表面粗さ測定器

なぜ表面形状測定が重要なのか?

鋼材は、塗装の前にブラスト洗浄などの粗面化処理を行うことがよくあります。その結果得られる「表面形状」の山から谷までの高さは、塗装やその他の保護コーティングの性能を決定する重要な要素です。表面形状の高さが低すぎると、塗膜の接着強度が低下することがあります。高すぎると、山が十分に覆われず、錆の発生を早める可能性があります。また、アンカープロファイルを覆うために追加の塗料(とそれを塗るための人件費)が必要になることもよくあります。

過去 15 年間の新たな研究により、表面形状の高さだけが重要なパラメータではないことが示されています。ピーク密度(ピークカウントとも呼ばれる)は、単位面積当たりの表面形状におけるピークの数であり、塗膜の密着性と耐食性を決定する強い要因であることが明らかになりました。実際、ピーク密度はピーク・トゥ・バレー高さよりも塗膜性能の予測に優れている可能性があることが、研究により明らかにされています。  

表面形状高さは、滑りにくい表面の形状高さを定量化したり、コンクリートにコーティングを施す前にコンクリート表面形状(CSP)を評価する方法として、他の産業にも関連することがあります。

表面形状測定とゲージソリューションの詳細は以下をご覧ください。

の製品写真 PosiTest PC, 非接触型未硬化粉体厚み測定器

金属表面の表面形状を測定

テステックスレプリカテープとマイクロメータ

Testex Replica Tapeは、表面のレプリカを作成することで表面形状を測定し、マイクロメーターを使用して測定することができます。シンプルで実績のある技術で、精度と再現性は多くの独立した研究によって検証されています。

ASME B46、ASTM D4417、ISO 8503-5、NACE SP287、SSPC-PA 17、SP5、SP6、SP10、SP11-87T、その他に適合している。

製品写真PosiTector 6000, ケーブル式プローブ搭載の全金属基板用膜厚計

ブラスト加工された鋼鉄、テクスチャコーティング、コンクリートプロファイル用のデジタル表面形状測定器

PosiTector SPG 表面粗さ計

表面形状測定機は、先端の細いプローブを取り付けたデジタルデプスマイクロメータを使用して、コーティングの準備のために表面のピークからバレーの高さを測定し、記録するものです。

ASTMD4417-B、ASTM D8271(SPG TSのみ)、AS 3894.5-C(オプションの30°チップ付き)、米海軍NSI 009-32、海軍NAVSEA 009-32、米海軍NAVSEA PPI 63101-000、SSPC PA 17、SANS 5772、その他に適合していること。

製品写真PosiTector 200, 非金属基材用膜厚計

ブラスト加工された鋼鉄とテクスチャーコーティングのためのデジタルレプリカテープリーダー

PosiTector RTR H レプリカテープリーダー

デジタルスプリングマイクロメータは、Testex Press-O-Film™レプリカテープを使用して表面形状パラメータを測定・記録し、ブラスト加工された鋼鉄やテクスチャーコーティングの表面形状高さをより正確にピーク・トゥ・バレーで測定することができます。

ASTM D4417, ISO 8503-5, NACE SP0287, SSPC-PA 17, SSPC-SP5, SP6, SP10, SP11-87T等に準拠。

の製品写真 PosiTest PC, 非接触型未硬化粉体厚み測定器

2D/3D表面形状パラメータを測定・記録するデジタルレプリカテープリーダー

PosiTector RTR 3D レプリカテープリーダー

デジタルレプリカテープイメージャーは、Testex Press-O-Film™ レプリカテープを使用して、一般的な2D/3D表面形状パラメータ14項目を測定・記録します。高解像度の.SDFファイルをダウンロードして、さらに詳しい分析ができます(Advanced モデルのみ)。

ASME B46、ASTM D4417、ISO 8503-5、NACE SP0287、SSPC-PA 17、SSPC-SP5、SP6、SP10、SP11-87T、その他に適合している。

の製品写真 PosiTest PC, 非接触型未硬化粉体厚み測定器

研磨ブラスト洗浄で生じる表面形状の深さを触覚と視覚の両方で評価

表面粗さ比較装置

耐久性に優れた粗さディスクには、コンパレータ1台につき4~5種類の基準プロファイル等級が含まれています。スチールショット、グリット/スラグ、砂から選択。

ISO 8503-1、ISO 8503-2、ASTM D4417-Aに準拠。

の製品写真 PosiTest PC, 非接触型未硬化粉体厚み測定器

コンクリート表面形状(CSP)評価用コンパレータチップ

ICRIコンクリート表面形状チップ

国際コンクリート補修協会(ICRI)は、様々な表面処理方法によって形成された10種類のコンクリート・プロファイルを発表している。各プロファイルには、CSP 1(ほぼ平坦)からCSP 10(非常に粗く、振幅が1/4インチ[6mm]を超える)までのCSP番号が付けられている。

SSPC-SP13/NACE No.6「コンクリートの表面処理」に準拠。

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表面形状はどのように測定するのですか?

