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涂装检测的主要项目包括涂层厚度附着力耐腐蚀性等指标

三方检测机构-房工 2022-04-09

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涂装检测是确保涂层性能符合设计要求的关键环节,直接关系到产品的防腐蚀能力、外观质量及使用寿命。其中,涂层厚度、附着力、耐腐蚀性是三大核心指标——厚度影响防护层的耐用性,附着力决定涂层是否易脱落,耐腐蚀性则是衡量涂装防护效果的终极标准。此外,涂层外观、硬度、柔韧性等指标也直接影响产品的使用体验与耐久性。本文将围绕这些主要项目,详细解析其检测原理、常用方法及实操中的注意要点,为涂装质量控制提供具体参考。

涂层厚度检测:从原理到实操的细节把控

涂层厚度是涂装质量的基础指标之一。对于防腐涂层而言,过薄的涂层无法形成有效的屏障,易被腐蚀介质渗透,导致基材生锈;过厚的涂层则可能因内部应力过大而出现开裂、剥落等问题,同时增加涂装成本。因此,准确控制涂层厚度是确保涂装效果的关键一步。

磁性测厚法是最常用的非破坏性测厚方法,适用于钢铁等磁性基材上的非磁性涂层(如油漆、粉末涂层)。其原理是利用磁体与磁性基材之间的吸引力变化——涂层越厚,磁体受到的吸引力越小,测厚仪通过内置传感器将这种变化转化为厚度数值。使用前需用对应基材的标准试块校准,确保测量精度。

涡流测厚法适用于铝、铜等非磁性基材上的非导电涂层。当测厚仪的涡流探头靠近基材时,会产生高频磁场,涂层厚度不同会导致涡流强度变化,仪器据此计算厚度。这种方法同样是非破坏性的,适合批量检测,但需注意基材表面的粗糙度会影响测量结果,因此需选择平整的测量点。

对于要求极高精度的场合,会用到破坏性测厚法,如切片法。具体操作是用切片机将涂层与基材切成薄片,然后在显微镜下测量涂层的厚度。这种方法虽然准确,但会破坏样品,因此通常用于抽检或争议解决。另外,还有酸蚀法,通过化学腐蚀去除涂层,测量腐蚀前后的重量差来计算厚度,但仅适用于某些特定涂层。

在实际检测中,需注意以下几点:一是测量点的选择,应在涂层表面均匀分布,避免边缘、凸起或凹陷处,通常每个样品测量5-10个点取平均值;二是测厚仪的校准,每天使用前需用标准试块校准,避免因仪器漂移导致误差;三是不同涂层类型的处理,比如多层涂层需明确测量的是总厚度还是单涂层厚度,如需测单涂层,需用剥离法去除上层涂层后再测。

附着力检测:判断涂层与基材结合力的关键手段

附着力是指涂层与基材或涂层之间的黏附能力,是衡量涂层是否易脱落的核心指标。如果附着力不足,涂层在使用过程中会因外力(如摩擦、冲击)或环境因素(如湿度、温度变化)而脱落,失去防护和装饰作用。

划格法是最常用的附着力检测方法,符合GB/T 9286标准。操作步骤是:用划格刀在涂层表面划出道数相等的横线和纵线,形成1mm×1mm或2mm×2mm的格子(根据涂层厚度选择),划透涂层至基材;然后用符合标准的压敏胶带贴在格子上,用手指按压均匀,再迅速撕离胶带;最后观察格子内涂层的脱落情况,评级从0级(无脱落)到5级(完全脱落)。

拉开法适用于需要精确数值的场合,符合GB/T 5210标准。操作时,先将拉拔头用胶粘剂粘在涂层表面,待胶粘剂完全固化后,用拉拔仪以恒定速度向上拉,直到涂层与基材分离,记录此时的拉脱力,以MPa为单位表示附着力。这种方法的优点是能得到量化结果,缺点是试样制备复杂,且会破坏样品。

