코팅 두께, 표면 프로파일 및 이슬점과 같은 물리적 매개 변수를 측정하는 것은 검사자와 애플리케이터의 일반적인 작업입니다. 그러나 이러한 측정은 이를 수행하는 기기만큼만 정확합니다. 고품질 전자 기기라도 교정, 검증 및 조정의 세 가지 주요 단계를 따르지 않으면 잘못된 측정값을 산출할 수 있습니다. 이 백서에서는 ASTM D70911, ISO 2808 2 및 SSPC-PA2 3에 정의된 대로 자주 오해되는 단계에 대해 설명합니다. 교정을 수행할 수 있는 '긴 형식' 교정 인증서의 중요성과 현장 조정이 필요할 수 있는 응용 프로그램도 논의됩니다.
"교정"이라는 단어는 사용되는 산업 또는 설정에 따라 의미가 다릅니다. 아는 사람이 코팅 검사 산업과 관련하여 교정 및 교정 간격이라는 용어를 오해할 가능성이 높습니다. 그들은 게이지를 스스로 교정할 수 없을 뿐만 아니라 일반적으로 고정된 재교정 간격도 없다는 사실에 놀랄 것입니다.
교정 용어를 정의하는 것이 얼마나 어려운지 나타내려면 주요 조직에서 사용할 수 있는 수많은 정의만 살펴보면 됩니다. 많은 유형의 도구에 대해 많은 산업 분야에서 사용되는 단어를 정의하는 문제를 감안할 때 설명이 다르다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
더 간단한 접근 방식은 특정 산업 부문(이 경우 보호 코팅 산업)과 관련된 교정 용어를 설명하는 것입니다. 여기서 ISO, ASTM, SSPC 및 기타는 일반적으로 동의합니다.
코팅 검사 산업에서의 교정
ASTM D7091은 건조 필름 두께에 대한 자기 와전류 게이지의 사용을 설명하며 많은 표준의 전형입니다. 교정을 다음과 같이 정의합니다.
"... Gage의 전체 작동 범위에서 추적 가능한 교정 표준에 대한 측정값을 얻은 다음 허용 오차를 벗어난 조건을 수정하기 위해 필요한 Gage 조정(필요에 따라)을 수행하는 높은 수준의 제어 및 문서화된 프로세스입니다. 코팅 두께 게이지의 교정은 장비 제조업체, 공인 대리점 또는 문서화된 프로세스를 사용하여 통제된 환경의 공인 교정 실험실에서 수행합니다. 교정의 결과는 제조업체가 명시한 정확도를 충족/초과하도록 게이지를 복원/재정렬하는 것입니다."
이 정의에는 추가 논의가 필요한 몇 가지 용어가 있습니다.
"추적 가능한 교정 Standard": 기본적으로 교정의 목적은 기기가 허용 오차 내에서 읽도록 하는 것입니다. standard 알려진 값의. 이러한 알려진 값(무게, 거리 등)을 정량화하는 것은 국제 도량형국(BIPM)이라는 조직의 책임입니다.
BIPM은 NIST (USA), NPL (영국) 및 PTB (독일)와 같은 국립 계측 기관과 협력합니다. Standard 참조 물질(SRM) standard 길이, 무게 및 시간과 같은 측정값입니다. 이러한 SRM은 가장 정밀한 측정 장비의 교정 표준으로 사용되는 매우 정확한 아티팩트입니다.
모든 사람이 SRM에 대해 교정하는 것이 저렴하거나 효율적이거나 가능하지 않기 때문에 SRM은 기본 교정 표준을 교정하는 데 사용됩니다. 2 차 표준은 작업 표준을 교정하는 데 사용됩니다. 작업 표준은 공정 기기를 교정하는 데 사용됩니다. 이 표준 '체인'을 통해 계측기는 궁극적으로 해당 아티팩트를 측정할 필요 없이 SRM 아티팩트로 직접 추적할 수 있습니다.
악기 또는 standard 항상 다음보다 덜 정확합니다. standard 이를 보정하면 표준 체인에서 더 아래로 이동함에 따라 불확실성이 증가합니다.
4:1의 테스트 불확도 비율(TUR)은 일반적으로 산업에서 인정되며, 이는 계측기의 허용 오차가 기기의 불확도보다 4배 더 크다는 것을 의미합니다. standard 그것은 측정되었습니다. 예를 들어, 4:1의 TUR을 사용할 때 불확도가 0.05mils ±인 표준에 대해 보정된 코팅 두께 게이지는 명시된 허용 오차 또는 정확도가 0.2mil ±입니다.
