涂料保护协会SSPCPA2.docx
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涂料保护协会SSPCPA2
SSPC-PA2May1，2004
SSPC：
涂料保护协会
涂料应用规范NO.2
使用磁性膜厚仪测量干膜厚度
1.范围
1.1综述：
本标准描述了使用商用磁性膜厚仪测量应用于磁性基材的非磁性干膜厚
度的测量程序。
这些程序的目的是为了补充设备制造商的人工操作指南，而不是去
替代那些指南。
1.2本标准说明了两种类型的膜厚仪的调整和测量的程序：
拉脱型（1型）和电子型
（2型）。
1.3本标准详细说明了一个程序，用来判断是否涂层厚度超过了所规定的最低和最
高水平。
当测量复涂表面的干膜厚度时，可能会修改这个程序（见附注7.1）。
2.说明和使用
2.1定义
2.1.1膜厚仪读数：
在某一点的单个读数。
2.1.2测量位置的测量值：
在直径4cm（1.5inch）的圆形范围内至少3个膜厚仪读数
的平均值。
2.1.3校准：
控制和记录的过程，用来衡量可追溯的校准标准和核实膜厚仪所规定的
精确性。
校准通常由膜厚仪制造厂商或有认证的实验室，在一个可控的环境下，通
过使用一个已记录的程序执行。
在校准中所使用的标准，要使得测量结果中不确定
性的总和小于膜厚仪规定的精确性。
2.1.4验证：
用户使用已知的参考标准所进行的精确性的检查。
2.1.5调整：
为了提高膜厚仪在一个规定表面上，或在其测量范围内的特定部分的精
确性，所进行的调节膜厚仪读数符合已知样本厚度的动作。
只要已知涂层或垫片的
厚度，大部分的2型膜厚仪都能在其上进行调整。
2.1.6涂层厚度标准（试块）：
一块光滑的铁磁性基材，其上涂覆一层可按照国家标
准进行追溯的非磁性涂层。
2.1.7垫片（薄片）：
一片用来确认干膜厚度仪的精确性，有均匀的已知厚度，非磁
性的塑料、金属或其他材料的薄片。
2.1.8干膜厚度参考标准：
用来确认膜厚仪精确性的已知厚度的样品，例如标准的涂
层厚度或薄片。
在某些业主允许的情况下，使用一个部分样品（已涂装钢结构的特
定部分）作为特定工作的厚度标准。
2.1.9精确性：
测量值和标准厚度的真实值之间的一致性。
2.1.10结构件：
由一个或多个包含桥梁、容器、船舶等钢组件连接而构成的单元。
如果在车间中涂装，可能是单一的型钢（梁、角、三通、管道、渠道等）。
2.2膜厚仪的说明
2.2.1膜厚仪类型：
膜厚仪的类型取决于测量厚度中使用的特殊的磁力属性，而不取
决于数据的读出模式，例如数字式或模拟式。
本标准不包括测量基体效应所产生的
涡电流的仪器（见附注7.2）。
2.2.21型–拉脱型膜厚仪：
在拉脱型膜厚仪中，植入的永磁体直接接触涂层表面。
测量从表面拔开磁体所需要的力，换算为涂层厚度以刻度显示或显示在膜厚仪上。
从厚的涂层上移开磁体需要较少的力。
其刻度比例是非线性的。
2.2.32型–电子型膜厚仪：
电子型膜厚仪使用电子电路将参考信号转换为涂层厚
度。
2.3涂料应用标准的使用NO.2：
本文件包含以下内容：
校准，验证，调整和测量的程序（第3部分）;
为了与膜厚规范相符合所需要的测量数量（第4部分）;
膜厚仪使用原则和各种影响厚度测量因素的附注（附注7.2到7.18）;
用数字对测量值超出范围进行举例（附录1）;
用数字对使用塑料薄片调整2型膜厚仪进行举例（附录2）;
对测量横梁或大梁上干膜厚度的方案进行举例（附录3）;
对测量在车间涂装后堆放部件的干膜厚度的方案进行举例（附录4）;
对测量测试试板上干膜厚度的方案进行举例（附录5）;
对测量经过喷砂清理的测试试板上干膜厚度的方案进行举例（附录6）。
3.校准，验证，调整和测量的程序
3.1综述
3.1.1达到裸露基材：