最適な表面形状を得ることは、塗料、コーティング剤、ライナー、セメント系オーバーレイを塗布する前の表面処理*の重要な部分です。標準化された試験方法と計測器を使用することで、最適な表面形状を特定することができ、塗料の付着不良の可能性を低減し、腐食を防止し、理想的な塗装仕上げを行い、弾力性のあるセメント系オーバーレイを設置することができます。アンカープロファイルの測定は、品質保証/品質管理および顧客が期待する高性能で弾力性のあるコーティングシステムを実現するために不可欠です。

*以下もご参照ください。水溶性塩の試験と 環境モニタリング

表面形状およびコンクリート表面形状(CSP)のピーク・トゥ・バレー高さの測定にはさまざまな方法があり、それぞれ精度と効率のレベルが異なっています。測定対象がブラストされた鋼鉄の表面かコンクリートの表面かによって、使用するツールや器具が異なります。

ブラストされた鋼鉄表面の表面形状を測定する方法としては、デプスマイクロメーター、レプリカテープリーダー、レプリカテープイメージャー、ドラッグスタイラス粗さゲージなどが一般的です。

ブラスト鋼用デプスマイクロメーター

のような平らな台座と先の細いプローブを取り付けたデプスマイクロメーターは、ブラスト加工された鋼鉄表面の谷間に先端を落とし、ピーク・トゥ・バレー高さを測定する、試験単価の安い方法です。 PosiTector SPGこの測定器は、ブラスト加工された鋼鉄表面の谷間にスプリング式の先端を落とし、山から谷までの高さを測定するもので、1回当たりの測定コストが低い方法です。レプリカテープや多くの触針式粗さ計よりも測定範囲が広く、迅速かつ信頼性の高い表面形状測定法です。

ポジテクターSPG 表面形状測定器(デジタルデプスマイクロメーター)で測定する場合。

クリーニングパテで表面を整える

1

表面に埃などの汚れがないことを確認する。

テープを焼く

2

プローブのフットレベルを測定する表面に置きます。

PosiTector RTRによる測定

3

デプスマイクロメーターは、プロファイルの高さを画面上に表示します。

DeFelsko 社では、さまざまな用途に適したさまざまなモデルを製造しています。詳細については、PosiTector SPG 注文ガイドをご覧ください。

Testex Press-O-Film ブラスト鋼用レプリカテープリーダー

などのレプリカテープリーダー PosiTector RTR Hまたは PosiTector RTR 3Dは、Testex Press-O-Film™ レプリカテープを使用して、ブラストされた鋼鉄基材のアンカーパターンを決定します。 これは簡単で比較的安価であり、特に曲面において有効です。

ポジテクターRTRレプリカテープリーダー(デジタルスプリングマイクロメーター)で測定する場合。

クリーニングパテで表面を整える

1

準備します。パテで表面をきれいにして、ホコリなどを取り除く。

テープを焼く

2

焼付けを行う。レプリカテープ(Testex Tape)を基材に貼り付け、焼付けを行います。テープ内の圧縮性フォームが表面の逆レプリカを形成します。

PosiTector RTRによる測定

3

測定:PosiTector RTRの測定アンビルの間にレプリカテープを挿入し、読み取ります。

詳しくは、「レプリカテープ - 新しい表面形状情報の源」をご覧ください。

ブラスト鋼用スタイラス粗さ試験機

ドラッグスタイラス式粗さ計は、ブラスト加工された鋼鉄の表面を一定の速度でスタイラスを引きずりながら測定します。この測定器は、表面を横切る際のスタイラスの上下の移動距離を記録し、最も高い山から最も低い谷までの垂直距離の平均値(Ra)を算出します。

スタイラス式粗さ計の中には、測定面に傷を残すものがあり、将来的に早期錆びやコーティングの不具合の原因となる可能性があります。さらに、精密なスタイラスは壊れやすいため、現場での使用には適さない場合があります。最後に、スタイラス式粗さ計のプローブチップは劣化しやすく、読み取り精度が低下する可能性があります。

