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校准、验证和调整

涂层厚度校准标准

抽象的

测量物理参数,如涂层厚度、表面轮廓和露点是检查员和施工者的一项常见任务。爱游戏官网然而,这些测量的精确度仅与执行这些测量的仪器相当。即使是高质量的电子仪器,如果不遵循三个关键步骤:校准、验证和调整,也会产生不正确的测量结果。在本文中,这些经常被误解的步骤被解释为ASTM D7091的定义1, ISO 28082和SSPC-PA 23.。我们还将讨论“长形式”校准证书的重要性,谁可以执行校准,以及可能需要现场调整的应用。

确保仪器读数准确无误

第1部分:校准

校准是什么?

“校准”一词根据其使用的行业或设置有不同的含义。有一个很好的机会,你认识的人误解了术语校准和校准间隔,因为他们涉及涂层检测行业。他们会惊讶地发现,他们不仅不能自己校准仪表,而且通常也没有固定的重新校准间隔。

要了解定义校准术语是多么具有挑战性,只需看看主要组织提供的无数定义即可。在许多行业中,对于不同类型的仪器定义一个词是很困难的,所以解释不同并不奇怪。

一个更简单的方法是解释校准术语,因为它们属于一个特定的行业部门,在这里,保护涂料行业。这里ISO, ASTM, SSPC和其他一般同意。

涂料检测行业的校准

ASTM D7091描述了磁涡流测量干膜厚度的使用,是许多标准的典型。它将校准定义为:

“…高水平的、受控的和文件化的过程,在量具的全部操作范围内获取可追溯的校准标准,然后做出必要的量具调整(如需要)以纠正任何超差情况。涂层厚度计的校准由设备制造商、其授权的代理商或经认可的校准实验室在受控环境中使用文件化的过程执行。校准的结果是恢复/调整量规,以满足/超过制造商声明的精度。”

在这个定义中,有几个术语值得进一步讨论:

“可追踪的校准标准”从根本上说,校准的目的是确保仪器读数在一个已知的标准值的公差范围内。量化这些已知的值(重量、距离等)是一个叫做国际重量和测量局(BIPM)的组织的责任。

BIPM与美国NIST、英国NPL和德国PTB等国家计量机构合作,为长度、重量和时间等标准计量保持标准参考材料(SRMs)。这些srm是高度精确的工件,用于最精确的测量设备的校准标准。

因为对SRM来校准的每个人都没有实惠,高效甚至可能,SRMS用于校准初级校准标准;二级标准用于校准工作标准;和工作标准用于校准过程仪器。通过这种“链”标准,仪器最终可追溯到SRM伪影,而无需衡量伪像。

由于一个仪器或标准总是不如校准它的标准精确,不确定度会随着一个人在标准链的下移而增加。

在工业中通常接受4:1的测试不确定度比(TUR),这意味着仪器的容差是四倍大于它被测量的标准的不确定性。例如,当使用4:1的TUR时,抗±0.05密耳的不确定度校准的涂层厚度计将具有±0.2密耳的规定公差或准确度。

在主要的国家计量机构之间签署的相互识别协议,所有参与机构都认识到彼此校准和测量证书的有效性。

“认证校准实验室”: ASTM D7091限制了各方谁可以执行校准“设备制造商,他们的授权代理,或…认可的校正实验所”。虽然前两类是不言而喻的,但“认可校准实验室”的概念不太清楚。ISO/IEC 17025规定了认可的要求,实验所可通过国际实验所认可合作(ILAC)协议的签署国认可机构获得认可。

但是,实验室的ISO 17025认证仅适用于特定的校准活动。除了实验室能够校准的测量不确定之外,实验室的认证范围列出了实验室认可的活动。如果使用第三方校准实验室,则不仅要确保其认可,而且其认可的范围包括您正在寻求校准的仪器是至关重要的。虽然存在大量ISO 17025认可的实验室,但很少有人认可用于校准涂层检查设备。

校准证书

当仪器被校准时,会发出一份称为校准证书的文件(图1)。该文件记录了实际的测量结果和与仪器校准成功相关的所有信息,包括对国家标准的可追溯性。工作规范通常需要最近校准的证明。

许多测试设备制造商不提供校准证书。相反,它们可以提供“一致性证书”、“一致性证书”、“准确性证书”或“证书”。这些只不过是制造商对准确度的声明,要求用户相信仪器测量准确。这种“证书”不符合ASTM D7091和其他标准下的校准定义,通常也不适用于内部、合同或监管要求。

