Как определить толщину металла

Толщиномер – это точный прибор, который позволяет измерить толщину материала или покрывающего его слоя. С его помощью можно определить высоту наслоения ржавчины, шпаклевки, грунтовки или лакокрасочных материалов. Проведение измерений осуществляется без нарушения целостности материала.

Где используется толщиномер

Толщиномеры являются востребованным оборудованием в различных отраслях промышленности и строительства. В первую очередь они используются в машиностроении для контроля толщины лакокрасочного покрытия на кузове автомобиля. Кроме этого, их применяют в сервисных центрах при проведении предпродажной диагностики автомобилей для выявления скрытых дефектов кузова.

К примеру, если машина была участником ДТП, после чего имеющиеся в ней вмятины обработали шпаклевкой и закрасили, это можно выявить с помощью толщиномера. Прибор покажет, что в определенном месте толщина покрывающего кузов слоя больше, чем на остальных участках. Можно будет не только понять, что на данном участке проводились кузовные работы, но и определить какой глубины скрытая вмятина. Это позволяет бороться с недобросовестными продавцами, стремящимися выдать проблемный автомобиль за машину в безупречном техническом состоянии. Данное оборудование используют в своей профессиональной деятельности автомаляры, эксперты оценщики, страховые агенты и полировщики.

Толщиномеры нашли применение в строительстве. С их помощью осуществляется проверка слоя изоляционных материалов и других покрытий, которые наносятся на коммуникации. Данное оборудование используют проверяющие инспекторы при обследовании объектов перед их сертификацией.

Разновидности толщиномеров

Толщиномер является весьма востребованным оборудованием, поэтому неудивительно, что существует довольно много разновидностей этого инструмента. В зависимости от применяемой технологии для обеспечения работы и точного измерения данное оборудование разделяется на следующие виды:

• Механические.
• Электромагнитные.
• Ультразвуковые.
• Магнитные.
• Вихретоковые.

Механические

Механические устройства называют толщиномерами мокрого слоя. Обычно они представляют шестигранную пластину из пластмассы, алюминия или стали. На краях пластинки вырезана гребенка с нанесенной разметкой. Данный инструмент является самым простым из всей линейки толщиномеров и стоит копейки. Он предназначен для контроля толщины слоя лакокрасочного или другого покрытия сразу после его нанесения пока тот не застыл. Контроль параметров слоя необходим для предотвращения перерасхода покрывающих материалов, а также предотвращает продолжительную сушку, поскольку чем толще слой, тем дольше он высыхает.

Чтобы воспользоваться таким толщиномером необходимо сразу после нанесения слоев прижать торец гребенки к окрашенной поверхности. Подождав несколько секунд, гребенка извлекается. На ее зубьях отпечатывается краска. По той линии, куда она доходит, и определяется высота слоя. После этого гребенка протирается растворителем, чтобы очистить налипшую краску. Данный инструмент является самым дешевым, поэтому неудивительно, что у него есть недостатки. После касания к окрашенной поверхности на той остается след от сдавливания. В связи с этим таким толщиномером можно воспользоваться только если окрашивается не слишком ответственная поверхность. К примеру, если тестировать таким способом автомобиль, то не приходится рассчитывать на то, что он будет идеально глянцевым или матовым по всему периметру.

Электромагнитные приборы

Электромагнитные толщиномеры используют два физических явления – магнитная индукция и эффект Холла. Эти приборы позволяют измерять плотность магнитного поля. Данный инструмент относится к более высокой ценовой категории. Он позволяет снимать данные без механического повреждения слоя. Это оборудование применяется для измерения толщины покрытия на металлических поверхностях. Чем слабее магнитное поле, тем толще изолирующий слой. Данное оборудование позволяет снимать данные с погрешностью до 3%.

Ультразвуковые устройства

Ультразвуковой толщиномер является одним из самых совершенных. Он осуществляет диагностику поверхности с помощью ультразвуковых волн. Такие устройства не только позволят определить какая общая толщина покрытия, но и снять точные данные по каждому нанесенному слою, если они сделаны из разных материалов. К примеру, с помощью такого инструмента можно определить толщину лака, краски и грунтовки. Если под ними есть шпаклевка, то можно измерить и ее параметры. Подобные инструменты обладают высокой точностью, поэтому используются для контроля качества на производстве. Ультразвуковые устройства работают практически с любыми материалами, в том числе стеклом и керамикой.

