PosiTector RTR ، PosiTector RTR 3D
ستقيم هذه الورقة الطرق المستخدمة لقياس ملامح السطح التي تم إنشاؤها بواسطة الأدوات الكهربائية ، وهي قشارة إبرة الهواء ، ومنظفات الشعر الخشن ، وقشارة روتو بين. سيتم التركيز بشكل خاص على استخدام الشريط المقلدة وقدرته على توصيف ملامح الأسطح المختلفة باستخدام قارئ شريط رقمي متماثل مع إمكانية التصوير 3D. وبشكل أكثر تحديدا ، ستحدد هذه الورقة ما إذا كانت طرق القياس الموضحة في ASTM D4417 مناسبة لقياس الملامح التي تنتجها الأدوات الكهربائية.
تعرف NAVSEA الأدوات الكهربائية اليدوية بأنها أجهزة أوتوماتيكية محمولة تستخدم لإعداد السطح والتي يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات أساسية:
في حين أن هناك العديد من المعايير المتعلقة بقياس الملامح السطحية الناتجة عن التفجير الكاشطة للأسطح الفولاذية ، إلا أن هناك القليل من الأبحاث أو الإرشادات لقياس الملامح التي تم إنشاؤها بواسطة الأدوات الكهربائية.
سيدرس هذا البحث ثلاث طرق قياس شائعة لتحديد معلمات ملف تعريف السطح وتقييم فعاليتها على الأسطح المعدة بالأدوات الكهربائية: ميكرومتر زنبركي باستخدام شريط متماثل ، ميكرومتر عمق ، وأدوات خشونة القلم. تم فحص الملامح التي تنتجها قشارة إبرة الهواء ، ومنظفات الشعر الخشن ، وقشارة روتو بين على ألواح الاختبار الفولاذية لهذه الدراسة.
سيتم إيلاء الاهتمام لفعالية كل طريقة قياس لقياس جميع ملفات تعريف الأدوات الكهربائية الثلاثة المنتجة وما إذا كانت أي من الأدوات الكهربائية تنتج خصائص ملف تعريف تمثل تحديات. من خلال تقييم البيانات ، ورسم النتائج اللاحقة واستخدام التصوير السطحي 3D ، سيتم تقديم توصية نهائية بشأن طريقة القياس الأنسب.
يؤثر تحضير السطح بشكل مباشر على أداء أنظمة الطلاء الواقية. يعد التأكد من نظافة السطح من الصدأ وقشور المطحنة ، وكذلك الملوثات السطحية مثل الأوساخ والزيوت والأملاح القابلة للذوبان والشحوم أمرا بالغ الأهمية. نفس القدر من الأهمية هو ملف تعريف السطح ، الذي تساهم خصائصه في عمر الطلاء وقوة الالتصاق. يصبح تقييم المظهر الجانبي للسطح تمرينا حاسما.
كثيرا ما تستخدم الأدوات الكهربائية لتنظيف الأسطح الفولاذية قبل تطبيق الطلاءات الواقية. بينما يتم قياس ملف تعريف الأسطح الكاشطة بشكل روتيني باستخدام شريط متماثل أو ميكرومتر عمق أو أدوات خشونة القلم المحمولة ، غالبا ما يكون محترفو الطلاء غير متأكدين من الطريقة الأنسب للملفات الشخصية التي تم إنشاؤها بواسطة الأدوات الكهربائية بما في ذلك قشارة إبرة الهواء ، ومنظفات الشعر الخشن ، وقشارة روتو بين.
ينتج عن التأثير الكاشطة أنماط معقدة وعشوائية عبر السطح. ومع ذلك ، فإن الملامح السطحية التي تنتجها الأدوات الكهربائية تظهر أنماطا متكررة تمثل تحديات للارتفاع المناسب من الذروة إلى الوادي وقياس كثافة الذروة.
في مقال كتب في فبراير 2015 ، أوضح D. Beamish2 كيف يمكن استخدام الشريط المتماثل لتحديد معلمات ملف تعريف السطح الحرجة للأسطح الفولاذية المتفجرة وربط هذه المعلمات بقوة الالتصاق بالسحب. على وجه التحديد ، ناقشت المقالة مدى توفر المزيد من المعلومات من خلال قياسات الشريط المتماثل مقارنة بطرق القياس الأخرى ، مما يسمح بتحديد كثافة الذروة (Pd) ونسبة المنطقة البينية المطورة (Sdr) ، والتي ترتبط ارتباطا مباشرا بقوة التصاق السحب. وعلاوة على ذلك، تبين أن بارامترات السطح المقاسة باستخدام شريط متماثل ترتبط ارتباطا وثيقا بتقنيات القياس الراسخة للملامح المتفجرة، مثل الفحص المجهري متحد البؤر وقياس ملامح القلم. ستأخذ هذه الورقة هذا التحليل إلى أبعد من ذلك وتحدد مدى ملاءمة الشريط المتماثل ليس فقط لقياس المعلمات السطحية للمقاطع المتفجرة ، ولكن لقياس المظهر الجانبي السطحي عبر مجموعة متنوعة من الأسطح المعدة للأدوات الكهربائية.
