涂装表面粗糙度检验.docx
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涂装表面粗糙度检验
Q/YCRO
烟台中集来福士海洋工程有限公司
企业标准
Q/YCRO027－2011
表面粗糙度检验
2011－08－31发布2011－08－31实施
烟台中集来福士海洋工程有限公司发布
目次
前言……………………………………………………………………………………………………………VII
引言……………………………………………………………………………………………………………IX
1范围…………………………………………………………………………………………………………4
2规范性引用文件……………………………………………………………………………………………4
3术语和定义…………………………………………………………………………………………………5
4ISO表面粗糙度比较样块……………………………………………………………………………………6
5粗糙度等级范围………………………………………………………………………………………………7
6比较样块的校准…………………………………………………………………………………………………7
7比较样块的维护及重新校准……………………………………………………………………………………7
8ISO表面粗糙度比较样块的校验证书…………………………………………………………………………8
9比较样块法………………………………………………………………………………………………………8
10显微镜调焦法……………………………………………………………………………………….…………9
11触针法…………………………………………………………………………………………………………12
12复制带法………………………………………………………………………………………………………13
前言
本标准所有内容应符合强制性国家标准、行业标准及地方标准，若与其相抵触时，以国际标准、国家标准、行业标准、地方标准为准。
本产品如需办理专项行政许可，本企业应在取得专项行政许可证后，从事许可事项规定的活动，并按备案标准组织生产。
本产品不需办理专项行政许可的，本企业按备案标准组织生产。
本企业对本标准的合法性、真实性、准确性、技术合理性和实施后果负责。
本标准中附录A为规范性附录（或资料性附录）（有此要求的）
本标准起草单位：
烟台中集来福士海洋工程有限公司。
本标准起草部门：
质量管理部。
本标准主要起草人：
宋孚彦，赵勇刚，王志华，王艳芳，程丽元，公维厚。
本标准首次发布确认时间：
2011年08月。
表面粗糙度检验
1范围
涂覆涂料前钢材表面处理—喷射清理后的钢材表面粗糙度特性分为下列几部分：
第1部分：
用于评定喷射清理后钢材表面粗糙度的ISO表面粗糙度比较样块的技术要求和定义；
第2部分：
磨料喷射清理后钢材表面粗糙度等级的测定方法—比较样块法；
第3部分：
ISO表面粗糙度比较样块的校准和表面粗糙度的测定方法—显微镜调焦法；
第4部分：
ISO表面粗糙度比较样块的校准和表面粗糙度的测试方法—触针法；
第5部分：
表面粗糙度的测定方法—复制带法。
本标准规定了用目视和触觉比较磨料喷射清理后钢材表面粗糙度的ISO表面粗糙度比较样块的技术要求。
ISO表面粗糙比较样块用于现场评定涂覆涂料前磨料喷射清理后的钢材表面粗糙度。
注：
这些专用的比较样块可用于评价其他磨料喷射清理后的底材的粗糙度特性，且不限于测定涂覆涂料前的表面。
比较样块法规定了涂装前钢材表面经磨料喷、抛射清理后产生的表面粗糙度的视觉或触觉评定方法和评定等级。
比较样块法适用于以金属或非金属磨料喷、抛射清理后的钢材及其他材料表面粗糙度的评定，也适用与其他防护处理前对钢材表面粗糙度要求的评定。
