문제에서 볼 수 있듯이 : Canadian Finishing & Coating Mfg. Industrial Paint & Powder Magazine; 금속 마감 - 유기 마감 가이드북
by David Beamish, DeFelsko Corporation
업데이트됨: 09/13/2021
코팅 두께는 제품 품질, 공정 관리 및 비용 관리에 중요한 역할을 하는 중요한 변수입니다. 필름 두께 측정은 다양한 기기로 수행 할 수 있습니다. 페인트 두께 측정에 사용할 수 있는 장비와 사용 방법을 이해하는 것은 모든 코팅 작업에 유용합니다.
주어진 페인트 또는 코팅 측정에 가장 적합한 방법을 결정하는 문제에는 코팅 유형, 기판 재료, 코팅의 두께 범위, 부품의 크기 및 모양, 장비 비용이 포함됩니다. 경화 된 유기 필름에 일반적으로 사용되는 측정 기술에는 자기, 와전류, 초음파 또는 마이크로 미터 측정과 같은 비파괴 건조 필름 방법과 단면 또는 중량 측정 (질량) 측정과 같은 파괴 건조 필름 방법이 포함됩니다. 필름이 경화되기 전에 페인트 및 분말 코팅 두께를 측정하는 방법도 사용할 수 있습니다.
마그네틱 페인트 게이지는 철 기판의 비자성 코팅 두께를 비파괴적으로 측정하는 데 사용됩니다. 강철과 철의 대부분의 코팅은 이러한 방식으로 측정됩니다. 마그네틱 게이지는 마그네틱 풀오프 또는 마그네틱/전자기 유도의 두 가지 작동 원리 중 하나를 사용합니다.
마그네틱 풀오프 페인트 두께 측정기는 영구 자석, 교정된 스프링 및 눈금 스케일을 사용합니다. 자석과 마그네틱 스틸 사이의 인력은 두 가지를 함께 끌어당깁니다. 둘을 분리하는 코팅 두께가 증가함에 따라 자석을 잡아 당기기가 더 쉬워집니다. 페인트 및 코팅 두께는 이 인발력을 측정하여 결정됩니다. 더 얇은 코팅은 더 강한 자기 인력을 갖는 반면 두꺼운 필름은 상대적으로 적은 자기 인력을 갖습니다. 마그네틱 두께 측정기를 사용한 테스트는 표면 거칠기, 곡률, 기판 두께 및 금속 합금의 구성에 민감합니다.
마그네틱 풀오프 게이지는 견고하고 간단하며 저렴하고 휴대가 간편하며 일반적으로 교정 조정이 필요하지 않습니다. 품질 목표가 생산 중에 몇 번의 판독값만 필요한 상황에서 좋은 저렴한 대안입니다.
마그네틱 풀오프 페인트 두께 게이지는 일반적으로 펜슬 타입 또는 롤백 다이얼 모델입니다. 연필형 모델(PosiPen 그림 1)에 표시된 자석은 코팅 된 표면에 수직으로 작동하는 나선형 스프링에 장착 된 자석을 사용하십시오. 대부분의 연필형 풀오프 코팅 두께 게이지는 큰 자석을 가지고 있으며 중력을 부분적으로 보상하는 하나 또는 두 개의 위치에서만 작동하도록 설계되었습니다. 작고 뜨겁거나 접근하기 어려운 표면에서 측정할 수 있는 작고 정밀한 자석이 있는 보다 정확한 버전을 사용할 수 있습니다. 삼중 표시기는 두께 게이지가 ±10%의 허용 오차를 가지고 아래, 위 또는 수평을 향할 때 정확한 측정을 보장합니다.
롤백 다이얼 모델(PosiTest 그림 2)는 마그네틱 풀오프 게이지의 가장 일반적인 형태입니다. 자석은 회전하는 균형 잡힌 암의 한쪽 끝에 부착되고 보정된 헤어스프링에 연결됩니다. 손가락으로 다이얼을 돌리면 스프링이 자석에 가해지는 힘을 증가시켜 표면에서 잡아 당깁니다. 이 페인트 두께 게이지는 사용하기 쉽고 균형 잡힌 암을 가지고 있어 중력에 관계없이 모든 위치에서 작업할 수 있습니다. 폭발성 환경에서 안전하며 일반적으로 도장 계약자 및 소형 분말 코팅 작업에서 사용됩니다. 일반적인 허용 오차는 ±5%입니다.
