您涂层的厚度是多少?
作者:Del Williams,技术作家,美国加利福尼亚州,托伦斯
从工作车间到机器人装配车间,产品的正确施涂对于防护、美观和性能都至关重要。因此,汽车、航空航天等行业,以及使用电镀、阳极氧化、粉末涂料或其他涂料的行业,都需要进行精确的涂层厚度测量。尤其以涂层在保护金属基材免受腐蚀或磨损方面起到关键作用时最为重要。
正确涂覆的涂层厚度以mils(.001英寸)或微米(.001毫米)为测量单位,对于油漆/涂料承包商和在各种建筑和功能表面(包括管道)上进行施涂作业的公司来说,也非常关键。准确的涂敷和涂层厚度的测量至关重要,它可以避免因漆膜破裂而导致底层基材被腐蚀,也有助于防止各种行业的泄漏问题和其他安全问题。
然而,在整个生产过程或现场进行频繁的高质量涂层厚度测量,一直是十分困难的。传统方式需要细致的采样和准备,以及将样品带到实验室进行评估。尽管便携式涂层测厚仪不是什么新技术,但大多数都无法提供在生产线或现场进行快速检查所需的准确性、速度或简单性。
庆幸的是,现在有了手持设备,工作人员可以方便快捷地,进行如同实验室质量般的涂层厚度测量。有些设备甚至可以在铁(磁性)和非铁(非磁性)基材上测量几乎所有非磁性涂层的即时膜厚,即使是在弯曲和复杂的表面,也仅需一只手就可以做到。
通过简化工艺,工业设施和油漆/涂料承包商和公司便可以提高产品和服务的质量,同时优化成本。
读取涂层厚度的多种好处
无论是汽车涂料、电镀、阳极氧化还是其他的涂料应用,涂层厚度都将直接影响产品质量。例如,检查车辆上涂层的一致性,不仅可以使产品具有更好的光洁度,还可以提供油漆在潮湿状态下的一致性的基本数据。
“不合适的油漆稠度可能会影响漆膜的干燥时间,或导致漆膜剥落,”拥有各种涂层厚度测试仪的制造商,Kett US公司的董事总经理John Bogart表示,“如果涂覆不够,就会留下不透明的外观,以及腐蚀、磨损和暴露等防护问题。涂层厚度检测还可以判断车身是否为二手车的车身,帮助客户或经销商在定价时做出正确的决定。”
当阳极氧化和电镀处理出现粘附性和特性问题时,涂层测厚仪应能以最微小的测量值读出涂层的厚度。在防腐蚀方面也可以起到重要作用,同时优化工艺,消除昂贵电镀产品的过度使用现象。
Bogart说,涂层厚度测量仪的另一个重要作用,是检测管道的防腐涂层,找出它的薄弱点,因为涂层太薄或破损会使基材易受到腐蚀。
“了解这些问题点可以在灾难发生之前有效预防灾难的发生。”他说。这可能涉及到设施中的石化管道、家庭或办公室中的水管,甚至发动机中的管道等等。
“无损检测是确保管道的防护涂层没有被施涂得太薄,或随着时间的推移变得太薄的完美方法,”他补充道。“过薄的涂层更易出现缺口或破裂,可能导致水或氧等促进腐蚀的物质渗入涂层,从而加速基材的腐蚀。”
简化涂层厚度测量
虽然传统的实验室和在线涂层厚度测量技术在正确的设置下十分有用,但它们在频繁取样检测中,缺乏必要的简单性和灵活性,通常关系到取样、样品制备和将样品送到实验室进行评估等等,需要充分培训后的工作人员的参与。
其他传统的涂层测试,如划痕测试,对样品有破坏性或侵入性的损害,意味着产品无法再回到生产线上,或者涂层需要在现场重新施涂或修复,而产生额外的费用。此外,由于测试的只是一小部分组件或设施,结果并不代表整体情况。
因此,开发了各种便携式涂层厚度测量设备。然而,这些设备无法一直提供必要的准确性或易于使用性。
另一个缺点是,在具有多个底材的特定环境中,设备通常难以确定底材或选用正确的测试方法。因此,必须使用多种测量设备,这又使测试变得复杂,增加了成本。
最后,典型的涂层测量方法通常不能准确地测量曲面或复杂表面。这种左管及卷绕组件的设计,某种程度来说,无法便利地检测出涂层是否合规。
因此,行业创新者们已经开发了许多先进的手持式涂层厚度测试设备。在生产线上和现场使用时,这些装置明显提高了准确性、通用性和易操作性。
其中一个例子便是LZ990便携式涂层测厚仪,它在一个双模装置中,结合了两种最广泛使用的测量方法:磁感应和电涡流,该装置可以测量铁(磁)和非铁(非磁)底材上几乎任何非磁性涂料的涂层厚度。
由于该装置能够自动确定底材并使用适当的测量线路,因此能够对油漆、电镀、阳极氧化和有机涂层进行即时无损检测,精度高达0.1 um。且不到一秒钟,该测试便可显示测量结果。
提供准确、可重复测量的关键,是操作人员能可靠地在仪器和测试表面之间,进行连续性接触的能力,因此该装置还使用了一个弹簧加载探头,以产生与受测表面连续性接触的压力。该探头还包括内置的边缘导向装置,用以均匀测量弯曲和边缘表面。为了确保测量过程中设备的稳定性,探头的底部也被设计成一个稳固的平台,用来固定测试样品。
Bogart认为,手持式涂层测厚仪的其他设计考虑因素也可以简化测量,提高通用性。
为了提高工厂或现场的精度和耐用性,除探头外,装置最好没有其他的活动部件。同样,该装置应不受振动影响,且测量应与方向无关。
为了在测试过程中节省时间,他建议使用带有大屏幕的设备,以便快速读取结果。这些结果应能储存在仪器上,并转移到电脑和/或打印机上,以便记录和了解平均值。可以存储大量测量数据的仪器是最好的,如此一来,操作员便可以先进行许多测试,再统一下载。
Bogart总结道:“这种更简单、更准确的涂层和电镀测量将有助于提高检测质量,因此,涂层缺陷可以立即被检测到,并采取补救措施,最大限度地减少报废和残缺产品。”
了解更多信息,请访问 www.kett.com。