これら3つの方法の詳細と比較については、「表面形状 - 測定方法の比較」をお読みください。

ブラスト鋼の表面形状を測定する他の方法

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その他の情報

コンクリート表面形状測定

コンクリート表面形状(CSP)を測定する方法としては、深度マイクロメーター、レプリカパテ、目視コンパレータなどが一般的です。

コンクリート表面形状測定用デプスマイクロメータ

PosiTector SPG TSのようなデプスマイクロメーターは、コンクリート表面形状の谷間に落下するスプリング付きのチップ(60°円錐形)を使用し、ピークから谷間の高さを測定する、テストごとの費用がかからない方法です。

より安価な方法もあるが、深度マイクロメータは統計的に意味のある方法で定量的に測定値を記録する手段である。

レプリカパテ

レプリカパテは、レプリカテープと同様のコンセプトで、CSPの永久的なレプリカを作成するための手段です。2液のコンパウンドを組み合わせ、コンクリートスラブの表面に圧入します。その後、パテを剥がし、硬化させる。比較対象として、主観的なプロファイルを想定しています。

比較法

成型ゴム製の ICRIコンクリート表面粗さチップを使用することで、主観的な比較評価によりコンクリート表面の一般的なプロフィールを示すことができる。これらのチップは、表面の粗さの程度を識別するための視覚的および触覚的な比較装置として設計されています。ユーザーは準備したコンクリートをCSPチップと比較し、最も表面に近いチップ番号を報告します。多くの作業では、必要な表面処理のタイプが指定されます。

テクスチャーコーティングのプロファイル測定

テクスチャーコーティングのプロファイルは、ピークからバレーの高さが大きいため、ほとんどのデプスマイクロメーター、触針式粗さ計、レプリカテープリーダーでは測定が困難な場合が多いのですが、このテクスチャーコーティングのプロファイルを測定することができます。

テクスチャープロファイル用デプスマイクロメーター

PosiTector SPG CSのような0~60mil(0~1,500μm)の拡張レンジを持つデプスマイクロメータは、テクスチャーコーティングの測定に理想的な選択肢です。

現場に適した表面形状測定機の選び方

表面形状を決定するために、様々な試験規格や測定方法があります。一般に、試験standard は塗装される基材によって決定され、試験方法はその試験standard に記載されています。

などの表面粗さ計 PosiTector SPGテステックス・デジタルマイクロメーターのようなレプリカテープリーダー PosiTector RTR Hおよび PosiTector RTR 3Dなどの表面粗さ計は、山から谷までの高さを測定するのに理想的な機器です。 どちらのタイプも、スチールやアルミニウムなどのブラスト加工された金属のアンカープロファイルの測定に最適です。

PosiTector SPG TSは、コーティング、塗料、ライナー、またはセメント系オーバーレイを塗布する前に、コンクリート基材のアンカーパターンのプロファイルを測定するために特別に設計されています。

表面形状(またはコンクリート表面形状)を測定することで、最適なアンカー形状が達成されているかどうかを検査員が判断するのに役立ちます。

サーフェス(アンカー)プロファイルの高さとは?

表面(またはアンカー)形状は一般に、表面または基材に見られる山や谷の複雑なパターンと定義され、多くの場合、研磨ブラスト装置またはブリッスルブラスター、空気針銃、ロータリーピーニングなどの電動工具によって作成されます。具体的には、表面形状の高さは、参照する試験(standard )によって異なる定義がなされます。いくつかの例を挙げます。

ASTM D7127では、表面形状を「...正負の垂直偏差(山と谷)は、評価される形状のほぼ中央の平均線から測定される」と定義している。
ISO8503-1では、「...一般的に、主要な谷に対する主要な山の高さで表される」と定義されている。
ISO 4287-"実表面と指定された平面との交点から生じるプロファイル"実表面とは、「身体を制限し、周囲の媒体から分離している表面」。

塗料メーカーが理想的な表面形状を指定することが多い。

サーフェスプロファイルのピーク密度、ピークカウントとは何ですか?

ピーク密度およびピークカウントは、表面プロファイルの任意の長さまたは領域におけるピーク/谷のペアの数を測定します。これらは、塗膜の密着性と耐食性を決定する強力な因子であることが示されています。実際、ピーク密度やピークカウントは、ピークと谷の高さだけよりも塗膜の性能を予測することができることが研究により分かっています。

ピーク密度とは、単位面積あたりのピークの数を示す3次元パラメータで、通常、peaks/mm2またはpeaks/in2で表されます。ピーク密度は PosiTector RTR 3Dまた、ASME B46.1ではSpdとして報告される。

ピークカウントは、ピークとバレーのペアの数を示す2次元パラメータで、通常、ピーク/mmまたはピーク/inで表されます。ピークカウントの測定には PosiTector RTR 3Dまたはドラッグスタイラスプロフィロメーターで測定でき、ASTM D4417に基づきRpcとして報告されます。