比较样块法适用于磨料喷、抛射清理后表面的除锈等级高于ISO8501-1中Sa2½级的钢材，对低于其级别的钢材可参照使用。
显微镜调焦法可用于喷射清理后基本上为平面的、平均峰谷差在
=20µm～200µm范围内的钢材表面粗糙度的测定。
如果不可能直接观察表明粗糙度，则应在喷射清理后的基材上有代表性的区域表面或复制的表面上进行表面粗糙度的测定。
注：
在恰当的地方，这种测定也可适用于评估其他磨料喷射清理的基材上的表面粗糙度。
触针法可用于喷射清理后基本上为平面的、总平均最大峰谷高度在
=20µm～200µm范围内的钢材表面粗糙度的测定。
如果不可能直接观察表明粗糙度，则应在喷射清理后的基材上有代表性的区域表面或复制的表面上进行表面粗糙度的测定。
注：
在恰当的地方，这种测定也可适用于评估其他磨料喷射清理的基材上的表面粗糙度。
复制带法是用复制带和其配套测量仪对涂装前表面粗糙度进行现场测量。
复制带适用于给定规格（或厚度）的复制带测定相应范围内的粗糙度。
目前商用的各规格复制带可测定的粗糙度范围是平均峰谷高度20µm～115µm。
复制带适用于金属或非金属磨料喷射清理后的表面粗糙度的测定。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO2632-2，粗糙度比较样本—第2部分：
电烧蚀、喷丸处理和喷砂处理、打磨。
ISO3274，几何产品规范（GPS）.表面特征:
轮廓法.接触尖笔式记录仪的一般特性。
ISO4287-1，表面粗糙度—术语—第1部分：
表面及其参数。
ISO4618，色漆和清漆—词汇。
ISO8501-1，涂覆涂料前钢材表面处理—表面清洁度的目视评定—第1部分：
未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级。
ISO8503-1，涂覆涂料前钢材表面处理—喷射清理后的钢材表面粗糙度特性—第1部分：
用于评定喷射清理后钢材表面粗糙度的ISO表面粗糙度比较样块的技术要求和定义。
ISO8503-2，涂覆涂料前钢材表面处理—喷射清理后的钢材表面粗糙度特性—第2部分：
磨料喷射清理后钢材表面粗糙度等级的测定方法—比较样块法。
ISO8503-3，涂覆涂料前钢材表面处理—喷射清理后的钢材表面粗糙度特性—第3部分：
ISO表面粗糙度比较样块的校准和表面粗糙度的测定方法—显微镜调焦法。
ISO8503-4，涂覆涂料前钢材表面处理—喷射清理后的钢材表面粗糙度特性—第4部分：
ISO表面粗糙度比较样块的校准和表面粗糙的测试方法—触针法。
ISO8503-5，涂覆涂料前钢材表面处理—喷射清理后的钢材表面粗糙度特性—第5部分：
表面粗糙度的测定方法—复制带法。
ISO8504-2，钢材在涂装油漆及和油漆有关产品前的预处理—表面预处理方法第2部分:
喷射磨料清理。
3术语和定义
下列术语与定义适应于本标准。
下列定义和ISO4618中所确定的定义适用于本标准。
3.1表面粗糙度surfaceprofile
表面粗糙度一般表示为表面轮廓的最高峰相对于最低谷的高度。
注：
ISO4287-1中定义此术语为：
“一个平面与一个实际表明的垂直相交线”。
在ISO8503-4的3.7，3.8，3.10～3.12中定义了喷射清理后的表面粗糙度特性。
3.2ISO表面粗糙度比较样块ISOsurfaceprofilecomparator
由4个区域组成的一块平板，每个区域代表本本部分中定义的参考表面粗糙度。
注：
参考表面粗糙度是在一块耐腐蚀的金属板上，用经特殊喷射清理的低碳钢板为原形，采用阳模成形法制备的。
3.3试板coupon
划分为4个区域、经喷射清理后不变形的标准规格的低碳钢平板。
