用磁场或涡流（电磁）试验方法测量涂层厚度的标准实施规程ASTM E376-11（中文翻译版）

ASTM E376-11用磁场或涡流（电磁）试验方法测量涂层厚度的标准实施规程（仅供参考）

¹本规程由ASTM无损检测委员会E07管辖，并由电磁法小组委员会E07.07直接负责。

当前版本于2011年7月1日批准。2011年7月出版。最初批准于1989年。上一版于2006年批准为E376-06。DOI: 10.1520/E0376-11。

本标准以固定名称E376发布；紧跟在名称后面的数字表示最初采用的年份，如果是修订版，则表示最后修订的年份。括号中的数字表示上次重新批准的年份。上标（ε）表示自上次修订或重新批准以来的编辑性更改。

本标准已被国防部批准使用。

 

1、范围*

1.1 本规程包括使用磁性和涡流式测厚仪（量规）对金属基底上的涂层进行无损厚度测量。

1.2 规程D7091和ASTM发布的以下试验方法涵盖了这些仪器的更具体用途：试验方法B244、B499、B530和G12。

1.3 单位以国际单位制表示的数值应视为标准值。括号中给出的值是以英寸磅为单位的数学转换，仅供参考，不被视为标准值。

1.4 根据本规程进行的测量应符合1982年出版的ISO 2178的要求。

1.5 本标准并非旨在解决与其使用相关的所有安全问题（如有）。本标准的使用者有责任在使用前建立适当的安全和健康实践，并确定法规限制的适用性。

 

2、参考文件

2.1 ASTM标准：²

²有关参考的ASTM标准，请访问ASTM网站www.astm.org，或通过Service@astm.org联系ASTM客户服务。有关ASTM标准年鉴卷信息，请参阅ASTM网站上的标准文件摘要页。

B244用涡流仪测量铝阳极涂层和其他非磁性基底金属非导电涂层厚度的试验方法

B499用磁性法测量涂层厚度的试验方法：磁性金属上的非磁性涂层

B530用磁法测量镀层厚度的试验方法：在磁性和非磁性基底上电沉积镍镀层

D7091有色金属用非磁性涂层和有色金属用非磁性非导电涂层干膜厚度的无损测量规程

E543无损检测机构规范

E1316无损检测术语G12钢制管道涂层膜厚无损检测方法

2.2 ASNT标准：³

³可向美国无损检测协会（ASNT）索取，地址：俄亥俄州哥伦布市阿林加特路1711号28518信箱，邮编：43228-0518，网址：http://www.asnt.org。

SNT-TC-1A无损检测人员资格鉴定和认证推荐规程

ANSI/ASNT-CP-189无损检测人员资格认证标准

2.3 友邦保险标准：

NAS-410无损检测人员资格认证⁴

⁴可从美国航空工业协会（AIA）获得，地址：1000 Wilson Blvd.，Suite 1700，Arlington，VA22209-3928，http://www.aia-aerospace.org。（MIL-STD-410的替换标准。）

2.4 国际标准：

ISO 2178磁性基底上的非磁性涂层涂层厚度的测量磁性方法⁵

⁵可从美国国家标准协会（ANSI）获得，地址：25 W.43rd St.，4th Floor，New York，NY 10036，http://www.ansi.org。

注1—见附录X1。

 

3、术语

3.1 定义—与本规程相关的术语定义，请参考术语E1316。

 

4、意义和用途

4.1 概述—目前没有可用的测厚仪适用于涂层基底厚度和材料的所有组合。特定仪器的限制通常由其制造商划定。

4.2 磁性—磁性测量仪测量磁体和涂层或其基材之间的磁引力，或穿过涂层和基材的磁通路径的磁阻。这些测量仪是用来测量磁性基底上非磁性涂层的厚度的。其中一些还将测量磁性或非磁性基底上镍涂层的厚度。⁶

⁶磷含量超过8%的自催化沉积镍磷合金，只要在任何热处理之前进行测量，就足以用这种方法测量其磁性。

4.3 涡流—涡流式测厚仪是测量由涂层厚度变化引起的涡流感应线圈阻抗变化的电子仪器。只有当涂层的导电性与基材的导电性显著不同时，才能使用它们。

......