ピーク密度やピークカウントの測定については、"Replica Tape - A Source of New Surface Profile"をお読みください。

表面形状が塗膜性能に与える影響についての詳細は、"Replica Tape - Relatedating 3 Surface Profile Parameters to Pull-Off Adhesion" をお読みください。

ピークハイト(H)だけでなく、ピークデンシティ(Pd)を測定することの重要性を教えてください。

一般に、ブラスト洗浄された鋼鉄表面の性質は、長期的なコーティング性能を予測することができると考えられています。腐食業界は、この複雑な問題の力学を完全に理解しているわけではありませんが、ピーク高さ、ピーク密度、表面積、角度、鋭さ、形状など、測定可能ないくつかのパラメータが用意されています。

ピーク高さは現在一般的に測定されており、通常、唯一のパラメータとして報告されています。その重要性は否定できませんが、1つのパラメータだけでは、コーティングと基材との関係のダイナミクスを完全に説明することはできません。

ピーク密度もまた、性能の重要な指標となります。ピーク密度は塗膜の密着性と耐食性に強い相関があることが研究により示されており、おそらくピーク高さよりもさらに高い相関があります。コーティングの密着性と耐食性を最大限に高めるには、準備した表面を完全に濡らすと同時に、ピーク数を可能な限り高くする必要があります。

理想的なアプローチは、ピーク高さ(H)とピーク密度(Rpc)を測定することです。PosiTector RTR 3D Replica Tape Readerは、ピーク高さ(H)、ピーク密度(Spd)、さらに2D/3Dの粗さパラメータを測定します。

表面形状が塗膜性能に与える影響について詳しく知りたい方は、"Replica Tape - Relating 3 Surface Profile Parameters to Pull-Off Adhesion"をお読みください。

コンクリートサーフェイスプロファイル(CSP)とは?

コンクリート表面形状(CSP)は、鉄鋼のブラストプロファイルと同様に、コンクリート表面に見られる山や谷と定義することができます。コンクリート表面形状は、コーティング、ライニング、セメント系オーバーレイの接着強度に影響を与える可能性があります。さらに、CSPはコーティング、ライニング、オーバーレイの全体的な美観と性能に影響を及ぼします。

ルックアップテーブル(ICRIパネルからミルへの変換)

商品説明
ICRI CSP番号
デジタルデプスマイクロメーター / ASTM D8271 (mils)*.
6 ± 2

1

6 ± 2

研磨

2

酸エッチング

11 ± 2

3

ライトショットブラスト

15 ± 2

4

16 ± 2

ライトスカーフィケーション

5

ミディアム・ショットブラスト

ミディアム・スカーフィケーション

6

37 ± 4

重研磨ブラスト

スキャブルド/サーフェス・リターダー

48 ± 4

7

ヘビースカリフィケーション

測定不能

ハンドヘルド・コンクリート・ブレーカー/研磨ブラスト洗浄、または高圧ウォーター・ジェット洗浄

8

測定不能

9

10

測定不能

*本研究で作成されたデータに基づく15回の測定値の平均値。

メーカーは、多くの場合、理想的なCSPを指定します。コンクリート表面形状を測定する方法について説明します。

表面形状を表現するために使用するパラメータは何ですか?

粗さの測定は、2Dまたは3Dパラメータで特徴づけられた読み取り値で行われます。

2Dパラメータ

Ra - 粗さ平均:平均線から測定した評価長内のプロファイル高さ偏差の絶対値の算術平均値

Rq - RMS粗さ:平均線から測定した評価長さ内のプロファイル高さの二乗平均値

Rz - プロファイルの平均最大高さ:評価長にわたって計算された各サンプリング間隔内の最大ピークから最深の谷の連続値の算術平均値

Rp - プロファイルの最大ピーク高さ:評価長内のプロファイルの最高点と平均線との距離

Rv - 最大プロファイル谷深度:評価長内の最も深い谷と平均線との距離

Rt - プロファイルの総高さ:評価長内の最高峰と最深部の谷の間の距離

Rpc - ピーク数:評価長内の単位長あたりのピーク数

Rpc境界線C1 -プロファイル平均線の上下に等距離にある境界線。トレースが下側の境界線を下回り、上側の境界線を上回った後、ピークがカウントされます。デフォルトは0.5 µmです。

3Dパラメータ

H - 平均最大ピーク・トゥ・バレー高さ:アンビル間の距離から非圧縮性フィルムの50.8μm(2ミル)を差し引いた高さ

Spd - 面積ピーク密度:単位面積あたりのピークの数。

Sa - 平均粗さ:評価エリア内で測定された平均表面からの高さ偏差の絶対値の算術平均値

Sq - 二乗平均平方根粗さ:評価領域内で測定された平均表面からの高さ偏差の二乗平均平方根。

Sz - Maximum Area peak-to-valley height:最大山高さと最大谷深さの垂直距離。一般にStと呼ばれる

Sp - 最大面積ピーク高さ:平均面を基準とした評価領域の最大高さ

Sv - 最大谷深度:平均表面に対する評価領域内の最小高さの絶対値

ブラスト鋼板の表面形状を測定するために、どのような試験規格が使用されますか?