DeFelsko는 2개의 풀오프 페인트 두께 측정기를 제조합니다. PosiPen 그리고 PosiTest.
자기 유도 페인트 미터는 자기장의 소스로 영구 자석을 사용합니다. 홀 효과 발생기 또는 자기 저항은 자석의 극에서 자속 밀도를 감지하는 데 사용됩니다. 전자기 유도 페인트 미터는 교류 자기장을 사용합니다. 가는 와이어 코일로 감긴 부드러운 강자성 막대는 자기장을 생성하는 데 사용됩니다. 두 번째 와이어 코일은 자속의 변화를 감지하는 데 사용됩니다.
이 전자 페인트 미터는 자기 프로브가 강철 표면에 가까워 질 때 자기 프로브 표면의 자속 밀도 변화를 측정합니다. 프로브 표면에서 자속 밀도의 크기는 강철 기판으로부터의 거리와 직접 관련이 있습니다. 플럭스 밀도를 측정하여 코팅 두께를 결정할 수 있습니다.
전자 마그네틱 두께 측정기(예: PosiTector 6000 F 시리즈, PosiTest DFT 철)은 다양한 모양과 크기로 제공됩니다. 일반적으로 일정한 압력 프로브를 사용하여 다른 작업자의 영향을받지 않는 일관된 판독 값을 제공합니다. 페인트 밀 두께 판독값은 액정 디스플레이(LCD)에 표시됩니다. 페인트 밀 게이지에는 측정 결과를 저장하고, 판독값을 즉시 분석하고, 추가 검사를 위해 결과를 프린터나 컴퓨터로 출력하는 옵션이 있을 수 있습니다. 일반적인 허용 오차는 ±1%입니다.
가장 정확한 결과를 얻으려면 제조업체의 지침을주의 깊게 따라야합니다. Standard 시험 방법은 ASTM D 1186, D 7091-05, ISO 2178 및 ISO 2808에서 사용할 수 있습니다.
와전류 기술은 비철금속 기판의 비전도성 코팅 두께를 비파괴적으로 측정하는 데 사용됩니다. 고주파 교류 (1MHz 이상)를 전도하는 가는 와이어 코일은 기기 프로브 표면에 교류 자기장을 설정하는 데 사용됩니다. 코팅 두께 프로브를 전도성 표면 근처로 가져 가면 교류 자기장이 표면에 와전류를 설정합니다. 기판 특성과 기판에서 프로브의 거리 (코팅 두께)는 와전류의 크기에 영향을 미칩니다. 와전류는 여기 코일 또는 두 번째 인접한 코일에 의해 감지 될 수있는 자체 반대 전자기장을 생성합니다.
와전류 코팅 두께 게이지(예: PosiTector 6000 N 시리즈)는 전자 자기 게이지처럼 보이고 작동합니다. 그들은 모든 비철금속에 대한 페인트 및 코팅 두께를 측정하는 데 사용됩니다. 마그네틱 전자 게이지와 마찬가지로 일반적으로 정압 프로브를 사용하고 LCD에 결과를 표시합니다. 또한 측정 결과를 저장하거나 판독 값을 즉시 분석하고 추가 검사를 위해 프린터 또는 컴퓨터로 출력하는 옵션을 가질 수 있습니다. 일반적인 허용 오차는 ±1%입니다. 테스트는 표면 거칠기, 곡률, 기판 두께, 금속 기판 유형 및 가장자리로부터의 거리에 민감합니다.
Standard 이 테스트의 적용 및 수행 방법은 ASTM B244, ASTM D1400, D7091 및 ISO 2360에서 확인할 수 있습니다.
페인트 두께 측정기는 이제 자기 및 와전류 원리를 하나의 장치에 통합하는 것이 일반적입니다 (예 : PosiTector 6000 에프엔,PosiTest DFT 콤보). 일부는 기판에 따라 한 작동 원리에서 다른 작동 원리로 자동 전환하여 모든 금속에 대한 대부분의 코팅을 측정하는 작업을 단순화합니다. 이 조합 페인트 밀 게이지는 화가와 파우더 코터에게 인기가 있습니다.
