PosiTector RTR ، PosiTector RTR 3D
يتم تنظيف الأسطح الفولاذية بشكل متكرر عن طريق التأثير الكاشطة قبل تطبيق الطلاءات الواقية. يتكون المظهر الجانبي السطحي الناتج ، والذي يطلق عليه أحيانا نمط المرساة ، من نمط معقد من القمم والوديان التي يجب تقييمها بدقة لضمان الامتثال لمواصفات الوظيفة أو العقد. تشمل المعلمات المقاسة ارتفاع الملف الشخصي وعدد الذروة وكثافة الذروة وزيادة مساحة السطح (الصلابة).
في صناعة الطلاءات الواقية ، يستخدم الشريط المقلد على نطاق واسع لتحديد حجم السطح. ومع ذلك ، كما هو الحال مع معظم وسائل القياس الميدانية الأخرى ، يحدد الشريط الحد الأقصى لارتفاع الملف الشخصي فقط. يمكن الحصول على مقاييس أخرى لنسيج السطح ، لا تقل أهمية ، باستخدام المجاهر الإلكترونية أو متحدة البؤر أو ملفات تعريف الليزر التداخلية ، ولكن هذه الأدوات الكبيرة والمعقدة والمكلفة غير مناسبة للاستخدام الميداني.
يوفر الشريط المقلدة نسخة عكسية من سطح فولاذي منظف بالانفجار. تعيد هذه الورقة فحص الشريط المقلد كمصدر لمعلمات ملف تعريف السطح الأخرى المطلوبة من قبل متخصصي الطلاء. يشرح كيف يمكن الحصول على معلومات جديدة قيمة من شريط متماثل باستخدام أجهزة ميدانية بسيطة ومنخفضة التكلفة.
الكلمات المفتاحية: السطح; ملف تعريف; النسخه المتماثله; شريط; خشونه; التصاق; صلابة
يتكون السطح الفولاذي بعد التنظيف بالانفجار من مخالفات عشوائية مع قمم ووديان لا يمكن وصفها بسهولة (الشكل 1). تنبئ طبيعة السطح المتفجر بالتزام الطلاء. إذا كانت ذروة خشونة الوادي غير كافية ، فلن يلتصق الطلاء. إذا كانت خشونة الذروة إلى الوادي كبيرة جدا ، فقد تبرز القمم العالية من خلال الطلاء لتصبح بؤرا للتآكل.
تتوفر طرق قياس مختلفة لمحترفي الطلاء بما في ذلك مجاهر التركيز ومقارنات السطح وميكرومتر العمق وعدادات خشونة القلم. كل واحد يوفر جزءا من المعلومات. من المستحسن الحصول على المعلمات اللازمة من مصدر عملي واحد. تبحث هذه الورقة في الشريط المقلد كمصدر محتمل.
الشريط المقلدة هو طريقة معروفة منذ فترة طويلة لتوصيف السطح. إنه بسيط وغير مكلف نسبيا ويظهر ارتباطا جيدا بنتائج الطرق الأخرى. إنه مفيد بشكل خاص للقياسات على الأسطح المنحنية التي يصعب قياسها مباشرة باستخدام أدوات القلم أو المسح بالليزر لقياس التداخل أو أجهزة قياس المسافة البؤرية البصرية. لذلك ليس من المستغرب أنها أصبحت الطريقة الميدانية الأكثر شيوعا لقياس ملف تعريف السطح. تم وصف تشغيلها في عدد من المعايير الدولية بما في ذلك ASTM D44171 و ISO 8503-52 و NACE RP02873 و AS 3894.54.
يتكون الشريط المقلدة من طبقة من الرغوة القابلة للانضغاط الملصقة على ركيزة بوليستر غير قابلة للضغط بسمك موحد للغاية (50 ميكرومتر + 2 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.