所有的膜厚仪在一定程度上都受到基材状态，例如粗糙度、厚
度和组成的影响（见附注7.3到7.8）。
要修正这些影响，建议使用未涂装的底材。
另
一个选择是使用单独的未涂装的参考试板，这些试板有相近的粗糙度、外形、厚度
和组成（见附注7.3到7.8）。
在3.2、3.3和3.4的程序中这些被用作为裸露基材。
为了
排除边界效应，参考试板要有足够的尺寸（见附注7.9）。
在附注7.10到7.14中描述
了影响测量结果的其他条件。
在裸露基材进行测量要在涂层施工以前或者施工中屏
蔽一小块有代表性的区域。
如果全部表面已经施工涂层，惯常的做法是去除一小块
区域的涂层进行测量，之后补上。
去除涂层的过程不允许改变基材的状态。
如果使
用化学脱漆剂，将保留现有的粗糙度（见A2.3）。
3.1.2测量位置的测量：
重复读取膜厚仪，甚至在非常接近的点，由于基材和涂层的
微小表面不规则性经常导致读数不同。
因此，对于基材和涂层的每个测量位置的测
量需要最少读取3个读数。
为了读取每一个新的读数，需要围绕测量位置在直径4cm
（1.5inch）的范围内将探头移动到一个新的位置。
舍弃任何异常的没有重复性的或
高或低的读数。
将可接受读数的平均值作为测量位置的测量数据。
3.1.3校准：
膜厚仪必须由制造厂商或有认证的实验室进行校准。
校准后需要一个校
准证明或其他的文件，表明依照国家标准此校准结果的可追溯性。
没有重新校准的
标准间隔时间，也不是绝对需要的。
校准间隔时间通常基于经验和工作环境。
膜厚
仪制造商所建议为期一年的校准间隔作为一个典型的起点。
3.2精确性的验证
3.2.1测量一系列参考标准，这些参考标准的涂层厚度在预期的范围内（见附注
7.15）。
为了防止使用不准确的膜厚仪进行测量，至少在每项工作的开始和结束时，
要更换一个或多个参考标准对膜厚仪进行检查。
如果在工作班次中膜厚仪跌落或怀
疑读数错误，要重新检查其精确性。
3.2.2记录下膜厚仪的序列号、所使用的参考标准、参考标准的标注厚度以及所得的
测量厚度值和验证膜厚仪精确性的方法。
如果在整个工作中都使用相同的膜厚仪、
参考标准和验证方法，那么只需要记录一次。
必须在每次验证校准时记录参考标准
的标注值和实际测量值。
3.2.3如果读数不符合参考标准，所有自上次精确性检查后的测量结果都不可信。
在
物理损坏、磨损、高使用率或超过既定的校准周期的情况下，要重新检查膜厚仪的
测量精确性。
如果膜厚仪测量不准确，那么必须在修理和/或重新校准（通常由制造
商进行）后才能使用。
3.2.4用来验证2型（电子型）膜厚仪精确性的塑料或非磁性金属薄片不能用来验证1
型膜厚仪的精确性（见附注7.2.1）。
3.3调整和测量–1型，拉脱型膜厚仪
3.3.11型膜厚仪具有非线性的刻度比例，但实际上的调整功能是线性的。
任何对这
种膜厚仪的调整将限制其可以提供准确读数的测量范围，并且也不建议这样做。
3.3.2在多个点测量裸露基材得到一个有代表性的平均值。
这个平均值是基础金属读
数（BMR）。
警告：
不能在裸露基材上将膜厚仪调整到零读数。
3.3.3在多个点测量干膜厚度在第4部分详细说明。
3.3.4从膜厚仪读数中减去基础金属读数得到涂层厚度。
3.4调整和测量–2型，电子型膜厚仪
3.4.1不同的2型（电子型）膜厚仪的制造厂商在喷砂清理后的表面遵循不同的调整
方法。
依照制造厂商的指导调整膜厚仪（见附录2）。
3.4.2在多个测量位置测量干膜厚度在第4部分详细说明。
4.为了与膜厚规范相符合所需要的测量数量
22
（读数的平均值，见3.1.2）。
如果合同各方都同意，也可以在某个特定范围内测量5
22
置的测量要依照如下方式：
2222
222
2
2222
2222
的范围并进行测量。
22