초음파 페인트 두께 게이지의 초음파 펄스 에코 기술 (예 : PosiTector 200)는 코팅을 손상시키지 않고 비금속 기판 (플라스틱, 목재 등)의 코팅 두께를 측정하는 데 사용됩니다.
페인트 미터의 프로브에는 코팅을 통해 펄스를 보내는 초음파 변환기가 포함되어 있습니다. 펄스는 기판에서 변환기로 다시 반사되어 고주파 전기 신호로 변환됩니다. 에코 파형은 디지털화되고 분석되어 코팅 두께를 결정합니다. 일부 환경에서는 다층 시스템의 개별 층을 측정할 수 있습니다.
이 장치의 일반적인 허용 오차는 ±3%입니다. Standard 이 시험의 적용 및 성능에 대한 방법은 ASTM D6132에서 확인할 수 있습니다.
초음파 페인트 두께 게이지에 대한 자세한 내용은 "초음파 코팅 두께 게이지 사용"을 참조하십시오.
마이크로 미터는 때때로 코팅 두께를 확인하는 데 사용됩니다. 코팅/기판 조합을 측정할 수 있는 이점이 있지만 베어 기판에 접근해야 한다는 단점이 있습니다. 코팅의 표면과 기판의 밑면을 모두 만져야 하는 요구 사항은 제한적일 수 있으며 얇은 코팅을 측정할 만큼 민감하지 않은 경우가 많습니다.
두 가지 측정을 수행해야합니다 : 하나는 코팅이 제자리에 있고 다른 하나는 코팅되지 않은 경우입니다. 두 판독값의 차이인 높이 변화는 코팅 두께로 간주됩니다. 거친 표면에서 마이크로 미터는 최고 피크 이상의 코팅 두께를 측정합니다.
한 가지 파괴적인 기술은 단면으로 코팅 된 부분을 절단하고 절단을 현미경으로 관찰하여 필름 두께를 측정하는 것입니다. 또 다른 단면 기술은 스케일 현미경을 사용하여 드라이 필름 코팅을 통해 기하학적 절개를 봅니다. 특수 절삭 공구를 사용하여 코팅을 통해 기판으로 작고 정밀한 V- 홈을 만듭니다. 절단 팁과 조명 스케일 돋보기와 함께 제공되는 게이지를 사용할 수 있습니다.
이 파괴적인 방법의 원리는 이해하기 쉽지만 오류를 측정 할 수있는 기회가 있습니다. 샘플을 준비하고 결과를 해석하는 기술이 필요합니다. 측정 레티큘을 들쭉날쭉하거나 불명료한 인터페이스로 조정하면 특히 다른 작업자 간에 부정확성이 발생할 수 있습니다. 이 방법은 저렴하고 비파괴적인 방법이 불가능하거나 비파괴적인 결과를 확인하는 방법으로 사용됩니다. ASTM D 4138은 standard 이 측정 시스템의 방법.
코팅의 질량과 면적을 측정하여 두께를 결정할 수 있습니다. 가장 간단한 방법은 코팅 전후에 부품의 무게를 측정하는 것입니다. 질량과 면적이 결정되면 다음 방정식을 사용하여 두께가 계산됩니다.
여기서 T는 마이크로 미터 단위의 두께, m은 밀리그램 단위의 코팅 질량, A는 평방 센티미터 단위의 테스트 면적, d는 입방 센티미터 당 그램 단위의 밀도입니다.
기판이 거칠거나 코팅이 고르지 않은 경우 코팅의 질량을 두께와 관련시키는 것은 어렵습니다. 실험실은 시간이 많이 걸리고 종종 파괴적인 방법을 처리 할 수있는 최상의 장비를 갖추고 있습니다.
습식 필름 두께 측정기는 부피별 고형물의 백분율을 알고 있는 경우 지정된 건식 필름 두께를 달성하기 위해 습식으로 적용할 재료의 양을 결정하는 데 도움이 됩니다. 그들은 평평하거나 구부러진 매끄러운 표면에 페인트, 바니시 및 래커와 같은 모든 유형의 습식 유기 코팅을 측정합니다.