تم استخدام الشريط المقلدة منذ 1960s لقياس المظهر الجانبي السطحي للصلب المنفجر. يستخدم الشريط المقلد على نطاق واسع في صناعة الطلاء ، ويتكون من طبقة من الرغوة البلاستيكية القابلة للسحق متصلة بركيزة بوليستر غير قابلة للضغط بسمك موحد للغاية يبلغ 2 مل ± 0.2 مل (50.8 ميكرون ± 5 ميكرون). سمك الرغوة يعتمد على درجة الشريط. يتوفر الشريط المقلدة في نوعين ، عادي وبصري ، ودرجتين ، خشن وخشن X. بالنسبة لمعظم التطبيقات ، يكفي الشريط المتماثل العادي. يتم استخدام الشريط المقلدة من الدرجة البصرية عند إنتاج صور 3D لسطح الشريط. درجتا الشريط هما الخشنة ، والتي تقيس الملامح من 0.8 - 2.5 مل (20 إلى 64 ميكرومتر) ، و X-Coarse ، التي تقيس الملامح من 1.5 - 4.5 مل (38 إلى 115 ميكرومتر).
عند الضغط على سطح فولاذي خشن ، تشكل الرغوة انطباعا أو نسخة طبق الأصل عكسية للسطح. يمكن أن تنهار الرغوة إلى حوالي 25٪ من سمكها قبل الانهيار. لذلك ، عندما تدفع أعلى القمم على السطح الأصلي إلى دعامة البوليستر ، يتم إزاحة الرغوة المضغوطة بالكامل جانبيا. وبالمثل ، فإن أعمق الوديان في الأصل تخلق أعلى القمم في النسخة المتماثلة.
إن وضع الشريط المضغوط بين سندان ميكرومتر زنبركي ، مثل PosiTector RTR H ، وطرح مساهمة ركيزة البوليستر غير القابلة للضغط (2 مل / 50 ميكرومتر) يعطي مقياسا لمتوسط الحد الأقصى لملف خشونة السطح من الذروة إلى الوادي (الشكل 1).
هذه الطريقة لقياس السطح متينة وبسيطة نسبيا وغير مكلفة وتسمح للمستخدم بالاحتفاظ بنسخة طبق الأصل مادية من السطح الذي يتم تقييمه. إنها واحدة من أكثر الطرق شيوعا لتحديد ارتفاع الذروة إلى الوادي للأسطح المتفجرة في صناعة الطلاء.
يوفر الشريط المتماثل مزايا إضافية على طرق القياس الأخرى من حيث أنه يقيس ملف تعريف السطح على مساحة ثنائية الأبعاد ، بدلا من قياس نقطة واحدة أو خط مستقيم. يقيس طرف المسبار المدبب على ميكرومتر العمق نقطة واحدة يبلغ نصف قطرها حوالي 0.05 مم (50 ميكرون) ، لمنطقة أخذ عينات تبلغ 0.007 مم2. يبلغ طول خط العينة النموذجي لأداة خشونة القلم 12.5 مم وعرضه 4 ميكرون ، لمنطقة قياس إجمالية تبلغ 0.05 مم2. مساحة قياس الشريط المقلدة هي 31 مم2. يمثل هذا مساحة قياس أكبر بحوالي 258 مرة من مساحة قياس أداة خشونة القلم وحوالي 4400 مرة أكبر من ميكرومتر العمق. علاوة على ذلك ، عند استخدام أداة مثل PosiTector RTR 3D، يمكن للتصوير الرقمي لشريط النسخ المتماثلة المصقول إنتاج صور 3D لمحات السطح ، مما يسمح للمستخدم بمراقبة السطح بصريا قبل تطبيق الطلاء.
ميكرومتر العمق، مثل PosiTector SPG، قاعدة مسطحة ترتكز على قمم المظهر الجانبي السطحي وطرف مسبار محمل بنابض مثبت داخل القاعدة يسقط في وديان المظهر الجانبي. تقع القاعدة المسطحة على أعلى القمم ، وبالتالي فإن كل قياس هو المسافة بين أعلى القمم المحلية والوادي المحدد الذي سقط فيه الطرف ، كما هو موضح في الشكل 2. يتميز ميكرومتر العمق بالقدرة على قياس ارتفاعات الملف الشخصي التي تتجاوز نطاق العديد من الأدوات الأخرى.
