DeFelsko stellt handgehaltene, zerstörungsfreie Ultraschall-Dickenmessgeräte her, die sich ideal für die Messung der Trockenschichtdicke von Farbe auf Gipskartonplatten (Trockenbau / Rigips / Wandplatten) eignen. Dieser Artikel behandelt verschiedene Messanwendungen und Herausforderungen bei der Messung der Farbschichtdicke auf Trockenbauwänden. Außerdem werden die Vorteile der Verwendung eines PosiTector 200 Ultraschall-Farbdickenmessgeräts behandelt.
Wenn Sie die Farb- oder Schichtdicke (DFT) von Stahl, Aluminium oder anderen Metallen messen müssen, finden Sie weitere Informationen in unserer Auswahl an Schichtdickenmessgeräten, Artikeln oder Videos.
Trockenbauwände werden in der Regel mit 3 Schichten gestrichen (eine Grundierung und zwei Farbschichten). Traditionell wird zur Bestimmung der Farbschichtdicke eine zerstörende Prüfmethode verwendet. Heute besteht der Hauptzweck der Ultraschall-Farbschichtdickenprüfung in der zerstörungsfreien Messung der GESAMTEN Dicke des Farbsystems, die in der Regel im Bereich von 3 bis 5 mils (75 -125 μm) liegt. Zu den weiteren Herausforderungen gehören die Tendenz zur Absorption der Grundierung in die Papiermembran der Trockenbauwand, die Auswirkungen der Rauheit oder Textur der Farboberfläche, die Auswirkungen der Messung über Fugenmasse und die potenzielle Notwendigkeit, einzelne Farb- oder Grundierungsschichten zu messen.
Zwei Modelle sind ideal für Trockenbauwände.
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Für diejenigen, die mit magnetischen Schichtdickenmessgeräten vertraut sind, ist die Verwendung von Ultraschall-Schichtdickenmessgeräten einfach und intuitiv. Die Messmethode ist einfach und zerstörungsfrei. Das angezeigte Ergebnis ist die Gesamtdicke des Beschichtungssystems (Grundierung + Farbschichten).
Das PosiTector 200 B1 ist für die Messung der meisten Trockenbau-Beschichtungsanwendungen sofort einsatzbereit. Es hat einen Messbereich von 13 bis 1000 Mikron (0,5 bis 40 mils) und ist ideal für die Messung der Gesamtdicke des Anstrichsystems. Diese Basisversion des Geräts erfordert für die meisten Anwendungen keine Kalibrierungseinstellung, ist umschaltbar zwischen Mils und Mikron und verfügt über ein großes, stoßfestes Farb-Touchscreen-Display.
Bei Trockenbauwänden gibt es zwei verschiedene Oberflächen, die beschichtet werden müssen: das Deckpapier der Wandplatte über dem unbehandelten Bereich der Wandplatte und die Abdichtungsmasse über den Nähten, Ecken und Befestigungselementen (Schrauben oder Nägel). Das PosiTector 200 B1 misst beide ohne besondere Einstellungen.
Manche Wände haben Beschichtungssysteme, die über viele Jahre hinweg in mehreren Schichten aufgetragen wurden. Das DeFelsko PosiTector 200 B ist die ideale Lösung, wenn der Verarbeiter nur die endgültige Gesamtdicke des Beschichtungssystems wissen muss. Da die Grundierung dünn ist und größtenteils in das Substratmaterial absorbiert wird, hat sie nur minimale Auswirkungen auf die gemessene Gesamtdicke.
Einige gestrichene Wandflächen weisen eine leichte Oberflächenstruktur auf, die von der Auftragswalze herrührt (siehe Abb.3).
Auf strukturierten oder rauen Oberflächen ermittelt PosiTector 200 in der Regel die Farbdicke von der Spitze der Beschichtung bis hinunter zum Substrat. Dies wird durch den Abstand #1 in Abb.4 dargestellt. Das Kopplungsmittel füllt die Hohlräume zwischen der Sonde und der Beschichtung, um das Eindringen des Ultraschallimpulses in die Beschichtung zu unterstützen.