وضع الشريط المضغوط (نسخة طبق الأصل) بين سندان ميكرومتر زنبركي وطرح مساهمة ركيزة البوليستر غير القابلة للضغط (50 ميكرومتر) يعطي مقياسا لمتوسط الحد الأقصى لملف خشونة سطح الذروة إلى الوادي (الشكل 2)
يتوفر الشريط المقلدة بسماكات متعددة لتسهيل قياس الملف الشخصي في نطاقات مختلفة. النطاق الأساسي للقياس بشريط متماثل هو 20 إلى 115 ميكرومتر مغطى بدرجتين من الشريط على النحو التالي:
تم استخدام شريط طبق الأصل لقياس ملف تعريف الخشونة للصلب الكاشطة منذ أواخر عام 1960. بالمقارنة مع الطرق الأخرى ، فإنه يتميز بمزايا الصلابة ، وتكلفة بدء التشغيل المنخفضة نسبيا ، والتكرار الجيد وخيار الاحتفاظ بنسخة طبق الأصل مادية من السطح الذي يتم تقييمه. يتم استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع ومفهومة على نطاق واسع.
ميزة إضافية ، في بعض الأحيان لا تحظى بالتقدير ، هي حقيقة أنه ، على عكس تقنيات التحقيق المدبب ، فإن طريقة النسخ المتماثلة تأخذ عينات من منطقة 2-الأبعاد المتجاورة التي هي كبيرة بما يكفي لتحقيق إحصاءات قوية. فعلى سبيل المثال، يقوم جهاز إلكتروني واحد لاختبار خشونة السطح بأخذ عينات من خط على طول سطح كاشط يبلغ طوله 12.5 مم وعرضه 10 ميكرومتر لمساحة إجمالية قدرها 0.12 مم2. عينة واحدة من الرغوة البلاستيكية المتماثلة حوالي 31 مم 2 ، وهي مساحة أكبر 250 مرة.
جنبا إلى جنب مع هذه المزايا ، ومع ذلك ، تأتي عيوب. أبرزها هو حقيقة أن طريقة النسخ المتماثل هذه وتحديد السماكة المرتبطة بها هي إجراءات تناظرية وأن كل درجة أو سمك للشريط دقيق على نطاق محدود فقط من ارتفاع الملف الشخصي. يتطلب امتداد مجموعة الملامح ذات الأهمية القصوى لمهنة الطلاء والبطانات (حوالي 20 إلى 115 ميكرومتر) درجتين من الشريط ، "خشن" و "X-خشن".
An unfortunate characteristic of replica tape is that measurements are most accurate near the middle of each grade's range and least accurate at the outer ends of each grade's range (Fig.3). That is why two other grades, Coarse Minus (<20 µm) and X-Coarse Plus (>115 µm), are used to check and, if necessary, adjust measurements at the lower and upper ends of the primary range.
يتعلق سبب فقدان الخطية في نهاية نطاق كل درجة شريط بكيفية ضغط الشريط في مناطق السمك هذه. يصبح كل سمك أو درجة من الشريط أقل دقة حيث تقترب القمم المطلوبة للتكرار من السماكة الكاملة للرغوة المتماثلة. أثناء القياس باستخدام ميكرومتر ، يتم ضغط القمم قليلا إلى شكل من أشكال متوسط ارتفاع الذروة. هذا يحد من الدقة في الطرف العلوي من نطاق الدرجة. الحد من الدقة في الطرف الأدنى من نطاقها هو حقيقة أنه ، مثل إسفنجة المطبخ المضغوطة بإحكام ، تصل رغوة النسخ إلى حالة من الضغط الكامل وربما تسترخي قليلا (الشكل 4). والنتيجة ، سواء في الأطراف العلوية أو السفلية ، هي أن استجابة الرغوة المتماثلة للضغط لا ترتبط خطيا بدرجة الضغط.
يشترك الطرف العلوي من نطاق الدرجة الخشنة والطرف السفلي من نطاق الدرجة الخشنة X في منطقة "تداخل" تتراوح بين 38 و 64 ميكرومتر (الشكل 3 و 5). تصف تعليمات Testex الحالية إجراء معقدا نسبيا ويستغرق وقتا طويلا (متوسط قراءة واحدة باستخدام الدرجة الخشنة وقراءة واحدة باستخدام درجة X-Coarse) يستخدم لربط النطاقات الفرعية الخشنة والخشنة X معا لتحقيق قراءات دقيقة بشكل معقول على نطاق أكبر 20-115 ميكرومتر. هذه الوصفة هي حل وسط بين الدقة وسهولة الاستخدام.
