Introduzione alla calibrazione
Le vernici e i rivestimenti vengono utilizzati per proteggere pezzi e prodotti lavorati. La qualità ed il periodo di vita del prodotto dipendono direttamente dallo spessore della vernice
applicata, e da qui nasce l’esigenza di una misurazione accurata.
Poiché la vernice ed il rivestimento in generale non può essere separato dal suo materiale di base per la misurazione, la sua verifica con un metodo diretto non è possibile, sono disponibili,
però, strumenti che sfruttano metodi indiretti per la determinazione dello spessore della vernice misurando il lato libero del rivestimento, questi strumenti si chiamano spessimetri per
vernici. In relazione a questi spessimetri vi è la problematica di assicurare la tracciabilità dei risultati di misurazione dello spessore del rivestimento. Questo significa che per prendere
le giuste decisioni il risultato della misurazione dello spessore del rivestimento deve essere correlato al valore di base appropriato e quindi lo strumento deve essere calibrato.
Definizione di operazione di calibrazione spessimetro
La calibrazione dello spessimetro per vernici è un’operazione che fornisce la relazione tra la lettura dello strumento ed il valore dello spessore del rivestimento presentato per
la misurazione. Durante questa fase si calcola la differenza tra valore misurato e valore noto, cioè il dato numerico riportato sullo standard di riferimento. Questa differenza prodotta dallo
strumento deve essere corretta o altrimenti tenuta in considerazione quando si svolgono i test.
Gli spessimetri per vernici vengono calibrati utilizzando appositi standard di riferimento denominati lastre spessimetriche: apposite pellicole realizzate in materiale plastico di
spessore noto, il cui valore è riportato direttamente su di esse.
Al fine di mantenere più elevata possibile una costante di ripetibilità e precisione in fase di misura
di spessore vernice è fondamentale strutturare un programma sistematico di calibrazione periodica dello strumento, poiché l’utilizzo prolungato, usura e fattori ambientali sono
alcune delle cause che influenzano le prestazioni dello strumento e la sua accuratezza. Un corretto programma di calibrazione assicura la verifica, la manutenzione e la validazione
dell’accuratezza e precisione dello spessimetro per vernici.
Calibrazione e Ricalibrazione spessimetro per vernici
Solitamente quando si effettua una misura con spessimetro per vernici l’operazione è influenzata dalla calibrazione effettuata precedentemente, e proprio perché il controllo dello spessore vernice è un’operazione fondamentale, vi sorge la necessità di rendere il più preciso possibile lo strumento. Per questo motivo è buona regola effettuare la calibrazione dello strumento nelle condizioni in cui si dovrà effettuare la misura: ad esempio se la misura dovrà essere effettuata su pezzi che hanno particolari geometrie è consigliato effettuare la calibrazione dello spessimetro in condizioni simili.
Step fondamentali per una corretta procedura di calibrazione
Al fine di programmare una corretta calibrazione dei misuratori di vernici di seguito sono indicati alcuni passaggi fondamentali:
- Definizione metodo e principio di misura
- Campioni di riferimento
- Geometria del pezzo
- Sequenza operativa della calibrazione
- Valutazione dei valori misurati e Rapporto di taratura attestante la deviazione e l'incertezza
Definizione metodo e principio di misura
La necessità di misurare lo spessore di vernice su diverse tipologie di substrati metallici ha portato alla progettazione di appositi principi adottati dagli spessimetri per vernici: induzione magnetica e correnti parassite.
Il principio di induzione magnetica viene utilizzato per misurare lo spessore di vernici e rivestimenti non magnetici su acciaio, ferro e su altri metalli ferrosi (Fe). La misurazione funziona
secondo il principio del trasformatore. L'accoppiamento induttivo tra la bobina primaria (di induzione) e la bobina secondaria (di misura) è influenzato dallo spessore del rivestimento non
magnetico applicato al substrato magnetico (ferroso). Con l'aumento dello spessore del rivestimento, la forza del segnale di misurazione diminuisce.
Il principio di correnti parassite viene utilizzato per misurare lo spessore di vernici e tutti i rivestimenti isolanti su metalli non ferrosi (NFe) come alluminio, rame, ottone, zinco, ecc. Il
funzionamento è simile al principio di induzione magnetica: un campo elettromagnetico ad alta frequenza viene indotto nel metallo non ferroso. Pertanto, viene prodotta una corrente parassita che
misura lo spessore del rivestimento isolante. La retroazione della corrente parassita sulla sonda produce un valore di spessore.
Al fine di ottenere risultati precisi in fase di misurazione è fondamentale effettuare la calibrazione dello spessimetro per vernici su entrambe le modalità di misura, chiaramente se lo strumento
le adotta poichè potrebbe essere dotato solamente di uno dei due principi di misura.
Campioni di riferimento
Alla base di una corretta calibrazione vi è la necessita di avere in dotazione un set di lastre
spessimetriche che riescano a fornire punti di riferimento per l’intero campo di misura dello strumento. Questi spessori in plastica forniscono un rapido controllo operativo
dell’apparecchio e consentono all'utente di eseguire misurazioni pratiche su basi metalliche ferrose e non ferrose.
