NTC591

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 591 1998-10-28

MÉTODOS DE ENSAYO PARA LA MEDICIÓN NO DESTRUCTIVA DEL ESPESOR DE PELÍCULA SECA DE RECUBRIMIENTOS NO MAGNÉTICOS APLICADOS A UNA BASE FERROSA

E:

TEST METHODS FOR NONDESTRUCTIVE MEASUREMENT OF DRY FILM THICKNESS OF NONMAGNETIC COATINGS APPLIED TO A FERROUS BASE

CORRESPONDENCIA: CORRESPONDENCIA:

esta norma es una adopción equivalente (EQV) de la norma ASTM D 1186-93

DESCRIPTORES:

pintura; revestimiento; determinación del espesor; ensayo.

I.C.S.: 87.040.00 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado Apartado 14237 Bogotá, Bogotá, D.C. Tel. 6078888 6078888 Fax 2221435 2221435

Prohibida su reproducción

Primera actualización

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.

ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 591 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 1998-10-28. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en Consulta Pública y que pertenece al Comité Técnico 352101 “Pinturas y productos afines” ANHÍDRIDOS Y DERIVADOS DE COLOMBIA S.A. BASF QUIMICA BAYER S.A. CENTRAL DE DISOLVENTES COMPAÑIA PINTUCO S.A. CORPORACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DE LA CORROSIÓN EDUARDO LONDOÑO E HIJOS

ICO PINTURAS S.A. INDUSTRIAS PERMAPINT S.A. ISAGEN S.A. E.S.P PINTURAS Y ADHESIVOS COLOMBIANA LTDA PREFLEX LTDA. SIKA ANDINA S.A. UNIVERSIDAD DEL VALLE

PYASA

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


NTC 591 (Primera actualización)

MÉTODOS DE ENSAYO PARA MEDICIÓN NO DESTRUCTIVA DE ESPESOR DE PELÍCULA SECA DE RECUBRIMIENTOS NO MAGNÉTICOS APLICADOS A UNA BASE FERROSA

1.

OBJETO

Esta norma especifica la medición no destructiva del espesor de la película seca de 1.1 recubrimientos no magnéticos aplicados sobre un material de base ferrosa, usando instrumentos de ensayo disponibles comercialmente. La norma cubre el uso de instrumentos basados solamente en principios de medición magnética. El método de ensayo A prevé la medición de películas usando calibradores magnéticos de tracción y el método de ensayo B prevé la medición de películas usando calibradores magnéticos de flujo. Estos métodos de ensayo no son aplicables para recubrimientos que sean fácilmente 1.2 deformables bajo la carga de los instrumentos de medición, puesto que la sonda del instrumento se debe colocar directamente sobre la superficie del recubrimiento para tomar una lectura. Esta norma no pretende considerar todos los aspectos relacionados con la seguridad, si 1.3 los hay, asociados con el uso de la norma. El usuario de la misma es responsable de establecer procedimientos apropiados de seguridad y salud, y de determinar la aplicabilidad de las limitaciones reguladoras antes de usarla.

2.

NORMAS QUE SE DEBEN CONSULTAR

Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto, constituyen disposiciones de esta norma. En el momento de su publicación eran válidas las ediciones indicadas. Todas las normas están sujetas a actualización; los participantes, mediante acuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la última versión de las normas mencionadas a continuación.

2.1

NORMAS ASTM

D 609, Practice for Preparation of Cold-rolled Steel Panels for Testing Paint, Varnish, Conversion Coatings, and Related Coating Products. D 823, Practice for Producing Films or Uniform Thickness of Paint, Varnish, and Related Products on Test Panels.

1



D 1005, Test Method for Measurement of Dry-film Thickness of Organic Coatings Using Micrometers. D 3980, Practice for Interlaboratory Testing of Paint and Related Materials

2.2

NORMA DEL CONSEJO DE ESTRUCTURAS DE ACERO PINTADAS

SSPC-PA2

Measurement of Dry Paint Thickness with Magnetic Gages 3

3.