3.4表面粗糙度比较样块surfaceprofilecomparator
经特定的磨料喷射清理方法处理的试板或已知平均粗糙度的试板。
注：
该比较样块用于磨料喷射清理后的表面粗糙度和触觉的比较，并能对表面粗糙度进行评价。
3.5砂粒磨料喷射清理的比较样块gritcomparator
经砂粒金属磨料或砂矿喷射清理后获得的表面粗糙度的比较样块（比较样块G）。
3.6丸粒磨料喷射清理的比较样块shotcomparator
经丸粒金属磨料喷射清理后获得的表面粗糙度的比较样块（比较样块S）。
3.7最大峰谷高度（显微镜调焦法）maximumpeak-to-valleyheight（bymicroscopy）
在显微镜观察范围内，最高峰与最低谷之间的垂直距离。
注：
一般用显微镜观察。
3.8平均最大峰谷高度（显微镜调焦法）meanmaximumpeak-to-valleyheight（bymicroscopy）
：
不小于20个
测量值的算术平均值。
3.9取样长度samplinglengh
用于确定描述表面粗糙度的不规则变化的参照线的长度。
3.10评定长度evaluationlength
评定粗糙度时必须取一段能反映加工表面粗糙度特性的最小长度，它包含一个或数个取样长度，这几个取样长度的总和称为评定长度。
3.11行程长度traversedlength
启动长度，评估长度和偏离长度的总和。
3.12最大峰谷高度（触针法）maximumpeak-to-valleyheight（bystylus）
用触针仪测量时，在一独立的取样长度
内测量的最大峰谷高度。
注：
在ISO4287-1中定义为“取样长度内轮廓峰线与轮廓谷底线之间的垂直距离”。
3.13平均最大峰谷高度（触针法）meanmaximumpeak-to-valleyheight（bystylus）
5个邻近的单独取样长度
内的最大峰谷高度
的算术平均值。
注：
有时把
看作为
或
。
3.14总平均最大峰谷高度（触针法）meanmaximumpeak-to-valleyheight（bystylus）
多个（不少于10个）平均最大峰谷高度测定值的算术平均值
。
3.15原始粗糙度primaryprofile
钢材喷射清理前的表面粗糙度。
3.16二次粗糙度secondaryprofile
在具有原始粗糙度的表面上经喷射清理后得到的表面粗糙度。
3.17毛刺hackles
喷射清理过程中钢材表面受到磨料的冲击面产生细小的钢毛刺，仍附着在钢材表面上，有时突出于峰高。
3.18独立峰roguepeaks
实际高出周围所有的峰。
一般因喷射清理时所用混合磨料中存在超大尺寸的砂粒而产生的
4ISO表面粗糙度比较样块
ISO表面粗糙度比较样块应是平面的，形状尺寸见图1。
这些部分在按ISO8503-3或ISO8503-4规定的方法进行测试时，应完全符合表1中给定的值。
比较样块的表面处理等级不应低于ISO8501-1中所规定的Sa2½级。
ISO表面粗糙度比较样块应通过阳模成形法制造。
该比较样块由含镍或其他耐腐蚀金属元素的低碳合金钢平板（例如：
已有电成型产品）制备。
ISO表面粗糙度比较样块应标出：
“ISO8503-1参考比较样块G”，代表砂粒磨料喷射清理后的粗糙度的比较样块；
“ISO8503-1参考比较样块S”，代表丸粒磨料喷射清理后的粗糙度的比较样块。
图1ISO表面粗糙度比较样块
表1ISO表面粗糙度比较样块各区域表面粗糙度的标称值和公差
a）砂粒磨料喷射清理后的比较样块
区域
标称值1）
µm
公差
µm
1
25
3
2
60
10
3
100
15
4
150
20
b）丸粒磨料喷射清理后的比较样块
区域
标称值1）
µm
公差
µm
1
25
3
2
40
5
3
70
10
4
100
15