4.3.2中的要求，那么必须进行额外的测量确定出不符合的表面，并且要测量在那个
22
4.1.5与涂装构件的尺寸和形状相配合的其他的测量面积或测量数量可以由业主在
作业规格书中规定（见附录3、4、5和6）。
4.2规定厚度：
建议为涂层规定最大和最小的干膜厚度。
如果没有明确规定最大厚
度，规定厚度就是最小厚度并且4.3.2部分将不再适用。
4.1测量数量：
在每个10m（100ft）的测量范围内任意测量5个独立的测量位置
个以上的测量位置（见4.1.5）。
在每个10m（100ft）的测量范围内的5个测量位
4.1.1对于面积不超过30m（300ft）的结构，每10m（100ft）都要测量。
4.1.2对于面积不超过100m（1,000ft）的结构，由检查员随意选择3个10m（100
ft）的范围并进行测量。
4.1.3对于面积超过100m（1,000ft）的结构，第一个100m（1,000ft）要按照
4.1.2进行测量，每增加100m（1,000ft），由检查员随意选择1个10m（100ft）
4.1.4如果任意10m（100ft）范围内（见4.1.2和4.1.3）的干膜厚度不符合4.3.1和
工作班次内进行涂装的每个10m（100ft）表面。
4.3是否符合规定厚度
22
22
度80%的单独的测量位置的测量值，但是有可能由于测量量较大而单个的膜厚仪读
22
平均值达到或超过规定的最小厚度，而一个或多个测量位置的测量值小于所规定最
小厚度的80%，则要通过更精确的额外测量确定不符合的区域并辅助修复（见附件1
和附注7.16和7.17）。
22
22
度120%的单独的测量位置的测量值，但是有可能由于测量量较大而单个的膜厚仪读
22
的平均值达到或未超过规定的最大厚度，而一个或多个测量位置的测量值大于所规
定最大厚度的120%，则要通过更精确的额外测量确定不符合的区域并辅助修复（见
附件1和附注7.16和7.17）。
5.精确性
5.1要在此标准下进行认证，膜厚仪的精确性必须在±5%之内（见附注7.18）。
对于
小于25µm（1mil）的厚度，膜厚仪的精确性必须在±2.5µm（0.1mil）之内。
6.免责说明
6.1虽然采取了所有的预防措施，以确保在SSPC标准和规格中的所有信息尽可能的
准确、完整和有效，但对于使用任何材料、涂料或此处指定的方法，或规格，或标
准本身所造成的结果，SSPC不承担任何责任，也不承担任何义务。
6.2本标准并不试图解决使用中有关的安全问题。
本标准的用户，以及使用此处描
述的所有产品或做法的用户，有责任制定适当的健康和安全行为规范，并为确保符
合所有政府法规负责。
7.附注
附注不是本标准的要求。
7.1复涂：
维修涂层的工作往往包括在现有涂层上施工新的涂层。
使用非破坏性的
方法准确测量这种新施工涂层的干薄厚度是非常困难的。
首先，这种情况下不可能
在基材表面测量，这样基础金属读数（BMR）的精确性或2型膜厚仪的调整就得做
出妥协。
其次，需要小心的将现有涂层干膜厚度上的不均匀映射在“前后”的干膜
4.3.1最小厚度：
每10m（100ft）区域内测量位置的测量值的平均值不得小于规
定的最小厚度。
虽然在任何10m（100ft）的区域内都不允许有低于规定最小厚
数低于最小厚度的80%。
如果在指定的10m（100ft）区域内测量位置的测量值的
4.3.2最大厚度：
每10m（100ft）区域内测量位置的测量值的平均值不得大于规
定的最大厚度。
虽然在任何10m（100ft）的区域内都不允许有大于规定最大厚
数高于最大厚度的120%。
如果在指定的10m（100ft）区域内测量位置的测量值
厚度读数上。
在试图建立一个要从最终干膜厚度上减去的基础干膜厚度读数时，这
样的不均匀也会增加统计上的波动。
