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钢材表面经喷砂清理后,可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尺寸来表征。 抛丸清理后钢板的表面积会显着增加,同时会得到很多对涂层系统有利的锚点。
当然,粗糙度越大并不总是越好,因为涂料必须能够覆盖这些粗糙度峰值。 太粗糙需要更多的油漆消耗。 一般用于裸钢表面的防腐涂层体系要求的表面粗糙度通常为Rz=40~100微米。
一、粗糙度的定义
表面粗糙度有几种定义:
hy:采样长度内,波峰到波谷的最大高度,ISO8503-3(显微镜聚焦法)
Ry:采样长度内,峰到谷的最大高度,ISO8503-4(触针法)
Ra:峰谷到假想中心线的平均距离,ISO 3274
Ry5:在采样长度内rz 粗糙度,五个峰到谷的最大高度的算术平均值。 ISO8503-4(触笔法)中Rz的表达方式其实和Ry5是一样的。 Rz的表达方式来自德国标准DIN 4768-1。 Ra与Rz的关系是Rz相当于Ra的4~6倍。
2、表面粗糙度评价标准
为了测定钢板的表面粗糙度,不同的标准规定可以使用相应的仪器,测量值的单位是微米(µm)。
国际标准ISO 8503分为五个部分来描述表面粗糙度:
ISO8503-1:表面粗糙度比较样品的技术要求和定义
ISO8503-2:钢材喷砂清理后表面粗糙度分级-样品比较法
ISO8503-3:ISO标准块的校准和表面粗糙度的测定方法-显微镜聚焦法
ISO8503-4:ISO标准块的校准和表面粗糙度的测定方法,触针法
ISO8503-5:复制带表面轮廓的测定
我国国家标准GB/T 13288.1至GB/T 13288.5等同于ISO8503系列标准的译文(注:注意版本差异)。
3、比较试样法评价表面粗糙度
涂层领域较常用的粗糙度评价方法是比较样品法。 常用的粗糙度比较板有英国的Elcometer 125,荷兰的TQC LD2040和LD2050,英国的PTE R2006和R2007。
ISO 8503-1对比样块有四部分rz 粗糙度,分别喷有钢砂(样块G)和钢丸(样块S),并在对比样块的背面贴有标签S和G区分它们(表 1)。
表1 ISO表面粗糙度对比样品标称值及公差
粗糙度样品
部分
标称值a/µm
公差/µm
钢砂 (G) 喷射
1个
25
3个
2个
60
10
3个
100
15
4个
150
20
钢丸(S)注射
1个
25
3个
2个
40
5个
3个
70
10
4个
100
15
注意: 使用显微镜聚焦法(ISO 8503-3)时,其标称读数为hy,使用触笔法(ISO8503-4)时,其标称读数为Ry5。
ISO 8503-3将喷漆前钢材表面经磨料喷涂和抛丸处理形成的表面粗糙度分为细、中、粗三个粗糙度等级(注:在此范围以下的超细和超粗等级作为延伸粗糙度等级,工业上一般不使用),这些等级由文字和标准比对样品定义,粗糙度等级划分见表2。
表2 粗糙度等级分类
等级
代码名称
定义
粗糙度参数值Ry5
颗粒磨料
角磨料
超级好
钢材表面呈现的粗糙度小于样块1呈现的粗糙度
薄的
F
钢材表面呈现的粗糙度等于样块1和样块2呈现的粗糙度
25~<40
25~<60
中间
米
钢材表面呈现的粗糙度等于样品2呈现的粗糙度,或者介于样品2和样品3呈现的粗糙度之间
40~<70
60-<100
厚的
C
钢材表面呈现的粗糙度等于样块3呈现的粗糙度,或者介于样块3和样块4呈现的粗糙度之间
70~<100
100~<150
特厚
钢材表面粗糙度等于或大于样块
≥100
≥150
使用ISO8503-1或GB/T13288.1比较试样进行粗糙度评定时,可用目测法和指法法将试样块与喷涂面进行比较。 必要时也可用不大于7倍的放大镜辅助判断。
4. 复制带法评估粗糙度
ISO ISO8503-5:2004《用双面胶带测定表面粗糙度》、NACE RP0287《现场测量磨料喷射清洗钢板的表面粗糙度-双面胶带》和ASTM D4417方法C,可以有效测量比值表面粗糙度,表面粗糙度可以用复制胶带测量,这是Testex公司生产的专利产品。 通常使用两种类型的卷尺:粗糙的,用于测量 0.8mils 至 2.0mils(20µm 至 50µm)的表面粗糙度; 超粗,用于测量从 1.5mils 到 4.5mils(38µm 到 114µm)的表面粗糙度。
通常在一定面积内测量三点,这样可以看出粗糙度是否均匀,取平均值即可。 检测程序:
(1)去除待测表面喷砂的灰尘、磨料等杂质;
(2)用一片不可压缩的聚酯薄膜(Mylar)和一小块可压缩的泡沫塑料,选择合适的复印胶带,贴在喷砂过的表面,深色面朝下,提起一角撕下消除;
(3)来回刮平顶部的圆形部分,用坚硬的圆形摩擦工具,如酒搅拌棒,将泡沫紧紧地压在喷砂清洁过的表面上,待其呈现均匀的黑色, 形成实际表面粗糙度的精确背印复制品;
(4) 揭去表面的胶带,用千分尺测量泡沫和塑料薄膜的厚度。 从千分尺读数中减去 50µm (2mils) 的 Mylar 薄膜厚度,得到表面粗糙度读数。
5、用触针法评定表面粗糙度
触针法测量面顶至谷底的高度,至少测量5个点,取平均值。 常用的粗糙度仪有英国的Elcometer 123和Elcometer 224,荷兰的TQC SP1560,美国的Defelsko PosiTector SPG和英国的PTE R1006。 最准确的测量方法是复制带法,但触笔法测量方便,直接读数,无需额外耗材,成本低,因此也是最常用的方法。
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