Badania powłok

Aby badanie mogło być uznane za wiarygodne, sposób jego

przeprowadzenia oraz zastosowane przyrządy powinny znajdować oparcie we
właściwej normie (ISO, PN, DIN, ASTM, BS). Wybór odpowiedniej normy powinien
być uzgodniony z wykonawcą i inwestorem przed rozpoczęciem prac.

•

Warunki i sposób prowadzenia badania;

•Rodzaje przyrządów i zasadę ich działania;

• Sposoby interpretacji wyników.

Wybrana do prowadzenia badań norma

powinna w jednoznaczny sposób

podawać:

Do najczęściej badanych parametrów powłok należą:

• Grubość warstwy mokrej;

•

Grubość warstwy suchej;

•

Twardość;

•

Szczelność;

• Przyczepność.

Pomiary warunków

klimatycznych

Warunki klimatyczne panujące

w strefie prowadzenia zabezpieczeń
powłokowych

determinują

możliwość

wykonywania

prac.

Podczas

nakładania

powłoki

ochronnej obecność wilgotności na
zabezpieczanej powierzchni lub w
najbliższym

otoczeniu,

jest przyczyną złych wyników prac.

Metody pomiaru grubości i

twardości wykładzin

Badania grubości powłok można podzielić na:

• Metody badania powłok

mokrych;

• Metody badania powłok

suchych.

Pomiar grubości powłoki

mokrej

• Pomiar

przybliżony,

• Stosowany w celu

sprawdzenia
grubości w
procesie aplikacji

Badanie grubości powłok

mokrych

•

TS - grubość warstwy suchej, m

•

Tm - grubość warstwy mokrej, m

•

p - zawartość części lotnych w wyrobie, %

•

dw - gęstość wyrobu, g/cm3

•

dr - gęstość rozpuszczalnika





















r

w

m

S

d

d

p

T

T

100

1

Pomiar grubości powłoki

suchej

•

Można przeprowadzić różnymi sposobami;

•

Wybór zależy od wymaganej dokładności pomiaru;

Metody pomiaru powłok

suchych

•

za pomocą mierników mechanicznych;

•

za pomocą mierników elektronicznych;

•

za pomocą mierników ultradźwiękowych;

•

za pomocą mierników ingerencyjnych;

Pomiar za pomocą mierników

mechanicznych

• Stosowany do podłoży stalowych;
• Grubość powłoki wywiera wpływ na

zmianę przyciągania magnetycznego;

• Wartość odczytuje się jako miejsce

zatrzymania wskazówki, po oderwaniu
stałego magnesu od powłoki.

• Szeroki zakres pomiarowy;
• Duży błąd pomiaru oraz brak możliwości

kalibracji.

Pomiar za pomocą mierników

elektronicznych – podłoża

ferromagnetyczne

• Działają na zasadzie indukcji

magnetycznej

• Ocena grubości powłok

niemagnetycznych na podłożach
magnetycznych (lakiery, farby,
tworzywa sztuczne, emalie, gumy,
ceramika, powłoki galwaniczne)

• Kształt próbek dowolny,
• Szeroki zakres pomiarowy.

Pomiar za pomocą mierników elektronicznych – podłoża nieferromagnetyczne

•

Działają na zasadzie prądów wirowych,

• Ocena grubości powłok niemagnetycznych na podłożach niemagnetycznych (lakiery,
farby, tworzywa sztuczne, emalie, gumy, ceramika, powłoki galwaniczne)
• Kształt próbek dowolny,
• Szeroki zakres pomiarowy.

Zalety mierników

elektronicznych

• Pomiar powłoki;
• Przechowywanie danych;
• Ocena statystyczna;
• Prowadzenie dokumentacji

pomiarowej (wydruki,
historiogramy)

Pomiar za pomocą mierników

ultradźwiękowych

• Nieniszczący pomiar grubości

powłok z farb, lakierów, plastików i
innych pokryć izolacyjnych.

• Możliwość oceny grubości całkowitej

powłoki wielowarstwowej, jak i
grubości poszczególnych warstw.

• Współpraca z komputerami i

drukarkami wyników.

Pomiar za pomocą mierników

ingerencyjnych

• Praktyczne zastosowanie ma

metoda nacięć klinowych;

• Grubości powłok na metalu,

drewnie, plastikach;

• Można wyznaczyć grubość

całkowita powłoki jak i
poszczególnych warstw.

Zasada pomiaru

Przyrządem tnącym wykonać nacięcia powłoki pod kątem ostrym do podłoża.

Grubość

powłoki,

m

Kąt

nacięcia, 

tg

20 – 2000

45

1.0

10 – 1000

26.6

0.5

8 – 800

21.8

0.5

2 –200

5.7

0.1

1,5 -150

4.3

0.075

Ocena wyników badań







tg

b

s

b – szerokość rzutu nacięcia mierzonego
pod mikroskopem, m
 - kąt u podstawy przyrządu tnącego,

stopnie

•

Metody wahadłowe – tylko w laboratorium;

•

Metody ołówkowe;

•

Metoda badania śladu odcisku;

•

Metoda zadrapań;

Pomiar twardości powłoki

Metody ołówkowe

•

Ołówki (od 6B do 9H) – w laboratorium

•

Urządzenia pozwalające uzyskać stały i niezmienny nacisk na powłokę - teren

Badanie twardości powłok.