使用涂层检测膜厚仪（有时称为Tooke或PIG）将提供准确的干膜厚度测量，但
是会切穿涂层，所以必须要修复每一个测量部位。
可以使用超声波膜厚仪，但是精
确性远低于1型或2型膜厚仪。
在复涂中一个可行的用于监测干膜厚度的方法是通过
湿膜厚度和施工涂料的体积固含量计算干膜厚度。
如果现有涂层的干膜厚度过于不均匀，可以通过测量现有涂层的平均干膜厚度的
方式制定基础干膜厚度。
然后从总干膜厚度中减去这个基础干膜厚度就得到复涂涂
层的膜厚。
7.2磁性膜厚仪的原理：
每一个这种膜厚仪能感应和测量的仅仅是钢材的磁性表面
和接触在涂层表面的磁铁或探头的小圆尖之间的距离。
由于钢材的表面粗糙度和为
了将钢材的组成与形状所带来的影响控制在在较小的程度，要使这个测量距离（从
涂层的上表面到磁场零点）等同于波峰之上的涂层厚度，必须修正膜厚仪的读数。
这样的修正在3.3（对1型）和3.4（对2型）中有详细说明。
7.2.11型（拉脱型）膜厚仪测量将一小块永磁铁拉脱已涂装钢材表面所用的力。
将
磁铁保持在表面的磁力变化与磁铁和钢材之间距离的非线性函数成反比，亦即，干
膜厚度（加上其他所有现有涂层）。
通常，1型的膜厚仪不用为了每一个新系列的测量进行调整或重设。
用来调整2
型（电子型）膜厚仪所用到的塑料或非磁性金属薄片不能用于调整1型膜厚仪。
这些
薄片通常都相当的坚硬和弯曲，甚至在光滑的钢材测试表面也不能完全的放平。
使
用1型膜厚仪，当接近测量的拉脱点时，薄片常常会弹回钢材表面，使得提高磁铁过
快而导致错误的读数。
7.2.22型（电子型）膜厚仪有两个不同的磁力原理。
一些2型膜厚仪使用永磁体。
当
磁铁接近钢材时，磁铁尖端的磁感应强度增加。
磁感应强度的变化和磁铁与钢铁基
材的距离成反比，通过测量磁感应强度的变化，可以测得涂层厚度。
用来测量磁感
应强度最常用的方法是在磁铁尖端安装霍尔元件和磁电阻元件。
其他2型膜厚仪使用
电磁感应的原理。
通过直流电激发有软铁棒的线圈，由此在探头尖端产生变化的磁
场。
就像永磁体一样，当探头接近钢铁基材时铁棒内的磁感应强度增大。
这个变化
可以很容易的通过使用附加的线圈检测到。
这些线圈的输出值与涂层厚度相关。
7.3重复性：
磁性膜厚仪必须对涂层表面或探头正下方的钢材表面的微小不平整有
一定的敏感度。
在粗糙表面重复读数，甚至在非常接近的点位，经常差别很大，尤
其是对于较高表面粗糙度的表面上的薄涂层厚度。
7.4零点设定：
不论膜厚仪应用于粗糙的钢材表面还是未涂装的光滑钢材表面，1型
膜厚仪都不能进行调整或刻度归零。
一些2型膜厚仪能在未涂装的冲砂清理表面调整
读数归零。
在任何情况下都要遵循膜厚仪制造厂商的建议。
7.5钢材表面的粗糙度：
如果钢材表面是光滑而且均匀的，它的平面就是有效的磁
面。
如果钢材是粗糙的，就好像喷砂清理后的表面，膜厚仪所感应到的“明显”或
有效的磁面就是一个位于粗糙度中波峰与波谷之间的虚拟平面。
膜厚仪读数是虚拟
平面之上的厚度。
如果使用1型膜厚仪，通过减去基础金属读数（BMR）的办法得
到波峰之上的涂层厚度（见3.3）。
如果使用经过正确校准和调整的2型膜厚仪，得
到读数就是波峰之上的涂层厚度（见3.4）。
7.6脏的、有粘性的或柔软的漆膜：
为了得到探头与漆膜紧密接触的效果，漆膜的
表面和膜厚仪的探头不能存在灰尘、油脂和其他杂物。
如果漆膜有粘性或太柔软，
会影响到测量的精确性。
有粘性的漆膜会导致不必要的1型膜厚仪磁铁的吸附力。
通
常柔软的漆膜会被1型或2型膜厚仪的探头压力所压陷。
有时柔软或有粘性的漆膜可
以通过这样的方法得到满意的测量结果，那就是当使用2型膜厚仪时，在漆膜上放置
一片薄片，测量涂层和薄片的总厚度再减去薄片厚度得到漆膜厚度。
7.6.1可以通过使用软布擦拭探头的方法去除普通的污垢和油脂。