Gli spessimetri per vernici basano la loro precisione sul valore noto impresso sulle lastre spessimetriche, per questo motivo è buona regola effettuare periodicamente la taratura di esse da parte di un laboratorio abilitato.
Geometria del pezzo
I manufatti metallici verniciati sono comunemente realizzati in svariate forme e dimensioni. Un aspetto da non trascurare è la geometria del pezzo oggetto di misura: al fine di migliorare la qualità della misura è buona regola calibrare lo strumento su basi metalliche realizzate con forme geometriche simili al pezzo oggetto di test, ad esempio se il pezzo ha un raggio di curvatura accentuato eseguire la calibrazione su una base metallica con geometrie simili.
Sequenza operativa di calibrazione
Nel settore degli spessimetri per vernici è utilizzato un metodo di calibrazione dove lo spessore campione viene riprodotto dallo standard di riferimento. La differenza tra il valore dello
spessore del rivestimento riprodotto dallo standard di riferimento e la lettura del rivestimento da parte dello spessimetro è la correzione da apportare nel punto di calibrazione indicato.
Per iniziare l’operazione di calibrazione dello spessimetro in modo corretto è necessario fornire allo strumento il “punto zero”, cioè il riferimento della “nuda” base metallica, pulita e priva
di alcun residuo. È importante effettuare questa operazione di azzeramento come primo punto di calibrazione poiché dal punto zero verranno concatenate le successive misure. Acquisito questo punto
si opera selezionando le lastre spessimetriche di riferimento in ordine crescente procedendo con la verifica e la calibrazione dello strumento. Dopo aver terminato questa operazione effettuare
l’ultima verifica e calibrazione dello strumento utilizzando la lastra spessimetrica di riferimento con valore noto più vicino al valore dello spessore del rivestimento presunto del pezzo oggetto
di test.
Valutazione dei valori misurati e Rapporto di taratura attestante la deviazione e l'incertezza
Il ruolo degli spessimetri per vernici è di dare conferma dell’idoneità del prodotto realizzato, questo
importante ruolo rende necessario che lo strumento operi in condizioni efficienti con un errore proporzionalmente adeguato alle tolleranze richieste. Ogni spessimetro ha un errore che deriva nel
tempo sia per motivi di usura meccanica che elettrica, per questo è necessario controllare periodicamente la corretta efficienza dello strumento, valutando attentamente i valori misurati e
monitorando che l’errore strumentale si mantenga adeguato all’uso a cui è destinato.
Comprovare le caratteristiche dello strumento e soprattutto la precisione rilevata durante la valutazione dei valori misurati è necessario per dare validità alla prova effettuata, soprattutto per
quelle aziende che operano in un sistema di qualità certificato, per questo motivo è buona regola inviare il proprio spessimetro in taratura ad un laboratorio abilitato che verificherà lo
strumento, effettuando prove e confronti con campioni di riferimento primari. Al termine di queste verifiche il laboratorio rilascerà un rapporto di taratura con riferibilità ai campioni primari da cui è possibile verificare la deviazione e l’incertezza dello strumento.
L’operatore o l’ufficio qualità stabiliscono i limiti di utilizzo dello spessimetro per vernici e l’errore ammesso, valutano inoltre un’eventuale declassamento a strumento di seconda linea, la
riparazione o sostituzione dello stesso. Il centro di taratura si riserva di avvisare l’operatore nel caso in cui lo spessimetro risulti non conforme alle specifiche previste dal costruttore o
inutilizzabile per gli scopi previsti, annotando le eventuali anomalie su rapporto di taratura.
Leggi articolo di approfondimento: Differenze tra calibrazione e taratura di uno strumento di misura
Rugosità
Se il substato metallico è stato reso ruvido da un processo, come ad esempio la sabbiatura (vedi gradi di sabbiatura), la superficie metallica potrebbe avere una rugosità superficiale accentuata e risultare irregolare causando un'alterazione dello spessore della vernice. Uno spessimetro per vernice correttamente calibrato indicherà in modo puntuale e diretto la differenza di spessore del rivestimento.
Esempio pratico di calibrazione spessimetro per vernici
Ogni spessimetro per vernici professionale deve avere una funzione di calibrazione che permetta allo strumento di correggere gli errori di misura, ad esempio lo spessimetro per vernici modello VLMVB8836FN viene fornito comprensivo di 5 lastre spessimetriche di riferimento con valori di 50-120-300-430-750 micron (circa) e le relative basi di azzeramento metalliche (ferromagnetica e non ferromagnetica). La calibrazione di questo spessimetro è molto semplice ed immediata: dopo aver effettuato l’operazione di azzeramento, la lastra spessimetrica con valore simile allo spessore presunto da misurare (ad esempio se il rivestimento da misurare misura 60 micron, verrà utilizzata la lastra da 50 micron) viene posta sulla base metallica prescelta e misurata. Nel caso in cui lo strumento evidenzi differenze di misura è sufficiente premere l’apposito pulsante per correggere la misura rilevata in base al valore dello spessore di riferimento utilizzato. In questo modo lo strumento risulta calibrato senza alcuna altra operazione da effettuare.
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