Какие методы определения толщины покрытия лакокрасочных материалов по стандартам ГОСТ 31993-2013?

МАТЕРИАЛЫ ЛАКОКРАСОЧНЫЕ Определение толщины покрытия

Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

(ISO 2808:2007) МКС 87.040 Дата введения 2014-08-01 ГОСТ 31993—2013 СТР II

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы определения толщины высушенных лакокрасочных покрытий (далее - покрытий), нанесенных на окрашиваемую поверхность.

Настоящий стандарт применяется для определения толщины покрытий следующими методами:

механический метод: 4А - по разности в толщине;

магнитные методы: 7А - метод отрыва постоянного магнита, 7С - метод магнитной индукции, 7D - метод вихревых токов.

2 Нормативные ссылки

3 Необходимая дополнительная информация ГОСТ 31993—2013 СТР 1

Для каждого конкретного метода измерений, указанного в настоящем стандарте, необходима следующая дополнительная информация:

a) окрашиваемая поверхность - материал, толщина, предварительная обработка;

) метод нанесения лакокрасочного материала на окрашиваемую поверхность и указание количества слоев - однослойное покрытие или многослойная лакокрасочная система;

c) продолжительность и условия сушки (естественная или горячая), старение покрытия (если имеет место) перед измерением;

d) количество измерений, при необходимости;

f) метод измерения.

Примечание - Необходимая информация может быть предметом согласования между заинтересованными сторонами, может быть получена частично или полностью из настоящего стандарта, международного стандарта, межгосударственного или национального стандарта или других документов, относящихся к лакокрасочному материалу, подвергаемому испытанию.

4 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

4.1 толщина покрытия: Расстояние между поверхностью покрытия и окрашиваемой поверхностью.

4.2 площадь испытания: Часть площади окрашенной поверхности, в пределах которой проводят согласованное число однократных измерений.

4.3 точка измерения: Место, в котором проводят однократное измерение.

4.4 средняя толщина: Среднеарифметическое значение результатов определенного количества однократных измерений толщины, равномерно распределенных на площади испытания.

5 Измерение толщины покрытия приборами, использующими механический контакт

5.1 Область применения

Метод измерения толщины покрытия приборами, использующими механический контакт, пригодны для всех сочетаний покрытие-подложка.

Настоящий метод пригоден для измерения толщины покрытия на плоских окрашенных поверхностях и плоских изделиях, а также изделиях круглого сечения (например, проволоке, трубах).

5.2 Общие положения

Измерения проводят на покрытиях, которые могут выдержать действие зажимных элементов микрометра или наконечника датчика индикатора с круговой шкалой без образования видимых повреждений, чтобы исключить ошибки.

Микрометр или индикатор с круговой шкалой используют для измерения толщины покрытия по разности между суммарной толщиной (окрашиваемая поверхность + покрытие) и толщиной окрашиваемой поверхности.

Существуют два способа определения толщины покрытия:

а) метод разрушающего контроля - измерения проводят до и после удаления покрытия с окрашиваемой поверхности.

Сначала на определенной площади испытания измеряют суммарную толщину, затем, после того как покрытие на данной площади удалено с помощью растворителя, смывки или механически (только для определения толщины покрытия, нанесенного на стекло), измеряют толщину окрашиваемой поверхности;

б) метод неразрушающего контроля - измерения проводят до и после нанесения покрытия.

Сначала измеряют толщину окрашиваемой поверхности, а затем суммарную толщину окрашиваемой поверхности с покрытием на той же площади.

Примечание - Метод неразрушающего контроля является предпочтительным при использовании в качестве окрашиваемой поверхности пластмассы.

Используют микрометр и индикатор с круговой шкалой таким образом, чтобы сторона образца с покрытием или сторона окрашиваемой поверхности до нанесения на нее покрытия была обращена к измерительному стержню микрометра или наконечнику датчика индикатора.

Все поверхности (покрытие, окрашиваемая поверхность с обеих сторон), которые контактируют с измерительным прибором, должны быть чистыми.

Измерение толщины лкп покрытия с помощью микрометра

5.3 Метод 4А механический метод - по разности в толщине ГОСТ 31993—2013 СТР 3

5.3.1.1 Аппаратура

Любой микрометр с точностью измерения до 5 мкм. Он должен быть оснащен храповым механизмом (трещеткой) для ограничения усилия, оказываемого измерительным стержнем на поверхность покрытия во время испытания.

Микрометр может быть "ручным" или закрепленным на стойке, в этом случае головка микрометра с плоской измерительной поверхностью крепится на жесткой подставке с плоской опорной плитой таким образом, чтобы можно было регулировать ее высоту. Измерительная поверхность должна располагаться параллельно верхней части опорной плиты.

