ISO 21968:2005
(Main)Non-magnetic metallic coatings on metallic and non-metallic basis materials — Measurement of coating thickness — Phase-sensitive eddy-current method
Non-magnetic metallic coatings on metallic and non-metallic basis materials — Measurement of coating thickness — Phase-sensitive eddy-current method
ISO 21968:2005 describes a method of using phase-sensitive eddy-current instruments for non-destructive measurements of the thickness of non-magnetic metallic coatings on metallic and non-metallic basis materials such as zinc, cadmium, copper, tin or chromium on steel, as well as copper or silver on composite materials. The phase-sensitive method can be applied without thickness errors to smaller surface areas and to stronger surface curvatures than the amplitude-sensitive eddy-current method described in ISO 2360, and is less affected by the magnetic properties of the basis material. However, the phase-sensitive method is more affected by the electrical properties of the coating materials.
Revêtements métalliques non magnétiques sur des matériaux de base métalliques et non métalliques — Mesurage de l'épaisseur de revêtement — Méthode par courants de Foucault sensible aux variations de phase
L'ISO 21968:2005 décrit une méthode utilisant des instruments fonctionnant par courants de Foucault sensible aux variations de phase pour le mesurage non destructif de l'épaisseur des revêtements métalliques non magnétiques sur des matériaux de base métalliques et non métalliques, tels que le zinc, le cadmium, le cuivre, l'étain ou le chrome sur de l'acier, ainsi que le cuivre ou l'argent sur des matériaux composites. La méthode sensible aux variations de phase peut être appliquée sans erreur d'épaisseur à des surfaces planes plus petites et à des surfaces courbes plus accentuées que la méthode par courants de Foucault sensible aux variations d'amplitude, décrite dans l'ISO 2360, et est moins affectée par les propriétés magnétiques du matériau de base. Toutefois, la méthode sensible aux variations de phase est davantage affectée par les propriétés électriques des matériaux de revêtement.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ISO
СТАНДАРТ 21968
Первое издание
2005-07-15
Немагнитные металлические покрытия
на металлических и неметаллических
основаниях. Измерение толщины
покрытия. Фазочувствительный
вихретоковый метод
Non-magnetic metallic coatings on metallic and non-metallic basis
materials – Measurement of coating thickness – Phase-sensitive
eddy-current method
Ответственность за подготовку русской версии несёт GOST R
(Российская Федерация) в соответствии со статьёй 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
ISO 21968:2005(R)
©
ISO 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 21968:2005(R)
Отказ от ответственности при работе в PDF
Настоящий файл PDF может содержать интегрированные шрифты. В соответствии с условиями лицензирования, принятыми
фирмой Adobe, этот файл можно распечатать или смотреть на экране, но его нельзя изменить, пока не будет получена
лицензия на установку интегрированных шрифтов в компьютере, на котором ведется редактирование. В случае загрузки
настоящего файла заинтересованные стороны принимают на себя ответственность за соблюдение лицензионных условий
фирмы Adobe. Центральный секретариат ISO не несет никакой ответственности в этом отношении.
Adobe - торговый знак Adobe Systems Incorporated.
Подробности, относящиеся к программным продуктам, использованным для создания настоящего файла PDF, можно найти в
рубрике General Info файла; параметры создания PDF оптимизированы для печати. Были приняты во внимание все меры
предосторожности с тем, чтобы обеспечить пригодность настоящего файла для использования комитетами – членами ISO. В
редких случаях возникновения проблемы, связанной со сказанным выше, просим информировать Центральный секретариат
по адресу, приведенному ниже.
ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЕН АВТОРСКИМ ПРАВОМ
© ISO 2005
Все права сохраняются. Если не указано иное, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или использовать в
какой-либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии и микрофильмы, без
предварительного письменного согласия ISO по адресу ниже или членов ISO в стране регистрации пребывания.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Опубликовано в Швейцарии
ii © ISO 2005 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 21968:2005(R)
Содержание Страница
Предисловие .iv
1 Область применения .1
2 Принцип.1
3 Оборудование .2
4 Отбор образцов основания.2
5 Факторы, влияющие на точность измерения .2
5.1 Толщина покрытия.2
5.2 Электрические свойства материалов оснований.2
5.3 Электрические свойства покрывающих материалов .2
5.4 Толщина основания .2
5.5 Краевой эффект.3
5.6 Кривизна поверхности .3
5.7 Шероховатость поверхности.3
5.8 Влияние подъема датчика над поверхностью.3
5.9 Давление, создаваемое датчиком.4
5.10 Наклонное положение датчика .4
5.11 Влияние температуры .4
5.12 Промежуточные покрытия .4
6 Процедура.5
6.1 Калибровка измерительных приборов.5
6.2 Определение.6
7 Выражение результатов .7
8 Погрешность измерения .7
9 Протокол испытания.7
Приложение A (информативное) Генерирование вихревых токов в металлическом
проводнике .8
Приложение B (нормативное) Тест на краевой эффект .10
Библиография.12
© ISO 2005 – Все права сохраняются iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 21968:2005(R)
Предисловие
Международная организация по стандартизации (ISO) является всемирной федерацией национальных
организаций по стандартизации (комитетов-членов ISO). Разработка международных стандартов
обычно осуществляется техническими комитетами ISO. Каждый комитет-член, заинтересованный в
деятельности, для которой был создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом
комитете. Международные правительственные и неправительственные организации, имеющие связи с
ISO, также принимают участие в работах. Что касается стандартизации в области электротехники, то
ISO работает в тесном сотрудничестве с Международной электротехнической комиссией (IEC).
Проекты международных стандартов разрабатываются в соответствии с правилами Директив ISO/IEC,
часть 2.
Основная задача технических комитетов заключается в подготовке международных стандартов.
Проекты международных стандартов, принятые техническими комитетами, рассылаются комитетам-
членам на голосование. Их опубликование в качестве международных стандартов требует одобрения
не менее 75 % комитетов-членов, принимающих участие в голосовании.
Следует иметь в виду, что некоторые элементы настоящего международного стандарта могут быть
объектом патентных прав. Международная организация по стандартизации не может нести
ответственность за идентификацию какого-либо одного или всех патентных прав.
ISO 21968 подготовил Технический комитет ISO/TC 107, Металлические и другие неорганические
покрытия, Подкомитет SC 2, Методы испытания.
iv © ISO 2005 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 4 ----------------------
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ISO 21968:2005(R)
Немагнитные металлические покрытия на металлических
и неметаллических основаниях. Измерение толщины
покрытия. Фазочувствительный вихретоковый метод
1 Область применения
Настоящий международный стандарт дает описание метода применения фазочувствительных
вихретоковых приборов (толщиномеров) для неразрушающих измерений толщины немагнитных
металлических покрытий на металлических и неметаллических основаниях, например:
a) покрытий цинком, кадмием, медью, оловом или хромом на стали;
b) медных или серебряных покрытий на композитных материалах.
Настоящий метод измерения фазы электрического сигнала, соответствующего измеряемой толщине
покрытия, позволяет безошибочно измерять толщину этого покрытия на поверхностях меньшего
размера и радиуса кривизны, чем метод измерения амплитуды, который изложен в ISO 2360 [1]. Кроме
того, он в меньшей степени зависит от магнитных свойств основания. Однако на применение
фазочувствительного метода в большей степени влияют электрические свойства покрывающих
материалов.
Когда осуществляются измерения толщины металлических покрытий на металлических основаниях, то
рекомендуется, чтобы произведение удельной проводимости и магнитной проницаемости (σ, µ) для
покрытия и основания отличались бы друг от друга, по меньшей мере, в 1,5 раза. Неферромагнитные
материалы имеют относительную магнитную проницаемость, равную единице (1).
2 Принцип
Вихретоковый датчик-преобразователь (или объединенный датчик/измерительный прибор)
устанавливается на (или вблизи) поверхности измеряемого покрытия и толщина покрытия считывается
из показания измерительного прибора.
Для каждого измерительного прибора существует максимальная измеряемая толщина покрытия.
Так как диапазон измерения толщины зависит как от частоты Приложенного электромагнитного поля
датчика (преобразователя), так и электрических свойств покрытия, то максимальную толщину следует
определять экспериментально, если в спецификации предприятия-изготовителя не задано иное.
Объяснение по генерированию вихревых токов и вычислению верхнего предела измеряемой толщины
покрытия, d , дается в Приложении A.
max
Однако в случае отсутствия какой-либо другой информации, максимальную измеряемую толщину
покрытия, d , можно оценивать с помощью следующего Уравнения (1):
max
d = 0,8δ (1)
max 0
где δ есть стандартная глубина проникновения материала покрытия [см. Уравнение (A.1)].