주요 국립 도량형 기관 간에 체결된 상호 인정 협정에 따라 모든 참여 기관은 서로의 교정 및 측정 인증서의 유효성을 인정합니다.
"공인 교정 실험실": ASTM D7091은 교정을 수행할 수 있는 당사자를 "장비 제조업체, 공인 대리인 또는... 공인 교정 실험실". 처음 두 범주는 자명하지만 '공인 교정 실험실'의 개념은 덜 명확합니다. ISO/IEC 17025는 인증 요건을 규정하고 있으며 실험실은 ILAC(International Laboratory Accreditation Cooperation )에 서명한 인증 기관을 통해 이러한 인증을 받을 수 있습니다.
그러나 실험실의 ISO 17025 인증은 특정 교정 활동에만 적용됩니다. 실험실의 인증 범위에는 실험실이 교정할 수 있는 측정 불확실성 외에도 실험실이 수행하도록 인증받은 활동이 나열됩니다. 제3자 교정 실험실을 사용하는 경우, 해당 실험실이 공인되었을 뿐만 아니라 공인된 범위에 교정하고자 하는 기기가 포함되어 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 많은 수의 ISO 17025 인증 실험실이 존재하지만 코팅 검사 장비를 교정 할 수있는 인증을받은 실험실은 거의 없습니다.
기기를 교정하면 교정 인증서라는 문서가 발급됩니다(그림 1). 이 문서는 실제 측정 결과와 국가 추적성을 포함하여 성공적인 기기 교정과 관련된 모든 정보를 기록합니다. standard. 작업 사양에는 종종 최근 교정에 대한 증거가 필요합니다.
많은 테스트 장비 제조업체는 교정 인증서를 제공하지 않습니다. 대신 '적합성 인증서', '준수 인증서', '정확성 인증서'또는 '인증서'를 제공 할 수 있습니다. 이는 제조업체의 정확성 진술에 불과하며 사용자는 기기가 정확하게 측정될 것이라고 신뢰해야 합니다. 이러한 '인증서'는 ASTM D7091 및 기타 표준에 따른 교정 정의를 충족하지 않으며 일반적으로 사내, 계약 또는 규제 요구 사항에도 적합하지 않습니다.
교정 인증서의 형식과 내용은 다양하지만 적절한 인증서에는 ISO/IEC 17025 요구 사항 준수를 보장하는 특정 최소 정보가 포함되어야 합니다. 그림 1은 교정 인증서의 예를 보여 주며 각 중요한 속성이 강조 표시되어 있습니다.
교정 실험실 또는 기기 제조업체에서 발급한 인증서에 이러한 중요한 속성이 포함되어 있지 않으면 대부분의 표준 및 계약에 정의된 교정 인증서가 아닐 수 있습니다.
재교정(또는 재인증)은 대부분의 측정 장치의 정확도가 사용에 따라 저하되기 때문에 기기의 수명 주기 전반에 걸쳐 주기적으로 필요합니다. 교정 간격은 기기의 재교정 사이에 설정된 기간입니다. ISO 17025의 요구 사항에 따라 대부분의 제조업체는 교정 인증서의 일부로 교정 간격을 포함하지 않습니다. 왜? 그들은 게이지가 얼마나 자주 사용되는지, 어떤 환경에서 사용되는지, 얼마나 잘 관리되는지 모르기 때문에4.
기기에 대한 경험이 없는 경우 교정 사이의 좋은 시작 간격은 1년입니다. 이것은 경험과 정기적 인 검증으로 조정할 수 있습니다 (아래 참조). 새 기기를 사용하는 고객은 기기가 서비스에 투입된 날짜(또는 구매 날짜)를 첫 번째 교정 간격의 시작으로 활용할 수 있습니다. 보관 수명의 무시할 수 있는 효과는 실제 교정 인증서 날짜의 중요성을 최소화합니다.
교정 인증서는 교정 간격 동안 정확성이 유지된다는 것을 보장하지 않습니다. 우발적인 손상 또는 파편 축적과 같은 수많은 요인이 게이지 작동에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다. 부정확한 게이지로 측정하는 것을 방지하기 위해 대부분의 표준은 매번 사용하기 전에, 일반적으로 모든 작업 교대 근무가 시작될 때 정확성과 작동을 검증해야 합니다. 많은 수의 측정값을 얻은 후, 게이지를 떨어뜨린 경우 또는 잘못된 결과를 제공하는 것으로 의심되는 경우 다시 확인해야 합니다. 종종 계약 당사자는 게이지 정확도를 검증하는 세부 사항 및 빈도 간격에 대한 초기 합의에 도달합니다.
