让我们来谈谈连续读取干膜厚度的测量
简介
2017年12月发布于KTA大学的一篇文章介绍了这样一个概念：使用连接到连续读取设备的特殊扫描探针，在一个结构或构件上收集更多的干膜厚度（DFT）数据点。2019年，KTA大学发布了一篇后续专栏，宣布SSPC-PA 2（2018年11月发布）新增了一个附录（附录10），标题为《使用2型测厚仪连续读取/扫描探针技术获取更多厚度测量值的程序》。
新附录10的依据是Vision Point系统公司与美国海军研究实验室于2016年联合开展的一项研究。该研究表明，与传统的“放置并移除”探针方法相比，使用扫描探针法可以实现更高精度的干膜厚度（DFT）测量。研究表明，与SSPC-PA 2中描述的传统测量频率相比，快速扫描干膜厚度测量的精度提升可能相当显著；而且，与传统方法相比，干膜厚度快速扫描技术能让操作人员在更短时间内收集更多测量数据。由于收集的测量数据数量增加，通过精度的提升，可对干膜厚度的平均值做出更准确的估算。
SSPC标准的附录通常为非强制性内容，除非合同文件明确引用。因此，尽管在干膜厚度一致性要求较高的项目（例如船舶压载舱）中引用附录10被认为是有价值的，但明确规定使用扫描探针/连续读取技术的情况并不常见。其原因尚不清楚，但有可能是行业内要么不知道有这项技术，要么满足于现状，要么因担心增加项目成本而不愿采用新的检测程序。不过，作为经过培训/认证的涂装检验员，我们需要做好准备，掌握所有涉及干膜厚度测量的各种方法，因为未来的规范可能会开始采用扫描/连续读取方法。
为什么要考虑扫描/连续读取而不是放置并移除探头？
假设指定采用SSPC-PA 2标准，但未引用任何附录。同时假设需要测量的总涂覆面积约为10,000平方英尺。根据SSPC-PA 2正文描述的测量频率，需测量12个区域（每个区域约100平方英尺）、60个点测量（每个区域5个点），且测厚仪读数至少为180次（每个点至少3次）。虽然这听起来需要大量的测厚仪读数，但它仅占总涂覆面积的一小部分。以这个例子和1.5英寸的点测量面积计算，在1,440,000平方英寸的涂漆钢材面积（10,000平方英尺×144平方英寸/平方英尺）中，仅测量了90平方英寸（60个点×1.5英寸），占比为0.000063平方英寸。因此，很明显，SSPC-PA 2正文中引用的测量频率仅涉及涂漆表面的一小部分，但代表了质量（DFT测量值）和生产效率（涂层系统的应用）之间的合理平衡，这是基于使用“放置并移除探针”技术的磁性拉开式（1型）或电子式（2型）干膜厚度测量仪来获取涂层厚度的测量值。
连接到连续读取设备的扫描探针的出现，使质量控制（QC）或质量保证（QA）检验员能够在不延长检查时间的情况下，对更大比例的涂漆表面进行采样。这类测厚仪至少有三家制造商生产，其数据采集速率为每秒一次，并且只要探针与涂漆金属表面保持接触，就会持续读取并存储数据。通过对数据进行分批甚至再分批处理，操作人员可根据受检物品的结构（例如钢板、管段、工字梁等），采用多种探针移动模式采集数千个读数。但根据2016年开展的一项研究结果，一次扫描批量测量12至24个读数就已足够；事实上，一次扫描中获取超过24个读数对提升数据质量几乎没有帮助。在1平方英尺的区域内，可采用“∞”形、S形或直线形模式采集12至24个测厚仪读数。根据受检物品的形状，可对多个区域进行扫描，从而在更大比例的涂漆面积上评估涂层厚度。
在传统的“SSPC-PA 2频率”检测中使用扫描/连续读取技术
在采用SSPC-PA 2第8节中规定的频率进行的传统干膜厚度检测中，需在一个直径4厘米（1.5英寸）的圆形区域（即检测点）内获取至少3个测厚仪读数。异常偏高或偏低的读数会被舍弃，之后需继续测量，直至在该检测点获得3个有效读数。每次读取数据时，都要在检测点内重新放置探针，再进行一次读数。因此，测厚仪操作人员至少要拿起并放下探针3次，将这些读数取平均值以获得该检测点的测量结果，然后在100平方英尺的区域内另外4个位置重复这一过程。使用扫描/连续读取技术能让这一过程的效率大幅提升。操作人员只需以圆形轨迹（1.5英寸的圆）移动探针，在整个移动过程中无需将探针从表面抬起（实际上是用探针在涂漆表面“描绘”一个圆）。在此过程中，会收集到至少3个测厚仪读数并取其平均值，之后再移至下一个检测点。通过这种方式，能更快地完成5个检测点的测量，同时仍符合SSPC-PA 2第8节所述的要求。
带脚环的Defelsko扫描探头
带耐磨帽的易高超扫描探头 Elcometer 456扫描批数据显示
一种有助于推动连续读取/扫描技术应用的途径
AMPP指南21614《使用连续读取/扫描技术提高黑色金属和有色金属基材上干涂层厚度数据统计质量的指南》于2023年4月发布。该指南旨在向规范制定者介绍如何使用连续读取或扫描技术快速获取大量涂层厚度读数。
该指南探讨了通过收集数量更多、更具代表性的数据集来提高干膜厚度（DFT）数据统计质量的原理和方法，相比SSPC-PA 2第8节所述的测量频率，这种方法更具优势。同时，该指南还为SSPC-PA 2附录10中包含的测量程序提供了补充信息。
该指南还总结了以往的研究（这些研究为涂层厚度数据统计质量的提升提供了证据），回顾了引用连续读取/扫描技术的现有标准，描述了仪器要求，根据受检结构/物品的几何形状探讨了多种探针移动模式，介绍了采用连续读取/扫描方法的优势与局限性，提出了数据管理的最佳实践，并提供了建议用语以帮助规范制定者提出干膜厚度扫描要求。
总结
干膜厚度的测量可以说是工业和海洋环境中涂料应用规范中最常见的检查停工待检点。连续读取/扫描技术已成熟可用，当项目能从更多的厚度测量数据中获益（有助于确保大面积涂装作业的一致性）时，便可指定采用该技术。同样的技术也有助于加快标准“SSPC-PA 2 DFT检验”的数据收集过程。作为经过培训和认证的检验员，无论这些新技术未来是否会成为主流，我们都有责任及时了解新的、更优的检验技术。