تستخدم أداة خشونة القلم المحمولة قلما يتم رسمه بسرعة ثابتة عبر السطح ويسجل الحركات لأعلى ولأسفل لتحديد Rt ، أو المسافة الرأسية بين أعلى قمة وأدنى وادي ضمن أي طول تقييم معين. يقيس الجهاز ويسجل المسافة الرأسية التي يقطعها القلم أثناء مروره فوق السطح ، كما هو موضح في الشكل 3.
عادة ، يتم تقسيم طول التقييم المحدد مسبقا إلى 7 أطوال لأخذ العينات وتقيس الأداة ارتفاع الذروة إلى الوادي داخل كل طول لأخذ العينات ، Ry ، لكل قسم ، بغض النظر عن القسمين الأول والأخير. يتم استخدام متوسط Ry's المتبقية لحساب Rz. بالنسبة لهذه الدراسة ، يعادل Rz RzDIN ، أي ما يعادل متوسط المسافات بين أعلى قمة وأدنى وادي في كل طول أخذ العينات ، لكل ASME Y14.36M7.
تم تحضير اثني عشر صفيحا فولاذيا باستخدام ثلاث أدوات كهربائية مختلفة: قشارة إبرة الهواء ، ومنظف الشعر الخشن ، وقشارة روتو بين ، الموضحة في الشكل 4. تم تصنيف هذه اللوحات من 1 إلى 4 داخل كل مجموعة.
وتم تقييم الأفرقة التالية:
تم تقييم ملامح السطح على الألواح باستخدام الأدوات الثلاثة التالية:
تم إجراء الاختبار مع كل أداة بالطريقة التالية:
1. تم استخدام أداة خشونة القلم المحمولة لتحديد Rz و Rpc لكل لوحة. تم إجراء ثلاثة قياسات تتبع في 5 مواقع على كل لوحة مع كل قياس أثر بطول تقييم يبلغ 12.5 مم ، وطول أخذ العينات 2.5 مم.
a. مواقع القياس مفصلة في الرسم البياني 1. وتجدر الإشارة إلى أنه على منظف الشعر الخشن أعدت لوحات تتبع القياسات 2 و 4 في اتجاه التحيز ، في حين أن قياسات التتبع 1 و 3 و 5 هي ضد اتجاه التحيز. بالنسبة للوحات قشارة roto peen ، تكون قياسات التتبع 2 و 4 عكس اتجاه التحيز وقياسات التتبع 1 و 3 و 5 في اتجاه التحيز.
2. تم استخدام ميكرومتر عمق رقمي لتحديد Rt. تم أخذ 10 قياسات في 5 مواقع على كل لوحة ، ليصبح المجموع 50 قياسا لكل لوحة. لكل D4417 ، تم أخذ 10 قراءات لكل موقع. استخدمت هذه الدراسة 5 مواقع وتم تسجيل القيم القصوى للقراءات ال 10 في المواقع الخمسة ومتوسطها. كما تم تسجيل متوسط 50 قراءة فردية. مواقع أخذ العينات مفصلة في الرسم البياني 2:
3. استخدم قارئ شريط رقمي طبق الأصل ومصور شريطا متماثلا لقياس HL و Pd. تم أخذ أربعة صقل لكل لوحة. تم أخذ ثلاثة باستخدام شريط طبق الأصل عادي (خشن و / أو خشن X) وتم التقاط واحد باستخدام شريط بصري طبق الأصل. يتم عرض مواقع القياس في الرسم البياني 3:
1. شوهدت أنماط في النتائج. عند فحص صور الأسطح ، كانت التشققات الاتجاهية مرئية على منظف الشعر الخشن والأسطح المعدة لقشارة روتو بين. أكدت القراءات التي اتخذتها أداة خشونة القلم في اتجاه هذا التحيز الاتجاهي وضد التحيز اختلافات واضحة في معلمات السطح. علاوة على ذلك ، أظهرت صور الأسطح المعدة لقشارة إبرة الهواء أن لديهم القليل من القمم والوديان المتميزة ، مما أدى إلى تكهنات بأن ميكرومتر العمق ربما لم يلتقط بشكل كاف ارتفاعات حقيقية من الذروة إلى الوادي. تم افتراض أن النتائج ستتحسن مع تقنيات القياس المعدلة التي تمثل التحيز / كثافة الذروة:
a. أظهرت الألواح المعدة من منظف الشعر الخشن / قشارة روتو بين تحيزا اتجاهيا يمثل تحديات لأدوات خشونة القلم المحمولة. قد لا تكون أداة خشونة القلم المحمولة مناسبة لأن القراءات تعتمد على التحيز. المواصفات الأولية (D7127) لقياس الأسطح النظيفة للأدوات الكهربائية لا تأخذ في الاعتبار التحيز و / أو كثافة القمم. قد يؤدي هذا إلى أقل أو أكثر من القيم المبلغ عنها في ملف تعريف السطح. يعد تعديل طريقة الاختبار لتجاهل القراءات المأخوذة في اتجاه التحيز أمرا ضروريا لتحقيق نتائج ذات معنى.