5.3.1.2 Проведение испытаний

5.3.1.2.1 Выбирают точки, в которых должны быть проведены измерения. Точки измерения не должны иметь дефектов поверхности и должны быть расположены на расстоянии не менее 20 мм от края покрытия и приблизительно 50 мм друг от друга, если нет других указаний.

При работе с большими окрашенными поверхностями количество точек измерения и их расположение на поверхности должно быть таким, чтобы получить достоверные данные, характеризующие толщину покрытия на всей окрашенной площади. Вокруг каждой точки измерения легким нажимом мягкого карандаша очерчивают окружность диаметром приблизительно 10 мм и ставят рядом порядковый номер.

5.3.1.2.2 Окрашенный образец (далее - образец) закрепляют так, чтобы все испытуемые точки были доступны для измерения микрометром (5.3.1.1).

5.3.1.2.3 Микрометр располагают так, чтобы пятка микрометра находилась в соприкосновении с обратной стороной измеряемого образца непосредственно под первой точкой измерения. Медленно вращая барабан винта микрометра, перемещают измерительный стержень к точке измерения до отказа, при этом измерительный стержень далее не двигается при повороте трещетки. Отмечают показания микрометра. Записывают результаты измерений в протокол вместе с номером точки измерения. Ослабляют зажимы, снимают микрометр и повторяют процедуру в следующей точке измерения.

5.3.1.2.4 Осторожно удаляют покрытие в пределах очерченной окружности в каждой точке измерения с помощью соответствующего растворителя, смывки или механическим способом (если покрытие нанесено на стекло), стараясь при этом не стереть номер. Для этого испытуемый участок закрывают круглым кусочком фильтровальной бумаги, на который наносят несколько капель растворителя или смывки.

Измеряют толщину окрашиваемой поверхности, повторив процедуры по 5.3.1.2.2 и 5.3.1.2.3 для каждой точки измерения (метод разрушающего контроля).

Примечание - Толщину окрашиваемой поверхности можно измерить до окрашивания, чтобы потом не нарушать целостности покрытия.

Затем после получения покрытия измеряют толщину (окрашиваемой поверхности с покрытием) в соответствии с 5.3.1.2.2 и 5.3.1.2.3 для каждой точки измерения (метод неразрушающего контроля).

5.3.1.3 Обработка результатов

5.3.1.3.1 Определяют толщину покрытия в каждой точке измерения путем вычитания значений, полученных при измерении толщины окрашиваемой поверхности, из значений, полученных при измерении толщины окрашиваемой поверхности с покрытием.

5.3.1.3.2 Вычисляют среднеарифметическое значение толщины покрытия испытуемого образца с точностью не более 5 мкм (в зависимости от точности микрометра).

5.3.2 Определение толщины покрытия с помощью многооборотного индикатора с круговой шкалой

5.3.2.1 Аппаратура

Механические индикаторы с круговой шкалой с точностью измерения до 5 мкм, электронные индикаторы с круговой шкалой - до 1 мкм или выше.

Индикатор должен быть оснащен устройством подъема измерительного наконечника.

Конфигурацию наконечника датчика выбирают в зависимости от твердости покрытия, толщина которого подлежит измерению (сферическая - для твердых покрытий, плоская - для мягких).

Индикатор с круговой шкалой может быть прикреплен к стойке (рисунок 1). При использовании плоского датчика поверхность измерения должна располагаться параллельно верхней части опорной плиты.

Рисунок 1 - Индикатор с круговой шкалой, фиксированный на стойке ГОСТ 31993—2013 СТР 4

"Ручной" индикатор с круговой шкалой должен иметь ручной захват. Устройство для подъема плунжера должно иметь конфигурацию, обеспечивающую работу с индикатором одной рукой. Сменный наконечник упора должен располагаться напротив измерительного наконечника датчика.

5.3.2.2 Проведение испытаний

Выбирают точки, в которых должны быть проведены измерения.

Точки измерения не должны иметь дефектов поверхности и должны быть расположены на расстоянии не менее 20 мм от края покрытия и приблизительно 50 мм друг от друга, если нет других указаний.

При работе с большими окрашенными поверхностями количество точек измерения и их расположение на поверхности должно быть таким, чтобы получить достоверные данные, характеризующие толщину покрытия на всей окрашенной площади.

Вокруг каждой точки измерения легким нажимом мягкого карандаша очерчивают окружность диаметром приблизительно 10 мм и ставят рядом порядковый номер.

5.3.2.3 Устанавливают индикатор вертикально на образец так, чтобы измерительный стержень оказался над центром первой точки измерения.

В случае использования прибора, закрепленного на стойке, образец помещают на опорную плиту.

Осторожно опускают измерительный стержень до плотного соприкосновения с покрытием. Записывают в протокол испытаний показания индикатора и номер точки измерения. Повторяют процедуру в следующей точке измерения.

