيلم المعالج. يتم وضع المسبار على مسافة قصيرة من السطح المراد قياسه ويتم عرض قراءة على شاشة LCD الخاصة بالجهاز. عدم اليقين في القياس هو ±5 مم.
تتم معايرة مقاييس سمك الطلاء وفقا لمعايير السماكة المعروفة. هناك العديد من مصادر معايير السماكة ولكن من الأفضل التأكد من إمكانية تتبعها إلى معهد قياس وطني مثل NIST (المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا). من المهم أيضا التحقق من دقة المعايير بأربعة أضعاف دقة المقياس الذي سيتم استخدامه للمعايرة. يتحقق الفحص المنتظم لهذه المعايير من أن المقياس يعمل بشكل صحيح. عندما لا تفي القراءات بمواصفات دقة المقياس ، يجب ضبط المقياس أو إصلاحه ثم معايرته مرة أخرى.
يمكن أن يكون لسمك الفيلم في الطلاء تأثير كبير على التكلفة والجودة. يجب أن يكون قياس سمك الفيلم حدثا روتينيا لجميع المعاطف. يعتمد مقياس الطلاء الصحيح الذي يجب استخدامه على نطاق سمك الطلاء ، وشكل ونوع الركيزة ، وتكلفة مقياس الطلاء ، ومدى أهمية الحصول على قياس دقيق.
ديفيد بيميش (1955-2019) ، الرئيس السابق لشركة DeFelsko Corporation ، وهي شركة مقرها نيويورك لتصنيع أدوات فحص الطلاء المحمولة باليد التي تباع في جميع أنحاء العالم. حصل على شهادة في الهندسة المدنية وأكثر من 25 عاما من الخبرة في تصميم وتصنيع وتسويق أدوات الاختبار هذه في مجموعة متنوعة من الصناعات الدولية بما في ذلك الطلاء الصناعي وفحص الجودة والتصنيع. أجرى ندوات تدريبية وكان عضوا نشطا في العديد من المنظمات بما في ذلك NACE و SSPC و ASTM و ISO.