划圈法主要用于有机涂层的附着力检测,符合ISO 2409标准。使用划圈仪,将针尖调整至刚好接触基材,然后以一定的压力和速度在涂层表面划圈,形成螺旋线,圈数越多,涂层与基材的结合力越好。根据螺旋线内涂层的脱落情况评级,从0级(无脱落)到5级(严重脱落)。

不同方法的适用场景不同:划格法适合平整的涂层表面,如家电外壳、家具;拉开法适合重要的工业部件,如桥梁钢结构;划圈法适合薄涂层。实操中需注意:划格刀的刃口要锋利,避免因刃口钝导致划不透涂层;胶带的粘性要符合标准(通常为25±5N/100mm),避免因粘性过强或过弱影响结果;拉开法的胶粘剂要与涂层兼容,避免腐蚀涂层。

腐蚀性检测:模拟实际环境的性能验证

耐腐蚀性是涂装防护效果的终极指标,尤其是对于户外使用的产品(如汽车、桥梁、集装箱),腐蚀是导致涂层失效的主要原因。耐腐蚀性检测通过模拟实际环境中的腐蚀条件,快速评估涂层的防护能力,为产品的使用寿命提供参考。

中性盐雾试验(NSS)是最常用的腐蚀试验方法,符合GB/T 10125标准。试验条件是:将样品放入盐雾箱,喷5%的NaCl水溶液(pH值6.5-7.2),温度保持35℃,盐雾的沉降量为1-2mL/(h·80cm²)。试验时间根据要求而定,从几小时到几千小时不等。试验结束后,观察样品表面的腐蚀情况(如锈点、鼓泡),并按照GB/T 6461标准评级。

醋酸盐雾试验(ASS)是在中性盐雾的基础上,将溶液的pH值调至3.1-3.3,模拟酸性环境,主要用于检测铜镍铬镀层等对酸性腐蚀敏感的涂层。循环腐蚀试验则更接近实际环境,通过交替进行盐雾、干燥、湿润等步骤,模拟户外的干湿交替条件,能更真实地反映涂层的耐腐蚀性能,但试验周期更长。

浸泡试验是将样品浸入特定的腐蚀溶液(如盐酸、氢氧化钠、硫酸铜溶液)中,根据试验要求的时间取出,观察涂层的外观变化(如变色、鼓泡、脱落),或测量样品的失重(腐蚀速率)。这种方法适用于检测涂层对特定介质的耐腐蚀性,如化工设备的涂层需耐酸、耐碱。

耐腐蚀性试验的关键是控制试验条件的稳定性:盐雾的沉降量需定期检测,避免因喷嘴堵塞导致沉降量不足;温度需保持恒定,波动不超过±1℃;溶液的pH值需每天测量,避免因蒸发导致浓度变化。结果评价时,需注意区分涂层的腐蚀和基材的腐蚀——如果涂层未被破坏,基材出现腐蚀,说明涂层的屏蔽作用失效;如果涂层本身出现鼓泡或脱落,说明涂层的耐介质性能不足。

涂层外观检测:直观反映涂装质量的基础项目

涂层外观是用户对产品的第一印象,直接影响产品的市场竞争力。外观缺陷(如色差、光泽不均、橘皮、流挂、针孔)不仅影响美观,还可能暗示涂层内部存在问题(如涂覆不均、溶剂挥发不完全),进而影响涂层的性能。

目视检测是外观检测的基础方法,需在标准光源下(如D65人工日光)进行,检测距离为50-100cm,角度为45°或90°。检测内容包括:涂层的颜色是否均匀,有无色差;表面是否有橘皮(类似橘子皮的纹理)、流挂(涂层向下流淌形成的条纹)、针孔(细小的孔洞)、颗粒(表面的杂质颗粒)等缺陷。目视检测需由经过培训的人员进行,避免主观误差。

光泽度是指涂层表面反射光线的能力,常用光泽仪检测,符合GB/T 9754标准。检测时,根据涂层的光泽度选择测量角度:高光泽涂层(光泽度>70)用60°角,半光泽涂层(30-70)用60°或85°角,低光泽涂层(<30)用85°角。测量时需在样品表面均匀取3-5个点,取平均值作为最终结果。光泽不均通常是由于涂覆时辊涂压力不均或固化温度不一致导致的。

