Les jauges manuelles d'épaisseur de film sec (DFT) sont des outils de contrôle courants utilisés par les applicateurs et les inspecteurs. Avec un peu de soin et d'entretien, on peut compter sur les instruments mécaniques et électroniques pour offrir de nombreuses années de service précis et fiable.
Un bon fonctionnement commence par la lecture du manuel. Tous les instruments présentent de subtiles différences de fonctionnement. Notez la marque, le modèle, le numéro de série et la date d'achat à l'intérieur du manuel et mettez en évidence les conseils d'entretien et d'étalonnage.
Il est fort probable qu'une personne de votre entourage comprenne mal les termes "étalonnage" et "intervalle d'étalonnage". Elle serait surprise d'apprendre que, non seulement elle ne peut pas étalonner sa jauge, mais qu'il n'y a généralement pas non plus d'obligation de recertification annuelle.
La norme ASTM D7091 définit l'étalonnage comme "le processus de haut niveau, contrôlé et documenté, consistant à obtenir des mesures sur des normes d'étalonnage traçables sur toute la plage de fonctionnement de la jauge, puis à effectuer les réglages nécessaires de la jauge (selon les besoins) pour corriger toute condition hors tolérance". Il poursuit en soulignant que l'étalonnage "est effectué par le fabricant de l'équipement, son agent autorisé ou par un laboratoire d'étalonnage accrédité dans un environnement contrôlé en utilisant un processus documenté".
Un étalonnage donne souvent lieu à la délivrance d'un document appelé certificat d'étalonnage (figure 1). Ce document enregistre les résultats de mesure réels et toutes les autres informations pertinentes pour un étalonnage d'instrument réussi et indique clairement la traçabilité à un site national standard. Les spécifications du travail exigent souvent la preuve d'un étalonnage récent.
Un réétalonnage (ou recertification) est périodiquement requis tout au long du cycle de vie d'un instrument car la précision de la plupart des dispositifs de mesure se dégrade avec l'utilisation. Un intervalle d'étalonnage est la période établie entre les réétalonnages d'un instrument. Conformément aux exigences de la norme ISO 17025, la plupart des fabricants n'incluent pas les intervalles d'étalonnage dans les certificats d'étalonnage. Pourquoi ? Parce qu'ils ne connaissent pas la fréquence d'utilisation de la jauge, l'environnement dans lequel elle est utilisée et la façon dont elle est entretenue.
Si vous n'avez pas d'expérience avec un instrument, un an est un bon intervalle de départ entre les étalonnages. Cet intervalle peut être ajusté avec l'expérience et une vérification régulière (voir ci-dessous). Les clients disposant de nouveaux instruments peuvent utiliser la date d'achat de l'instrument comme point de départ de leur premier intervalle d'étalonnage. L'effet négligeable de la durée de conservation minimise l'importance de la date réelle du certificat d'étalonnage.
Un certificat d'étalonnage ne garantit pas que la précision sera maintenue tout au long de l'intervalle d'étalonnage. Une multitude de facteurs peuvent affecter le fonctionnement d'une jauge dès l'ouverture de la boîte. C'est pourquoi la plupart des normes exigent une vérification régulière de la précision.
Pour éviter de mesurer avec une jauge inexacte, la précision et le fonctionnement doivent être vérifiés avant chaque utilisation, généralement au début de chaque poste de travail. Il convient de les revérifier lorsqu'un grand nombre de mesures sont effectuées, ou si la jauge tombe ou est soupçonnée de donner des résultats erronés.
Les contrôles de précision sont effectués en mesurant des étalons de référence traçables : soit des cales, soit des étalons métalliques revêtus. La moyenne d'une série de lectures doit se situer dans les tolérances combinées de la jauge et de la référence standard (figure 2).
La traçabilité est la capacité de suivre le résultat d'une mesure à travers une chaîne ininterrompue de comparaisons jusqu'à un point fixe international standard qui est communément accepté comme correct. La chaîne se compose généralement de plusieurs étalons de mesure appropriés, la valeur de chacun d'eux ayant une plus grande précision et une moindre incertitude que les étalons suivants.
La plupart des jauges d'épaisseur de film sec sont étalonnées en usine pour fonctionner correctement sur de l'acier au carbone plat et lisse. Votre application peut être différente. En général, quatre conditions affectent la précision et doivent être corrigées : la rugosité de la surface, la géométrie (courbure, effet de bord), la composition (alliage métallique, propriétés magnétiques, température) et la masse (métal mince).
Pour éviter que ces facteurs ou d'autres ne provoquent des imprécisions de la jauge, vérifiez que la moyenne d'une série de mesures sur le substrat non revêtu est dans la tolérance de la jauge à zéro. Vous pouvez également vérifier l'épaisseur connue d'une cale placée sur le substrat non revêtu.