이 간격으로 무엇을합니까? 그것은 당신이 가지고있는 품질 시스템에 달려 있습니다. 일부 소유자는 Gage가 새 제품일 때 샘플 부품을 측정하고 결과를 기록합니다. 그런 다음 이 샘플을 저장하여 Gage의 작동 및 정확도를 정기적으로 확인하는 데 사용합니다.
그러나 정확도를 확인하기 위해 가장 보편적으로 인정되는 가장 좋고 보편적으로 인정되는 방법은 문서화된 절차를 사용하여 통제된 환경에서 교정 표준을 측정하는 것입니다. ASTM D7091에는 많은 표준의 전형적인 언어가 포함되어 있습니다.
"7.3 정확도 검증 - 사용하기 전에 각 기기의 교정 정확도는 적절한 코팅 두께 표준을 사용하여 제조업체의 지침에 따라 사용자가 확인해야 하며 필요한 경우 발견된 결함을 수정해야 합니다. 게이지는 의도한 사용 범위에서 정확성을 검증해야 합니다."
교정 표준은 검증되는 기기에 따라 다양한 형태를 취합니다. 국립 도량형 연구소에서 추적할 수 있어야 하며 게이지 범위 내(이상적으로는 예상 측정 범위 근처)의 측정 값이 있어야 합니다. 이를 측정하는 과정은 일부 제조업체가 요청시 게시하거나 제공하는 교정 절차라는 문서에 설명되어 있습니다.
코팅 두께 측정기의 경우, 코팅 두께 표준은 인증된 코팅 금속판 또는 플라스틱 심으로 제공됩니다. 플레이트는 일반적으로 더 정확하고 내구성이 있지만 비용이 많이 듭니다. 유형 1(기계식) 코팅 두께 게이지는 플라스틱 심을 사용하여 확인할 수 없습니다.
일련의 판독값의 평균은 Gage와 기준의 결합된 허용 오차 내에 있어야 합니다. standard. 결합된 공차를 결정하기 위해, 게이지의 공차 및 standard 단순히 함께 더하는 것이 아니라 '제곱합'공식을 사용해야합니다. 예를 들어, 참조가 standard의 정확도는 ±2%이고 기기의 정확도는 ±3%이며 결합된 허용 오차는 ±3.6%이며 다음과 같이 계산됩니다.
판독값이 결합된 허용 오차를 벗어나면 Gage 또는 참조에 문제가 있는 것입니다. standard. 문제가 있는 게이지 또는 참조 standard 식별되어야 하며 마지막 정확도 검사 이후 수행된 모든 측정은 의심스러운 것으로 간주되어야 합니다.
많은 검사 기기의 경우 교정 및 검증은 기기가 올바르게 측정되고 있는지 확인하기에 충분합니다. 그러나 코팅 두께 게이지의 경우 세 번째 단계인 조정이 필요한 경우가 많습니다. 이는 코팅 두께 게이지가 코팅의 두께를 직접 측정하지 않기 때문입니다. 대신 기판의 자기 특성을 측정합니다. 이러한 특성은 프로브가 기판에서 멀어짐에 따라 약화되므로 코팅 두께와 관련이 있습니다.
그러나, 기판의 자기 특성에 영향을 줄 수있는 다른 요인들이 있다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
코팅 두께 게이지는 일반적으로 평평하고 매끄러운 탄소강에서 잘 작동하도록 공장에서 보정됩니다. 그러나 조정이 수행되는 경우 다양한 표면 거칠기, 형상, 구성 또는 질량이 있는 응용 분야에서 정확하게 측정할 수 있습니다.
"3.1.2 조정 - 특정 표면에서 게이지의 정확도를 향상시키기 위해 게이지의 두께 판독값을 알려진 두께 샘플의 두께 판독값과 일치하도록 정렬하는 물리적 작업(바이어스 제거)"
모든 조정은 조정이 수행된 위치의 기판 거칠기, 형상, 구성 및/또는 질량만 고려한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이러한 요소 중 하나라도 부품 또는 작업 간에 변경되면 추가 조정이 필요한 경우가 많습니다. 다음과 같은 일부 전자 기기 PosiTector 6000 Advanced 모델은 사용자가 당면한 응용 분야에 가장 적합한 조정을 선택할 수 있도록 여러 보정 조정을 저장할 수 있습니다.
또한 모든 코팅 두께 게이지가 동일하지는 않다는 점에 유의해야 합니다. 특정 기기를 조정하는 방법에 대한 최상의 지침은 제조업체 또는 기기의 사용 설명서를 참조하십시오. 다음 개요는 일반적인 코팅 두께 게이지의 한 유형을 조정하기 위한 가이드입니다.