MÉTODO DE ENSAYO A. CALIBRADORES MAGNÉTICOS DE EXTRACCIÓN

3.1

RESUMEN DEL MÉTODO DE ENSAYO

Los instrumentos que cumplan los requisitos de este método de ensayo miden el espesor usando un resorte calibrado para determinar la fuerza requerida para sacar un magneto permanente a partir de una base ferrosa recubierta con una película no magnética. El instrumento se debe colocar directamente sobre la superficie del recubrimiento para tomar una lectura. La fuerza de atracción del magneto al substrato varía inversamente con el espesor de la película aplicada. La tracción del resorte requerida para superar la atracción del magneto al substrato se muestra en la escala del instrumento como la distancia (en mils o micrómetros) entre el magneto y el substrato. Se debe reconocer que la exactitud de las mediciones puede verse afectada cuando las mediciones se hacen con una cercanía mayor de 25 mm (1 pulgada) a un borde.

3.2

IMPORTANCIA Y USO

Después de calibrar el instrumento usando placas de espesor conocido y bien sea una parte desnuda del objeto de metal o de metal de la misma clase, el magneto del instrumento (o el apoyo del metal) se coloca en contacto con el metal recubierto en la forma descrita en el numeral 12.1. Los resultados de muchos métodos de ensayo aplicables a recubrimientos se ven marcadamente afectados por el espesor de la película seca, siendo algunos ejemplos la adhesión, la flexibilidad y la dureza para mencionar sólo algunos. Para poder comparar resultados obtenidos por diferentes operadores, es esencial medir el espesor de la película exactamente. La mayoría de los recubrimientos protectores y de alto rendimiento se aplican para cumplir un requisito o una especificación respecto del espesor de la película seca de cada capa o del sistema completo o de ambas cosas. Los recubrimientos se deben aplicar dentro de ciertas tolerancias mínimas y máximas de espesor con el propósito de que puedan cumplir plenamente su función prevista. Además de potenciales deficiencias de funcionamiento, es antieconómico aplicar más material del necesario al recubrir áreas grandes tales como estructuras de metal y bobinados. Este método de ensayo se usa para medir espesores de película de recubrimientos en metales ferrosos.

3

.

Disponible en Steel Structures Painting Council, 4516 Henry St., Pittsburg.

2

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 3.3


APARATO

3.3.1 Magneto permanente pequeño, bien sea unido directamente a un resorte de bobina (calibrador de “lápiz”) 4 o a un brazo de palanca horizontal que esté unido a un resorte helicoidal (calibrador de “banana”) 5 Se le aplica al magneto una fuerza creciente extendiendo el resorte de la bobina en el primer caso o rotando un cuadrante graduado que enrolle el resorte helicoidal en el segundo. Las lecturas obtenidas se muestran directamente en la escala del instrumento o se convierten mediante referencia a una curva de calibración. 3.3.2 Placas de espesor no magnéticas o patrones de metal pulido calibrados 6: Se pueden obtener placas con valores asignados trazables con patrones nacionales, pero cuando se usen placas que no sean trazables a patrones nacionales, el espesor se debe medir con aproximación a 2,5 µm (0,1 mil) usando un micrómetro como se describe en el procedimiento D de la norma ASTM D 1005. 3.4

ESPECÍMENES DE ENSAYO

Cuando este método de ensayo se usa en el campo, el espécimen es la estructura o el elemento recubierto en el cual se ha de evaluar el espesor. Para uso en el laboratorio, se aplican los materiales por ensayar en paneles de la composición y condiciones de superficie en que se desea determinar el espesor. Notas. 1)

En la norma ASTM D 609 se dan la descripción del panel de ensayo y los métodos de preparación de superficie aplicables.

2)

Los recubrimientos se deben aplicar de acuerdo con la norma ASTM D 823 según se acuerde entre el comprador y el vendedor.

3.5

CALIBRACIÓN DEL APARATO

Se calibra el instrumento en un área libre de campos magnéticos dispersos, tales como líneas de potencia, generadores, o equipo de soldadura. No debe haber vibración evidente en la pieza de ensayo cuando el instrumento se esté calibrando. Se usa una sección desnuda del substrato después de que se ha logrado la preparación de la superficie especificada. Si no se dispone de una sección descubierta del substrato, se pueden usar paneles de ensayo descubiertos similares al tipo en el cual se haya efectuado la preparación de la superficie especificada. Se seleccionan placas de calibración en el rango de espesor esperado que se va a medir. Por ejemplo, si un recubrimiento es aproximadamente de 75 µm (3 mils) en espesor, se calibra el instrumento a 75 µm. A continuación se verifica la calibración, usando placas de espesor menor y mayor, para determinar el rango de espesor sobre el cual se ha calibrado el instrumento. Los 4

En la Tabla 1 se relacionan aparatos típicos del tipo “lápiz” (resorte de bobina).