بدلا من ذلك ، يمكن تعويض أوجه القصور التي يفرضها عدم الخطية والنطاق المحدود لهذين النطاقين الفرعيين من فئة الشريط بواسطة معالج باستخدام "جداول البحث". هذا ليس خيارا لميكرومتر زنبركي بسيط (الشكل 6). يمكن للأجهزة الإلكترونية التي تستخدم معالجات قوية أن توفر للمستخدمين خيار عرض إما القراءة المباشرة التقليدية لسمك النسخة المتماثلة (H) أو في حد ذاتها تطبيق قيمة ضبط وعرض قياس خطي لارتفاع ملف تعريف السطح (HL).
يقوم معالج الجهاز ، عند تحويله إلى الوضع "الخطي" HL ، بتوجيه المستخدم عبر أي قراءات ضرورية (تتطلب عادة إدخال نسخة طبق الأصل من الدرجة "الخشنة" أو "X-Coarse") وإرجاع قياس معدل للاستجابة غير الخطية للرغوة. يميل هذا التعديل الخطي إلى أن يكون صغيرا (بترتيب أ standard الانحراف) ولكن المزايا الرئيسية لتكييف إشارة الجهاز هي تقليل عدم اليقين في القياس ، وتقليل عبء عمل المفتش واحتمال الخطأ ، وتقليل عدد النسخ المتماثلة التي يحتاجها المفتشون لضمان الدقة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا لأن كل درجة من الشريط تعمل بالفعل على نطاق أكبر مما هو محدد على الملصق ، مع عوامل الضبط المناسبة ، يمكن استخدام درجة X-Coarse لقياس المظهر الجانبي في النطاق الخشن الاسمي والعكس صحيح.
على الرغم من أن معلومات ارتفاع الملف الشخصي المحسنة هذه مثيرة للاهتمام ، إلا أنه لا يزال هناك المزيد من بيانات توصيف السطح في مساحة سطح النسخة المتماثلة 31 مم2. تتوفر بيانات جديدة مهمة من خلال التصوير الرقمي.
إحدى خصائص الشريط المرتبطة بقدرته على تكرار الأسطح هي زيادة الشريط في الإرسال البصري حيث يتم ضغطه. انتقال الضوء يتناسب مع درجة الضغط. تكشف صورة لقطعة مضاءة من الخلف من الشريط المتماثل عن مناطق ضوئية ذات ضغط أعلى (قمم) ومناطق مظلمة ذات ضغط منخفض (وديان) (الشكل 7 أ).
باستخدام مبدأ الشفافية هذا ، يمكن تحديد عدد الذروة ببساطة عن طريق حساب النقاط المضيئة على الانطباع كما تم التقاطه بواسطة مستشعر الصور الرقمية. تتوافق قياسات السطوع هذه (كل منها قابل للمقارنة في الحجم مع مسبار 5 ميكرون لجهاز قياس ملف تعريف القلم) مع قياسات السماكة ، والتي بدورها تعكس ملف تعريف السطح الأصلي. يمكن للأداة المزودة بمعالج يقوم بتشغيل خوارزمية مناسبة تحديد القمم وتحديد كثافة الذروة المساحية ، أي عدد القمم الموجودة لكل سنتيمتر مربع ، أو Pd ، على النحو المحدد بواسطة ASME B46.15.
على عكس ملفات تعريف القلم ، فإن عدادات ذروة الشريط المقلدة ، مثل ملفات التعريف البصرية التداخلية الدقيقة والمكلفة من فئة المختبر ، تحسب كثافات الذروة الحقيقية ثنائية الأبعاد. تقيس ملفات تعريف القلم سطرا واحدا فقط على سطح خشن ومعظم الميزات التي يسجلها على أنها "قمم" هي في الواقع "أكتاف ذروة" حيث يتم تتبع القلم على جانب القمة بدلا من أعلى القمة.
ميزة أخرى لهذه الصور هي أنه يتم استخدام المزيد من البيانات لاشتقاق كل قياس (1,000,000 نقطة لقياس شريط نسخة طبق الأصل مقابل 5,000 نقطة لمسح قلم واحد 2.5 سم). بالإضافة إلى ذلك ، يتم كل ذلك باستخدام أداة ميدانية وعرة تستخدم أجهزة غير مكلفة للحصول على بيانات توصيف السطح مماثلة لتلك التي تم الحصول عليها من الأدوات المختبرية.
يمكن استخراج معلمات توصيف السطح الإضافية بمجرد تطبيق علاقة السماكة / الشفافية على تفسير صورة الكثافة باستخدام برنامج تقديم 3D. والنتيجة هي خرائط ثلاثية الأبعاد لسطح الفولاذ المنفجر بتكلفة أقل بكثير من أجهزة التنميط التداخلي (الشكل 7 ب).