尽管校准证书的形式和内容各不相同,一个适当的证书必须包含特定的最低信息,以确保符合ISO/IEC 17025要求。图1显示了一个校准证书的示例,其中突出显示了每个重要属性。

带标注的校准样品证书
图1 -校准证书示例
  1. 识别校准实验室-校准证书必须识别执行校准的位置。
  2. 标题 -确保文件是“校准证书”或“校准证书”。
  3. 唯一标识符 -每个校准证书都是唯一的,并且应该有一个唯一的标识符,如序列号或证书号码。
  4. 校准仪器的识别-校准证书应清楚地标识仪器,包括序列号和任何型号信息。
  5. 实验室环境中的环境条件 -至少应规定校准的温度和相对湿度。
  6. 校准日期
  7. 识别使用的校准方法 -任何校准都应按照既定的和批准的程序进行。一些设备制造商公布了他们的校准程序。
  8. 可追溯性的证据,可追溯性是校准证书的主要目的,必须记录可追溯性的证据。
  9. 校准结果-校准证书必须记录实际的仪器读数与参考值,并指出仪器读数是否在参考标准的公差范围内。
  10. 校准人员的姓名、头衔和签名
  11. 准确性声明,证书必须规定仪器已校准的不确定度。这通常与制造商的规格相同,但可能受到校准实验室能力的限制。
  12. 认可机构的标志/信息(除非该证书是由设备制造商颁发的)-对于非设备制造商颁发的证书,应提供认可实验室的机构的标志或识别信息。

如果校准实验室或仪器制造商颁发的证书不包括这些重要的属性,它很可能不是大多数标准和合同定义的校准证书。

当重新调整

在仪器的整个生命周期中,需要定期进行重新校准,因为大多数测量设备的精度会随着使用而降低。校准间隔是仪器重新校准之间的确定周期。根据ISO 17025的要求,大多数制造商不把校准间隔作为校准证书的一部分。为什么?因为他们不知道测量仪的使用频率,它的使用环境,以及它的维护情况4

如果你没有使用仪器的经验,一年是一个很好的开始间隔校准。这可以通过经验和定期验证进行调整(见下文)。拥有新仪器的客户可以将仪器投入使用的日期(或购买日期)作为其第一个校准间隔的开始。货架期的影响可以忽略不计,从而降低了实际校准证书日期的重要性。

第2部分:验证

验证是至关重要的

校准证书不能保证在整个校准周期内保持精度。许多因素都可能有害地影响仪表的操作,如意外损坏或碎片堆积。为了防止用不准确的量具测量,大多数标准都要求准确度,并且在每次使用前,通常在每次轮班开始时,都要对操作进行验证。如果测量计掉了,或者怀疑它给出了错误的结果,在获得大量测量结果后,应该重新检查。通常缔约双方就校验量具精度的细节和频率间隔达成初步协议。

每隔一段时间你都做些什么?这取决于你们现有的质量体系。当他们的计量器具是新的时候,一些所有者只是简单地测量一个样品部件,并记录结果。然后将样品保存起来,用于定期检查量规的操作和准确性。

然而,用于检查准确性的最佳和最普遍的接受方法是使用文档的过程测量受控环境中的校准标准。ASTM D7091包含许多标准的典型语言:

7.3精度的验证-在使用前,每个仪器的校准精度应由用户按照制造商的指示,采用合适的涂层厚度标准进行验证,必要时,发现的任何缺陷应予以纠正。计量器具应在预定的使用范围内验证其准确性。”
涂层厚度标准,垫片,聚苯乙烯块,涂层金属板

根据被验证仪器的不同,校准标准有多种形式。它们必须能溯源到国家计量机构,并且具有量具范围内的测量值——理想情况下,接近预期的测量范围。测量它们的过程描述在一份称为校准程序的文件中,一些制造商应要求发布或提供该文件。

对于涂层厚度测量,涂层厚度标准可用作认证涂层金属板塑料垫片。板材通常更准确和耐用,也是肋骨。使用塑料垫片不能验证型1型(机械)涂层厚度。

一系列读数的平均值应该在量具和参考标准的联合公差范围内。为了确定组合公差,量规和标准的公差不能简单地相加,而应该使用平方和公式。例如,如果参考标准的精度为±2%,仪器的精度为±3%,则组合公差为±3.6%,计算方法如下:

综合公差方程式

如果读数超出了组合公差,说明量规或参考标准有问题。应识别出有问题的计量器具或参考标准,自上次精度检查以来所进行的所有测量都应被认为是可疑的。

第3部分:调整

对于许多检测仪器,校准和验证足以确保仪器测量正常。然而,对于涂层厚度计,通常需要第三步:调整。这是因为涂层厚度不直接测量涂层的厚度;相反,它们测量基板的磁性。这些特性随着探针远离基板而削弱并且因此与涂层厚度有关。