ブラストされた鋼鉄基材の表面形状を決定するために、以下の規格が頻繁に使用されます。

ASTM D4417-Standard ブラストクリーニングした鋼鉄の表面形状の現場測定用試験方法

関連製品 PosiTector SPGポジテクターRTR HPosiTector RTR 3Dキーンテーター表面粗さ計

ASTM D4417は、ブラスト洗浄された鋼鉄の表面形状を測定するためのいくつかの方法を定義しています*。

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AS 3894.5-保護塗料の現場試験、方法5:表面形状の決定

関連商品です。 PosiTector SPG,ポジテクターRTR H, PosiTector RTR 3D, PosiTest, PosiTector 6000(鉄または鉄/非鉄プローブ)

AS 3894.5は、ISO 8503-1と同様にピーク・トゥ・バレーを定義しており、試験領域の山と谷の間の高さの相対差に関係しています*。 ASTM D4417(上記)と同様に、表面形状測定を得るためのいくつかの方法を提供しています。

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ISO 8503-1-目視比較器を用いたブラスト洗浄した基板の表面粗さ特性

関連製品ISO表面粗さ計

ISO 8503-1は、ISO表面粗さ比較器の仕様と定義、およびブラスト研掃された表面の目視および触覚評価について詳述しています。

standard 試験の詳細については、ISO 8503-1を参照のこと。

ISO 8503-2-アブレイシブブラスト洗浄鋼の表面粗さ特性の等級付け方法-比較手順

関連製品ISO表面粗さ計

ISO 8503-2は、研掃ブラスト研掃手順によって生成されるプロファイル等級を評価するための視覚的および触覚的方法を記載している。

standard 試験の詳細については、ISO 8503-2を参照のこと。

SSPC-PA 17-プロファイル準拠の判定

関連商品です。 PosiTector SPG,ポジテクターRTR H, PosiTector RTR 3D

SSPC-PA 17は、いくつかのASTMやISO規格(ASTM D4417, ASME B46.1, ISO 4287, ISO 8503-4など)を参照して、特定の定義や試験方法を定めています。ASTM D4417が1つの試験の実施手順を定めているのに対し、SSPC-PA 17はそれらの試験の頻度と場所に関するガイダンスを提供しています。

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U.S. Navy NSI 009-32-洗浄および塗装に関する要求事項

関連商品です。 PosiTector SPG,ポジテクターRTR H, PosiTector RTR 3D

U.S.NAVY NSI 009-32は、米海軍の資産を維持するための洗浄と塗装の要件を目的とした徹底した文書です。* ASTM D4417 method B & Cなどの規格を参照(それぞれ深さマイクロメーターとレプリカテープ)。

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SANS 5772-塗料および関連製品塗布前の鋼鉄下地の前処理-ブラスト洗浄した鋼鉄表面の表面粗さ特性-マイクロメータープロファイルゲージで測定したブラスト洗浄表面のプロファイル

関連商品です。 PosiTector SPG

SANS 5772試験standard は、マイクロメータープロファイルゲージを使用して、ブラスト洗浄されたスティール表面の表面形状を測定します*。

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コンクリート基盤の表面形状を測定するために使用される試験規格は何ですか?

コンクリート下地の表面形状は、以下のような規格がよく使われます。

ASTM D8271-Standard 作成したコンクリートの表面形状を直接測定するための試験方法

関連商品です。PosiTector SPG TS

ASTM D8271は、コンクリート表面形状(CSP)の測定を標準化しています。* ASTM D4417の方法Bと同様に、深度マイクロメーター、試験方法、読み取り回数、報告要件が定義されています。

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ASTM D7682-Standard レプリカパテを用いたコンクリート表面形状の再現および測定に関する試験方法

ASTM D7682は、コンクリート表面の逆レプリカを作成するための2液性速硬化パテの使用方法について説明しています。硬化後、ICRIビジュアルコンパレータ(方法A)または特別に設計されたスプリングレスマイクロメータ(方法B)を使用して、コンクリートスラブの表面形状を決定します。

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