Данное оборудование широко используется, но существуют материалы, для которых оно малопригодно. В первую очередь это бетон, древесина и пенопласт. Прибор снимает данные без разрушения поверхности. Принцип его работы заключается в отправке звуковых импульсов на измеряемую поверхность. Волны отражаются от материала, что воспринимается чувствительным датчиком. От отраженных импульсов осуществляется расчет толщины материала или покрывающего слоя. Данный инструмент работает очень быстро. Чтобы получить данные по определенной точке на поверхности проверяемого изделия нужно всего 1-2 секунды.

Магнитные приборы

Магнитный толщиномер имеет в своем корпусе постоянный магнит. Данное устройство позволяет проводить тестирование различных материалов, но при этом они должны быть нанесены на металлическую поверхность, которая взаимодействует с магнитом. Их можно использовать для проверки толщины лакокрасочного покрытия на автомобилях, металлической сетке и прочих изделиях из черного металла. Оценка толщины слоя определяется по тому, насколько сильно уменьшается магнитное поле по причине отдаления созданного изоляционным слоем. Специальная откалиброванная шкала выводит данные в метрической системе на механический или электронный дисплей.

Вихретоковые устройства

Вихретоковый толщиномер применяется для измерения толщины слоя на токопроводящих поверхностях. Зонд устройства генерирует переменное магнитное поле, которое при контакте с металлической поверхности создают вихревые токи. Они приводят к образованию собственного электромагнитного поля, показатели которого зависят от толщины изоляционного слоя поверхности измерения. Чувствительный элемент устройства снимают данные показатели и переводит их в метрическую систему, показывая толщину покрываемого слоя.

Данное устройство показывает очень точный результат при работе с медью или алюминием. Для черных металлов погрешность увеличивается. Достоинство данного оборудования над магнитными устройствами заключается в том, что оно может измерять толщину на тех металлах, которые не берутся магнитом.

Критерии выбора толщиномера

Выбирая толщиномер, следует серьезно подойти к изучению его технических характеристик. Почти каждая разновидность данного оборудования показывает себя хорошо с определенными материалами и непригодна для других. В связи с этим в первую очередь нужно ориентироваться по той работе, которая будет осуществляться в дальнейшем. В том случае, если нужно универсальное устройство, дающее точные данные и без механического повреждения объекта измерения, стоит отдать предпочтение ультразвуковым толщиномерам. Если прибор необходим для диагностики лакокрасочного покрытия автомобилей, то можно обойтись любой разновидностью, кроме механических гребенок.

Подбирая различные модели инструментов, стоит обращать внимание в первую очередь на уровень погрешности. К примеру, в ультразвуковых приборов высокого качества погрешность составляет 1%, в остальных хорошо выполненных приборах работающих по другому типу, неточность может составлять до 3%. У самого дешевого ассортимента оборудования, данный показатель может быть существенно выше. Если требуется проведение экспертной оценки, то естественно применяемые толщиномеры должны быть очень точными и относиться к классу профессионального оборудования.

Также немаловажными критериями выбора являются внешние параметры, такие как форма и вес. Компактные приборы гораздо удобней, чем громоздкие. Современные толщиномеры даже в компактном исполнении зачастую отличаются высокой точностью измерений, поэтому нельзя полагать, что чем крупнее устройство, тем оно лучше. Также оборудование отличается между собой по степени влагозащиты и температурному диапазону работы. Одни могут использоваться только в сухую погоду при температуре от -20 до +50 градусов, в то время как другие удастся применить даже в проливной дождь.

Немаловажным аргументом в пользу определенных моделей является их ударопрочность. Одни устройства при падении сразу же выходят со строя, в то время как другие способны выдержать серьезную встряску и удар от падения с высоты 2 м. Более совершенные толщиномеры позволяют сохранять данные в своей памяти. Это очень удобно, поскольку измерения можно будет выписать в дальнейшем, если это потребуется. Толщиномеры с памятью используют эксперты оценщики.

Что касается интерфейса прибора, то все они полностью автоматизированные, вне зависимости от принципа их работы. Достаточно включить толщиномер и направить его зонд к измеряемой поверхности согласно рекомендациям в инструкции. На дисплее прибора отобразится один или несколько параметров толщины покрываемого слоя. При этом не нужно использовать никакие формулы, чтобы переводить различные показатели в метрическую систему.

