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表面粗糙度的评定标准及方法

当钢材表面经喷射清理后,就会获得一定的表面粗糙度或表面轮廓。表面粗糙度可以用形状和大小来进行定性。经过喷射清理,钢板表面积会明显增加很多,同时获得了很多的对于涂层系统有利的锚固点。当然,并不是粗糙度越大越好,因为涂料必须能够覆盖住这些粗糙度的波峰。太大的粗糙度要求更多的涂料消耗量。一般的涂料系统要求的粗糙度通常为 Rz40~75微米。

1.粗糙度的定义

对表面粗糙度的定义有以下几种:

hy:在取样长度内,波峰到波谷的zui大高度, ISO8503-3(显微镜调焦法)

Ry:在取样长度内,波峰到波谷的zui大高度,ISO8503-4(触针法)

Ra:波峰和波谷到虚构的中心线的平均距离, ISO 3274

Ry5:在取样长度内,五个波峰到波谷zui大高度的算术平均值,ISO8503-4(触针法)有关 Rz的表述与Ry5其实是相同的,Rz的表述来自于德国标准 DIN 4768-1Ra Rz 之间的关系是 Rz相当于 Ra 4~6倍。

  1. 表面粗糙度的评定标准
  2. µm

为单位。

国际标准分 ISO 8503 成五个部分在来说明表面粗糙度:

ISO8503-11995表面粗糙度比较样块的技术要求和定义

ISO8503-21995喷射清理后钢材表面粗糙度分级 ―样板比较法

ISO8503-31995 ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法 ―显微镜调焦法

ISO8503-41995 ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法,触针法

ISO8503-52004表面轮廓的复制胶带测定法

我国的国家标准 GB/T 13288-91《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定(比较板块法)》,参照 ISO8503所制订。

  1. 比较样块法评定表面粗糙度

在涂装现场较为常用的粗糙度评定方法是比较样块法。常用的粗糙度比较板英国易高Elcometer125荷兰TQC LD2040LD2050以及英国PTE R2006R2007等。

ISO 8503-1比较样块有四部分,分别用钢砂(样块 G)和钢丸(样块 S)喷射处理过,在比较样块的背面分别帖有标签SG来进行区分(表1)。

 1 ISO表面粗糙度度比较样块的名义值和公差

粗糙度样块

部位

名义值 a/µm

公差/µm

 

1

25

3

钢砂(G)喷射

2

60

10

3

100

15

 

4

150

20

 

1

25

3

钢丸(S)喷射

2

40

5

3

70

10

4

100

15

注:a.当使用显微镜调焦法( ISO 8503-3)时,其名义读数为 hy,当使用触针法( ISO8503-4)时,其名义读数为 Ry5.

GB/T13288将涂装前钢材表面经磨料喷、抛丸清理后形成的表面粗糙度分为细、中和粗三个粗糙度等级(细细级和粗粗级作为粗糙度等级以外的延伸,工业一上般不使用),这些等级分别由文字和标准比较样块来定义,粗糙度参数为 GB3505中的轮廓zui大高度值 Ry。粗糙度等级级别的划分见表 2

 2 GB/T13288 粗糙度等级级别的划分

级别

代号

定义

粗糙度参数值 Ry

丸状磨料

棱角状磨料

细细

 

钢材表面所呈现的粗糙度小于样块1所呈现的粗糙度

<25

<25

F

钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块 1与样块 2所呈现的粗糙度之间

25~40

25~60

M

钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块 2所呈现的粗糙度,或介于样块2和样块 3所呈现的粗糙度之间

40~70

60-100

C

钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块 3所呈现的粗糙度,或介于样块3和样块 4所呈现的粗糙度之间

70~100

100~150

粗粗 1

 

钢材表面所呈现的粗糙度等同于或大于样块所呈现的粗糙度

≥100

≥150

使用 ISO8503-1 GB/T13288比较样块进行粗糙度评定时,可以用目测和指划表面来比较样块与喷射处理表面,必要时,也可使用不大于 7倍的放大镜来帮助判断。

  1. 复制胶带法评定粗糙度

ISO ISO8503-52004《表面轮廓的复制胶带测定法》,NACE RP0287《磨料喷射清理钢板表面轮廓现场测量--复制胶带》,以及 ASTM D4417方法 C,可以有效地测量出表面粗糙度的具体数值,表面粗糙度可用复制胶带进行测量,复制胶带是由 Testex 公司生产的产品。通常使用二种类型的胶带:粗级,用于测量 0.8mils 2.0mils(20µm 50µm)的表面粗糙度;特粗级,用于测量 1.5mils 4.5mils(38µm 114µm)的表面粗糙度。

通常在一定的区域内要测量三点,这样可以看出粗糙度是否均匀,以及求得其平均值。检测程序:

1)待测量表面清除灰尘和喷砂用磨料等杂质;

2)选择合适带有一块不可压缩聚酯薄膜 (Mylar)和可压缩泡沫塑料小方块的复制胶带,黏贴在喷砂清理过的表面上,暗的一面朝下,掀起一角以备撕除;

3)来回刮平贴紧上面的圆形部分,用一个硬的圆形摩擦工具,例如:搅酒棒,将泡沫紧压在喷砂清理过的表面上,待其均匀呈现暗色,形成实际表面粗糙度的确切的反压印复制品;

4)将胶带从表面上除去,用测微计测量泡沫和塑料膜的厚度。测微计的读数减去Mylar薄膜的厚度50µm (2mils)即为表面粗糙度的读数。

5.  触针法评定表面粗糙度

    触针法测量的是表面峰顶到谷底的高度,至少测量5个点以上取平均值。常用的粗糙度仪有英国易高Elcometer123Elcometer224,荷兰TQC SP1560,美国Defelsko PosiTector SPG以及英国PTE R1006。测量zui准确的方式是复制胶带法,但触针法测量方便,直接读数且无需额外的耗材,成本较低,因此也是zui常用的一种方法。

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