1）采用显微镜调焦法时，标称值参照
；采用触针法时，标称值参照
。
每个比较样块应附有标准证书，表明测定表面粗糙度的方法，估计的公差和每个区域校准的表面粗糙度（用微米表示）。
注：
也可采用其他比较样块的设计和结构，应包含4个按照本部分规定的粗糙度和公差的区域。
但这样一个比较样块不能确定为“ISO比较样块”，它可按ISO8503-1规定的粗糙度进行注册。
5粗糙度等级范围
粗糙度等级范围应按表2给出的“细”、“中”、“粗”划分。
表2粗糙度等级范围
a）砂粒磨料喷射清理后的比较样块
细（G）
粗糙度相当和超过区域1的标称值，但不到区域2的标准值
中（G）
粗糙度相当和超过区域2的标称值，但不到区域3的标准值
粗（G）
粗糙度相当和超过区域3的标称值，但不到区域4的标准值
b）丸粒磨料喷射清理后的比较样块
细（G）
粗糙度相当和超过区域1的标称值，但不到区域2的标准值
中（G）
粗糙度相当和超过区域2的标称值，但不到区域3的标准值
粗（G）
粗糙度相当和超过区域3的标称值，但不到区域4的标准值
6比较样块的校准
按ISO8503-3或ISO8503-4规定的方法，测定参考表面的粗糙度。
如果全部粗糙度的值在表1规定的相应标称值和公差范围内，则应认为该比较样块已经校准。
只有符合上述要求的表面粗糙度比较样块，按照上述4中规定的内容注册。
注：
在意见不统一时，按ISO8503-3规定的校准方法进行仲裁。
采用触针法（ISO8503-4）或显微镜调焦法（ISO8503-3）校准比较样块后，应报废表面粗糙度不符合表1给定范围内的比较样块。
若目视评定比较样块的表面清洁度不符合ISO8501-1中规定的Sa2½级和Sa3级，则应报废该比较样块。
7比较样块的维护及重新校准
附录A中给出了表面粗糙度比较样块的推荐维护方法。
比较样块应仔细维护，如果发现任何明显磨损或损伤，应重新校验或报废。
注：
经常使用的比较样块应每隔3个月检查一次，或主要表面有磨损或损伤时，对比从未使用过的比较样块进行检查。
如果一个使用中的比较样块上的一个区域与一个未使用的比较样块上相同区域进行比较时，得出不同表面粗糙度的评定等级，则使用中的比较样块应报废或重新校准。
8ISO表面粗糙度比较样块的校验证书
比较样块除应满足上述4～7规定外，每份ISO表面粗糙度比较样块的校验证书还用标明：
a）生产厂家；
b）序号或确认号；
c）参考比较样块及其校验证书；
d）生产日期。
9比较样块法
9.1原理
目视和触觉比较磨料喷射清理后钢材表面粗糙度与校准的ISO表面粗糙度比较样块上相对应的等级。
根据磨料选择相应的样块。
将其靠近待测钢材表面的某一测定点进行目视比较，以与钢材表面外观最接近的样块所标示的粗糙度等级作为评定结果：
“细”、“中”、“粗”。
9.2仪器
9.2.1表面粗糙度比较样块
按照ISO8503-1的标准要求去校准。
9.2.2放大镜
放大倍数不大于7的放大镜。
9.3评定方法
9.3.1清除待测钢材表面上的浮灰和碎屑。
9.3.2根据磨料选择相应的样块，将其靠近待测钢材表面的某一测定点进行目视比较，以与钢材表面外观最接近的样块所标示的粗糙度等级作为评定结果。
如果采用放大镜评定时，要在放大镜中同时能观察到样块和待测钢材表面的外观。
以与钢材表面外观最接近的样块所标示的粗糙度等级作为评定结果，粗糙度等级级别的划分见表3。
表3粗糙度等级
细
粗糙度相当和超过区域1的标称值，但不到区域2的标准值
中
粗糙度相当和超过区域2的标称值，但不到区域3的标准值
粗
粗糙度相当和超过区域3的标称值，但不到区域4的标准值
注：
如果目视评定有困难，可用拇指甲或用拇指和食指夹住木制触针在被测表面和比较样块的各个部位上移动，以最为接近的触觉所标示的粗糙度等级作为评定结果。
