Medición de espesor de recubrimiento, lo que necesito saber (Parte 2)

Esta es la continuación del artículo anterior, donde, nuestros amigos de DeFelsko de una manera práctica e interesante, nos muestran lo importante que es saber qué tipo de Recubrimiento medimos y cual es el mejor método para cada caso.

EDDY CURRENT

Las técnicas de corrientes de Foucault se utilizan para medir de forma no destructiva el espesor de los recubrimientos no conductores sobre sustratos de metales no ferrosos. Una bobina de cable fino que conduce una corriente alterna de alta frecuencia (por encima de 1 MHz) se utiliza para configurar un campo magnético alterno en la superficie de la sonda del instrumento. Cuando la sonda se acerca a una superficie conductora, el campo magnético alterno creará corrientes de Foucault en la superficie. Las características del sustrato y la distancia de la sonda al sustrato (el espesor del recubrimiento) afectan la magnitud de las corrientes de Foucault. Las corrientes de Foucault crean su propio campo electromagnético opuesto que puede ser detectado por la bobina emocionante o por una segunda bobina adyacente.

Los medidores de espesor de recubrimiento de corrientes de Foucault (por ejemplo, PosiTector 6000 N Series) se ven y funcionan como medidores magnéticos electrónicos. Se utilizan para medir el espesor del recubrimiento sobre todos los metales no ferrosos. Al igual que los medidores electrónicos magnéticos, comúnmente usan una sonda de presión constante y muestran los resultados en una pantalla LCD. También pueden tener opciones para almacenar resultados de mediciones o realizar análisis instantáneos de lecturas y resultados a una impresora o computadora para un examen más detallado. La tolerancia típica es de ± 1%. Las pruebas son sensibles a la rugosidad de la superficie, la curvatura, el grosor del sustrato, el tipo de sustrato metálico y la distancia desde un borde.

Los métodos estándar para la aplicación y el rendimiento de esta prueba están disponibles en ASTM B 244, ASTM D 1400, D 7091-05 e ISO 2360.

Ahora es común que los medidores incorporen los principios de corriente magnética y de Foucault en una unidad (por ejemplo, PosiTector 6000 FN, PosiTest DFT Combo). Algunos simplifican la tarea de medir la mayoría de los recubrimientos sobre cualquier metal al cambiar automáticamente de un principio de operación a otro, dependiendo del sustrato. Estas unidades de combinación son populares entre los pintores y los recubridores en polvo.

ULTRASÓNICO

La técnica ultrasónica de pulso-eco de medidores ultrasónicos (por ejemplo, PosiTector 200) se utiliza para medir el espesor de los recubrimientos en sustratos no metálicos (plástico, madera, etc.) sin dañar el recubrimiento.

 

La sonda del instrumento contiene un transductor ultrasónico que envía un pulso a través del recubrimiento. El pulso se refleja desde el sustrato al transductor y se convierte en una señal eléctrica de alta frecuencia. La forma de onda del eco se digitaliza y analiza para determinar el espesor del recubrimiento. En algunas circunstancias, se pueden medir capas individuales en un sistema de múltiples capas.

 La tolerancia típica para este dispositivo es de ± 3%. Los métodos estándar para la aplicación y el rendimiento de esta prueba están disponibles en ASTM D 6132.

MICRÓMETRO

Los micrómetros a veces se usan para verificar el espesor del recubrimiento. Tienen la ventaja de medir cualquier combinación de recubrimiento / sustrato pero la desventaja de requerir acceso al sustrato desnudo. El requisito de tocar tanto la superficie del recubrimiento como la parte inferior del sustrato puede ser limitante y, a menudo, no son lo suficientemente sensibles como para medir los recubrimientos delgados.

Se deben tomar dos medidas: una con el recubrimiento en su lugar y la otra sin. La diferencia entre las dos lecturas, la variación de altura, se toma como el espesor del recubrimiento. En superficies rugosas, los micrómetros miden el espesor del recubrimiento por encima del pico más alto.

PRUEBAS DESTRUCTIVAS

Una técnica destructiva es cortar la parte recubierta en una sección transversal y medir el espesor de la película observando el corte al microscopio. Otra técnica de corte transversal utiliza un microscopio a escala para ver una incisión geométrica a través del recubrimiento de película seca. Se utiliza una herramienta de corte especial para hacer una pequeña ranura en V precisa a través del recubrimiento y dentro del sustrato. Hay medidores disponibles que vienen completos con puntas de corte y lupa de escala iluminada.

Si bien los principios de este método destructivo son fáciles de entender, hay oportunidades para medir el error. Se necesita habilidad para preparar la muestra e interpretar los resultados. Ajustar la retícula de medición a una interfaz irregular o irregular puede crear inexactitud, particularmente entre diferentes operadores. Este método se utiliza cuando no es posible utilizar métodos económicos y no destructivos, o como una forma de confirmar resultados no destructivos. ASTM D 4138 describe un método estándar para este sistema de medición.