도포 중 젖은 필름 두께를 측정하면 애플리케이터에 의한 즉각적인 수정 및 조정의 필요성을 확인할 수 있습니다. 건조 또는 화학적으로 경화 된 후 필름을 보정하려면 비용이 많이 드는 추가 노동 시간이 필요하고 필름이 오염 될 수 있으며 코팅 시스템의 접착 및 무결성 문제가 발생할 수 있습니다.
희석제가 있거나 없는 올바른 습식 필름 두께(WFT)를 결정하는 방정식은 다음과 같습니다.
희석제 없이:
희석제 사용 시너:
습식 필름은 습식 필름 빗 또는 휠로 가장 자주 측정됩니다. 습식 필름 빗은 각 면의 가장자리에 보정된 노치가 있는 평평한 알루미늄, 플라스틱 또는 스테인리스 강판입니다. 게이지는 코팅 도포 직후 측정할 표면에 정사각형으로 단단히 배치된 다음 제거됩니다. 습식 필름 두께는 가장 높은 코팅 노치와 다음 코팅되지 않은 노치 사이에 있습니다. 노치 게이지 측정은 정확하지도 민감하지도 않지만 크기와 모양으로 인해 보다 정밀한 방법을 사용할 수 없는 품목에서 코팅의 대략적인 습식 필름 두께를 결정하는 데 유용합니다. (ASTM D1212).
게이지는 불규칙성이 없는 매끄러운 표면에서 사용해야 하며 곡면의 너비가 아닌 길이를 따라 사용해야 합니다. 속건성 코팅에 습식 필름 게이지를 사용하면 부정확한 측정값이 생성됩니다. ASTM D4414는 standard 노치 게이지에 의한 습식 필름 두께 측정 방법.
습식 필름 휠 (편심 롤러)은 3 개의 디스크를 사용합니다. 게이지는 중앙 디스크가 습식 필름에 닿을 때까지 습식 필름에서 압연됩니다. 접촉하는 지점은 젖은 필름 두께를 제공합니다. 분말 코팅은 간단한 휴대용 빗 또는 초음파 게이지로 경화하기 전에 측정 할 수 있습니다. 경화되지 않은 분말 필름 빗은 습식 필름 게이지와 거의 동일한 방식으로 작동합니다. 빗은 분말 필름을 통해 끌려지고 두께는 표시를 만들고 가루가 달라 붙은 가장 높은 번호의 치아와 자국이없고 가루가 달라 붙지 않는 다음으로 높은 치아 사이에 있습니다. 이 게이지는 ±5mm의 정확도로 비교적 저렴합니다. 경화 된 필름은 유동 후 다를 수 있으므로 가이드로만 적합합니다. 게이지가 남긴 자국은 경화된 필름의 특성에 영향을 줄 수 있습니다.
와 같은 초음파 장치 PosiTest PC경화 된 필름의 두께를 예측하기 위해 매끄러운 금속 표면의 경화되지 않은 분말에 비파괴적으로 사용할 수 있습니다. 프로브는 측정 할 표면에서 짧은 거리에 위치하며 판독 값은 장치의 LCD에 표시됩니다. 측정 불확도는 ±5mm입니다.
코팅 두께 게이지는 알려진 두께 표준에 따라 교정됩니다. 두께 표준에는 여러 출처가 있지만 NIST (National Institute of Standards & Technology)와 같은 국가 측정 기관에서 추적 할 수 있는지 확인하는 것이 가장 좋습니다. 표준물질이 교정에 사용될 게이지보다 최소 4배 더 정확한지 확인하는 것도 중요합니다. 이러한 표준을 정기적으로 점검하면 Gage가 제대로 작동하는지 확인할 수 있습니다. 판독값이 게이지의 정확도 사양을 충족하지 않으면 게이지를 조정하거나 수리한 다음 다시 교정해야 합니다.
코팅의 필름 두께는 비용과 품질에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 필름 두께 측정은 모든 코팅기에게 일상적인 이벤트여야 합니다. 사용할 올바른 페인트 미터는 코팅의 두께 범위, 기판의 모양과 유형, 페인트 미터의 비용, 정확한 측정을 얻는 것이 얼마나 중요한지에 따라 다릅니다.
DAVID BEAMISH (1955 – 2019), 전 세계적으로 판매되는 휴대용 코팅 검사 기기의 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.