0
© ISO 2005 – Все права сохраняются 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 21968:2005(R)
3 Оборудование
3.1 Датчик (преобразователь), содержащий генератор вихревых токов, и детектор, подсоединенный к
системе, способной измерять и отображать изменения амплитуды и фазы электрического сигнала,
который после обработки дает непосредственное показание толщины покрытия.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Датчик и система измерения/дисплей могут быть объединены в один измерительный прибор.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Факторы, влияющие на точность измерения, рассматриваются в Разделе 5.
4 Отбор образцов основания
Отбор образцов основания зависит от специфики применения объекта контроля и его покрытия,
толщину которого планируется измерять. Площадь, местоположение выборки и число образцов
основания для измерений толщины покрытия должны быть согласованы между заинтересованными
сторонами и включены в протокол испытания (см. Раздел 9).
5 Факторы, влияющие на точность измерения
5.1 Толщина покрытия
Погрешность определения толщины покрытия является свойственной данному методу. Для тонких
покрытий эта погрешность (в абсолютном выражении) является постоянной, независимой от толщины
покрытия. Абсолютное значение погрешности измерения зависит от частоты Приложенного
электромагнитного поля датчика-преобразователя и удельной проводимости и магнитной
проницаемости материалов используемых образцов. С увеличением толщины в пределах границ
диапазона измерения датчика эта неопределенность становится функцией толщины и составляет
приблизительно постоянную часть этой толщины.
Следует использовать среднее нескольких измерений, чтобы получить значение толщины покрытия и
уменьшить погрешность измерения особенно в нижней части измерительного диапазона
используемого прибора.
5.2 Электрические свойства материалов оснований
Как удельная проводимость, так и магнитная проницаемость материалов оснований оказывают
некоторое влияние на измерение, но оно является незначительным по сравнению с эффектами,
[1]
которые имеют место в случае применения амплитудного метода, изложенного в ISO 2360 .
5.3 Электрические свойства покрывающих материалов
Электрическая удельная проводимость покрывающего материала влияет на измерения толщины
покрытия. Сам материал покрытия может зависеть в свою очередь от химического состава, технологии
нанесения покрытия (присадок, степени загрязнения и т.д.) и любой последующей обработки,
например, нагрева или механического действия.
5.4 Толщина основания
Для каждого измерительного прибора существует критическая минимальная толщина металла
основания, выше которой увеличение по толщине не будет влиять на результат измерения покрытия.
Эта толщина зависит как от частоты Приложенного электромагнитного поля вихретокового
преобразователя, так и электрических и магнитных свойств материала основания. Его значение
следует устанавливать экспериментально, если оно не задано производителем толщиномера.
Объяснение по генерированию вихревых токов и вычислению минимальной толщины материала
основания, d , дается в Приложении A.
min
2 © ISO 2005 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 21968:2005(R)
Однако в случае отсутствия какой-либо другой информации, требуемая минимальная толщина
материала основания , d , может быть вычислена из Уравнения (2).
min
d = 2,5д (2)
min 0
где δ есть стандартная глубина проникновения металла основания [см. Уравнение (A.1)].
0
5.5 Краевой эффект
Вихретоковые измерительные приборы могут быть чувствительными к резкому изменению контура
поверхности образца объекта контроля. Поэтому измерения, сделанные вблизи края или угла, могут
быть недостоверными, если измерительный прибор (толщиномер покрытия) специально не
калиброван для таких измерений (см. 6.2.4 и Приложение B).
ПРИМЕЧАНИЕ Фазочувствительные вихретоковые толщиномеры, работающие на принципе измерения фазы
электрических сигналов, могут в значимо меньшей степени зависеть от краевого эффекта по сравнению с
методом измерения амплитуды, как изложено в ISO 2360.
5.6 Кривизна поверхности
Кривизна поверхности образца объекта контроля может влиять на результаты измерений. Это влияние
кривизны значимо изменяется в зависимости от марки и типа измерительного прибора и его датчика,
но всегда становится более заметным с уменьшением радиуса кривизны. Измерения толщины
покрытия, сделанные на выпуклых/вогнутых образцах оснований, могут быть недостоверными, если
вихретоковый толщиномер покрытия не калиброван специально на рассматриваемую кривизну
поверхности или не используется специальный датчик (преобразователь) с компенсацией на влияние
кривизны.
