Cách đo độ dày lớp phủ

Độ dày lớp phủ là gì và vì sao cần đo?

Phương pháp đo độ dày lớp phủ là một biến số quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, kiểm soát quy trình và kiểm soát chi phí. Việc đo độ dày màng phủ có thể thực hiện bằng nhiều loại thiết bị đo lường khác nhau. Việc hiểu rõ các thiết bị đo độ dày sơn và cách sử dụng chúng là điều thiết yếu trong mọi quy trình sơn phủ.

Việc lựa chọn phương pháp đo phụ thuộc vào loại lớp phủ, vật liệu nền, dải độ dày, kích thước và hình dạng chi tiết cũng như chi phí thiết bị. Các thiết bị đo độ dày màng khô hữu cơ đã đóng rắn bao gồm: phương pháp không phá hủy như từ tính, dòng điện xoáy, siêu âm hoặc panme; và phương pháp phá hủy như cắt ngang hoặc đo khối lượng (trọng lượng). Ngoài ra còn có các phương pháp đo độ dày sơn hoặc bột phủ trước khi đóng rắn.

Độ dày lớp phủ là một biến số quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Đồng hồ đo độ dày sơn bằng từ tính là gì?

Đồng hồ đo từ tính được sử dụng để đo không phá hủy độ dày lớp phủ không từ tính trên nền kim loại có từ tính (chủ yếu là thép và sắt). Chúng hoạt động dựa trên hai nguyên lý: kéo từ (magnetic pull-off) và cảm ứng từ hoặc cảm ứng điện từ (magnetic/electromagnetic induction).

Nguyên lý kéo từ (Magnetic Pull-off)

Dụng cụ đo kéo từ gồm một nam châm vĩnh cửu, lò xo hiệu chuẩn và thang chia độ. Khi nam châm tiếp xúc với bề mặt thép, lực hút từ giữa hai vật thể được ghi nhận. Khi lớp phủ càng dày, lực hút càng yếu – điều này tạo cơ sở để xác định độ dày lớp phủ. Phương pháp này bị ảnh hưởng bởi độ nhám bề mặt, độ cong, độ dày nền và thành phần hợp kim nền.

Các thiết bị kéo từ thường có dạng bút (ví dụ: PosiPen) hoặc dạng quay số (ví dụ:PosiTest PC). Bản bút sử dụng lò xo xoắn vuông góc với bề mặt phủ, thích hợp cho các vị trí nhỏ, nóng hoặc khó tiếp cận. Bản quay số sử dụng tay đòn cân bằng và lò xo xoắn, cho phép đo chính xác ở mọi tư thế và thường dùng bởi nhà thầu sơn và xưởng sơn tĩnh điện nhỏ. Sai số thông thường: ±5–10%.

Máy đo độ dày từ tính loại bút chì.

Đồng hồ đo cảm ứng từ và cảm ứng điện từ

Đồng hồ cảm ứng từ sử dụng nam châm vĩnh cửu để tạo từ trường, và cảm biến Hall hoặc điện trở từ để đo mật độ từ thông. Cảm ứng điện từ sử dụng từ trường xoay chiều, truyền qua lõi sắt từ và được phát hiện bởi cuộn dây thứ cấp. Cả hai đều đo biến thiên từ thông khi đầu dò tiến gần bề mặt thép, từ đó xác định khoảng cách (tức độ dày lớp phủ).

Các thiết bị cảm ứng điện tử như PosiTector 6000 F Series hay PosiTest DFT Ferrous hiển thị kết quả trên màn hình LCD, sử dụng đầu dò áp lực cố định để giảm ảnh hưởng từ thao tác người dùng. Nhiều model còn có khả năng lưu trữ kết quả, phân tích và xuất dữ liệu. Sai số thông thường: ±1%. Tuân theo các tiêu chuẩn như ASTM D1186, D7091, ISO 2178, ISO 2808.

Máy đo độ dày kéo ra từ quay số quay lại.

Thiết bị đo độ dày lớp phủ bằng dòng điện xoáy

Kỹ thuật dòng điện xoáy dùng để đo không phá hủy lớp phủ không dẫn điện trên nền kim loại phi từ tính (nhôm, đồng...). Đầu dò tạo ra từ trường xoay chiều tần số cao (>1 MHz), khi tiếp xúc bề mặt dẫn điện sẽ sinh ra dòng điện xoáy, từ đó phản ứng lại lên từ trường đầu vào – biến thiên này được dùng để tính độ dày lớp phủ.

Các thiết bị đo độ dày lớp phủ chuyên dụng nền bê tông như PosiTector 6000 N Series có hình dạng giống thiết bị từ tính điện tử và hiển thị LCD, cũng có thể lưu và phân tích kết quả. Sai số thông thường: ±1%. Phép đo bị ảnh hưởng bởi độ nhám, độ cong, độ dày nền, loại kim loại nền và khoảng cách tới mép. Tiêu chuẩn tham khảo: ASTM B244, D1400, D7091, ISO 2360.

Hiện nay, các thiết bị kết hợp cả hai nguyên lý từ tính và dòng điện xoáy rất phổ biến (ví dụ: PosiTector 6000 FN, PosiTest DFT Combo). Thiết bị tự động nhận diện nền vật liệu và chuyển nguyên lý đo tương ứng.

Máy đo độ dày cảm ứng từ điện tử.