5

En la Tabla 1 se relacionan aparatos típicos del tipo “banana” (resorte helicoidal).

6

Se pueden obtener patrones de metal pulido para este propósito, dirigiéndose a U.S. Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology. Standard Reference Material Program. Building 202, Room 204, Gaithersburg, MD20899.

3



límites de este rango se fijan en los puntos en donde el calibrador ya no registra el espesor de la placa dentro de la exactitud estipulada por el fabricante (por ejemplo, ± 15 %). Se coloca una placa de calibración en el substrato desnudo, sin recubrimiento y se pone el magneto del instrumento en contacto directo con la placa. Se retira el magneto de la placa rotando lentamente el aro de la escala del cuadrante en el sentido horario (para instrumentos helicoidales del tipo de resorte) o levantando toda la carcaza del instrumento (para instrumentos de bobina del tipo de resorte). Se sostiene la placa de tal modo que no se flexione durante la calibración, haciendo que el magneto se levante prematuramente. Se observa el espesor mostrado en la escala del instrumento en el momento en que el magneto interrumpe el contacto con la superficie. Si la lectura de la escala del instrumento no concuerda con el espesor de la placa, se requiere calibración. Esto se puede lograr mediante calibración física o trazando una curva de calibración. Una curva de calibración implica trazar una gráfica colocando en un eje la lectura real del instrumento y en el otro eje la lectura de la placa. Para la calibración física, se consultan las instrucciones del fabricante. Nota 3. Los instrumentos basados en el aro del cuadrante de la escala/ resorte helicoidal se pueden calibrar y usar en cualquier posición, mientras que los basados en el resorte de la bobina se deben calibrar y usar sólo en la posición vertical.

3.6

CALIBRACIÓN DEL APARATO. PATRONES DE CALIBRACIÓN DE METAL PULIDO

Se siguen las instrucciones del numeral 3.5 párrafos 1, 2 y 3. Se coloca el instrumento directamente en el patrón de calibración. Si la lectura de la escala del instrumento no concuerda con el espesor de la placa, se requiere calibración como en el numeral 3.5 párrafo 5. Después de que el instrumento se ha calibrado, se toman diez lecturas en el substrato desnudo, preparado. Se registra el promedio de estas lecturas. Esta es una corrección para las variaciones de atracción magnética debido a la rugosidad del substrato. Se resta el valor obtenido en el numeral 3.6 párrafo 3 cuando se mide el espesor del recubrimiento para obtener el espesor corregido de la pintura. Nota 4. En la norma SSPC-PA 2 se describe más información sobre este método de ensayo de calibración.

3.7

PROCEDIMIENTO

Se usa el instrumento sólo después de que se ha calibrado de acuerdo con los numerales 3.5 y 3.6. Antes de usar el instrumento es necesario asegurarse de que el recubrimiento esté seco. Se inspecciona la punta del magneto y la superficie que se va a medir para asegurarse de que estén limpios. Las limaduras magnéticas adherentes u otros contaminantes de la superficie tendrán efecto en las lecturas del calibrador.

4



Se toman lecturas en localizaciones libres de vibración, y campos eléctricos o magnéticos. Si se encuentra que las lecturas de espesor están por fuera del rango de calibración establecido en el numeral 3.5 párrafo 3, se repite el procedimiento de calibración en el rango apropiado. Se verifica la calibración antes, durante y después de cada uso para tener seguridad de que el instrumento continúa registrando apropiadamente. Si se encuentra que el instrumento se ha desajustado, se mide de nuevo el espesor tomado desde el momento en que se haya hecho la última verificación de calibración satisfactoria. Se toma un número suficiente de lecturas para caracterizar la superficie. Para mediciones en laboratorio, un mínimo recomendado es tres para un panel de 75 mm por 150 mm (3 pulgadas por 6 pulgadas) y más en proporción al tamaño. Para mediciones en el campo, un mínimo recomendado es cinco determinaciones al azar por cada 10 m2 (100 pies2) de área de superficie. Cada una de las cinco determinaciones debe ser el promedio de tres lecturas del instrumento separadas dentro del área de un círculo cuyo diámetro sea 12 mm (1/2 pulgada). Se hacen mediciones alejadas al menos 25 mm (1 pulgada) de cualquier borde o esquina del espécimen. Si es necesario medir más cerca de 25 mm, se verifica de nuevo la calibración en el área específica para determinar el grado del efecto (si lo hay) que el borde tiene sobre la medición.