Autrefois, les normes industrielles déconseillaient de mesurer à moins d'un ou deux pouces d'un bord. Les sondes modernes peuvent généralement mesurer beaucoup plus près. En fait, leur précision ne diminue généralement que lorsqu'elles dépassent.
Vous vérifiez cela de la même manière que pour la plupart des autres problèmes - en mesurant le substrat non revêtu pour vérifier que la moyenne d'une série de mesures est dans la tolérance de la jauge à zéro. La meilleure façon de mesurer les revêtements en bandes est souvent d'utiliser des microsondes conçues pour mesurer de petites surfaces.
Les surfaces en acier sont fréquemment nettoyées par impact abrasif avant l'application de revêtements protecteurs. La mesure sur ces surfaces est plus compliquée que pour les surfaces lisses. L'effet sur les mesures des jauges augmente avec la profondeur du profil et dépend également de la conception de la sonde et de l'épaisseur du revêtement.
On apprend aux utilisateurs que ce "profil d'ancrage" peut entraîner une lecture élevée des jauges (figure 3). Mais lorsqu'il s'agit d'ajuster ce profil, il semble que chaque utilisateur ait sa méthode préférée. Laquelle est la bonne ?
SSPC-PA 2 propose plusieurs solutions en fonction du type d'instrument et de la situation particulière. Des méthodes similaires sont suggérées par les normes ASTM D7091 et ISO 19840.
Les jauges à arrachement mécanique (type 1) ont des échelles non linéaires qui ne peuvent pas être ajustées. Par conséquent, la moyenne d'au moins dix mesures de surface nue est calculée pour générer une lecture du métal de base (BMR). Cette valeur est soustraite des lectures futures de l'épaisseur du revêtement.
La plupart des jauges électroniques (type 2) peuvent être réglées par l'utilisateur en suivant les instructions du fabricant. Une méthode courante consiste à simuler un revêtement couvrant les principaux pics du profil. Une cale d'épaisseur connue est placée sur le profil de surface et mesurée. La jauge est ajustée pour correspondre à l'épaisseur de cette cale.
Si l'accès au substrat non revêtu n'est pas possible, l'ISO 19840 propose des valeurs de correction à soustraire des lectures DFT sur les grades de profil ISO 8503 fin, moyen et grossier.
Maintenant que nous savons qu'il est courant d'ajuster un calibre à l'épaisseur d'une cale, il est important d'être conscient que cela peut ajouter une erreur significative aux futures lectures du calibre.
Les instruments de mesure ont des déclarations de précision ou de tolérance émises par le fabricant. Lorsque vous effectuez des ajustements de jauge sur des cales, les mesures de jauge résultantes sont moins précises. Par exemple, si la précision d'un calibre correctement étalonné est de ± 1 % et que l'épaisseur de la cale est précise à ± 5 % près, la tolérance combinée du calibre et de la cale sera légèrement supérieure à ± 5 %, comme le montre la formule de la figure 4.
Une fois que la jauge a été mise en service, un nombre surprenant de problèmes peuvent être évités grâce à des examens visuels réguliers de la sonde. Recherchez des dommages évidents, en particulier sur la surface de mesure ou sur le câble de la sonde. Les sondes à pression constante doivent pouvoir monter et descendre librement. Les sondes endommagées, rayées ou usées doivent être testées pour leur précision sur des étalons de référence et remplacées si nécessaire. La limaille métallique, la poussière et la peinture doivent être soigneusement enlevées avec un chiffon.
Évitez toute exposition prolongée à des surfaces chaudes et laissez la sonde refroidir entre les mesures. Respectez les surfaces rugueuses en abaissant la sonde avec précaution et ne la faites jamais glisser latéralement, sauf si la sonde a été conçue pour cet usage. Des cales en plastique d'épaisseur connue peuvent être placées sur ces surfaces pour protéger la sonde. Soustrayez l'épaisseur de la cale de l'épaisseur mesurée et tenez compte de la tolérance de mesure supplémentaire résultant de l'utilisation de la cale.
Les indications qu'une sonde peut avoir besoin d'être réparée comprennent des relevés inférieurs à ceux attendus (c'est-à-dire l'usure de la pointe de la sonde), des relevés supérieurs à ceux attendus (c'est-à-dire un matériau étranger collé sur la sonde) et des mesures erratiques (c'est-à-dire une défaillance du composant).
Les instruments modernes sont conçus pour réduire l'influence de l'opérateur. Mais vous ne savez peut-être pas que des dommages peuvent résulter d'une mauvaise tenue de la sonde.