Влияние кривизны поверхности может быть уменьшено с помощью использования специальных
микродатчиков с уменьшенной радиальной поверхностью рабочего торца.
ПРИМЕЧАНИЕ Фазочувствительные вихретоковые толщиномеры, работающие на принципе измерения фазы
электрических сигналов, могут в значимо меньшей степени зависеть от кривизны поверхности испытываемого
образца по сравнению с методом измерения амплитуды, как изложено в ISO 2360.
5.7 Шероховатость поверхности
На результаты измерений толщины покрытия влияет рельеф поверхности основания и покрытия.
Шероховатые поверхности могут быть причиной как систематических, так и случайных ошибок.
Случайные погрешности можно снизить за счет многократных измерений, сделанных в разных местах
объекта контроля с последующим вычислением среднего значения этой серии измерений.
Если основание имеет грубую обработку, то необходимо проверить нуль прибора в разных местах на
типичном образце материала шероховатого основания без покрытия. Если типичный материал
основания без покрытия не имеется в наличии, то необходимо удалить покрытие, по меньшей мере, на
некоторой части испытываемого образца с использованием химического раствора, который не
воздействует на материал основания.
ПРИМЕЧАНИЕ Фазочувствительные вихретоковые толщиномеры, работающие на принципе измерения фазы
электрических сигналов, могут в значимо меньшей степени зависеть от шероховатости поверхности основания и
покрытия по сравнению с методом измерения амплитуды, как изложено в ISO 2360.
5.8 Влияние подъема датчика над поверхностью
Если датчик не устанавливается непосредственно на объект контроля, то зазор между датчиком и
объектом контроля будет влиять на результат измерения толщины металлического покрытия.
© ISO 20
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21968
First edition
2005-07-15
Non-magnetic metallic coatings on
metallic and non-metallic basis
materials — Measurement of coating
thickness — Phase-sensitive eddy-
current method
Revêtements métalliques non magnétiques sur des matériaux de base
métalliques et non métalliques — Mesurage de l'épaisseur de
revêtement — Méthode par courants de Foucault sensible aux
variations de phase
Reference number
ISO 21968:2005(E)
©
ISO 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 21968:2005(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2005
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 21968:2005(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope . 1
2 Principle. 1
3 Equipment . 2
4 Sampling. 2
5 Factors affecting measurement accuracy.2
5.1 Coating thickness. 2
5.2 Electrical properties of the basis materials . 2
5.3 Electrical properties of the coating materials. 2
5.4 Basis-metal thickness . 2
5.5 Edge effects. 3
5.6 Surface curvature . 3
5.7 Surface roughness . 3
5.8 Lift-off effect. 3
5.9 Probe pressure. 4
5.10 Probe tilt . 4
5.11 Temperature effects. 4
5.12 Intermediate coatings. 4
6 Procedure . 4
6.1 Calibration of instruments . 4
6.2 Determination. 5
7 Expression of results . 6
8 Measurement uncertainty . 6
9 Test report . 6
Annex A (informative) Eddy-current generation in a metallic conductor. 8
Annex B (normative) Test for edge effect. 10
Bibliography . 12
© ISO 2005 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 21968:2005(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 21968 was prepared by Technical Committee ISO/TC 107, Metallic and other inorganic coatings,
Subcommittee SC 2, Test methods.
iv © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 21968:2005(E)
Non-magnetic metallic coatings on metallic and non-metallic
basis materials — Measurement of coating thickness —
Phase-sensitive eddy-current method
1 Scope
This International Standard describes a method of using phase-sensitive eddy-current instruments for non-
destructive measurements of the thickness of non-magnetic metallic coatings on metallic and non-metallic
basis materials, such as:
a) zinc, cadmium, copper, tin or chromium on steel;
b) copper or silver on composite materials.
The phase-sensitive method can be applied without thickness errors to smaller surface areas and to stronger
[1]
surface curvatures than the amplitude-sensitive eddy-current method described in ISO 2360 , and is less
affected by the magnetic properties of the basis material. However, the phase-sensitive method is more
affected by the electrical properties of the coating materials.