9.3.3如有需要，用比较仪重复相邻测试表面粗糙度评定。
9.3.4记录测试表面的所有区域的粗糙度。
如果钢材表面所呈现的粗糙度小于粗糙度等级“细”，记录该粗糙度等级为“细细”。
如果钢材表面所呈现的粗糙度大于粗糙度等级“粗”，记录该粗糙度等级为“粗粗”。
9.3.5当测试钢材表面的原始粗糙度影响去粗糙度等级的视觉或触觉评定结果时，要注明原始粗糙度并取一块钢材试样代替待测钢材。
试样的材质、除锈条件、所用磨料必须与待测钢材相同。
然后与样块比较，确定等级。
9.3.6一旦发生争议，则按ISO8503-3或ISO8503-4在规定的几个取样方向上测取数值，根据测得的结果，确定粗糙度等级。
9.4试验报告
试验报告至少包括下列内容：
a）测试钢材的证书；
b）注明参考标准；
c）标准中的补充资料；
d）如有可能，打砂之前钢板的锈蚀等级，喷射清理方法及所用的磨料；
e）测试结果，所用比较仪的信息，如果不能直接评估，如9.3.5中的详细说明；
f）为了避免争议，记录测试方法和评估的粗糙度。
g）任何偏差，通过协议或从程序中描述的其他方式；
h）操作者；
i）试验条件。
10显微镜调焦法
10.1原理
用规定的显微镜在规定的观察区域观察试样表面。
根据观察区域调整显微镜物镜的焦距，确定同一观察区域上最高峰处与最低谷处的距离，记录为
值。
在试样表面上不同的观察区域，重复上述步骤共20次，记录20个不同的
值，计算算术平均值，作为平均最大峰谷高度
，由此确定试样表面的粗糙度。
10.2仪器
10.2.1光学显微镜
光学显微镜具备精确的焦距调整，没有或几乎没有漂移值。
调节器应能精确的控制物镜或物台的移动，并应带有刻度值不超过1µm的游标刻度尺。
该显微镜应具有一个光圈数值不低于0.5的物镜和观察范围直径超过0.5mm目镜。
观察范围可以通过圆形目镜的十字刻度线或停留在光源箱中进行缩小。
10.2.2光源
光源安装在光学显微镜上，以垂直光线照射试验表面。
可以采用滤光镜将炫目的光线减到最小。
10.3试验表面
10.3.1ISO表面粗糙度比较样块
目视检查将被校准的ISO表面粗糙度比较样块的每一区域是否完好无损。
采用干燥的精细棕毛刷轻轻地清除表面上的所有灰尘颗粒，然后使用类似的刷子，用汽油清洗掉表面上的油和脂类杂质。
在校准前应干燥。
10.3.2喷射清理后的底材/复制件
目视检查将被测定的试样表面是否完好无损。
采用干燥的精细棕毛刷轻轻地清除表面上的所有灰尘颗粒，然后使用类似的刷子，用汽油清洗掉表面上的油和脂类杂质。
在校准前应干燥。
10.4最大峰谷高度
的测定步骤
10.4.1将待测表面放置在光学显微镜的物镜下并进行调准，使测量范围的试样边缘不小于5mm。
调节光源使光线正常照在观察区域的试样表面上。
初步调节焦距。
10.4.2升高物镜，至焦距内无任何观察区域部分。
然后使用微调旋钮缓慢降低物镜，直至观察区域的第一个点恰好落在焦距内。
记录游标刻度上的读数r1，作为观察区域最高峰处的数值。
注1：
在一些显微镜上，物镜是被固定的，而平台是移动的。
通过升高或降低平台来调整焦距。
注2：
推荐沿同一方向调整焦距。
10.4.3降低物镜，至焦距内无任何观察区域部分。
然后缓慢升高物镜，直至观察区域的第一个点恰好落在焦距内。
记录游标刻度上的读数r2，修正漂移值，作为观察区域最低谷处的数值。
如果读数没能修正光学显微镜移动的漂移值，继续升高物镜直到最低谷处不在焦距内。
然后缓慢降低物镜直至最低谷处再一次落在焦距内。
记录游标刻度上的读数r2，作为观察区域最低谷的数值。
10.4.4读数之差（r1-r2）就是观察区域的最大峰谷数值
。
10.4.5在完全不同的观察区域重复上述步骤20次，测定最大峰谷高度。
这些观察区域应均匀地分布在试样表面上且离试样边缘不小于5mm之内。