Ультразвуковой толщиномер считается самым популярным видом подобных устройств, благодаря своей доступности и простоте использования. Причем модификаций его существует множество, а значит, для себя найдут модель и профессионалы, и обыватели. Разберемся в особенностях этого прибора вместе с вами.

Ультразвуковой толщиномер – принцип измерения

Само название устройства уже намекает на то, что основным рабочим инструментом является звуковая волна УЗ-частот. Процесс измерения происходит довольно быстро, и описать его можно следующим образом. На корпусе прибора имеется датчик, который чувствителен к ультразвуку, он встроен в зонд, который и приставляется к исследуемой поверхности. Выбирается место, в котором нужно померить толщину покрытия, например, ЛКП, прижимаем зонд к выбранной точке, даем команду прибору нажатием кнопки.

Зонд испускает ультразвуковую волну, она проходит через покрытие, достигает поверхности, которая находится под ним, и отражает импульс обратно. Обычно таким материалом является металл, очень часто это основное условие, предъявляемое к подложке, для удачного измерения. Отраженная волна попадает на датчик зонда, своеобразное эхо, и преображается в электрический импульс. Дальше электроника оцифровывает его и анализирует, посредством формул вычисляет путь, т.е. толщину покрытия, которую успел пройти УЗ.

Этот принцип работает не только для покрытий с металлической подложкой, но и для измерения толщины самого металла. Просто анализируется импульс до тех пор, пока он не перестанет отражаться, это значит, что он прошел металл насквозь, отсюда и выдается результат. А в целом, такие толщиномеры измеряют практически все популярные в быту и промышленности материалы: керамика, пластик, стекло и прочее. Разрешение метода не допускает только измерение бумаги, дерева, пенопласта или бетонного слоя, потому что это либо слишком тонкие образцы, либо слишком широкие.

Примерный диапазон измерения начинается от 0,08 мм и достигает толщины 635 мм, точность самых лучших приборов находится в районе 0,001 мм. Все приборы такого класса редко совершают ошибку, которая превышает 3 %, даже самые бюджетные.

Специфика ультразвукового толщиномера

Первым и самым броским его достоинством считается неразрушающий способ снятия показаний. Сегодня крайне редко, кроме особых лабораторных условий, у нас есть возможность препарировать образец для исследования. Мы не можем надрезать, стирать или процарапывать покрытие в глубину, чтобы потом замерять толщину повреждения. Именно поэтому УЗ-прибор стал настолько популярным во многих сферах. Но он не единственный, кто не разрушает покрытие при измерении, чем же еще он привлек пользователей?

Действительно, это далеко не единственная его прелесть, и только благодаря другим достоинствам он стал, может не всегда лучшим, но оптимальным прибором как бюджетного класса (особенно популярен в этом потребительском диапазоне), так и многих профессиональных сфер. Например, еще одним существенным аргументом в его пользу является возможность измерять толщину покрытия или металла там, где доступна только одна сторона образца, то есть его нельзя зажать между измерительными болтами. Допустим, нам нужно измерять толщину трубы, естественно, приложить измерительные стержни с внешней стороны, а потом с внутренней, и снять измерение, мы не можем. Как раз с помощью УЗ толщиномера проблема решается, так как только внешней стороны нам вполне достаточно.

Двигаемся дальше, если вы уже просмотрели хоть один каталог измерительных приборов для толщины покрытий, то оценили компактность ультразвуковых толщиномеров. Самые простые, для хозяйственных нужд, вообще выглядят, как калькуляторы, и легко помещаются в кармане. Редко вы встретите такую миниатюрность в линейке устройств с другим принципом действия. К тому же, вы уже догадались, что замеры делаются быстро, а грубой физической силы тут вовсе не понадобится, значит, измерить сможет даже девушка, никогда не специализировавшаяся в данной области исследований. Отсутствие физических затрат и экономия времени записывается в очередные плюсы.

Да, самые простые толщиномеры не требуют навыков по обращению, но как же быть профессионалам, им вряд ли хватит минимальных запрограммированных функций. В этом случае нужно купить более «умный» прибор, который имеет функции программирования на различные режимы и установки. И выбор таких приборов действительно велик, именно поэтому универсальность УЗ подхода в измерении является еще одним достоинством. И, несмотря на заумность настройки профессионального прибора, снять измерения можно будет все также – буквально за секунду.