b. لوحظ أن الألواح المحضرة لقشارة إبرة الهواء ذات كثافة ذروة منخفضة للغاية (تردد الذروة). تم اقتراح أن زيادة عدد القياسات المأخوذة باستخدام ميكرومتر العمق قد يساعد في تفسير هذا التردد المنخفض وإنتاج نتيجة أكثر دقة. لتقييم هذه الفرضية ، تم إجراء جولة ثانية من الاختبار مع أخذ 20 قياسا لكل بقعة في جميع المواقع الخمسة ، ليصبح المجموع 100 قراءة لكل لوحة. تم الإبلاغ عن متوسط 5 الحد الأقصى.
2. أشارت النتائج إلى أنه يمكن استخدام شريط النسخ المتماثل عبر جميع ملفات تعريف الأدوات الكهربائية الثلاثة. لم تتأثر النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام قارئ شريط رقمي متماثل بشكل كبير بالتحيز والكثافة اللذين يمثلان تحديات للأجهزة الأخرى ، ولم تكن هناك حاجة لتعديل طريقة الاختبار.
3. أظهرت نتائج ميكرومتر العمق أن استخدام متوسط الحد الأقصى للمواقع الخمسة أنتج نتائج ترتبط ارتباطا وثيقا بنتائج طرق القياس الأخرى عند مقارنتها بمتوسط 50 قراءة فردية.
يوضح الرسم البياني 1 النتائج الأولية لطرق القياس الثلاث. تظهر نتائج ميكرومتر العمق كمتوسط لجميع القراءات ال 50 ومتوسط الحد الأقصى البالغ 5. ولوحظ أن الخصائص التي تنتجها الأدوات تتحدى بعض أدوات القياس وتجعل نتائجها أقل اتساقا.
الرسوم البيانية أدناه توضح ذلك. تظهر الآثار الفردية في الشكلين 2 و 4. بالنسبة لألواح تنظيف الشعر الخشن ، كانت القراءات 2 و 4 أقل باستمرار لجميع المعلمات من القراءات 1 و 3 و 5. تم أخذ القراءات 2 و 4 في اتجاه التحيز (كما هو موضح باللون الأحمر) ، بينما تم أخذ القراءات 1 و 3 و 5 عبر التحيز (كما هو موضح باللون الأزرق). يعرض الشكلان 3 و 5 نتائج جميع الآثار المأخوذة مع حساب متوسط التحيز معا وجميع الآثار المأخوذة عبر التحيز في المتوسط معا.
بالنسبة للوحات قشارة roto peen ، يتم عرض الآثار الفردية في الرسم البياني 6 و 8. كانت القراءات 2 و 4 أعلى باستمرار لجميع المعلمات من القراءات 1 و 3 و 5. تم أخذ القراءات 2 و 4 عبر اتجاه التحيز (كما هو موضح باللون الأزرق) ، بينما تم أخذ القراءات 1 و 3 و 5 مع التحيز (كما هو موضح باللون الأحمر). يعرض الشكلان البيانيان 7 و9 نتائج جميع الآثار المأخوذة مع حساب متوسط التحيز معا ومتوسط جميع الآثار المأخوذة عبر التحيز معا.
عند مقارنة كثافات الذروة لأنواع الألواح الثلاثة ، أظهرت لوحة قشارة إبرة الهواء قياسات أقل بكثير من غيرها ، كما هو موضح في الرسم البياني 10.
بسبب الكثافة المنخفضة ، تم افتراض أن قراءات ميكرومتر العمق يمكن أن تتأثر بشكل ضار بسبب انخفاض احتمال وضع الأداة في أدنى الوديان.
عند مقارنة طرق القياس ، أظهرت الملاحظات الأولية أنه من بين أسطح الأدوات الكهربائية وطرق القياس ، كان الشريط المقلد هو الأقل تأثرا بالتأثيرات مثل التحيز أو عدد الذروة.
بعد اكتمال الاختبار ، أظهر تحليل البيانات أن النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام أداة خشونة القلم المحمولة يبدو أنها تأثرت بشكل كبير بالتحيز الاتجاهي للألواح. كان هذا موجودا بشكل ملحوظ في الألواح المعالجة بمنظف الشعر الخشن ، وبدرجة أقل مع الألواح المعالجة بقشارة روتو بين.
تظهر الصورة ثلاثية الأبعاد الأولى أدناه لسطح محضر بمنظف الشعر الخشن (الشكل 6) تشققات من اليسار إلى اليمين ، تتوافق مع الاتجاه الذي تم فيه تطبيق منظف الشعر الخشن على اللوحة ، مما يجعل الوديان و / أو القمم التي تتماشى في هذا الاتجاه العام. تظهر الصورة ثلاثية الأبعاد الثانية لسطح قشارة روتو بين (الشكل 7) خصائص مماثلة.