 

5、干扰

5.1 涂层厚度—测量精度随涂层厚度的变化取决于所用方法和仪器设计。一般来说，精度是涂层厚度的一个百分比，除了在范围的下端，它是一个固定的厚度。

5.2 基底金属的磁性—磁性测厚仪的磁性受基底金属磁性变化的影响。出于实际目的，低碳AISI 1005-1020钢中的磁性变化可以被认为是微不足道的。为避免严重或局部热处理和冷加工的影响，应使用具有与试样具有相同磁性的基底金属的参考标准，或最好是（如果有的话）在涂敷涂层之前使用待检查零件的样品对仪器进行标准化。

5.3 基底厚度—对于每种方法，都有一个由仪器探头产生的有效穿透深度。这是仪器不再受基底厚度增加影响的临界深度或厚度。由于它取决于仪器探头和基体，所以应该通过实验来确定。

5.4 涂层和基体涡流仪的结构和成分—涡流仪对结构、组成和影响涂层和基材导电性和磁导率的其他因素敏感。例如，这种仪器对以下两种情况的差异很敏感：（1）铝合金；（2）在不同温度下沉积的铬涂层；（3）含有不同数量金属颜料的有机涂层。

5.5 边缘效应—所有检验方法对试样的突然表面变化都很敏感；因此，在边缘或内角附近进行的测量将无效，除非仪器被专门用于此类测量的标准化。根据方法探针配置和仪器，效应通常从不连续处延伸3至13 mm（1/8至1/2 in.）。边缘效应通常是线圈直径的函数。

5.6 检验曲面的曲率—厚度测量对样品的曲率敏感。这种灵敏度在不同的仪器之间变化很大，并且随着曲率的增加而变得更加明显。

5.7 表面的平滑度，包括母材的平滑度—因为粗糙的表面可能使单个测量不准确，更多的测量将提供更真实地代表整个涂层厚度的平均值。粗糙度也可能导致某些仪器读数过高，因为它们的探头可能位于峰值上。

......

 

6、申请依据

6.1 下列项目须经使用或引用本标准的双方签订合同协议。

6.2 人员资格

6.2.1 如果合同协议中有规定，根据本标准进行检查的人员应根据国家或国际认可的无损检测人员资格实践或标准（如ANSI/ASNT-CP-189、SNT-TC-1A、NAS-410）或类似文件进行资格鉴定，并由业主或认证机构认证，如适用。所使用的规程或标准及其适用的修订应在使用方之间的合同协议中确定。

6.3 无损检测机构的资格—如果合同协议中有规定，则无损检测机构应按照规范E543的规定进行资格鉴定和评估。规范E543的适用版本应在合同协议中规定。

6.4 程序和技术—使用的程序和技术应符合合同协议的规定。

6.5 表面预处理—表面处理标准应符合5.11和合同协议中规定的要求。

6.6 检验时间—检验时间应符合适用的合同协议。

6.7 检验范围—检验范围应符合适用的合同协议。

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7、校准和标准化

7.1 每个仪器应按照制造商的说明进行校准，并在使用前采用适当的厚度标准进行标准化。在使用过程中，应经常检查标准化。应注意第5节和第8节。

7.2 仪器制造商提供或推荐的厚度均匀的参考标准有两种类型，箔或涂层基底。但是，也有一些情况下，参考标准是由仪器制造商以外的制造商制定的。

7.2.1 标准化箔（垫片）—标准化箔在标准化仪器时放置在未涂层基底金属表面。箔材有利于曲面上的标准化，通常比涂层标准更容易获得。为防止由于箔材与基体接触不良而产生的测量误差，应确保箔材与基体之间的紧密接触。箔材有凹痕，因此损坏时应更换。