然而,还有其他因素可以影响基材的磁性。这些包括:

  • 表面粗糙度(通常由喷砂产生)
  • 几何学(曲率,边缘效应)
  • 成分(金属合金,磁性能,温度)
  • 质量(薄金属)

涂层厚度计通常是工厂校准,在平坦,光滑的碳钢上表现良好。但是,如果执行调整,它们可以在具有不同表面粗糙度,几何形状,组成或质量的应用上准确测量:

“3.1.2调整 - 对准量子厚度读数的物理学作用以匹配已知厚度样品的厚度样品(移除偏置),以提高特定表面上的量具的精度。”

重要的是要注意,任何调整只考虑衬底粗糙度、几何形状、成分和/或在调整执行的位置的质量。如果这些因素中的任何一个在工作中发生变化,通常需要进一步调整。一些电子仪器,如PosiTector 6000先进的机型,可以节省多次校准调整,使用户可以选择最适合自己的应用程序的调整。

还应注意,并非所有涂层厚度计都是相似的。有关如何调整特定仪器的最佳指导,请咨询制造商或仪器用户手册。以下概述是调整一种常见涂层厚度计的指南。

调整几何形状,组成和质量

要确定仪器是否需要调整,请检查未涂覆基板上一系列读数的平均值在零点的公差范围内。如果测量超出公差,可能需要对量规进行调整。这通常就像用检查测量过程中遇到的错误抵消所有未来的测量一样简单。II型电子仪表,如PosiTector 6000,通常有一个内置的“零位调整”功能,使过程自动化。如果未涂覆基板的后续测量读数在零公差范围内,则调整已成功执行。I型机械拉出计,如假定具有非线性刻度,因此仪器本身不应进行调整。相反,用户应该取贱金属读数(BMR),然后从未来的涂层厚度读数中减去该值。

出于几乎所有应用,在成功进行零调整后,仪器将在整个范围内衡量整个范围内的公差。这可以通过将垫片放置在未涂覆的基底上并确保量大读数在垫片和量具的综合耐受性中来验证。在稀有环境中,在垫片上零但公差之外的公差范围内的罕见情况下,可能需要进一步调整。有关详细信息,请咨询产品手册的制造商。

调整表面粗糙度

调整表面粗糙度

虽然零点调整通常足以解释几何形状、组成和质量的影响,但零点调整不应该在喷砂或粗糙的表面上执行。在这些表面上,涂层厚度测量仪将测量到粗糙度的峰和谷之间的一个点,这个点被称为“磁平面”。因为大多数标准和规范表明,只报告涂层厚度超过表面轮廓的峰值,并需要调整。爱游戏官网

确保用涂层厚度计测量表面轮廓的“峰值以上”的涂层厚度,公认的程序是调整到已知的垫片的厚度放置在未涂层的基材上。爱游戏官网垫片位于表面轮廓或其他图案的顶点上,是最终应用的涂膜的替代品。爱游戏官网II型电子仪表通常有一个内置的“1点调整”功能,使过程简单。

由于I型机械拉出计通常使用大磁体来接触表面而不是小探针尖端,因此它们的表面粗糙度较小。用户可以通过在未涂覆的爆破的基板上取得基础金属读数(BMR)来简单地进行零调节,并从未来的涂层厚度读数中减去该值。

参考

1ASTM D7091《适用于黑色金属的非磁性涂层和适用于有色金属的非磁性、非导电涂层干膜厚度的无损测量标准实施方法》(ASTM国际,100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428),www.astm.org.

2ISO 2808,涂料和清漆。薄膜厚度的测定。可从美国国家标准协会(ANSI), 25 W. 43 St, 4楼,纽约,NY 10036,http://www.ansi.org

3.SSPC PA2,用于确定符合干涂层厚度要求的程序。可从保护涂料协会(SSPC),40楼24楼,匹兹堡,PA 15222-4656,http://www.sspc.org

4照顾您的涂层厚度,大卫,PCE - 防护涂料欧洲,2005年4月的JPCL设备维修

关于作者

大卫深红色(1955 - 2019年),Defelsko Corporatiayx全站客户端on的前总统,纽约的手持式涂料测试仪器制造商销售在全球范围内。他在各种国际工业中拥有土木工程学位,在各种国际行业,包括工业绘画,质量检验和制造等各种国际行业的设计,制造和营销的经验。他进行了培训研讨会,是各种组织的积极成员,包括NACE,SSPC,ASTM和ISO。

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