Schichtdickenmessung

Nass, zerstörungsfrei trocken und zerstörend

Prüfungsteil 1A 7.1

KernaussageDie Schichtdicke ist eine der wichtigsten Kenngrößen einer Beschichtung. Sie wird nass, trocken zerstörungsfrei oder zerstörend gemessen — je nach Untergrund mit unterschiedlichen Verfahren.

Nass-Schichtdicke

Direkt nach dem Auftrag misst man die Nass-Schichtdicke mit einem Schichtdickenkamm oder einem Messrad. Das erlaubt, die spätere Trockenschichtdicke frühzeitig einzustellen und Nacharbeit zu vermeiden.

Zerstörungsfreie Verfahren (trocken)

magnetinduktiv — für nichtmagnetische Schichten auf Eisen/Stahl.
Wirbelstrom — für nichtleitende Schichten auf Nichteisenmetallen (z. B. Aluminium).
Beta-Rückstreuung und Röntgenfluoreszenz — strahlungsbasiert, auch für sehr dünne oder mehrlagige Systeme geeignet.

Diese zerstörungsfreien Verfahren arbeiten ohne mechanisches Beschädigen der Beschichtung — magnetinduktiv, Wirbelstrom und Beta-Rückstreuung berührend (Sonde bzw. Messblende wird aufgesetzt), Röntgenfluoreszenz üblicherweise berührungslos — und eignen sich für schnelle Serienkontrollen.

Zerstörende Verfahren

Beim Keilschnitt (Paint Inspection Gauge) wird ein V-förmiger Schnitt bis zum Untergrund gelegt und unter dem Mikroskop vermessen. Beim Querschliff wird die Probe senkrecht angeschliffen und die Schicht lichtmikroskopisch ausgemessen. Beide Verfahren können eine direkte Beurteilung des Schichtaufbaus ermöglichen, zerstören dabei aber die Beschichtung; die Messunsicherheit hängt von Schnittqualität, Optik und Auswertung ab.

Zusammenhang nass/trocken

Trockenschichtdicke aus Nassschichtdicke:   TSD = NSD · VFK / 100
   NSD = Nass-Schichtdicke [µm]
   VFK = Volumenfestkörper [%]

Umgestellt liefert das die nötige Nass-Schichtdicke für eine Ziel-Trockenschichtdicke.

Umwelt und Sicherheit

Bei strahlungsbasierten Geräten (Beta, Röntgen) den Strahlenschutz und die Gerätevorschriften beachten. Prüfbleche und Schliffreste sachgerecht entsorgen; Reinigung lösemittelarm.

Merksatz

Nass: Kamm/Rad. Trocken zerstörungsfrei: magnetinduktiv (auf Stahl), Wirbelstrom (auf NE-Metall), Beta/Röntgen. Zerstörend: Keilschnitt, Querschliff. TSD = NSD · VFK / 100.

SchichtdickenmessungNassschichtdickemagnetinduktivWirbelstromBeta-RückstreuungRöntgenfluoreszenzKeilschnittQuerschliffVolumenfestkörper

Quellen

Brock/Groteklaes/Mischke, Lehrbuch der Lacktechnologie

Übungsblatt Ü-154

Prüfen, ob es sitzt.

Verständnis8 Punkte

1. Welche Verfahren zur Trockenschichtdickenmessung kennen Sie und wofür eignen sie sich?

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magnetinduktivFür nichtmagnetische Schichten auf Eisen/Stahl.

WirbelstromFür nichtleitende Schichten auf Nichteisenmetallen (z. B. Aluminium).

Beta/RöntgenStrahlungsbasiert, auch für sehr dünne oder mehrlagige Systeme.

zerstörendKeilschnitt und Querschliff — zeigen den Schichtaufbau direkt, zerstören aber die Schicht; die Genauigkeit hängt von Schnittqualität und Auswertung ab (Querschliff genauer als Keilschnitt).

Warum das eine Eins verdientDie Verfahren werden mit dem passenden Untergrund bzw. Einsatzzweck verknüpft.

Berechnung8 Punkte

2. Ein Lack mit einem Volumenfestkörper von 60 % wird mit 150 µm nass aufgetragen. Berechnen Sie die Trockenschichtdicke.

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AnsatzTSD = NSD · VFK / 100

RechnungTSD = 150 µm · 60 / 100 = 90 µm

AntwortsatzDie Trockenschichtdicke beträgt 90 µm.

KontrolleTrocken zerstörungsfrei nachmessen (z. B. magnetinduktiv auf Stahl).

Warum das eine Eins verdientDie Berechnung ist korrekt und wird um die passende zerstörungsfreie Kontrollmessung ergänzt.

Anwendung6 Punkte

3. Sie sollen die Trockenschichtdicke eines Pulverlacks auf einem Aluminiumprofil zerstörungsfrei messen. Welches Verfahren wählen Sie und warum?

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UntergrundAluminium ist ein Nichteisenmetall und nicht magnetisch.

VerfahrenDas Wirbelstromverfahren, das für nichtleitende Schichten auf NE-Metallen ausgelegt ist.

Nicht geeignetDas magnetinduktive Verfahren funktioniert nur auf Eisen/Stahl.

Warum das eine Eins verdientDie Wahl wird korrekt aus den Eigenschaften des Untergrunds abgeleitet.

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