GRAVIMÉTRICO

Midiendo la masa y el área del recubrimiento, se puede determinar el espesor. El método más simple es pesar la pieza antes y después del recubrimiento. Una vez que se han determinado la masa y el área, el grosor se calcula utilizando la siguiente ecuación:

donde T es el espesor en micrómetros, m es la masa del recubrimiento en miligramos, A es el área probada en centímetros cuadrados yd es la densidad en gramos por centímetro cúbico.

Es difícil relacionar la masa del recubrimiento con el espesor cuando el sustrato es áspero o el recubrimiento no es uniforme. Los laboratorios están mejor equipados para manejar este método lento y, a menudo, destructivo.

Medición antes de la curación

Los medidores de espesor de película húmeda ayudan a determinar la cantidad de material que se aplicará húmedo para lograr un espesor de película seca específico siempre que se conozca el porcentaje de sólidos por volumen. Miden todo tipo de recubrimientos orgánicos húmedos, como pintura, barniz y laca en superficies planas o curvas.

La medición del espesor de la película húmeda durante la aplicación identifica la necesidad de corrección y ajuste inmediatos por parte del aplicador. La corrección de la película después de que se haya secado o curado químicamente requiere un tiempo de trabajo extra costoso, puede conducir a la contaminación de la película y puede introducir problemas de adherencia e integridad del sistema de recubrimiento.

Las ecuaciones para determinar el grosor correcto de la película húmeda (WFT), con y sin diluyente, son las siguientes:

Sin diluyente:

Con diluyente:

 

La película húmeda se mide generalmente con un peine o rueda de película húmeda. El peine de película húmeda es una placa plana de aluminio, plástico o acero inoxidable con muescas calibradas en el borde de cada cara. El medidor se coloca de forma cuadrada y firme sobre la superficie para medir inmediatamente después de la aplicación del recubrimiento y luego se retira. El espesor de la película húmeda se encuentra entre la muesca recubierta más alta y la muesca no recubierta siguiente. Las mediciones de calibre con muescas no son precisas ni sensibles, pero son útiles para determinar el espesor aproximado de película húmeda de los recubrimientos en artículos donde el tamaño y la forma prohíben el uso de métodos más precisos. (ASTM D1212).

El medidor debe usarse en superficies lisas, libres de irregularidades y debe usarse a lo largo de la longitud, no del ancho, de superficies curvas. El uso de un medidor de película húmeda en recubrimientos de secado rápido producirá mediciones inexactas. La norma ASTM D4414 describe un método estándar para la medición del espesor de película húmeda mediante medidores de muesca.

Una rueda de película húmeda (rodillo excéntrico) utiliza tres discos. El medidor se enrolla en la película húmeda hasta que el disco central toca la película húmeda. El punto donde hace contacto proporciona el espesor de la película húmeda. Los recubrimientos en polvo se pueden medir antes del curado con un simple peine de mano o un medidor ultrasónico. El peine de película en polvo sin curar funciona de la misma manera que el medidor de película húmeda. El peine se arrastra a través de la película de polvo y el grosor se encuentra entre el diente numerado más alto que hizo una marca y tiene polvo adherido a él, y el siguiente diente más alto que no dejó marcas y no tiene polvo adherido a él. Estos medidores son relativamente económicos con una precisión de ± 5 mm. Solo son adecuados como guía ya que la película curada puede ser diferente después del flujo. Las marcas dejadas por el medidor pueden afectar las características de la película curada.

Un dispositivo ultrasónico se puede usar de forma no destructiva en polvo sin curar sobre superficies metálicas lisas para predecir el grosor de la película curada. La sonda se coloca a corta distancia de la superficie a medir y se muestra una lectura en la pantalla LCD del dispositivo. La incertidumbre de medida es de ± 5mm.

NORMAS DEL ESPESOR (THICKNESS STANDARDS)

Los medidores de espesor de revestimiento se calibran a estándares de espesor conocidos. Existen muchas fuentes de estándares de espesor, pero es mejor asegurarse de que sean rastreables a un instituto nacional de medición como el NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología). También es importante verificar que los estándares sean al menos cuatro veces más precisos que el calibre que se usará para calibrar. Una verificación regular de estos estándares verifica que el medidor esté funcionando correctamente. Cuando las lecturas no cumplen con la especificación de precisión del medidor, el medidor debe ajustarse o repararse y luego volver a calibrarse.

RESUMEN

El espesor de la película en los recubrimientos puede tener un gran impacto en el costo y la calidad. La medición del espesor de la película debe ser un evento de rutina para todos los recubridores. El medidor correcto a utilizar depende del rango de grosor del recubrimiento, la forma y el tipo de sustrato, el costo del medidor y la importancia de obtener una medición precisa.

Si requieres equipos de calidad para cualquiera de estos tipos de mediciones de recubrimientos, nuestro Staff de Ingenieros está listo para asesorarte y atenderte. No dudes en contactarnos: Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

© 2019 Industrial Technologies SAS. All Rights Reserved. Designed By CmySmServicios.com