Informacje ogólne.

Norma DIN 55 945 definiuje twardość,
jako: „odporność powłoki na mechaniczne
oddziaływania takie jak nacisk,
zadrapanie lub zarysowanie”.

PN-79 / C-81530 - Oznaczanie

twardości powłok

 Norma została wprowadzona zamiast normy

PN-73/C-81530.

 Wprowadzono nową metodę oznaczania twardości powłok lakierowych za pomocą

aparatu Buchholza.

 Możliwość badań w laboratorium jak

i w warunkach produkcyjnych.

Przedmiot normy

Przedmiotem normy są metody oznaczania twardości powłok lakierowych

Rodzaje metod

A - oznaczanie względnej twardości
powłok
wahadłem Persoza i wahadłem
Königa

B - oznaczanie twardości powłok
przyrządem
Buchholza

Wahadło Köeniga - metoda

laboratoryjna

Twardość względna > 0,5

Kulki ze stali stopowej

twardość HRC 63 ± 3,
d = 5 ± 0.05 mm

Okres wahań 1,4 ± 0,02s

Stała szklana 250 ± 10 s

Masa 200 ± 0,2g

Wahadło Persoza - metoda laboratoryjna

Twardość względna < 0,5

Kulki ze stali stopowej

twardość HRC 59 ± 1,
d = 8 ± 0.05 mm

Okres wahań 1,0 ± 0,01s

Stała szklana 420 s

Masa 500 ± 0,1g

Warunki prowadzenia oznaczeń

Płytki do badań powinny być gładkie i równe.

Powłoka na płytkach powinna być gładka, wolna od nierówności,
np.wtrąceń pigmentów, kurzu, zacieków itp.

Grubość powłoki powinna wynosić 30 ±5 m

Badania twardości powłok należy przeprowadzić w temperaturze
20 ± 2°C i przy wilgotności względnej 65 ± 5%.

Dodatkowe wyposażenie

Obliczanie wyniku oznaczenia

Twardość względną powłoki (X) oblicza się ze wzoru:

X = a/b

gdzie:

a -

czas zanikania wahań wahadła na powłoce badanej, s

b-

stała szklana, s

Badanie twardości powłok lakierowych

• Aparat Buchholz’a

Zasada pomiaru polega na badaniu zagłębienia narzędzia w materiał.
Długość śladu pozosta-wionego przez ciężarek
o określonych normą kształcie i wadze.

Parametry przyrządu

Wyposażenie dodatkowe

Lupa o powiększeniu 20-krotnym z podziałką o działce
elementarnej 0,1 mm wyposażona we własne źródło światła
(kąt padania 60°).

Sekundomierz.

Wynik końcowy oznaczenia

Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczną co najmniej

trzech oznaczeń, których wyniki nie różnią się więcej od wyniku
średniego niż 5%

Raport z badań powinien zawierać

•Odniesienie do odpowiedniej normy;
•Rodzaj i symbol handlowy badanego wyrobu;
•Technologię przygotowania powłoki;
•Rodzaj podłoża;
•Wynik testu jako twardość powłoki wg Buchholtza, XB;
•Datę wykonania badania.

Badanie twardości powłok lakierowych

Twardość powłoki oznaczana metoda ołówkową jest własnością

charakteryzującą odporność powłoki lakierowej na wtłaczanie

ostrza określonego ołówka powierzchnię powłoki.

Przyrządy i materiały

Zestaw ołówków składający się z 17 ołówków
o następujących twardościach:

6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8H,
9H

Waga uchylna o maksymalnym obciążeniu 2kg

Papier ścierny o ziarnistości 400

Wykonanie oznaczenia

•Płytkę umieszcza się na szalce wagi;
•Przesuwać ołówek po powierzchni powłoki na odcinku ok. 10 cm (przez 1
s) w kierunku do siebie;
•Obciążenie wagi powinno wynosić podczas przesuwania 750 g;
•Badanie rozpoczynać od ołówków miękkich

Interpretacja wyników

Twardość ołówkową powłoki określa się przez podanie numerów
dwóch kolejno po sobie następujących ołówków zestawu.

Na przykład zapis

2H-3H

oznacza, że ołówek 2H pozostawia ślad

grafitu na powłoce, podczas gdy 3H wgłębia się w nią.

Wynik oznaczenia

Badania należy przeprowadzić na co najmniej 3 próbkach, z
których 2 powinny wykazywać te sama twardość ołówkową.

Wahadło Persoza - metoda

laboratoryjna

Twardość

względna < 0,5

Kulki ze stali

stopowej

twardość HRC 59
± 1,
d = 8 ± 0.05 mm

Okres wahań 1,0 ±

0,01s

Stała szklana 420 s

Masa 500 ± 0,1g

Warunki prowadzenia

oznaczeń

Płytki do badań powinny być gładkie i

równe.