기기에 조정이 필요한지 확인하려면 코팅되지 않은 기판에 대한 일련의 판독값의 평균이 0의 게이지 허용 오차 내에 있는지 확인하십시오. 허용 오차를 벗어나 측정하는 경우 게이지에 대한 조정이 필요할 수 있습니다. 이는 종종 검사 측정 중에 발생한 오류로 향후 모든 측정을 상쇄하는 것만 큼 간단합니다. 유형 II 전자 게이지 PosiTector 6000, 일반적으로 프로세스를 자동으로 만드는 '제로 조정'기능이 내장되어 있습니다. 코팅되지 않은 기판의 후속 측정이 0에서 허용 오차 내에서 판독되면 조정이 성공적으로 수행된 것입니다. 다음과 같은 유형 I 기계식 풀오프 게이지 PosiTest 비선형 스케일이 있으므로 계측기 자체를 조정해서는 안됩니다. 대신 사용자는 비금속 판독값(BMR)을 가져와 향후 코팅 두께 판독값에서 해당 값을 빼야 합니다.
거의 모든 응용 분야에서 기기는 영점 조정이 성공적으로 수행된 후 전체 범위에서 허용 오차 내에서 측정합니다. 이는 코팅되지 않은 기판에 심을 놓고 게이지 판독값이 심과 게이지의 결합된 허용 오차 내에 있는지 확인하여 확인할 수 있습니다. 드물게 Gage가 0에서 허용 오차 내에서 읽지만 심에 대한 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 추가 조정이 필요할 수 있습니다. 자세한 내용은 제품 설명서 제조업체에 문의하십시오.
영점 조정은 지오메트리, 구성 및 질량의 효과를 설명하기에 충분한 경우가 많지만 블라스팅되거나 거친 표면에서는 영점 조정을 수행해서는 안 됩니다. 이러한 표면에서 코팅 두께 게이지는 '자기 평면'이라고 하는 거칠기의 최고점과 계곡 사이의 지점까지 측정됩니다. 대부분의 표준 및 사양은 표면 프로파일의 피크에 대한 코팅 두께 만보고되고 조정이 필요하다는 것을 나타내기 때문입니다.
코팅 두께 게이지가 표면 프로파일의 '피크 위' 코팅의 두께를 측정하도록 보장하며, 허용되는 절차는 코팅되지 않은 기판 위에 배치된 심의 알려진 두께에 맞게 조정하는 것입니다. 심은 표면 프로파일 또는 다른 패턴의 피크에 놓여 있으며 결국 적용될 코팅 필름을 대체합니다. 유형 II 전자 게이지에는 일반적으로 프로세스를 단순화하기 위해 '1점 조정' 기능이 내장되어 있습니다.
유형 I 기계식 풀오프 게이지는 일반적으로 작은 프로브 팁 대신 큰 자석을 사용하여 표면에 접촉하기 때문에 표면 거칠기의 영향을 덜 받습니다. 사용자는 코팅되지 않은 블라스팅된 기판에서 비금속 판독값(BMR)을 취하여 영점 조정을 간단히 수행하고 향후 코팅 두께 판독값에서 해당 값을 뺄 수 있습니다.
1 ASTM D7091 "Standard 철 금속에 적용되는 비자성 코팅의 건조 막 두께의 비파괴 측정 실습과 비자성, 비전도성 코팅은 비철 금속에 적용됩니다"(ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428), www.astm.org
2 ISO 2808, 페인트 및 바니시 – 필름 두께 측정. 미국 국립 표준 협회 (ANSI), 25 W. 43rd St., 4th Floor, New York, NY 10036, http://www.ansi.org 에서 구입 가능
3 SSPC PA2, 건조 코팅 두께 요구 사항에 대한 적합성을 결정하는 절차. 보호 코팅 협회 (SSPC), 40 24th St., 6th Floor, Pittsburgh, PA 15222-4656, http://www.sspc.org 에서 구할 수 있습니다.
4 코팅 두께 관리 게이지, David Beamish, PCE - 보호 코팅 유럽 및 JPCL 장비 유지 보수, 2005년 4월
DAVID BEAMISH (1955 – 2019), 전 세계적으로 판매되는 휴대용 코팅 테스트 장비의 뉴욕 기반 제조업체 인 DeFelsko Corporation의 전 사장. 그는 토목 공학 학위를 받았으며 산업 도장, 품질 검사 및 제조를 포함한 다양한 국제 산업에서 이러한 테스트 장비의 설계, 제조 및 마케팅 분야에서 25년 이상의 경험을 가지고 있습니다. 그는 교육 세미나를 실시했으며 NACE, SSPC, ASTM 및 ISO를 포함한 다양한 조직의 정회원이었습니다.