Manchmal kann diese Oberflächenrauhigkeit dazu führen, dass das Messgerät niedrige Dickenwerte anzeigt (Abstand #2). Dies geschieht, weil die Echos von der Grenzfläche Kupplungsmaterial/Beschichtung stärker sind als die der Grenzfläche Beschichtung/Substrat. Das PosiTector 200 verfügt über eine einzigartige, vom Benutzer einstellbare SET RANGE-Funktion (siehe Abb. 5), um Rauheitsechos zu ignorieren.
Alternativ können Sie auch unseren Artikel über den Max Thick Mode desPosiTector 200zur Messung der Gesamtschichtdicke auf Kunststoffen, Beton, Holz und mehr lesen.
Das Modell PosiTector 200 B Advanced liefert zusätzliche Informationen über die Oberflächenstruktur, wie unten beschrieben.
Das Modell advanced , genannt PosiTector 200 B3, ist in der Lage, sowohl die Gesamtdicke des Beschichtungssystems als auch bis zu 3 einzelne Schichtdicken in einem Mehrschichtsystem zu messen. Außerdem verfügt es über eine grafische Anzeige für eine detaillierte Analyse des Beschichtungssystems.
Auf dem großen Touchscreen-Display des Messgeräts können sowohl numerische als auch grafische Darstellungen der Messung angezeigt werden. Die grafische Anzeige kann so eingestellt werden, dass sie auf der rechten Seite des Bildschirms erscheint. Sie zeigt eine grafische Darstellung des Ultraschallimpulses, während er durch das Beschichtungssystem läuft.
Einige gestrichene Wandflächen weisen eine leichte Oberflächenstruktur auf, die von der Auftragswalze herrührt (siehe Abb.3).
In der Bildschirmaufnahme (Abb. 7) zeigt die grafische Anzeige eindeutig die Gesamtfarbdicke an, indem sie das stärkste Rückecho des Ultraschallimpulses anzeigt. Die grafische Anzeige des Geräts kann zusätzliche Informationen liefern. In diesem Beispiel zeigt sie den Grad der Oberflächenstrukturierung an.
Bei der Messung der Gesamtdicke werden regelmäßig hohe Messwerte angezeigt, wenn das Messgerät auf Fugenmasse trifft, die die Trockenbaunähte bedeckt. Die resultierende Messung würde die Dicke der Fugenmasse in die Berechnung der Gesamtdicke einbeziehen. Dies ist auf einen größeren Dichteunterschied zwischen der Trockenbauwand und der Fugenmasse im Vergleich zur Fugenmasse und der Grundierung zurückzuführen. Wenn Sie über das Menü des Messgeräts zu einer zweischichtigen Anwendung wechseln, wird das Messgerät die Gesamtdicke der Farbe und die Dicke der Fugenmasse einzeln ermitteln, wie in Abb. 8 gezeigt.
Die Fähigkeit des PosiTector 200 B3, mehrere Schichten zu messen, bietet auch die Möglichkeit, die Dicke einzelner Farbschichten zu ermitteln. Dies wäre jedoch anwendungsspezifisch, da das Messgerät durch die Unterschiede in der Schallgeschwindigkeit zwischen der Grundierung und den Farbschichten begrenzt ist. Zumindest könnten die Schichten einzeln gemessen werden, während jede Farbschicht aufgetragen wird, so dass der Benutzer die Dicke der zuletzt aufgetragenen Schicht berechnen kann.
Bei der Ultraschallmessung der Schichtdicke werden mit Hilfe einer Sonde Ultraschallschwingungen in die Beschichtung gesendet, die durch ein auf der Oberfläche angebrachtes Kopplungsmittel unterstützt werden. Jedem Gerät liegt eine 4 oz-Flasche mit einem handelsüblichen Glykolgel auf Wasserbasis bei. Alternativ kann auf glatten, horizontalen Oberflächen auch ein Tropfen Wasser als Koppelmittel verwendet werden.