When measuring metallic coatings on metallic basis materials, the product of conductivity and permeability
(σ, µ) of one of the materials should be at least a factor of 1,5 times the product of conductivity and
permeability for the other material. Non-ferromagnetic materials have a relative permeability of 1.
2 Principle
An eddy-current probe (or integrated probe/instrument) is placed on (or near) the surface of the coating(s) to
be measured, and the thickness is read from the instrument's readout.
For each instrument, there is a maximum measurable thickness of the coating.
Since this thickness range depends on both the applied frequency of the probe system and the electrical
properties of the coating, the maximum thickness should be determined experimentally, unless otherwise
specified by the manufacturer.
An explanation of eddy-current generation and the calculation of the maximum measurable coating thickness,
d , is given in Annex A.
max
However, in the absence of any other information, the maximum measurable coating thickness, d , can be
max
estimated using Equation (1):
(1)
d = 0,8δ
max 0
where δ is the standard penetration depth of the coating material [see Equation (A.1)].
0
© ISO 2005 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 21968:2005(E)
3 Equipment
3.1 Probe, containing an eddy-current generator, and a detector linked to a system capable of measuring
and displaying changes in amplitude and phase, normally as a direct readout of coating thickness.
NOTE 1 The probe and measuring system/display may be integrated into a single instrument.
NOTE 2 Factors affecting measurement accuracy are discussed in Clause 5.
4 Sampling
Sampling depends on the specific application and coating to be tested; the area, location and number of test
specimens shall be agreed between interested parties and shall be included in the test report (see Clause 9).
5 Factors affecting measurement accuracy
5.1 Coating thickness
A measurement uncertainty is inherent in the method. For thin coatings, this measurement uncertainty (in
absolute terms) is constant, independent of the coating thickness. The absolute value of the uncertainty
depends on the applied frequency of the probe system, and also on the conductivity and permeability of the
used sample materials. With increasing thickness within the measurement range of the probe system, this
uncertainty becomes a function of the thickness and is approximately a constant fraction of that thickness.
The mean of several measurements should be used as the thickness value to reduce the uncertainty,
especially in the lower part of the measurement range of the used probe system.
5.2 Electrical properties of the basis materials
Both conductivity and permeability have some effect on the measurement, but these effects are small when
[1]
compared to those with the amplitude method described in ISO 2360 .
5.3 Electrical properties of the coating materials
Coating thickness measurements are affected by the electrical conductivity of the coating material, which in
turn can be dependent upon composition, the coating process (additives, contaminants, etc.) and any
post-coating treatments, such as heating or mechanical working.
5.4 Basis-metal thickness
For each instrument, there is a critical minimum basis-metal thickness above which measurements will not be
affected by an increase in thickness.
This thickness depends on both the applied frequency of the probe system and the electrical and magnetic
properties of the basis material. Its value should be determined experimentally, unless otherwise specified by
the manufacturer.
An explanation of eddy-current generation and the calculation of the minimum basis-material thickness, d ,
min
is given in Annex A.
However, in the absence of any other information, the required minimum thickness of basis material, d , can
min
be calculated from Equation (2):
d = 2,5δ (2)
min 0
where δ is the standard penetration depth of the metallic basis material [see Equation (A.1)].
0
2 © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 21968:2005(E)
5.5 Edge effects
Eddy-current instruments can be sensitive to abrupt changes in surface contour of the test specimen.
Therefore, measurements made too near to an edge or corner may not be valid, unless the instrument has
been specifically calibrated for such measurements (see 6.2.4 and Annex B).
NOTE The phase-sensitive eddy-current instruments can be substantially less affected by edge effects when
compared with the amplitude method of ISO 2360.
5.6 Surface curvature
Measurements are affected by the curvature of the test specimen. This influence of curvature varies
considerably with the make and type of instrument and probe, but always becomes more pronounced as the
radius of curvature decreases. Measurements made on curved test specimens may not, therefore, be valid
unless the instrument is specifically calibrated for the surface curvature in question, or a special probe, which
compensates for surface influence, is used.
The effect of surface curvature can be reduced by the use of so-called microprobes, in which the radial area of
probe influence has been reduced.
NOTE The phase-sensitive eddy-current measurement can be substantially less affected by the surface curvature of
the test specimen when compared with the amplitude-sensitive eddy-current method given in ISO 2360.