И последним приятным обстоятельством является возможность синхронизации с более организованными устройствами для обработки массивов данных, также часто встречается неплохой запас памяти и минимальные способности сбора статистики и в самом толщиномере. Но вывод и сбор результатов на компьютер, например, чтобы быстро обработать статистические данные, это существенный плюс. И хотя УЗ устройства не единственные с этой способностью, но, не обладай они ею, их популярность бы поубавилась.

Толщиномер металла ультразвуковой – особенности модельного ряда

Выбирая толщиномер металла ультразвуковой, можно немного запутаться, поэтому постараемся проследить эволюцию сложности приборов на линейке металлических измерителей. Возможно, это упростит ход ваших рассуждений при покупке и поможет найти оптимальное соотношение нужного набора функций и цены. Начнем с самого простого представителя, серии А1207. Этот «малыш» самый доступный по цене, обладает минимальным набором функций, очень портативный. Измеряет толщину стенок с довольно демократичными требованиями к их качеству, оценивается оно обычно шероховатостью и радиусом кривизны.

Его собратья серий A1208-1210 получают немного более широкий набор функций, это чаще заключается в разнообразии измеряемых материалов. А модели еще более высокой пробы типа А1270 становятся умнее, приобретают в помощь от производителя специальные анализаторы, а также предъявляют к поверхности еще меньшие требования по качеству, даже могут потерпеть наличие зазора или ненужного для измерения покрытия. А значит, вам не нужно начисто вычищать и освобождать поверхность. Толщиномеры Булат 1S и Microgage обладают дополнительными функциями не только в измерении, но и в устройстве корпуса или расширенной комплектации, например, первый вариант имеет несколько датчиков, а вторая модель имеет защищенный корпус, что немаловажно для электроники, если работать приходится не в очень сухом помещении.

Есть приборы не только высокой точности, но и с функцией А-скана, которая позволяет построить график исследования поверхности, например, серия 35. Так можно узнать и остаточную прочность металла, подверженного коррозии. Еще более сложные приборы обладают собственными «мозгами», способными собирать статистику и ее обрабатывать, хранить результаты, отличаются высокой точностью и широтой исследуемых материалов, например, 37DL PLUS, но и стоимость их довольно «кусачая».

Приведенная толщина металла – главный параметр, используемый для расчета огнезащиты несущих металлических конструкций.

Приведенная толщина металла обозначена в Нормах Пожарной Безопасности (НПБ 236-97) как отношение площади поперечного сечения металлической конструкции к обогреваемому периметру.

Эту величину можно определить с помощью калькулятора приведенной толщины металла, причем для всех наиболее используемых в строительстве профилей: уголка, двутавра, замкнутого профиля прямоугольной и квадратной формы, швеллера, трубы в разных вариациях обогрева конструкции.

Алгоритм работы калькулятора приведенной толщины металла:

1. Выбираем вид профиля и стандарта. Уточнение: возможно различие между размерами профилей с идентичным названием, но с различными стандартами.
2. Выбираем наименования профиля (у горячекатаных швеллеров и двутавров); толщину, длину, высоту (у замкнутых профилей квадратной и прямоугольной формы, а также уголков) правой таблице или вводим геометрические размеры (у круглых труб и сварных двутавров). При нажатии на кнопку с профилем, она выделяется оранжевой заливкой. На рисунке профиля отображаются размеры для того, чтобы убедиться в верности выбранного наименования и стандарта.
3. Установка обогреваемого периметра на рисунке профиля проводится мышью (для круглых труб эта опция не работает). Обогреваемый периметр выделяется оранжевой заливкой. Наиболее часто встречаемый случай – обогрев металлоконструкции по всему периметру.
4. На основании отмеченных данных производится расчет и вывод с правой стороны от рисунка приведенная толщина металла, обогреваемый периметр, площадь защищаемой поверхности на 1 метр профиля и площадь на 1 тонну. Расчет производится сразу после изменения того или иного параметра.
5. В таблице ниже рисунка профиля отображаются: требуемая толщина огнезащитного состава, потребление состава на 1 квадратный метр, тонну и 1 погонный метр профиля для получения степени огнестойкости в 45 минут, 1-1,5-2 часа нужного профиля, учитывая выбранный обогреваемый периметр.