5.3.2.4 Осторожно удаляют покрытие в пределах очерченной окружности в каждой точке измерения с помощью соответствующего растворителя, смывки или механическим способом (в случае покрытий, нанесенных на стекло), стараясь при этом не стереть номер. Для этого испытуемый участок закрывают круглым кусочком фильтровальной бумаги, на который наносят несколько капель растворителя или смывки.

Измеряют толщину окрашиваемой поверхности, повторив процедуру по 5.3.2.3 для каждой точки измерения (метод разрушающего контроля).

Примечание - Толщину окрашиваемой поверхности можно измерить до окрашивания, чтобы потом не нарушать целостность покрытия.

Затем после получения покрытия измеряют его толщину (окрашиваемая поверхность с покрытием) в соответствии с 5.3.2.3 для каждой точки измерения (метод неразрушающего контроля).

Обработка результатов

5.3.2.5 Определяют толщину покрытия в каждой точке измерения путем вычитания значений, полученных при измерении толщины окрашиваемой поверхности, из значений, полученных при измерении толщины окрашиваемой поверхности с покрытием.

5.3.2.6 Вычисляют среднеарифметическое значение толщины покрытия испытуемого образца с точностью 2-5 мкм в зависимости от используемого прибора.

6 Магнитные методы

Магнитные методы 7А и 7С для измерения немагнитных покрытий, нанесенных на металлические окрашиваемые поверхности, обладающие магнитными свойствами.

Магнитные методы относятся к разряду методов неразрушающего контроля и используются для определения толщины немагнитных покрытий на металлических окрашиваемых поверхностях (пластинках для испытаний и изделиях).

Толщина покрытия определяется взаимодействием магнитного поля с металлической окрашиваемой поверхностью.

Толщина покрытия определяется усилием, необходимым для отрыва магнита от покрытия (метод 7А), или изменением магнитного поля (методы 7С и 7D).

Пластинки для испытаний для методов 7А и 7С должны быть из ферромагнитного металла, для метода 7D - из неферромагнитного.

6.2 Общие положения

На магнитное поле, создаваемое прибором, могут влиять следующие факторы:

- геометрия окрашиваемой поверхности (размеры, кривизна и толщина);

- свойства материала окрашиваемой поверхности, например, проницаемость, проводимость и свойства, обусловленные какой-либо предварительной обработкой;

- шероховатость окрашиваемой поверхности;

- другие магнитные поля (остаточный магнетизм подложки и внешние магнитные поля) (приложения ДА и ДБ).

6.3 Магнитные методы 7А и 7С

Методы 7А и 7С используют для измерения немагнитных покрытий, нанесенных на металлические окрашиваемые поверхности, обладающие магнитными свойствами.

6.3.1 Аппаратура

6.3.1.1 Метод 7А - метод отрыва постоянного магнита

Приборы, используемые в этом методе, измеряют магнитное притяжение между постоянным магнитом и окрашиваемой поверхностью, при этом толщина покрытия влияет на величину магнитного притяжения (рисунок 2а, b).

Примечание - Прибор, показанный на рисунке 2а, может быть использован в любом положении. Прибор, показанный на рисунке 2b, предназначен для использования в вертикальном положении из-за влияния силы тяжести на результат измерения

Рисунок 2 - Приборы для определения толщины покрытия методом отрыва постоянного магнита ГОСТ 31993—2013 СТР 5

6.3.1.2 Метод 7С - метод магнитной индукции

Приборы, используемые в этом методе, измеряют изменение магнитного потока, проходящего через покрытие и окрашиваемую поверхность (рисунок 3). Низкочастотное (НЧ, например, от 60 до 400 Гц) переменное электромагнитное поле генерируется электромагнитом

Рисунок 3 - Принцип индикатора магнитной индукции ГОСТ 31993—2013 СТР 6

6.3.2 Калибровка приборов

6.3.2.1 Перед работой каждый прибор должен быть откалиброван в соответствии с инструкцией по применению с использованием калибровочных эталонов.

Для приборов, которые не могут быть откалиброваны, определяют отклонение от номинального значения путем сравнения с калибровочными эталонами и учитывают это отклонение для всех измерений.

В процессе проведения измерений калибровку следует проводить через короткие промежутки времени.

6.3.2.2 Калибровочные эталоны

Используют калибровочные эталоны известной и одинаковой толщины в виде пленки или пластинок или окрашенные эталоны с указанными на них значениями толщины, поверенными в соответствии с действующими государственными эталонами.

Калибровочную пленку обычно изготовляют из полимерных материалов, подходящих для этого назначения. Во время измерений такие эталоны подвергаются деформации, и поэтому их следует часто менять.