用背面粘性胶带去
除吸附在探头上的磁性颗粒。
还要去除所有在探头上的残胶。
7.7合金钢基材：
大部分的低碳钢与高强度低合金钢（HSLA）之间的差异不会显著
影响磁性膜厚仪的读数。
对于高合金钢，应该检查膜厚仪的反应。
不论何种类型的
合金，膜厚仪应该针对与已施工涂料的表面相同的钢材表面进行调整。
7.8钢材表面的弯曲率：
表面的弯曲率会影响磁性膜厚仪的读数。
如果弯曲率可知，
通过在相似弯曲率表面调整膜厚仪还是可以得到有效的测量读数。
7.9接近边缘部分：
磁性膜厚仪对钢材中几何意义上的中断结构很敏感，例如孔、
角和边缘。
对边缘效应和中断结构的敏感度随着不同的膜厚仪会有变化。
在靠近中
断结构2.5cm（1inch）的范围内的测量结果可能是无效的，除非针对那个位置膜厚
仪进行了特别的调整。
7.10靠近其他大块钢材：
如果存在靠近膜厚仪主体的大块钢材，使用永磁铁的老式
双极膜厚仪对此敏感。
这种影响会从内角延伸至多达8cm（3inches）。
7.11探头的倾斜：
要进行有效的测量，所有的磁铁或探头必须垂直放置在涂层表面。
7.12其他磁场：
强磁场，例如焊接设备或附近的电线造成的磁场，可能会干扰膜厚
仪的操作。
钢铁基材中残留的磁性也会影响膜厚仪的读数。
在这样的场合使用双极
固定探头膜厚仪时，建议对两极位置颠倒前后的读数取平均值。
可能需要其他仪器
消除钢材的磁性。
7.13温度极限：
大部分的磁性膜厚仪在4°C和49°C（40°F和120°F）下运行良好。
一些膜厚仪甚至在高的多的温度下也可以良好的运行。
但是，如果在现场遇到这样
的极限温度，在把参考标准和膜厚仪都置于相同的环境温度后，可能要用至少一个
参考标准对膜厚仪进行检查。
大部分的电子膜厚仪可以对膜厚仪主体、探头和表面
之间的温度差进行补偿。
7.14震动：
1型（拉脱型）膜厚仪的精确度受到交通运输、机械结构和震荡等因素
的影响。
当这些膜厚仪进行校准验证或测量厚度时，不能存在明显的震动。
7.15涂膜厚度标准：
从多个来源得到的涂膜厚度标准（此标准由涂覆指定厚度值的
钢板构成，此厚度可依照国家标准进行追溯）都是有效的，包括大部分的涂层厚度
仪制造厂家。
从多个来源得到的具有已知厚度的薄片也是可用的。
7.16厚度变化–最小厚度的80%/最大厚度的120%：
在任何测量中都有一定程度
的不确定性。
在指定测量位置，使用相同的4cm（1.5inch）直径的圆形范围，两位
检查员使用相同的膜厚仪也不必然记录到相同的结果。
出于允许这种很自然的偏差
22
范围内的其他点的读数足够大，可以使平均厚度达到或超过规定的最低膜厚。
类似
的理由也适用于最大膜厚。
规定最小厚度的80%和规定最大厚度的120%，这个范围
已经把膜厚仪和参考标准的精确性与基材的变化都考虑在内了。
7.17改正过低或过高膜厚：
合同各方应该在改正高于最大或低于最小规定膜厚的方
法上达成一致。
这些可能在采购文件中做出规定的方法，可以遵循制造厂商的指导，
或当发现不符合区域后各方达成一个折中方案。
7.181型笔型膜厚仪：
可能会发生这样的情况，那就是笔型拉脱型膜厚仪是测量干膜
厚度的唯一可行方法。
虽然这些膜厚仪通常不能达到5%精确度的要求，但是如果合
同各方同意也可以使用。
附录1–用数字对平均厚度测量进行举例
附录1不是本标准的强制部分。
下面的数字举例作为第4部分的例证。
公制数值的计算与美国习惯的测量方法相
同。
（参考文献《保护涂层和衬里》。
第4卷，第5号，1987年5月）（ReferenceJournal
ofProtectiveCoatingsandLinings，Vol.4，No.5，May1987.）
2222
三等份。
22
22
22
的考虑，允许个别点的测量数据低于规定的最小膜厚，只要在这个10m（100ft）