Les jauges existent dans toutes les formes et toutes les tailles. Apprenez à connaître la bonne façon de tenir et d'utiliser votre modèle particulier. La majorité des instruments portatifs prennent une mesure à la fois. Soulevez la sonde pour l'éloigner de la surface entre les mesures. Le fait de traîner la sonde réduit sa durée de vie.
Les mécanismes de pression constante intégrés dans la plupart des jauges DFT électroniques modernes garantissent que la sonde se dépose perpendiculairement à la surface et empêchent la pression de l'opérateur d'influencer le résultat de la mesure. Le fait de tenir la sonde de manière incorrecte annule ces mécanismes et peut réduire la durée de vie de la sonde. Cela peut entraîner des lectures élevées lorsque la sonde est inclinée ou des lectures faibles lorsque la sonde est pressée dans des revêtements mous.
Les lectures sont-elles affectées par les émetteurs radio, le magnétisme résiduel des opérations de soudage, les gros moteurs ou les téléphones portables ? Vous pourriez être surpris par ce qui compte et ce qui ne compte pas.
Les instruments d'épaisseur à film sec qui mesurent sur l'acier fonctionnent selon un principe magnétique. Il est donc logique que la précision des jauges puisse être affectée par des variations des propriétés magnétiques inhérentes à l'acier. L'un de ces problèmes insidieux est le magnétisme résiduel, c'est-à-dire le magnétisme qui reste dans l'acier après la suppression d'un champ magnétique externe. Les pinces magnétiques et le découpage au plasma en sont deux exemples. Les tuyaux enterrés captent le magnétisme du champ magnétique terrestre au fil du temps. L'effet n'est généralement pas prononcé et peut être éliminé par démagnétisation. Vérifiez son effet sur la jauge en mesurant le zéro sur l'acier non revêtu (ou l'épaisseur d'une cale placée sur l'acier non revêtu).
Les champs magnétiques parasites puissants produits par les équipements électriques peuvent perturber le fonctionnement des instruments qui utilisent des principes magnétiques. Des lectures erratiques peuvent résulter de la mesure sur des moteurs électriques ou de la mesure près d'un gros moteur au moment de son démarrage. De fortes émissions électromagnétiques provenant de tours de radio ou d'antennes peuvent également perturber le fonctionnement des instruments. Pour minimiser l'impact des champs électromagnétiques externes, assurez-vous que votre instrument de mesure d'épaisseur de film sec est accompagné d'une déclaration de conformité. La déclaration de conformité confirme que le fabricant a testé l'immunité de l'instrument contre la CEM conformément aux normes internationales. La norme EN 61326-1:2013 est un exemple d'une telle norme standard.
Comme vous pouvez l'imaginer, il s'agit de cas limites peu probables. La vérification du fonctionnement des jauges sur des étalons de référence connus permettra de résoudre la plupart des problèmes.
Les mots "lecture" et "mesure" sont souvent utilisés comme synonymes. La norme SSPC-PA 2 établit une distinction intéressante en définissant une "lecture" comme le résultat d'un seul instrument et une "mesure" comme la moyenne d'une série de lectures.
Il est rare que l'on puisse se fier à une seule lecture, que ce soit pour déterminer l'épaisseur ou pour ajuster une cale. Des lectures répétées de la jauge, même à des points proches les uns des autres, diffèrent souvent en raison des irrégularités de surface du revêtement et du substrat. Les débris sur la surface, les interférences d'émissions locales et une mauvaise technique de l'opérateur ne sont que quelques-uns des autres éléments qui peuvent influencer les résultats de manière négative.
Soyez rassuré par les statistiques. Faites plusieurs relevés. Écartez toute valeur anormalement élevée ou basse qui n'est pas répétée de façon constante. La moyenne résultante des lectures acceptables de la jauge est considérée comme la mesure de l'épaisseur du revêtement pour cet emplacement.
Les instruments modernes compensent de nombreuses sources d'imprécision, mais pas toutes. La meilleure source de connaissances en matière de mesure de l'épaisseur de la couche sèche est constituée par les instructions du fabricant, soutenues par son réseau d'assistance technique et par les normes industrielles telles que celles publiées par la SSPC, la NACE, l'ASTM et l'ISO.
DAVID BEAMISH (1955 - 2019), ancien président de DeFelsko Corporation, un fabricant new-yorkais d'instruments de test de revêtement portatifs vendus dans le monde entier. Il était titulaire d'un diplôme d'ingénieur civil et avait plus de 25 ans d'expérience dans la conception, la fabrication et la commercialisation de ces instruments de test dans une variété d'industries internationales, notamment la peinture industrielle, l'inspection de la qualité et la fabrication. Il a dirigé des séminaires de formation et a été un membre actif de diverses organisations, notamment NACE, SSPC, ASTM et ISO.