色差是指涂层颜色与标准颜色的差异,用色差仪检测,基于CIE L*a*b*颜色空间。L*表示亮度(0黑到100白),a*表示红绿色差(+红-绿),b*表示黄蓝色差(+黄-蓝)。色差的数值用ΔE*表示,ΔE*越小,颜色越接近标准。色差过大通常是由于涂料配比错误、涂覆厚度不均或固化温度不当导致的。

常见的外观缺陷及原因:流挂是由于涂层过厚或涂料粘度太低;针孔是由于涂料中的溶剂挥发过快,或涂覆时空气未完全排出;橘皮是由于涂料的流平性不好,或固化时温度过高;颗粒是由于涂料未过滤,或喷涂环境中有灰尘。针对这些缺陷,需调整涂料配方、涂覆工艺或环境条件。

涂层硬度检测:衡量耐磨耐刮性能的核心指标

涂层硬度是衡量涂层耐磨、耐刮性能的指标,直接影响产品的使用耐久性。例如,家具表面的涂层需要足够的硬度来抵抗日常摩擦,汽车车身的涂层需要抵抗石子的撞击和刮擦。

铅笔硬度法是最常用的硬度检测方法,符合GB/T 6739标准。操作步骤是:将铅笔削成圆柱形(笔芯露出3mm,端面平整),用铅笔硬度计固定铅笔,施加1000g的力,以45°角在涂层表面划一条5-10cm的线;然后用橡皮擦去铅笔痕迹,观察涂层是否有划痕。从最软的6B到最硬的9H,依次测试,直到找到不产生划痕的铅笔硬度,即为涂层的铅笔硬度。

摆杆硬度法适用于检测涂层的弹性硬度,符合ISO 1522标准。其原理是:将摆杆放在涂层表面,使摆杆摆动,测量摆杆从一定角度摆动到另一个角度的时间(阻尼时间),阻尼时间越长,涂层的硬度越高。这种方法适用于工业涂层(如汽车涂层、船舶涂层),能反映涂层的抗变形能力。

铅笔硬度法适合检测装饰性涂层(如家具、家电),摆杆硬度法适合检测功能性涂层(如工业设备)。实操中需注意:铅笔的削法要正确,避免笔芯断裂;施加的力要均匀,避免因用力过大导致错误的划痕;摆杆硬度法的样品需平整,否则会影响摆杆的摆动。

涂层柔韧性检测:评估抗弯曲能力的关键项目

涂层柔韧性是指涂层在弯曲时抵抗开裂或脱落的能力,对于需要弯曲的部件(如汽车车身的弯曲部位、管材、金属板)尤为重要。如果柔韧性不足,涂层在弯曲时会开裂,导致基材暴露,加速腐蚀。

T弯试验是最常用的柔韧性检测方法,符合GB/T 13448标准。操作步骤是:将涂层试样(通常为0.5-1mm厚的金属板)弯曲180°,使试样的两端接触(形成T形),然后观察涂层是否开裂或脱落。根据弯曲时所用的芯轴直径,分为0T(无芯轴)、1T(芯轴直径等于试样厚度)、2T(芯轴直径等于2倍试样厚度)等,T值越小,柔韧性越好。

圆柱轴弯曲试验符合ISO 1519标准,操作时将试样绕不同直径的圆柱轴弯曲180°,观察涂层的开裂情况。根据能承受的最小轴直径,评级从0级(无开裂)到5级(严重开裂)。这种方法适用于较厚的涂层或刚性较大的基材。

柔韧性试验的注意事项:一是试样的制备,需保证涂层均匀,无气泡或杂质;二是弯曲速度,需缓慢均匀,避免因快速弯曲导致涂层开裂;三是试验后的观察,需用放大镜观察涂层的细微开裂,避免遗漏缺陷。

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