假设结构面积是30m（300ft）。
想象将此面积划分为每块10m（100ft）的
A部分-10m（100ft）
B部分-10m（100ft）
C部分-10m（100ft）
首先，测量A部分的涂层厚度。
这包括至少15个厚度仪读数（见图A1）。
假设规
定要求64µm（2.5mils）的最小膜厚。
那么A部分的涂层厚度就是在其上5个测量位
置测量值的平均值，即是66µm（2.6mils）。
测量位置1
测量位置2
测量位置3
测量位置4
测量位置5
平均值
64µm
76µm
53µm
76µm
58µm
66µm
2.5mils
3.0mils
2.1mils
3.0mils
2.3mils
2.6mils
考虑美国习惯的测量方法：
2.6mils的平均值超过了所规定的2.5mils的最小值，
因此是符合规定的。
接下来，判断最小测量位置的测量值2.1mils是否在规定最小厚
度的80%范围内。
2.5mils的80%是2.0mils（0.80x2.5=2.0）。
虽然2.1mils低于规定
的最小厚度，但是仍然处于80%的范围内，所以符合规定。
在测量位置5有个单独读
数是1.5mils，在测量位置3有个单独读数是1.8mils，这两个数值都明显小于2.0mils。
这样也是允许的，因为只要求3个读数的平均值（即测量位置的测量值）必须大于或
等于2.0mils。
考虑等效的公制测量方法：
66µm的平均值超过了所规定的64µm的最小值，因
此是符合规定的。
接下来，判断最小测量位置的测量值53µm是否在规定最小厚度
的80%范围内。
64µm的80%是51µm（0.80x64=51）。
虽然53µm低于规定的最小
厚度，但是仍然处于80%的范围内，所以符合规定。
在测量位置5有个单独读数是38
µm（1.5mils），在测量位置3有个单独读数46µm（1.8mils），这两个数值都明显
小于51µm。
这样也是允许的，因为只要求3个读数的平均值（即测量位置的测量值）
必须大于或等于51µm。
22
还要应用在B部分和C部分上。
B部分以及C部分的测量膜厚都必须超过规定的最小
膜厚64µm（2.5mils）。
22
22
5个测量位置的测量值取得。
附录2–举例使用薄片调整2型膜厚仪
附录2不是本标准的强制部分。
这里的举例描述了一种调整方法，用来提高2型（电子型）膜厚仪在冲砂清理或
其他的粗糙表面测量的有效性。
举例中一直使用喷砂清理，但是这些方法对于其他
类型的表面处理也是可行的。
在一个比较不均匀的表面，例如部分生锈的手工工具
清理的表面，可能需要更多的读数以达到统计有效性的满意水平。
由于不同厂家的
膜厚仪操作方式不同，对某种膜厚仪的调整要按照厂家的指导进行。
2型膜厚仪要针对基材的表面粗糙度进行调整是为了能够直接读取膜厚。
可以利用冲砂后涂装前的部分基材表面调整膜厚仪。
另外，一块和主结构同时喷
砂清理，并且具有主结构表面粗糙度代表性的未涂装的测试试板也可以用来调整膜
厚仪，前提是此试板材料的磁性和几何性质与被测结构相似。
如果没有可以用来调
整膜厚仪的表面，那么可以按照如下描述，在光滑表面调整时使用一个修正值。
依所使用膜厚仪的性能和特点而定，可以使用三种调整技术。
请注意，由于粗糙
表面造成的统计变化，使用这三种方法取得的单个读数可能不完全相同。
前两个例子描述了在一个或多个薄片上的调整和验证。
当使用薄片时，由此产生
的膜厚仪测量值的精确度较低并必须重新计算。
例如，一个正确校准的膜厚仪的精
确度可能是±2%。
薄片厚度的精确度可能在±3%之间。
膜厚仪和薄片的综合公差按
照平方和公式将是±4%：
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