Nachdem ein Tropfen Kopplungsmittel auf die Oberfläche des beschichteten Teils aufgetragen wurde, wird die Sonde flach auf die Oberfläche gelegt. Durch Niederdrücken wird eine Messung ausgelöst (siehe Abb. 9). Hebt man die Sonde an, wenn ein doppelter Piepton ertönt, wird der letzte Messwert auf der Digitalanzeige festgehalten. Eine zweite Messung kann an der gleichen Stelle durchgeführt werden, indem die Sonde weiterhin auf die Oberfläche gedrückt wird. Wenn Sie fertig sind, wischen Sie die Sonde und die Oberfläche mit einem Papiertuch oder einem weichen Tuch sauber.
Die Genauigkeit einer Ultraschallmessung hängt direkt von der Schallgeschwindigkeit der zu messenden Oberfläche ab. Da Ultraschallgeräte die Laufzeit eines Ultraschallimpulses messen, müssen sie auf die "Schallgeschwindigkeit" des jeweiligen Materials kalibriert werden.
In der Praxis variieren die Schallgeschwindigkeitswerte zwischen den in der Holzindustrie verwendeten Beschichtungsmaterialien nicht sehr stark. Daher müssen Ultraschall-Schichtdickenmessgeräte in der Regel nicht an die werkseitigen Kalibrierungseinstellungen angepasst werden.
Informationen zur Durchführung einer Benutzereinstellung finden Sie in der BedienungsanleitungPosiTector 200 .
Auf dem Bildschirm von PosiTector 200 B Advances kann eine grafische Darstellung des Ultraschallimpulses angezeigt werden, während er durch das Beschichtungssystem läuft. Mit diesem leistungsstarken Werkzeug kann der Benutzer besser verstehen, was das Messgerät unter der Oberfläche der Beschichtung "sieht".
Wenn die Sonde niedergedrückt wird und der Ultraschallimpuls das Beschichtungssystem durchläuft, trifft der Impuls auf Dichteänderungen an den Grenzflächen zwischen den Beschichtungsschichten und zwischen der Beschichtung und dem Substrat.
Ein "Peak" stellt diese Schnittstellen dar. Je stärker sich die Dichte ändert, desto höher ist der Peak. Je allmählicher die Dichteänderung, desto größer ist die Breite des Peaks. Zwei Beschichtungen, die im Wesentlichen aus dem gleichen Material bestehen und "vermischt" sind, würden beispielsweise einen niedrigen, breiten Peak ergeben. Zwei Materialien mit sehr unterschiedlicher Dichte und einer gut definierten Grenzfläche würden zu einem hohen, schmalen Peak führen.
Das PosiTector 200 B3 wählt die höchsten Spitzenwerte aus, wenn es versucht, die Schichtdicke zu bestimmen. Wenn zum Beispiel die Anzahl der Schichten auf 3 eingestellt ist, werden die 3 höchsten Spitzen zwischen dem Lo & Hi SET RANGE als Grenzflächen zwischen diesen Schichten ausgewählt. Die Spitzen, die das Messgerät ausgewählt hat, sind durch rote Dreieckspfeile gekennzeichnet (siehe Abb.11).
In Abb. 11 werden die oberen(Lo = 1,0 mils) und unteren(Hi = 15,8 mils) Werte des Bereichs als zwei horizontale Linien am oberen und unteren Rand des Grafikbereichs angezeigt. Lo (der minimale Grenzwert) befindet sich oben. Hi (der maximale Grenzwert) befindet sich unten. Echos oder Spitzenwerte (Dickenwerte) außerhalb dieser Bereiche werden ignoriert. Die Werte für den Bereich werden mit der Menüoption BEREICH EINSTELLEN eingestellt und geändert.