7.2.1.1 非磁性箔可用于标准化测量非磁性涂层的磁性测厚仪。非导电塑料箔可用于标准化涡流仪，以测量非导电涂层。

7.2.1.2 如果仪器探头可能导致厚度读数变化，则不应使用弹性箔。除非曲面需要薄箔的柔韧性，否则应避免在彼此顶部使用两个或多个箔。

7.2.2 涂层参考标准包括与基材永久结合的已知厚度涂层。

7.3 参考标准的厚度应尽可能接近所测量的涂层厚度。

7.4 对于磁性仪器，参考标准应具有与涂层试样相同的磁性。

7.5 对于涡流仪，参考标准应具有与被测涂层试样相同的电磁特性（见5.4）。

7.6 为确定标准化有效性，建议在裸试样上读取与试样基底相同的磁性和电学性能读数。

7.7 如果涂层工艺发生变化，标准化可能不再有效，特别是对于磁性涂层和涡流计（见5.4）。

......

 

8、程序

8.1 按照制造商的说明操作每个仪器，适当注意第5节中列出的因素。

8.2 每次仪表投入使用时，应在现场检查仪表校准，并在使用过程中定期检查，以确保性能正常。

8.3 遵守以下预防措施：

8.3.1 基体厚度—当基体厚度小于临界厚度（见5.3）且不能由同一金属支撑时，不得在金属表面或其他导电材料上使用涡流计进行测量。

8.3.1.1 使用磁力计，可通过将平坦基底放置在具有相同磁性的材料的平坦层上来增加其有效厚度。

8.3.2 边缘效应—读数与试样边缘、孔、内角等的距离不得小于13 mm（1/2 in.），除非已证明此类测量的校准有效性（见7.5）。

8.3.3 曲率效应—如果仪器已使用具有类似曲率的试样进行标准化，则通常应使用相同的探头方向进行测量和标准化。

8.3.4 读数：

8.3.4.1 由于仪器的正常变化，有必要在每个位置进行多次读数。涂层厚度的局部变化也可能要求在任何给定区域进行多次测量；这尤其适用于粗糙表面。

8.3.4.2 吸引力类型的仪器对振动敏感，明显错误的读数应予以拒绝。

8.3.5 机械加工方向—如果机械加工方向对读数有明显影响，则使用与标准化过程中使用的探针方向相同的探针对试样进行测量。如果这是不可能的，通过以90°的增量旋转探头在不同方向进行四次测量。

8.3.6 剩磁—当基底金属中存在剩磁时，当使用两极仪器时，采用固定磁场，在两个方向上进行测量，不同方向相差180°。对于采用固定磁场的单极仪器，可能需要对试样进行退磁以获得有效结果，这也可能适用于双极仪器。

8.3.7 清洁表面—异物，如污垢、油脂和腐蚀产物时，应在不清除任何涂层材料的情况下进行清洁。在进行测量时，应避免试样上有难以去除的可见污染区域，如焊剂、酸点、浮渣和氧化物。

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9、报告

9.1 检查报告应包含以下信息：

9.1.1 日期和操作员姓名；

9.1.2 仪器和探针识别；

9.1.3 部件的标识，并指示检查是针对新部件、使用部件还是翻新部件；

9.1.4 涂层和基材的材料；

9.1.5 仪器校准和/或标准化的类型；

9.1.6 使用频率；

9.1.7 检查程序标识；

9.1.8 检查结果。

 

10、关键词

涂层厚度；涡流探头；磁场；无损检测

 

附录

（非强制性信息）

X1. 涵盖磁性和涡流测厚仪的ASTM标准

还有其他一些ASTM标准涵盖了测量涂层厚度的其他方法。一些列在第2节中，其他列在ASTM标准索引中。

 

X2. 具体应用

X2.1 有些涂层是按单位面积的重量而不是厚度来规定的。典型示例如下：

涂层金属	常用单位	当量厚度
锌 305 g/m2（1oz/ft2）	0.043mm	0.0017 in.或1.7 mils
锡 11.0 g/m2（1lb/底盒）	0.0015mm	0.00006 in.

X2.2 热浸锌涂层的测量精度受锌和钢基体之间的表面轮廓和合金形成的限制。通常用磁力计可以获得高于±15%的精度。

X2.3 国家标准与技术研究所（NIST）认证的标准不得从安装标准的卡上移除；应在非磁性工作表面上使用。

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