10.5结果的计算和表述
10.5.1根据试样表面测得的20个最大峰谷高度读数数据
，计算平均值
和标准偏差。
如果得到的标准偏差低于平均值的1/3，报告标准偏差，同时以平均最大峰谷高度
作为试验结果。
10.5.2如果本试验方法用于校准ISO表面粗糙度比较样块，并且得到的标准偏差大于平均值的1/3，重复上述步骤，测定40个读数的平均值和标准偏差。
如果标准偏差仍然大于平均值的1/3，则应放弃因为粗糙度没有达到充分一致的该比较样块。
10.5.3如果本实验方法用于测定喷射清理表面的粗糙度，直接或者通过测定复制件，报告
以及标准偏差和显示表面粗糙度均匀程度的最大读数
。
10.6试验报告至少应包括下列内容：
a）标识ISO表面粗糙度比较样块及其试验区域，或者，如果是测定钢材表面粗糙度，则应标识钢材表面和使用的任何复制表面；
b）本标准号；
c）物镜放大倍数和光圈数值；
d）目镜放大倍数和所有中间放大倍数；
e）试验区域观察范围的直径；
f）光学显微镜的总放大倍数；
g）按上述显示的试验结果，如果是测定ISO表面粗糙度比较样块的表面粗糙度，则应给出比较样块的限定范围；
h）与规定步骤的任何差异，包括一致性或其他等，如果是在复制件上测定钢材表面的粗糙度，则应标识复制件表面处理方法；
i）试验者；
j）试验日期。
11触针法
11.1原理
通过触针在指定长度测试表面移动的垂直位移测量峰值和谷值。
通过设备供应商提供的指示说明，用仪器测出平均最大峰谷高度
。
重复上述过程，测出至少10次不同区域的平均最大峰谷高度值，然后计算得出总平均最大峰谷高度
。
11.2仪器
触针式仪器：
按照ISO3274的描述，装备一个金刚石触针如ISO5436中描述的那样。
针尖半径应符合5±1µm。
触针应该移动12.5mm的评定长度和2.5mm的相应的试样长度。
该触针的移动速率不应该大于1.0mm/s。
11.3测试表面
11.3.1ISO表面粗糙度比较样块
目视检查ISO表面粗糙度比较样块每一部分都没有损坏（见ISO8503-1）。
用干燥细毛刷仔细的清除表面所有灰尘粒子，然后使用近似的毛刷用汽油清洗40/60（商业级）表面的残留的油脂。
晾干后方可允许进行校准。
按要求校准比较样块的每一段。
11.3.2打砂清洁后的钢材/复制品
目视检查待测钢材表面没有损坏。
用干燥细毛刷仔细的清除表面所有灰尘粒子，然后使用近似的毛刷用汽油清洗40/60（商业级）表面的残留的油脂。
晾干后方可允许进行测试。
下述有对粗糙度测定的描述。
注：
如果要测量一个复制品（见附录F），仅能使用干毛刷进行清理。
11.4平均最大峰谷高度
的测试程序
11.4.1使触针的测试区域与边缘的距离不小于5mm。
11.4.2根据仪器制造商的说明指示，用触针在一个12.5mm的评定长度和相应2.5mm的相应的试样长度测出平均最大峰谷高度
。
11.4.3重复上述步骤，直到对
的值至少获得10次均匀分布在比较样块或试验区域中的评定长度。
进行该表面测试，要求在任意一个方向上至少要有四组读数。
11.4.4重复上述三个步骤中描述的每个表面进行校准或测定的过程。
11.5结果的计算和表达
11.5.1计算总平均最大峰谷高度
的值和每一个测试表面的10次
读数的标准偏差。
如果获得的标准偏差小于平均值的20％，记录该标准偏差并将该结果作为总平均最大峰谷高度
。
11.5.2如果该方法用来校准ISO表面粗糙度比较样块或获得的标准偏差大于平均值的20％，重复上述操作过程（11.4），并且获得20次平均值和标准偏差。
如果获得的标准偏差仍大于平均值的20％，拒绝使用该粗糙度不均匀比较样块。
11.5.3如果该方
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