什么是磁感應涂層測厚法?
磁感應是工業(yè)涂層厚度檢測常用的無損檢測方法,鋼結構噴漆、五金件鍍鋅、機械設備表面粉末噴涂工藝等都需要控制涂層厚度,使用磁感應涂層測厚儀只需要將探頭輕輕按壓在待測工件表面,就可以直接讀取當前涂層厚度數(shù)據(jù)。那么磁感應法到底是怎么測出厚度的?哪些涂層可以用磁感應涂層測厚儀測量呢?
一、什么是磁感應涂層測厚法?
磁感應涂層測厚法是一種利用磁場變化測定涂層厚度的無損檢測方法,可以測量鐵、鋼等鐵磁性金屬基體上的非磁性覆蓋層厚度。
磁感應測厚儀探頭內部通常包含鐵芯和線圈,線圈通入交流電后會產生交變磁場。測量時探頭與待測工件表面接觸,磁力線會往鐵鋼這類鐵磁性金屬基體里走,形成磁回路。而中間的覆蓋層是非磁性的鍍鋅、噴漆、粉末等涂鍍層,把探頭和鐵基體隔開一道磁間隙,涂層越厚,間隙越大,磁阻就越大。儀器事先用已知厚度的標準片校準,檢測磁阻及磁場響應變化,根據(jù)校準關系換算出涂層厚度。
磁感應涂層測厚法檢測的是探頭接觸面到鐵磁性基體之間覆蓋層的總厚度,如果鋼板表面既有鍍鋅層又有油漆層,儀器測出的就是鍍鋅層加上油漆層的厚度,無法直接區(qū)分兩層各自的厚度。
二、磁感應法可以測量哪些涂層?
| 基體材料 | 表面覆蓋層 | 能否使用磁感應法 |
| 碳鋼 | 油漆涂層 | 可以 |
| 鋼板 | 粉末噴涂層 | 可以 |
| 鐵制零件 | 非磁性鍍鉻層、鍍鋅層 | 可以 |
| 鋼結構 | 防腐涂層 | 可以 |
| 鐵制工件 | 磁性鍍鎳層 | 不適用 |
| 鋁合金 | 陽極氧化膜 | 不適用 |
| 鋁合金 | 油漆涂層 | 不適用 |
| 塑料 | 表面涂層 | 不適用 |
磁感應法并不要求涂層絕緣。例如鋼材表面的鋅鍍層雖然導電,但屬于非鐵磁性覆蓋層,通常可以用磁感應法測量。
不銹鋼表面涂層不一定能使用磁感應法測量,像奧氏體不銹鋼(304、316、321)一般無磁性或只有弱磁性,不建議用磁感應法測量;鐵素體不銹鋼(430、446)或馬氏體不銹鋼(410、420、440C)能夠被磁鐵吸引,可以用磁感應法測量非磁性涂層厚度。

三、如何使用磁感應涂層測厚儀檢測涂層厚度?
以林上LS227多探頭涂層測厚儀為例,它可以根據(jù)基材、量程和測量空間更換探頭。其中帶有磁感應測量方法的有6款,2款鐵基探頭采用磁感應原理,4款雙基探頭結合了磁感應和電渦流測量方法,能夠自動識別基材,在鐵磁性基材表面使用磁感應原理。
| 探頭型號 | 測量范圍 | 適用場景 |
| F600-X0 | 0–600 μm | 鋼鐵小型工件、薄涂鍍層 |
| F2000-X2 | 0–2000 μm | 鋼制管道內壁、狹窄凹槽 |
| FNF2000-X1 | 0–2000 μm | 鐵、鋁工件孔洞、狹縫 |
| FNF2000-X0 | 0–2000 μm | 鋼鐵或鋁合金表面常規(guī)涂層 |
| FNF5000-X0 | 0–5000 μm | 鐵、鋁表面大厚度油漆、涂料 |
| FNF20000-X0 | 10–20000 μm | 鐵、鋁表面超大厚度防火涂層 |
測量前確認工件是鐵磁性金屬基體,并清潔涂層表面的灰塵、鐵屑等異物。
根據(jù)實際檢測場景選擇合適的探頭,本次實驗測量電鍍藍白鋅緊固件鍍層厚度,工件尺寸較小,選擇LS227主機搭配F600-X0探頭,并使用手壓機架減少人為因素造成的測量誤差。
建議使用未涂鍍工件進行零點校準,實在沒有未涂鍍工件的情況下也可以用贈送的鐵基板調零。
LS227支持零點校準和1~5點校準,對精度要求較高或基體情況特殊的工件可以使用標準片進行多點校準,修正測量曲線。
實際測量時將F600-X0探頭固定在機架上,并用平口臺鉗固定緊固件,慢慢移動平口臺鉗至測試位置,使緊固件和探頭處于同一垂直線,壓下操作手柄屏幕上立即顯示測量結果。
在工件不同位置設置測點,每個測點重復測量三次記錄平均值。

實測數(shù)據(jù):
| 檢測區(qū)域 | 第一次(μm) | 第二次(μm) | 第三次(μm) | 平均厚度(μm) |
| A1 | 24.8 | 25.0 | 24.9 | 24.9 |
| A2 | 27.4 | 27.6 | 27.5 | 27.5 |
| A3 | 30.2 | 30.5 | 30.4 | 30.4 |
| A4 | 26.1 | 26.3 | 26.2 | 26.2 |
| A5 | 28.5 | 28.8 | 28.6 | 28.6 |
| 整體平均(μm) | — | — | — | 27.5 |
測量結果顯示各測點平均厚度在24.9~30.4μm之間,整體平均厚度約27.5μm。工件不同位置鍍層厚度存在一定差異,其中A3區(qū)域鍍層相對較厚,A1區(qū)域相對較薄。
四、哪些因素會影響磁感應法測量準確度?
1、基材厚度不同,例如薄鋼板和厚鋼板的磁路條件不同,如果基材厚度低于探頭適用條件就可能會出現(xiàn)測量誤差。選擇探頭前需關注最小基體厚度要求,例如F600-X0探頭最小基體厚度是0.1mm。
2、探頭在平面、曲面、邊緣和狹窄位置測量時的磁場分布也可能不同,因此特別建議在未涂鍍工件上調零與校準,在平板上調零去測曲面涂鍍層厚度數(shù)據(jù)可能不準確。
3、探頭沒有垂直接觸涂層,每次測量壓力不同;或探頭下方夾有灰塵、鐵屑,涂層表面粗糙、有污漬等,都可能導致數(shù)據(jù)波動。
4、外部環(huán)境也可能會影響測量數(shù)據(jù),測量時建議遠離強磁體(磁鐵、音響等)和強電磁場(變壓器、電風扇、電烤箱、電磁爐等)。
磁感應涂層測厚法用于測量鋼、鐵等磁性金屬基體上的非磁性涂層例如油漆、塑料、鋅、鉻等的厚度;如果要檢測鋁、銅、鋅等非磁性金屬件上的油漆涂料厚度,可以考慮使用電渦流法。
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