Поверхностные и магнитные характеристики металла окрашенных калибровочных эталонов должны быть аналогичными показателям металлических пластинок для испытаний.

Толщина пластинки для испытаний и калибровочного эталона должна быть одинаковой, если не превышено критическое значение, указанное в 6.4.2.

6.4 Проведение испытаний

6.4.1 Общие положения

При эксплуатации приборов необходимо следовать инструкциям предприятий-изготовителей. Проверяют калибровку прибора (6.3) перед каждым его использованием и через короткие интервалы (не менее одного раза в час) для обеспечения точности измерений.

6.4.2 Толщина пластинки для испытаний

Для каждого прибора существует критическое значение толщины пластинки для испытаний, выше которого увеличение ее толщины уже не влияет на результат измерений.

Проверяют, превышает ли толщина пластинки для испытаний критическое значение. Если результат отрицательный, калибруют прибор с помощью калибровочного эталона такой же толщины и с такими же магнитными свойствами, как у пластинки для испытаний.

6.4.3 Количество измерений

Учитывая обычный разброс показаний, необходимо проводить несколько измерений на каждой площади испытания (например, три измерения), чтобы получить толщину как среднеарифметическое значение ряда измерений. Количество и распределение площадей испытаний должны быть согласованы заинтересованными сторонами.

6.4.4 Методы испытаний

6.4.4.1 Метод 7А Помещают прибор магнитом на покрытие. Отрывают магнит от покрытия в направлении перпендикулярном к поверхности покрытия.

Толщину покрытия вычисляют по силе, требуемой для отрыва магнита от образца.

6.4.4.2 Метод 7С

Помещают прибор на покрытие таким образом, чтобы он располагался перпендикулярно к поверхности покрытия.

6.4.5 Обработка результатов

Записывают показания прибора в каждой точке измерения (согласованного количества однократных измерений). Вычисляют среднеарифметическое значение толщины покрытия испытуемого образца.

6.4.6 Метод 7D - метод вихревых токов (токи Фуко)

6.4.6.1 Общие положения

С помощью этого метода, относящегося к разряду методов неразрушающего контроля, можно определять толщину непроводящих покрытий на немагнитных металлических окрашиваемых поверхностях.

6.4.6.2 Аппаратура

Прибор содержит электромагнит для определения толщины покрытия по изменению магнитного поля, вызванного вихревыми токами в электропроводящей окрашиваемой поверхности (рисунок 4). Высокочастотное (ВЧ, например от 0,1 до 30 Гц) переменное электромагнитное поле генерируется электромагнитом.

Приборы с токами Фуко работают по принципу образования в системе датчика прибора высокочастотного электромагнитного поля, вызванного вихревыми токами в электропроводящей окрашиваемой поверхности, на которой расположен датчик. Амплитуда и фаза этих токов соответствует толщине токонепроводящего покрытия, расположенного между проводником и датчиком.

Рисунок 4 - Принцип индикатора вихревых токов

6.4.6.3 Калибровка приборов

6.4.6.3.1 Общие положения

Перед работой каждый прибор должен быть откалиброван в соответствии с инструкцией по применению предприятия-изготовителя с использованием калибровочных эталонов.

В процессе измерений калибровку проверяют через короткие интервалы.

6.4.6.3.2 Калибровочные эталоны

Используют калибровочные эталоны известной и одинаковой толщины в виде пленки или пластинок или окрашенные эталоны с указанными на них значениями толщины, поверенными в соответствии с действующими государственными эталонами.

Калибровочную пленку обычно изготовляют из подходящих для этого назначения полимерных материалов. Поскольку во время измерений такие эталоны подвергаются деформации, их следует часто менять.

Окрашенные эталоны состоят из токонепроводящих покрытий известной и одинаковой толщины с хорошей адгезией к окрашиваемой поверхности.

6.4.6.4 Проведение испытаний

6.4.6.4.1 Общие положения

При эксплуатации приборов необходимо следовать инструкциям предприятий-изготовителей. Проверяют калибровку прибора (6.4.6.3) перед каждым использованием и через короткие интервалы (не менее одного раза в час), чтобы обеспечить точность измерений.

6.4.6.4.2 Количество измерений

Учитывая обычный разброс показаний, необходимо проводить несколько измерений на каждой площади испытаний. Количество измерений и площади испытаний должны быть согласованы заинтересованными сторонами.

6.4.6.5 Обработка результатов

Записывают показания прибора в каждой точке измерения (согласованного количества однократных измерений).

Вычисляют среднеарифметическое значение толщины покрытия испытуемого образца.

7 Прецизионность

Прецизионность методов настоящего стандарта представлена в приложении А.

8 Протокол испытаний

Приложение А (справочное) Характеристика методов определения толщины покрытия

Таблица А.1 - Определение толщины высушенного покрытия