من أجل تأكيد تأثير ذلك على النتائج التي حصلت عليها أداة خشونة القلم ، تم إجراء اختبار إضافي على الألواح المعدة بمنظف الشعر الخشن مع إيلاء اهتمام خاص للتحيز الاتجاهي.
تم إجراء هذا الاختبار الإضافي عن طريق أخذ أربعة قياسات مع التحيز وأربعة قياسات عبر التحيز الناتج عن منظف الشعر الخشن. ثم تمت مقارنة قيمتين ، Rpc و Rz ، بين الاختبار الأفقي والرأسي. وترد النتائج أدناه في البيانين 11 و 12:
أسفرت القياسات المأخوذة مع التحيز وعبر التحيز عن نتائج مختلفة بشكل واضح. يمكن أن تؤدي القياسات المأخوذة بهذه الطريقة إلى توصيف غير صحيح للسطح إذا لم يتم أخذ التحيز الاتجاهي في الاعتبار أو لم يكن معروفا. هذا يمكن أن يؤدي إلى تطبيق غير صحيح أو غير كاف للطلاء. لم تتأثر القياسات المأخوذة بواسطة شريط متماثل أو أدوات ميكرومتر العمق بالتحيز الاتجاهي.
تمت استشارة أدلة المستخدم الخاصة بالشركة المصنعة لمنظف الشعر الخشن وقشارة roto-peen لتحديد ما إذا كانت الطرق قد نوقشت لمعالجة التحيز الاتجاهي. لم يتم العثور على تعليمات محددة تناقش التحيز الاتجاهي أو تطوير التشققات السطحية في أي من الدليلين. ينص دليل قشارة roto-peen ، فيما يتعلق بالمعالجة السطحية ، على "لضمان تغطية موحدة ، استخدم حركة دائرية أو متذبذبة على المنطقة بأكملها".
ومع ذلك ، لا توجد أي تعليمات أو اقتراحات للاستخدام تتناول أو تمنع حدوث التحيز الاتجاهي.
أظهرت نتائج القياس أن الألواح التي تنتجها قشارة إبرة الهواء أظهرت كثافة ذروة منخفضة عند مقارنتها بالألواح الأخرى التي تنتجها الأدوات الكهربائية. تجعل كثافات الذروة المنخفضة من الصعب على ميكرومتر العمق العثور على ارتفاع حقيقي من الذروة إلى الوادي. ويرجع ذلك إلى انخفاض الاحتمال الإحصائي بأن نقطة الميكرومتر ستهبط مباشرة في أدنى نقطة في ملف التعريف. ما لم تجد الأداة أدنى انخفاض في الملف الشخصي ، فستكون النتائج منخفضة بشكل خاطئ. يظهر أدناه عرض 3D لسطح معد بقشارة إبرة الهواء في الشكل 8. يمكن أن نرى بوضوح أن السطح يحتوي على عدد قليل من القمم و / أو الوديان المتميزة ويبدو في الغالب مستديرا ومسطحا.
بعد ملاحظة كثافة ذروة منخفضة باستخدام التصوير الرقمي لشريط متماثل ، تم تحديد أن زيادة عدد القياسات المأخوذة باستخدام ميكرومتر العمق أنتجت قياسات أكثر دقة من الذروة إلى الوادي. لاختبار هذه الفرضية ، تضاعف عدد القراءات المأخوذة في كل بقعة إلى 20 ، ليصبح المجموع 100 قراءة لكل لوحة. من خلال مضاعفة عدد القياسات ، تكون النتيجة أكثر تمثيلا لتلك الموجودة باستخدام أداة خشونة القلم وشريط النسخ المتماثل ، كما هو موضح في الرسم البياني 13.
بالنسبة لثلاث من اللوحات الأربع التي تم فحصها ، أدت مضاعفة عدد قياسات ميكرومتر العمق لكل بقعة إلى قيم أكثر ارتباطا بأداة خشونة القلم والشريط المتماثل. على الرغم من عدم التحقيق هنا ، إلا أن زيادة عدد القراءات لكل بقعة قد تؤدي إلى قراءات أكثر اتساقا مع الطرق الأخرى.
من المفترض أن أداة خشونة القلم ستتأثر بالمثل بكثافة الذروة المنخفضة. ومع ذلك ، فإن أداة خشونة القلم تقيس مساحة أكبر من ميكرومتر العمق ، وقد تكون مساحة القياس الأكبر هذه كافية لالتقاط أعلى قمة وأدنى وادي. بغض النظر ، يتم تقليل احتمال العثور على أقصى قمة حقيقية لارتفاع ملف تعريف الوادي على الأسطح المحضرة لقشارة إبرة الهواء ، وذلك ببساطة بسبب انخفاض عدد القمم والوديان المتميزة.
