Tóm tắt Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5878:2007 (ISO 2178:1982) về Lớp phủ không từ trên chất nền từ - Đo chiều dày lớp phủ - Phương pháp từ

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5878:2007 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 2178:1982. Văn bản này quy định phương pháp sử dụng các thiết bị đo kiểu từ tính để tiến hành đo không phá hủy chiều dày của các lớp phủ không từ tính (bao gồm cả lớp sơn, men thủy tinh, men sứ, lớp phủ hóa chất hoặc lớp phủ kim loại không từ tính như kẽm, crom, đồng, thiếc...) trên nền kim loại từ tính (như sắt, thép, niken từ tính...). Phương pháp này không áp dụng đối với các lớp phủ niken tự phân cực hoặc lớp phủ niken điện hóa trên nền từ tính.

Điều 1: Phạm vi áp dụng

Điều khoản này xác định rõ giới hạn và đối tượng áp dụng của phương pháp đo từ tính:

• Phương pháp này được thiết kế chuyên biệt để đo chiều dày của các lớp phủ không từ tính trên chất nền là kim loại từ tính.
• Các loại lớp phủ điển hình bao gồm: sơn, men, chất dẻo, mạ kẽm, mạ crom, mạ đồng và các lớp phủ bảo vệ hoặc trang trí không từ tính khác.
• Tiêu chuẩn nhấn mạnh phương pháp này không phù hợp để đo các lớp phủ niken từ tính trên nền từ tính vì cả hai lớp đều có tính chất từ, gây sai lệch nghiêm trọng cho kết quả đo.

Điều 2: Nguyên lý đo

Nguyên lý hoạt động của các thiết bị đo chiều dày lớp phủ bằng phương pháp từ tính dựa trên hai nguyên lý vật lý cơ bản:

• Nguyên lý lực hút từ tính: Đo lực hút giữa một nam châm vĩnh cửu và kim loại nền từ tính. Sự xuất hiện của lớp phủ không từ tính làm giảm lực hút này. Chiều dày lớp phủ càng lớn thì lực hút càng yếu. Lực cần thiết để tách nam châm ra khỏi bề mặt phủ được quy đổi trực tiếp thành giá trị chiều dày lớp phủ trên màn hình hiển thị của thiết bị.
• Nguyên lý cảm ứng từ (hoặc từ trở): Sử dụng một đầu dò có lõi sắt từ được quấn cuộn dây dẫn. Khi đặt đầu dò lên bề mặt, lớp phủ không từ tính đóng vai trò như một khe hở không khí trong mạch từ giữa đầu dò và kim loại nền. Sự thay đổi từ trở của mạch từ hoặc sự thay đổi suất điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp sẽ tỉ lệ thuận với chiều dày của lớp phủ cần đo.

Điều 3: Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo

Để đảm bảo kết quả đo đạt độ chính xác cao nhất, người vận hành cần đặc biệt lưu ý các yếu tố kỹ thuật có thể gây sai số sau đây:

• Chiều dày của kim loại nền: Mỗi thiết bị đo đều có một giới hạn chiều dày tới hạn của kim loại nền. Nếu kim loại nền mỏng hơn chiều dày tới hạn này, kết quả đo sẽ bị ảnh hưởng bởi độ dày của nền chứ không chỉ riêng lớp phủ.
• Hiệu ứng biên (ảnh hưởng của cạnh): Phép đo thực hiện quá gần các cạnh, góc hoặc sự thay đổi đột ngột về hình học của mẫu thử sẽ không đáng tin cậy do sự biến dạng của từ trường tại các vị trí này.
• Độ cong của bề mặt: Độ cong của mẫu thử (cả cong lồi và cong lõm) ảnh hưởng mạnh mẽ đến phép đo. Do đó, thiết bị cần được hiệu chuẩn trên một bề mặt không phủ có cùng độ cong với mẫu thử thực tế.
• Độ nhám bề mặt: Bề mặt của cả lớp phủ và kim loại nền càng nhám thì sai số phép đo càng lớn. Cần thực hiện nhiều phép đo tại các vị trí khác nhau để lấy giá trị trung bình nhằm giảm thiểu sai số do độ nhám gây ra.
• Tính chất từ của kim loại nền: Sự khác biệt về độ từ thẩm của kim loại nền giữa mẫu chuẩn và mẫu đo thực tế sẽ gây ra sai số. Cần sử dụng mẫu chuẩn có cùng đặc tính từ tính với mẫu thử để hiệu chuẩn máy.
• Hướng đo và từ trường ngoài: Từ trường mạnh từ các thiết bị điện lân cận hoặc từ tính dư trong chính mẫu thử có thể gây nhiễu nghiêm trọng cho đầu dò từ tính.
• Độ sạch của bề mặt: Bụi bẩn, dầu mỡ, mạt kim loại bám trên đầu dò hoặc trên bề mặt lớp phủ đều làm tăng khoảng cách đo ảo, dẫn đến kết quả đo cao hơn thực tế.

Điều 4: Hiệu chuẩn thiết bị

Hiệu chuẩn là bước bắt buộc trước khi tiến hành đo để đảm bảo tính chuẩn xác của thiết bị đo:

• Sử dụng mẫu chuẩn (Calibration Standards): Thiết bị phải được hiệu chuẩn bằng cách sử dụng các tấm chuẩn có chiều dày đã biết (được chứng nhận) hoặc sử dụng các lá đệm chuẩn (foils) đặt trên nền kim loại không phủ có cùng tính chất từ và hình học với mẫu thử.
• Quy trình hiệu chuẩn: Người vận hành phải thực hiện hiệu chuẩn điểm "0" trên nền kim loại không phủ trước, sau đó hiệu chuẩn tại một hoặc nhiều điểm có chiều dày nằm trong khoảng dự kiến của lớp phủ cần đo thực tế.
• Kiểm tra định kỳ: Trong quá trình đo số lượng lớn, cần thường xuyên kiểm tra lại độ chuẩn xác của máy bằng các mẫu chuẩn để phát hiện kịp thời sự trôi điểm không hoặc sai lệch do nhiệt độ và hao mòn đầu dò.