噴砂、拋丸處理后表面粗糙度的測量標準及方法
當鋼材表面經噴射清理后，就會獲得一定的表面粗糙度或表面輪廓。表面粗糙度可以用形狀和大小來進行定性。經過噴射清理，鋼板表面積會明顯增加很多，同時獲得了很多的對于涂層系統有利的錨固點。當然，并不是粗糙度越大越好，因為涂料必須能夠覆蓋住這些粗糙度的波峰。太大的粗糙度要求更多的涂料消耗量。一般的涂料系統要求的粗糙度通常為 Rz40~75微米。
1.粗糙度的定義
對表面粗糙度的定義有以下幾種：
hy：在取樣長度內，波峰到波谷的大高度， ISO8503-3（顯微鏡調焦法）
Ry：在取樣長度內，波峰到波谷的大高度，ISO8503-4（觸針法）
Ra：波峰和波谷到虛構的中心線的平均距離， ISO 3274（觸針法）
Ry5：在取樣長度內，五個波峰到波谷大高度的算術平均值，ISO8503-4（觸針法）有關 Rz的表述與 Ry5其實是相同的，Rz的表述來自于德國標準 DIN 4768-1。Ra和 Rz 之間的關系是 Rz相當于 Ra的 4~6倍。
2.表面粗糙度的評定標準
為了測定鋼板表面粗糙度，不同的標準規定了相應的儀器可以使用，測量值以微米（μm）為單位。
國際標準分 ISO 8503 成五個部分在來說明表面粗糙度：
ISO8503-1：1995表面粗糙度比較樣塊的技術要求和定義
ISO8503-2：1995噴射清理后鋼材表面粗糙度分級 ―樣板比較法
ISO8503-3：1995 ISO基準樣塊的校驗和表面粗糙度的測定方法 ―顯微鏡調焦法
ISO8503-4：1995 ISO基準樣塊的校驗和表面粗糙度的測定方法，觸針法
ISO8503-5：2004表面輪廓的復制膠帶測定法
我國的標準 GB/T 13288-91《涂裝前鋼材表面粗糙度等級的評定（比較板塊法）》，參照 ISO8503所制訂。
3.比較樣塊法評定表面粗糙度
在涂裝現場較為常用的粗糙度評定方法是比較樣塊法。常用的粗糙度比較塊有英國易高elcometer125（E125），荷蘭TQC LD2040、LD2050以及英國PTE R2006、R2007等。
ISO 8503-1比較樣塊有四部分，分別用鋼砂（樣塊 G）噴砂處理和鋼丸（樣塊 S）噴丸處理過，在比較樣塊的背面分別帖有標簽S和G來進行區分（表1）。
表 1 ISO表面粗糙度度比較樣塊的名義值和公差
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粗糙度樣塊 |
部位 |
名義值 /μm |
公差/μm |
|
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1 |
25 |
3 |
|
鋼砂（G）噴射 |
2 |
60 |
10 |
|
3 |
100 |
15 |
|
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|
4 |
150 |
20 |
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1 |
25 |
3 |
|
鋼丸（S）噴射 |
2 |
40 |
5 |
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3 |
70 |
10 |
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4 |
100 |
15 |
注：a.當使用顯微鏡調焦法（ISO 8503-3）時，其名義讀數為 hy，當使用觸針法（ISO8503-4）時，其名義讀數為：Ry5.GB/T13288將涂裝前鋼材表面經磨料噴砂、拋丸清理后形成的表面粗糙度分為細、中和粗三個粗糙度等級（細細級和粗粗級作為粗糙度等級以外的延伸，工業一上般不使用），這些等級分別由文字和標準比較樣塊來定義，粗糙度參數為 GB3505中的輪廓大高度值 Ry。粗糙度等級級別的劃分見表 2。
表2GB/T13288 粗糙度等級級別的劃分
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級別 |
代號 |
定義 |
粗糙度參數值 Ry |
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丸狀磨料噴丸 |
棱角狀磨料噴砂 |
|||
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細細 |
|
鋼材表面所呈現的粗糙度小于樣塊 1所呈現的粗糙度 |
<25 |
<25 |
|
細 |
F |
鋼材表面所呈現的粗糙度等同于樣塊 1與樣塊 2所呈現的粗糙度之間 |
25~＜40 |
25~＜60 |
|
中 |
M |
鋼材表面所呈現的粗糙度等同于樣塊 2所呈現的粗糙度，或介于樣塊 2和樣塊 3所呈現的粗糙度之間 |
40~＜70 |
60-＜100 |
|
粗 |
C |
鋼材表面所呈現的粗糙度等同于樣塊 3所呈現的粗糙度，或介于樣塊 3和樣塊 4所呈現的粗糙度之間 |
70~＜100 |
100~＜150 |
|
粗粗 1） |
|
鋼材表面所呈現的粗糙度等同于或大于樣塊所呈現的粗糙度 |
≥100 |
≥150 |
使用ISO8503-1或GB/T13288比較樣塊進行粗糙度評定時，可以用目測和指劃表面來比較樣塊與噴射處理表面，必要時，也可使用不大于 7倍的放大鏡來幫助判斷，或者數顯粗糙度儀直接測量。
4.復制膠帶法評定粗糙度
ISO ISO8503-5：2004《表面輪廓的復制膠帶測定法》，NACE RP0287《磨料噴射清理鋼板表面輪廓現場測量--復制膠帶》，以及 ASTM D4417方法 C，可以有效地測量出表面粗糙度的具體數值，表面粗糙度可用復制膠帶進行測量，復制膠帶是由 Testex 公司生產的產品。通常使用二種類型的膠帶：粗級，用于測量 0.8mils至 2.0mils(20μm至 50μm)的表面粗糙度；特粗級，用于測量 1.5mils至 4.5mils(38μm至 114μm)的表面粗糙度。
通常在一定的區域內要測量三點，這樣可以看出粗糙度是否均勻，以及求得其平均值。檢測程序：
（1）待測量表面清理灰塵和噴砂用磨料等雜質；
（2）選擇合適帶有一塊不可壓縮聚酯薄膜 (Mylar)和可壓縮泡沫塑料小方塊的復制膠帶，黏貼在噴砂清理過的表面上，暗的一面朝下，掀起一角以備撕除；
（3）來回刮平貼緊上面的圓形部分，用一個硬的圓形摩擦工具，例如：攪酒棒，將泡沫緊壓在噴砂清理過的表面上，待其均勻呈現暗色，形成實際表面粗糙度的確切的反壓印復制品；
（4）將膠帶從表面上除去，用測微計測量泡沫和塑料膜的厚度。測微計的讀數減去Mylar薄膜的厚度50μm (2mils)即為表面粗糙度的讀數。
常用的測量儀器有：英國易高elcometer122（E122 膠帶/拓片紙、E124 測厚儀），及英國PTE R1001、R1002、R1004、R2004等。
5. 觸針法評定表面粗糙度
觸針法測量的是表面峰頂到谷底的高度，至少測量5個點以上取平均值。常用的粗糙度儀有:時代山峰0918，英國易高Elcometer123，Elcometer224（E224），荷蘭TQC SP1560，美國Defelsko PosiTector SPG以及英國PTE R1006。測量準確的方式是復制膠帶法，但觸針法測量方便，直接讀數且無需額外的耗材，成本較低，精度高，因此也是常用的一種方法。