لم تتأثر القياسات المشتقة من الشريط المتماثل بالتحيز الاتجاهي أو كثافة الذروة على عكس القياسات المأخوذة بطرق القياس الأخرى. قدمت هذه الطريقة نتائج متسقة على جميع الأسطح الثلاثة التي تم تنظيفها بالأدوات الكهربائية.
مع تأثر اللوحات بالتحيز الاتجاهي ، تلتقط منطقة القياس لشريط النسخ المتماثل الأنماط في كلا اتجاهي التحيز. نظرا لأن HL يقاس على أنه أقصى ارتفاع من الذروة إلى الوادي عبر المنطقة بأكملها ، فإن التحيز ليس له أي تأثير. لهذا السبب ، كانت النتائج من قياسات الشريط المتماثل أكثر تمثيلا للسطح ولم تتطلب تعديلا على طريقة القياس لتحقيق نتائج ذات مغزى.
وبالمثل ، لم تتأثر قياسات الشريط المقلدة سلبا بكثافة الذروة. نظرا لأن مساحة قياس الشريط المتماثل أكبر من المسافة الأفقية بين القمم والوديان ، فإن الكثافة المنخفضة لم تكن عاملا. مرة أخرى ، بسبب مساحة القياس الكبيرة للشريط المقلد ، كانت القراءات أكثر تمثيلا من أداة خشونة الميكرومتر أو القلم.
قامت الطريقة C ، الشريط المتماثل وميكرومتر الزنبرك ، بقياس الأسطح التي تنتجها الأدوات الثلاثة بدقة أكبر ، ويرجع ذلك أساسا إلى أن مساحة السطح التي تم أخذ عينات منها أكبر من مساحة الطرق الأخرى. تمثل مساحة القياس المتزايدة للشريط المقلد خصائص الأسطح التي تم إنشاؤها بواسطة أداة كهربائية والتي أثرت سلبا على طرق القياس الأخرى.
تظهر الأسطح التي تم إنشاؤها بواسطة الأدوات الكهربائية خصائص يجب أخذها في الاعتبار عند اختيار طريقة قياس ملف تعريف السطح. يمكن أن تؤدي الأدوات التي تترك تشققات اتجاهية (تحيز) على السطح إلى قياسات غير دقيقة لمعلمات ملف تعريف السطح عند استخدام أدوات خشونة القلم المحمولة. لا يتوقع في المعايير (ASTM D4417) الأدوات التي ينتج عنها ملامح سطحية ذات كثافات ذروة منخفضة ونتيجة لذلك ، يتم الإبلاغ عن قياسات أقل من الذروة إلى الوادي عند استخدام ميكرومتر عمق وفقا لطريقة الاختبار هذه. يمكن أن يؤدي عدم مراعاة هذه الخصائص إلى نتائج غير دقيقة.
على الرغم من وجود قيود عند استخدام أدوات خشونة القلم المحمولة وميكرومتر العمق على الأسطح المعدة للأدوات الكهربائية ، إلا أن هناك تعديلات يمكن إجراؤها على طرق القياس التي تسمح لهذه الأدوات بقياس هذه الأسطح بشكل فعال. لم تكن أدوات خشونة القلم بالطريقة D مناسبة لقياس ملف تعريف السطح على هذه الأسطح ما لم يتم الحرص على القياس فقط عبر التحيز. تشير القراءات من ميكرومتر عمق الطريقة B إلى أن النتائج ستتحسن عن طريق زيادة عدد القراءات لمراعاة كثافة الذروة المنخفضة.
بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت النتائج من ميكرومتر العمق بالطريقة B بوضوح أن استخدام متوسط الحدود القصوى للمواقع الخمسة أنتج نتائج ترتبط ارتباطا وثيقا بنتائج طرق القياس الأخرى عند مقارنتها باستخدام متوسط 50 قراءة فردية. هذا يدعم الدراسات الأخرى التي تم إجراؤها بنفس النتائج ، ولا سيما "ملف تعريف السطح - مقارنة طرق القياس" بواسطة D. Beamish9 ، حيث تم اقتراح هذه الطريقة لأول مرة.
يوضح الرسم البياني 14 النتائج عبر جميع طرق القياس بعد إجراء التعديلات لمراعاة الأخطاء الناجمة عن التحيز الاتجاهي وكثافة الذروة المنخفضة. تم حساب التحيز الاتجاهي على منظف الشعر الخشن والألواح المعدة لقشارة روتو بين عن طريق إزالة قياسات التتبع المأخوذة في اتجاه التحيز. نتج عن ذلك نتيجة كانت في المتوسط أقرب بنسبة 13.2٪ إلى نتائج الشريط المتماثل للألواح ذات الشعر الخشن ، ومتوسط 8.9٪ أقرب إلى قراءات الشريط المتماثل للألواح المعالجة ب roto peen.