في حين أن ارتفاع الذروة وعدد الذروة من العوامل في التصاق الطلاء على المدى الطويل ، فإن كل منهما يساهم في معلمة أساسية أكثر أساسية: مساحة السطح المطورة 6 ، أو Sdr.
من صور 3D ، من الممكن قياس الزيادة في مساحة السطح الناتجة عن عملية التفجير. Sdr هي معلمة حقل 3D تعطي ارتباطا وظيفيا لتقنية التطبيق من خلال تزويد محترفي الطلاء بقيمة صلابة - مساحة السطح الإضافية الناتجة عن التفجير كنسبة مئوية زيادة (مساحة حقيقية / مساحة x-y)7.
يمكن لجهاز محمول بسيط ومنخفض التكلفة يستخدم مستشعرات السماكة والتصوير أن يميز الشريط المتماثل ويولد صورا وإحصائيات للسطح الأصلي. تشمل هذه المعلمات:
H - متوسط المسافات القصوى من الذروة إلى الوادي التي تم الحصول عليها عن طريق قياس سمك الشريط المتماثل باستخدام ميكرومتر أو مستشعر سمك.
HL - قياس ارتفاع أكثر دقة من الذروة إلى الوادي يتم تعديله لشريط غير خطي دون الحاجة إلى متوسط 2 أو أكثر من النسخ المتماثلة. هذه الطريقة لها فائدة إضافية تتمثل في القدرة على توسيع نطاق كل درجة من الشريط المتماثل.
Pd - كثافة الذروة المساحية وفقا ل ASME B46.1. غالبا ما يتم الاستشهاد بهذه القيمة كمؤشر لمقدار الترابط الميكانيكي المتاح لتثبيت الطلاءات الواقية.
Sdr - نسبة المساحة البينية المطورة معبرا عنها كنسبة مئوية من مساحة السطح الإضافية التي يساهم بها النسيج مقارنة بالمستوى المثالي بحجم منطقة القياس. الصور - عروض 2D و 3D لسطح الشريط المتماثل لأغراض التوثيق.
1 ASTM D4417 "Standard طرق اختبار القياس الميداني للملف السطحي للصلب المنظف بالانفجار "(ASTM International ، 100 Barr Harbor Drive ، West Conshohocken ، PA 19428)
2 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)
3 ناتس Standard RP0287-2002 ، "القياس الميداني لملف تعريف السطح للأسطح الفولاذية الكاشطة التي يتم تنظيفها بالانفجار باستخدام شريط طبق الأصل". (الرابطة الوطنية لمهندسي التآكل (NACE) ، 1440 South Creek Dr. ، هيوستن ، تكساس ، الولايات المتحدة الأمريكية 77084-4906)
4 أسترالي Standard AS 3894.5-2002 ، "اختبار موقع الطلاءات الواقية ، الطريقة 5: تحديد المظهر الجانبي للسطح". (معايير أستراليا ، GPO Box 476 ، سيدني نيو ساوث ويلز 2001 أستراليا)
5 ASME B46.1-2009 "نسيج السطح (خشونة السطح ، التموج ، واللاي)" (الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين ، ثري بارك أفينيو ، نيويورك ، نيويورك 10016-5990 الولايات المتحدة الأمريكية)
6 ISO 25178-2 "مواصفات المنتج الهندسية (GPS) - نسيج السطح: المساحة - الجزء 2: المصطلحات والتعاريف ومعلمات نسيج السطح" (المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) ، 1 rue de Varembé ، Case postale 56 ، CH-1211 ، جنيف 20 ، سويسرا)
7C.A. براون و S. Siegmann ، "المقاييس الأساسية للالتصاق وتحليل الفركتلات على نطاق المنطقة" ، المجلة الدولية للأدوات الآلية والتصنيع ، 41 (2001) 1927-1933
أنا يود المؤلف أن ينوه بمساعدة ليون فاندرفالك من DeFelsko وبوب Stachnik من Testex
ديفيد بيميش (1955-2019) ، الرئيس السابق لشركة DeFelsko Corporation ، وهي شركة مقرها نيويورك لتصنيع أدوات اختبار الطلاء المحمولة 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.
.jpg)