Powłoka na płytkach powinna być gładka,

wolna od nierówności, np.wtrąceń
pigmentów, kurzu, zacieków itp.

Grubość powłoki powinna wynosić 30 ±5

m

Badania twardości powłok należy

przeprowadzić w temperaturze 20 ± 2°C
i przy wilgotności względnej 65 ± 5%.

Dodatkowe wyposażenie

Statyw

Skala umożliwiająca odczytanie zmiany
kąta wychylenia w granicach 6 do 3 ° w
przypadku wahadła Koniga oraz 12 do
4° w przypadku wahadła Persoza.

Licznik do zliczania wychyleń wahadła

Płytka szklana do wyznaczenia stałej
szklanej.

Obliczanie wyniku

oznaczenia

Twardość względną powłoki (X) oblicza się ze wzoru:

X = a/b

gdzie:

a -

czas zanikania wahań wahadła na powłoce badanej, s

b-

stała szklana, s

Wynik końcowy oznaczenia

Za wynik należy przyjąć

średnią arytmetyczną co
najmniej trzech oznaczeń,
których wyniki nie różnią się
więcej od wyniku średniego niż
5%.

Badanie twardości powłok

lakierowych

• Aparat Buchholz’a

Zasada pomiaru
polega na badaniu
zagłębienia narzędzia
w materiał. Długość
śladu pozosta-
wionego przez
ciężarek
o określonych normą
kształcie i wadze.

Parametry przyrządu

Częścią zasadniczą przyrządu jest
element wciskający w kształcie
podwójnego stożka ściętego.

Twardość elementu wciskającego – co
najmniej 61 HRC

Materiał – stal nierdzewna

Siła działająca na powłokę – 4,90 ±
0,05 N

Wyposażenie dodatkowe

Lupa o powiększeniu 20-krotnym z podziałką o działce elementarnej 0,1 mm

wyposażona we własne źródło światła
(kąt padania 60°).

Sekundomierz.

l

X

B

100



35

59

24

1,7

35

67

21

1,6

30

71

16

1,5

30

77

14

1,4

25

83

12

1,3

25

87

11

1,2

20

91

10

1,15

20

95

9

1,05

20

100

8

1,0

20

105

7

0,95

20

111

7

0,9

20

118

6

0,85

15

125

5

0,8

Minimalna

dopuszczalna

grubość

powłoki, µm

Twardość

wg

Buchholza, X

B

Przynależna

długości

wciśnięcia,

głębokość, µm

Długość

wciśnięcia,

l, mm

Wynik końcowy oznaczenia

Za wynik należy przyjąć średnią
arytmetyczną co najmniej trzech
oznaczeń, których wyniki nie różnią się
więcej od wyniku średniego niż 5%

Raport z badań powinien

zawierać

•

Odniesienie do odpowiedniej normy;

•

Rodzaj i symbol handlowy badanego wyrobu;

•

Technologię przygotowania powłoki;

•

Rodzaj podłoża;

•

Wynik testu jako twardość powłoki wg Buchholtza, XB;

•

Datę wykonania badania.

Badanie twardości powłok

lakierowych

Metodą stosuje się do badania
powłok i pokryć lakierowych z
wyjątkiem powłok matowych oraz
powłok z wyrobów zawierających
pigment
w postaci łusek.

Metoda ołówkowa (BN-78 /

6111-03)

Twardość powłoki oznaczana metoda ołówkową jest własnością charakteryzującą

odporność powłoki lakierowej na wtłaczanie ostrza określonego ołówka

powierzchnię powłoki.

Polega na rysowaniu badanej powłoki
ołówkiem o stopniowanej twardości i
wybraniu ze zbioru ołówków dwóch
kolejno po sobie następujących,
z których bardziej miękki daje ślad
grafitu a twardszy pozostawia na
powłoce widoczne wgłębienie.

Zasada metody

Przyrządy i materiały

Zestaw ołówków składający się z 17 ołówków

o następujących twardościach:

6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8H, 9H

Waga uchylna o maksymalnym obciążeniu 2kg

Papier ścierny o ziarnistości 400

Wykonanie oznaczenia

• Płytkę umieszcza się na szalce wagi;
• Przesuwać ołówek po powierzchni

powłoki na odcinku ok. 10 cm (przez 1
s) w kierunku do siebie;

• Obciążenie wagi powinno wynosić

podczas przesuwania 750 g;

• Badanie rozpoczynać od ołówków

miękkich

Interpretacja wyników

Twardość ołówkową powłoki określa się przez podanie numerów dwóch kolejno po

sobie następujących ołówków zestawu.

Na przykład zapis

2H-3H

oznacza, że ołówek 2H pozostawia ślad grafitu na powłoce,

podczas gdy 3H wgłębia się w nią.

Wynik oznaczenia

Badania należy przeprowadzić na co

najmniej 3 próbkach, z których 2
powinny wykazywać te sama twardość
ołówkową.

Protokół z badań powinien

zawierać:



nazwę i symbol handlowy wyrobu



technologie przygotowania powłoki



rodzaj podłoża



wynik badania



datę wykonania oznaczenia