تم حساب كثافة الذروة المنخفضة على لوحات قشارة إبرة الهواء من خلال رسم النتائج مع كل من 10 و 20 قراءة لكل بقعة ، والإبلاغ عن متوسط الحد الأقصى للمواقع الخمسة. من خلال القيام بذلك ، أظهرت القراءات المأخوذة بواسطة ميكرومتر العمق ارتباطا أقرب بنسبة 15.9٪ إلى قراءات أداة خشونة القلم المحمولة ، وارتباطا أقرب بنسبة 14.2٪ إلى قراءات الشريط المقلدة.
ومع ذلك ، يتم عرض نتائج الشريط المتماثل كما تم قياسها ، دون أي تعديل للتأثيرات السطحية. من الواضح أن النتائج غير المعدلة للشريط تتماشى مع طرق القياس الأخرى.
تشير هذه النتائج بقوة إلى أن الشريط المتماثل يقدم حلا أبسط وأكثر فعالية للقياس عبر الأسطح التي تم إنشاؤها بواسطة أدوات كهربائية متعددة. لا يتطلب الشريط أي اعتبار خاص للتحيز أو كثافة الذروة. على عكس طرق القياس الأخرى التي تتطلب أخذ تأثيرات ملف التعريف التي تم إنشاؤها بواسطة أداة الطاقة في الاعتبار ، يمكن استخدام نتائج الشريط المتماثل كما تم قياسها.
في صناعة الطلاء والطلاء ، كان هناك بحث كبير في تقييم الملامح التي تم تنظيفها بالانفجار على ركائز الصلب.
ISO 8503-5 - تحضير الركائز الفولاذية قبل تطبيق الدهانات والمنتجات ذات الصلة - خصائص خشونة السطح للركائز الفولاذية التي يتم تنظيفها بالانفجار - الجزء 5: طريقة الشريط المقلدة لتحديد ملف تعريف السطح3
يصف ISO 8503-5 تحضير الركائز الفولاذية قبل تطبيق الدهانات والمنتجات ذات الصلة وخصائص خشونة السطح للركائز الفولاذية التي يتم تنظيفها بالانفجار:
1 النطاق
تصف هذه الوثيقة طريقة ميدانية لقياس ملف تعريف السطح الناتج عن أي من إجراءات تنظيف الانفجار الكاشطة الواردة في ISO 8504-2. تستخدم الطريقة شريطا متماثلا ومقياسا مناسبا لقياس خشونة السطح في الموقع قبل تطبيق الطلاء أو طبقة واقية أخرى.
الطريقة قابلة للتطبيق ضمن نطاق ارتفاعات الملف الشخصي المذكورة لدرجة معينة (أو سمك) من الشريط المقلد. تسمح الدرجات التجارية المتاحة حاليا بقياس متوسط الملامح من الذروة إلى الوادي من 20 ميكرومتر إلى 115 ميكرومتر. هذه الطريقة صالحة للأسطح التي تم تنظيفها باستخدام المواد الكاشطة.
ASTM D7127—Standard طريقة اختبار لقياس خشونة السطح للأسطح المعدنية الكاشطة التي تم تنظيفها باستخدام أداة قلم محمول4
يصف ASTM D7127 قياس خشونة السطح للأسطح المعدنية الكاشطة التي يتم تنظيفها بالانفجار باستخدام أداة قلم محمول:
1. النطاق
1.1 تصف طريقة الاختبار هذه إجراء متجرا أو ميدانيا لتحديد خصائص خشونة الأسطح المعدة للطلاء عن طريق التفجير الكاشطة. يستخدم الإجراء أداة تتبع ملف تعريف القلم المحمول الانزلاقي أو غير الانزلاقي. الخصائص المقاسة هي: Rt و Rpc. يمكن أيضا الحصول على مقاييس إضافية لارتفاع الملف الشخصي (Rmax و / أو Rz) على النحو المتفق عليه بين المشتري والبائع.
NACE SP0287 - القياس الميداني لملف تعريف السطح للأسطح الفولاذية الكاشطة التي يتم تنظيفها بالانفجار باستخدام شريط متماثل5
يصف NACE SP0287 ويميز إجراء واحدا لقياس المظهر الجانبي السطحي للصلب النظيف بالانفجار الكاشطة. تستخدم تقنية القياس شريطا يكرر ملف تعريف السطح. لم تتم مناقشة الطرق الشائعة الأخرى لقياس ملف تعريف السطح:
1.1 هذا standard يصف إجراء للقياس في الموقع لملف تعريف السطح للأسطح الفولاذية الكاشطة التي يتم تنظيفها بالانفجار والتي لها ملف تعريف سطحي ، على النحو المحدد في القسم 2 ، بين 38 و 114 ميكرومتر (1.5 و 4.5 مل)
ASTM D4417—Standard طرق اختبار القياس الميداني للصلب المنظف بانفجار السطح
يصف ASTM D4417 ثلاث طرق لتقييم المظهر الجانبي السطحي للأسطح الفولاذية المتفجرة في الجدول 1 أدناه:
1. النطاق
1.1 تغطي طرق الاختبار هذه وصف تقنيات قياس ملف تعريف الأسطح الكاشطة النظيفة في المختبر أو الحقل أو في ورشة التصنيع.