Thiết bị đo lớp phủ bằng siêu âm

PosiTector 200 là ví dụ về thiết bị sử dụng kỹ thuật xung-echo siêu âm để đo độ dày lớp phủ trên nền không kim loại (gỗ, nhựa...). Đầu dò phát sóng siêu âm đi qua lớp phủ và phản hồi từ nền được chuyển thành tín hiệu điện. Hệ thống phân tích sóng phản hồi để xác định độ dày. Một số trường hợp có thể đo được từng lớp trong hệ nhiều lớp phủ. Sai số thông thường: ±3%. Tiêu chuẩn: ASTM D6132.

Dùng panme để đo lớp phủ

Panme có thể dùng để đo mọi tổ hợp lớp phủ và nền nhưng yêu cầu phải tiếp cận mặt dưới của nền. Người dùng cần đo 2 lần – một lần có lớp phủ, một lần không – lấy chênh lệch làm độ dày. Kỹ thuật này không hiệu quả với lớp phủ mỏng và dễ sai số nếu bề mặt không bằng phẳng.

Máy đo độ dày sơn siêu âm có thể đo độ dày của lớp phủ trên nền phi kim loại.

Phương pháp đo phá hủy

Kỹ thuật phổ biến là cắt ngang lớp phủ và đo bằng kính hiển vi. Một biến thể khác là cắt rãnh chữ V chính xác qua lớp phủ và quan sát qua kính lúp có chia thang. Phương pháp này đòi hỏi tay nghề và khả năng đọc hình ảnh tốt. Được dùng khi không thể dùng phương pháp không phá hủy hoặc cần xác minh kết quả. Tiêu chuẩn: ASTM D4138.

Phương pháp khối lượng 

Tính độ dày bằng công thức:

 T = m / (A × d) 

Trong đó:

T: độ dày (μm)
m: khối lượng lớp phủ (mg)
A: diện tích (cm²)
d: tỷ trọng (g/cm³)

Phương pháp này đòi hỏi điều kiện phòng thí nghiệm và không hiệu quả với bề mặt thô hoặc phủ không đều.

Đo độ dày sơn ướt

Thước đo sơn ướt giúp xác định độ dày cần phủ để đạt độ dày khô mong muốn (nếu biết phần trăm chất rắn). Thước đo được mọi loại lớp phủ hữu cơ ướt. Việc đo sơn ướt ngay khi thi công cho phép điều chỉnh kịp thời, tránh lỗi tốn kém về sau.

Sử dụng thước răng cưa hoặc bánh xe đo. Thước răng cưa có các răng với độ cao khác nhau, xác định khoảng giữa răng cao nhất có sơn và răng chưa chạm. Thích hợp với bề mặt trơn, không nhanh khô thể hiện tầm quan trọng máy đo độ dày màng sơn. Tiêu chuẩn: ASTM D1212, D4414.

Bánh xe đo sơn gồm 3 đĩa đồng tâm, lăn trên lớp phủ ướt và hiển thị kết quả ngay khi tiếp xúc. Sai số ±5 µm.

Đo bột phủ chưa đóng rắn

Có thể đo bằng thước răng cưa hoặc thiết bị siêu âm như PosiTest PC. Với thước, độ dày nằm giữa hai răng cao nhất có và không có bám bột. Với thiết bị siêu âm, đầu dò đặt gần bề mặt, hiển thị kết quả trên màn hình LCD. Sai số: ±5 µm. Lưu ý: vết đo có thể ảnh hưởng đến kết quả khi lớp phủ đóng rắn.

Chuẩn hiệu chuẩn độ dày

Thiết bị đo phải được hiệu chuẩn với chuẩn độ dày truy xuất được (ví dụ: chuẩn NIST). Chuẩn phải chính xác gấp 4 lần thiết bị. Việc kiểm tra định kỳ giúp đảm bảo thiết bị đang hoạt động đúng. Nếu sai số vượt mức cho phép, cần hiệu chuẩn lại.

Địa chỉ mua máy đo độ dày lớp sơn phủ uy tín:

Độ dày màng sơn ảnh hưởng lớn đến chi phí và chất lượng. Việc đo lường nên là thói quen thường xuyên trong mọi hoạt động sơn phủ. Việc chọn đúng thiết bị phụ thuộc vào độ dày cần đo, loại nền, hình dạng chi tiết và mức độ quan trọng của độ chính xác.

Nếu bạn đang tìm kiếm một thiết bị đo độ dày lớp phủ đáng tin cậy, hãy tham khảo các sản phẩm tại MVTEK để nhận được sự tư vấn chi tiết và lựa chọn tốt nhất.

Bạn có thể ghé thăm website mvtek.vn – thuộc Công ty Cổ phần Công nghệ Mai Vũ, một trong những nhà phân phối uy tín trong lĩnh vực thiết bị công nghệ, đặc biệt là thiết bị đo lớp sơn trên nền thép, thiết bị đo trên nền không từ tính nhôm, máy đo độ dày lớp sơn chống cháy,... Với phương châm: sản phẩm chính hãng đa dạng – giá cả cạnh tranh – ưu đãi liên tục – dịch vụ khách hàng tận tâm và giao hàng miễn phí tại Hà Nội, TP.HCM, MVTEK cam kết mang đến cho khách hàng trải nghiệm mua sắm tuyệt vời và chu đáo.