3.8

INFORME

Se debe incluir la siguiente información: el instrumento usado, el número de serie, el rango, y el promedio de las lecturas del espesor que se hayan encontrado. Dependiendo de la aplicación, puede ser útil registrar también las lecturas individuales.

3.9

PRECISIÓN Y SESGO

Con base en un estudio entre laboratorios de este método de ensayo, efectuado para determinar la precisión de varios tipos de instrumentos al medir un amplio rango de espesores de recubrimientos, se encontró que los coeficientes de variación dentro del laboratorio y entre laboratorios, calculados usando procedimientos descritos en la norma ASTM D 3980 son los mostrados en la Tabla 1 para el instrumento evaluado. Con base en estos coeficientes, se deben usar los siguientes criterios para juzgar, al nivel de confianza del 95 %, la aceptabilidad de los resultados:

3.9.1 Repetibilidad Dos resultados, cada uno el promedio de cuatro mediciones, obtenidos por el mismo operador usando el mismo instrumento se deben considerar sospechosos si difieren en más de los valores de la diferencia permisible máxima dados en la Tabla 1 para el espesor apropiado de la película.

3.9.2 Reproducibilidad Dos resultados, cada uno el promedio de cuatro mediciones, obtenidos por operadores en laboratorios diferentes, cada uno obtenido usando instrumentos de la misma categoría, se deben considerar sospechosos si difieren en más de los valores de la diferencia permisible máxima dados en la Tabla 1. 5



3.9.3 Sesgo El sesgo para el método de ensayo A de esta norma para medir el espesor de la película seca no se puede determinar porque cada instrumento tiene su propio sesgo. Tabla 1. Precisión de las mediciones del espesor de la película En el laboratorio Método Espesor recubrimiento 0,5 a 1,5 mils Instrumento A Grados de Coeficiente de Diferencia libertad variación permisible máxima (DF) (Vw), % (MAD), % A Resorte de bobina Elcometer 157 12 9 Tinsley 12 6 Combinados 24 7,65 22,4 A

Grados de libertad

5 a 17 mils Coeficiente de variación

(DF)

(Vw), %

Diferencia permisible máxima (MAD), %

12 12 24

5 4 4,53

13,3

3 2 2 2,3

6,6

Resorte helicoidal Elcometer 111 Microtest FIM Calibrador Magne Combinados

12 28 4 44

6 5 6 5,4

15,4

12 28 8 48

B

Mecánico Elcometer

22

7

20,6

22

3

8,8

B

Sonda -Elcometer 150 -Minitest FN 250 -Calibrador GE tipo B -Permascope ES -Verimeter ML 301 -Accuderm M -Combinados

12 6 32 12 2 4 68

5 5 4 4 6 1 4,25 12,1 Interlaboratorios

12 6 32 12 3 6 71

1 2 3 2 2 2 2,4

6,8

Resorte de bobina Elcometer 157 Tinsley Combinados

2 2 4

22 10 17,1

67,2

2 2 4

12 7 9,8

38,6

Resorte helicoidal Elcometer 111 Microtest FIM Calibrador Magne

2 8 C

5 15

30,5 B 49

2 8 C

2 10

A

A

c

12,2 B

c

32,6 B

Mecánico Elcometer

4

11

43,5

4

2 8D

B

A. B C D

Sonda -Elcometer 150 -Minitest FN 250 -Calibrador GE tipo B -Permascope ES Combinados -Minitest FN 250 -GE tipo B -Verimeter ML 301 -Accuderm M

4 12 6 22 2 c c

7 6 6 6,2 22 -

18,3 B -

c c

4 2 6 12 12 c c

4 3 3 3,4 6

10,4 18,5

c c

Resultados obtenidos usando los modelos mostrados. Algunos instrumentos están disponibles como modelos más nuevos, que no se incluyen. Resultados insuficientes para estimaciones confiables. No se suministraron resultados entre laboratorios. La MAD de entre laboratorios suele ser más grande que la MAD para dentro de laboratorio.

6



4.