SSPC PA 17 - تحديد امتثال الملف الشخصي6
يوفر SSPC PA 17 إرشادات إضافية لتحديد التوافق مع متطلبات ملف تعريف السطح. بينما تصف معايير ASTM كيفية أخذ القياسات ، يركز SSPC PA 17 على مكان إجراء هذه القياسات وعدد المرات.
غائبة إلى حد كبير عن معايير الصناعة هذه هي الإجراءات والأوصاف لتقييم الأسطح التي تم تنظيفها بالأدوات الكهربائية. نظرا لأن استخدام الأدوات الكهربائية أصبح أكثر انتشارا ، فمن المهم بشكل متزايد تحديد الطريقة الأفضل والأكثر دقة لتقييم هذه الأسطح.
ضمن هذه المعايير ، هناك ذكر واحد فقط لكيفية تقييم الأسطح المعدة للأدوات الكهربائية. تنص الفقرة 1.2 من ASTM D4417-14 على ما يلي: "قد تكون الطريقة B مناسبة أيضا لقياس المظهر الجانبي الناتج باستخدام الأدوات الكهربائية".
نظرا لعدم وجود معايير و / أو إرشادات ، هناك القليل من المعلومات حول ما إذا كانت الطريقة ASTM D4417 B هي أفضل طريقة لجميع أسطح الأدوات الكهربائية أو إذا كانت هناك حلول أخرى أكثر ديناميكية لقياس الأسطح. تظهر الأسطح المعدة للأدوات الكهربائية خصائص غير موجودة في الأسطح التي يتم تنظيفها بالانفجار ، وهي التحيز الاتجاهي واختلافات كثافة الذروة بين الأدوات. تأثير هذه الخصائص على طرق قياس محددة غير معروف جيدا.
1 ASTM D4417 "Standard طرق اختبار القياس الميداني للملف السطحي للصلب المنظف بالانفجار "(ASTM International ، 100 Barr Harbor Drive ، West Conshohocken ، PA 19428)
2 د. بيميش ، "شريط طبق الأصل - فتح المعلومات المخفية" ، مجلة الطلاءات والبطانات الواقية ، فبراير 2015 ، ص 1 - 6
3 ISO 8503-5 "تحضير الركائز الفولاذية قبل تطبيق الدهانات والمنتجات ذات الصلة - خصائص خشونة السطح للركائز الفولاذية التي يتم تنظيفها بالانفجار - الجزء 5: طريقة الشريط المقلدة لتحديد ملف تعريف السطح" (المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) ، 1 rue de Varembé ، Case postale 56 ، CH-1211 ، جنيف 20 ، سويسرا)
4 ASTM D7127 "Standard طريقة اختبار لقياس خشونة السطح للأسطح المعدنية الكاشطة التي تم تنظيفها باستخدام أداة قلم محمول 1 (ASTM International ، 100 Barr Harbor Drive ، West Conshohocken ، PA 19428)
5 ناتس Standard SP0287 ، "القياس الميداني لملف تعريف السطح للأسطح الفولاذية الكاشطة التي يتم تنظيفها بالانفجار باستخدام شريط طبق الأصل". (هيوستن ، تكساس: LACE ، 2016)
6 SSPC-PA-17 "إجراء لتحديد التوافق مع متطلبات ملف الصلب / خشونة السطح / عدد الذروة" (SSPC: جمعية الطلاءات الواقية ، 800 Trumbull Drive ، بيتسبرغ ، بنسلفانيا 15205 ، الولايات المتحدة الأمريكية)
7 ASME Y14.36M 1996 "رموز نسيج السطح" (الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين ، ثري بارك أفينيو ، نيويورك ، نيويورك 10016-5990 الولايات المتحدة الأمريكية)
8 ASME B46.1-2009 "نسيج السطح (خشونة السطح ، التموج ، واللاي)" (الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين ، ثري بارك أفينيو ، نيويورك ، نيويورك 10016-5990 الولايات المتحدة الأمريكية)
9 د. بيميش، "ملف تعريف السطح – مقارنة بين طرق القياس"، شركة DeFelsko، كانون الثاني/يناير 2013
.jpg)