Diese grafische Darstellung kann mit der Menüoption SET RANGE manipuliert werden. Sie können nicht nur die Bereichswerte einstellen, sondern auch einen Cursor irgendwo zwischen den beiden Bereichswerten positionieren, um andere Spitzenwerte zu untersuchen.
Ein Cursor wird verwendet, wenn es mehr als 3 Schichten gibt. In diesem Beispiel kombiniert das Gerät die beiden obersten Schichten zu einem Ergebnis von 2,2 Mil. Der Cursor bestimmt, dass die oberste Schicht 1,1 mils beträgt. Die zweite Schicht ist daher 1,1 mils (2,2 - 1,1).
Herkömmliche Magnet- und Wirbelstrommessgeräte funktionieren nur bei Metallen. Die Messung an Trockenbauwänden erfordert andere Messtechniken, darunter:
Diese Verfahren sind zeitaufwändig, schwierig durchzuführen und unterliegen der Interpretation durch den Anwender und anderen Messfehlern. Für die Anwender sind destruktive Methoden unpraktisch.
Ein typisches zerstörendes Verfahren besteht darin, das beschichtete Teil in einem Querschnitt zu schneiden und die Schichtdicke durch mikroskopische Betrachtung des Schnitts zu messen. Bei einem anderen Querschnittverfahren wird ein skaliertes Mikroskop verwendet, um einen geometrischen Schnitt durch die Trockenfilmbeschichtung zu sehen. Dazu wird mit einem speziellen Schneidwerkzeug eine kleine, präzise V-Nut durch die Beschichtung und in das Substrat geschnitten (siehe Abb. 12). Es sind Messgeräte erhältlich, die komplett mit Schneidspitzen und beleuchteten Skalenlupen ausgestattet sind. Eine ausführliche Beschreibung dieser Prüfmethode findet sich in ASTM D4138-07a, "Standard Practice for Measurement of Dry Film Thickness of Protective Coating Systems by Destructive, Cross-Sectioning Means".
Obwohl die Prinzipien dieser Methode leicht zu verstehen sind, gibt es viele Möglichkeiten, Fehler zu machen. Die Vorbereitung der Probe und die Interpretation der Ergebnisse erfordern Geschicklichkeit. Auch die Einstellung des Messfadens auf eine gezackte oder unscharfe Oberfläche kann zu Ungenauigkeiten führen, insbesondere bei unterschiedlichen Bedienern. Diese Methode wird eingesetzt, wenn kostengünstige, zerstörungsfreie Methoden nicht möglich sind, oder als Mittel zur Bestätigung zerstörungsfreier Prüfergebnisse.
Mit dem Aufkommen von Ultraschallgeräten sind viele Beschichter zur zerstörungsfreien Prüfung übergegangen.
Gips-"Platten" werden hergestellt, indem ein Kern aus feuchtem Gips zwischen zwei Blätter aus schwerem Papier geklemmt wird. Wenn der Kern aushärtet und getrocknet ist, wird das Sandwich zu einem starken, starren, feuerfesten Baumaterial. Feuerbeständig deshalb, weil Gips in seinem natürlichen Zustand Wasser enthält. Wenn er Hitze oder Flammen ausgesetzt ist, wird dieses Wasser als Dampf freigesetzt, was die Wärmeübertragung verzögert. Gipskartonplatten und -latten, vorgefertigte Wandplatten und Gipsplatten für Außenverkleidungen werden in großen Mengen auf kontinuierlichen Maschinen hergestellt und gehören zu den wichtigsten Baustoffen im Wohnungsbau. ASTM C1597M-04 und ASTM C1396C/1396M-17 beschreiben die Spezifikationen für Gipskartonplatten.