MÉTODO B CALIBADORES FIJOS MAGNÉTICOS

4.1

RESUMEN DEL MÉTODO DE ENSAYO

Después de calibrar el instrumento usando placas de espesor conocido y bien sea una parte desnuda del objeto de metal o de metal de la misma clase, la sonda del instrumento se coloca en contacto con el metal recubierto. Los instrumentos de este tipo determinan, dentro de la sonda del instrumento mismo, cambios en el flujo magnéticos causados por variaciones en la distancia entre el magneto y el substrato. Se debe reconocer que la exactitud de las mediciones se puede afectar cuando se hacen más cerca de 25 mm (1 pulgada) a un borde o 75 mm (3 pulgadas) a otra masa de metal. El borde o la masa del acero pueden ocasionar escape de flujo del instrumento, distorsionando así las lecturas.

4.2

APARATO

El aparato de ensayo se debe operar mecánica o eléctricamente. Los instrumentos operados mecánicamente alojan un magneto interno en forma de herradura, cuyos contactos se colocan directamente sobre el substrato recubierto. 7 Los instrumentos operados eléctricamente utilizan una sonda separada del instrumento que aloja el magneto o la bobina energizada mediante corriente alterna, y se coloca directamente sobre la superficie. 8 En ambos tipos, el espesor del recubrimiento se muestra en la escala o el medidor del instrumento.

4.3

ESPECÍMENES DE ENSAYO

Los especímenes de ensayo descritos en la sección 6 también son aplicables para el método de ensayo B. Cuando se midan espesores de pintura en substratos menores de 1/8 de pulgada, se deben consultar las instrucciones del fabricante.

4.4

CALIBRACIÓN DEL APARATO

Se siguen los pasos indicados en los numerales 3.5 párrafos 1 a 3. Se sostiene firmemente la manija del contacto o la sonda del instrumento sobre la superficie y perpendicular al plano de medición durante la calibración y el uso. Se siguen las instrucciones del fabricante para el ajuste específico del instrumento. Nota 5. Los instrumentos del tipo sonda se pueden calibrar y usar en cualquier posición, pero el tipo de magneto integral se debe volver a calibrar o verificar la calibración para cada posición de uso.

4.5

PROCEDIMIENTO

Se siguen los pasos indicados en los numerales 3.7 párrafos 1 a 3. Se efectúan mediciones no más cercanas de 25 mm (1 pulgada) a un borde o 75 mm (3 pulgadas) a otra masa de acero. Si tales mediciones son necesarias, se verifica de nuevo la calibración en el área específica para determinar qué efecto tiene el borde o la masa de acero sobre la lectura del instrumento. 4.6 INFORME 7 8

En la Tabla 1 se relacionan aparatos típicos del tipo mecánico. En la Tabla 1 se relacionan aparatos típicos del tipo de sonda.

7



Se debe suministrar la siguiente información: el instrumento usado, el número de serie, el rango, y el promedio de las lecturas del espesor que se hayan encontrado. Dependiendo de la aplicación, también puede ser útil registrar las lecturas individuales.

4.7

PRECISIÓN Y SESGO

4.7.1 Precisión Con base en un estudio entre laboratorios de este método de ensayo en el cual se usaron varios tipos de instrumentos en diversos laboratorios para medir un amplio rango de espesores de película seca en el mismo conjunto de paneles, se encontró que los coeficientes de variación dentro del laboratorio y entre laboratorios, calculados usando procedimientos descritos en la norma ASTM D 3980, son como se muestra en la Tabla 1. Con base en estos coeficientes se deben usar los siguientes criterios para juzgar, al nivel de confianza del 95 %, la aceptabilidad de los resultados: 4.7.1.1 Repetibilidad. Dos resultados, cada uno el promedio de cuatro mediciones, obtenidos por el mismo operador usando instrumentos de la misma categoría se deben considerar sospechosos si difieren en más de los valores de la diferencia permisible máxima dados en la Tabla 1 para el espesor apropiado de la película. 4.7.1.2 Reproducibilidad. Dos resultados, cada uno el promedio de cuatro mediciones, obtenidos por operadores en laboratorios diferentes usando instrumentos de la misma categoría se deben considerar sospechosos si difieren en más de los valores de la diferencia permisible máxima dados en la Tabla 1 para el espesor apropiado de la película.

4.7.2 Sesgo El sesgo para el método de ensayo A de esta norma para medir el espesor de la película seca no se puede determinar porque cada instrumento tiene su propio sesgo.

DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Test Methods for Nondestructive Measurement of Dry Film Thickness of Nonmagnetic Coatings Applied to a Ferrous Base. Philadelphia, 1993, 4 pp. (ASTM D 1186-93)

8

NTC591

Recommend Documents