Die meisten Grundierungen für Trockenbauwände sind wasserbasierte Polyvinylacetat (PVA)-Formulierungen. Sie sind relativ preiswert und heben das Papier der Trockenbauwand nicht an. Ihr Zweck ist es, die Oberfläche der Trockenbauwand und der Fugenmasse zu versiegeln. Dies trägt dazu bei, dass die Endbeschichtung ein einheitliches Aussehen hat.
Hersteller und Verarbeiter waren lange Zeit der Meinung, dass es kein einfaches und zuverlässiges Mittel zur zerstörungsfreien Messung von Beschichtungen auf Kunststoffsubstraten gibt. Ihre übliche Lösung bestand darin, Metallkupons (Stahl oder Aluminium) neben dem Teil zu platzieren und dann die auf dem Kupon aufgebrachte Dicke entweder mit einem mechanischen oder elektronischen (magnetischen oder Wirbelstrom-) Messgerät zu messen. Diese arbeitsintensive Lösung beruht auf der Annahme, dass ein flacher Coupon, der im allgemeinen Beschichtungsbereich platziert wird, das gleiche Lackprofil erhält wie das betreffende Kunststoffteil. Eine Ultraschalllösung ermöglicht es dem Benutzer, die Gesamtschichtdicke des tatsächlichen Teils zu messen. Je nach dem verwendeten Ultraschallmessgerät und dem Beschichtungsprozess besteht ein zusätzlicher Vorteil in der Möglichkeit, mehrere unterschiedliche Schichten zu erkennen.
Die Messung der Schichtdicke mit Ultraschall ist heute ein anerkanntes und zuverlässiges Prüfverfahren in der Holzindustrie. Das Prüfverfahren standard ist in ASTM D6132 beschrieben. "Standard Test Method for Nondestructive Measurement of Dry Film Thickness of Applied Organic Coatings Using an Ultrasonic Gage" (2022, ASTM). Zur Überprüfung der Kalibrierung des Messgeräts sind beschichtete Schichtdickennormale erhältlich, deren Zertifizierung auf nationale Normungsorganisationen rückführbar ist.
Schnelle, zerstörungsfreie Dickenmessungen können jetzt an Materialien vorgenommen werden, für die früher zerstörende Prüfungen oder Laboranalysen erforderlich waren. Diese Technologie verbessert die Konsistenz und den Durchsatz in der Endfertigung. Mögliche Kostensenkungen umfassen:
Heute sind diese Instrumente einfach zu bedienen, erschwinglich und zuverlässig.
Für die Ausbreitung des Ultraschalls in der Beschichtung ist einKopplungsmittel erforderlich. Wasser ist ein gutes Kopplungsmittel für glatte Beschichtungen. Für rauere Beschichtungen verwenden Sie das mitgelieferte Glykolgel. Obwohl es unwahrscheinlich ist, dass das Kopplungsmittel die Beschichtung beschädigt oder Flecken auf der Oberfläche hinterlässt, empfehlen wir, die Oberfläche zu testen, indem Sie das Kopplungsmittel an einer Probe verwenden. Wenn der Test zeigt, dass Flecken entstanden sind, kann eine kleine Menge Wasser anstelle des Couplants verwendet werden. Konsultieren Sie das Sicherheitsdatenblatt auf unserer Website und Ihren Beschichtungslieferanten, wenn Sie den Verdacht haben, dass das Kupplungsmittel die Beschichtung beschädigen könnte. Andere Flüssigkeiten wie Flüssigseife können ebenfalls verwendet werden.
Die Modelle PosiTector 200 Standard können 1.000 Messungen aufzeichnen. Die Modelle PosiTector 200 Advanced können 250.000 Messungen in bis zu 1.000 Stapeln für statistische Zwecke auf dem Bildschirm, zum Ausdrucken auf einem optionalen drahtlosen Bluetooth-Drucker oder zum Herunterladen auf einen PC mit dem mitgelieferten USB-Kabel und einer der PosiSoft-Lösungen speichern.