5.7 Surface roughness
Measurements are influenced by the surface topography of the basis material and of the coating. Rough
surfaces can cause both systematic and random errors. Random errors can be reduced by making multiple
measurements, with each measurement being made at a different location, and then calculating the average
value of this series of measurements.
If the basis material is rough, the zero of the instrument shall be checked at several locations on a typical
sample of the uncoated, rough, basis material. If no typical uncoated basis material is available, the coating of
the test specimen shall be stripped, at least over part of its area, with a chemical solution which does not
attack the basis material.
NOTE The phase-sensitive eddy-current measurement can be substantially less affected by basis-material
roughness and coating roughness when compared with the amplitude-sensitive eddy-current method given in ISO 2360.
5.8 Lift-off effect
If the probe is not placed directly down onto the coating, the gap between probe and coating (lift-off) will affect
the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 21968
Première édition
2005-07-15
Revêtements métalliques non
magnétiques sur des matériaux de base
métalliques et non métalliques —
Mesurage de l'épaisseur de
revêtement — Méthode par courants de
Foucault sensible aux variations de
phase
Non-magnetic metallic coatings on metallic and non-metallic basis
materials — Measurement of coating thickness — Phase-sensitive
eddy-current method
Numéro de référence
ISO 21968:2005(F)
©
ISO 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 21968:2005(F)
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
© ISO 2005
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2005 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 21968:2005(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Principe. 1
3 Équipement . 2
4 Échantillonnage . 2
5 Facteurs influant sur l'exactitude de mesure .2
5.1 Épaisseur du revêtement . 2
5.2 Propriétés électriques des matériaux de base . 2
5.3 Propriétés électriques des matériaux de revêtement . 2
5.4 Épaisseur du métal de base . 2
5.5 Effets de bord. 3
5.6 Courbure de la surface. 3
5.7 Rugosité de la surface. 3
5.8 Effet d'éloignement. 3
5.9 Pression du capteur . 4
5.10 Inclinaison du capteur. 4
5.11 Effets de la température. 4
5.12 Revêtements intermédiaires. 4
6 Mode opératoire . 4
6.1 Étalonnage des instruments. 4
6.2 Détermination. 5
7 Expression des résultats . 6
8 Incertitude de mesure. 6
9 Rapport d'essai . 7
Annexe A (informative) Production de courants de Foucault dans un conducteur métallique. 8
Annexe B (normative) Essai relatif à l'effet de bord . 10
Bibliographie . 12
© ISO 2005 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 21968:2005(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 21968 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 107, Revêtements métalliques et autres
revêtements inorganiques, sous-comité SC 2, Méthodes d'essai.
iv © ISO 2005 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 21968:2005(F)
Revêtements métalliques non magnétiques sur des matériaux
de base métalliques et non métalliques — Mesurage de
l'épaisseur de revêtement — Méthode par courants de Foucault
sensible aux variations de phase
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale décrit une méthode utilisant des instruments fonctionnant par courants de
Foucault sensible aux variations de phase pour le mesurage non destructif de l'épaisseur des revêtements
métalliques non magnétiques sur des matériaux de base métalliques et non métalliques, tels que
a) le zinc, le cadmium, le cuivre, l'étain ou le chrome sur de l'acier;
b) le cuivre ou l'argent sur des matériaux composites.
La méthode sensible aux variations de phase peut être appliquée sans erreur d'épaisseur à des surfaces
planes plus petites et à des surfaces courbes plus accentuées que la méthode par courants de Foucault
[1]
sensible aux variations d'amplitude, décrite dans l'ISO 2360 , et est moins affectée par les propriétés
magnétiques du matériau de base. Toutefois, la méthode sensible aux variations de phase est davantage
affectée par les propriétés électriques des matériaux de revêtement.
Lors du mesurage des revêtements métalliques sur des matériaux de base métalliques, il convient que le
produit de la conductivité et de la perméabilité (σ, µ) de l'un des matériaux représente au moins 1,5 fois le
produit de la conductivité et de la perméabilité de l'autre matériau. Les matériaux non ferromagnétiques ont
une perméabilité relative de 1.
2 Principe
Un capteur courants de Foucault (ou un instrument à capteur intégré) est placé sur (ou à proximité) de la
surface du (des) revêtement(s) à mesurer et l'épaisseur est lue à partir du dispositif de lecture de l'instrument.
Pour chaque instrument, il y a une épaisseur de revêtement maximale mesurable.
Cette plage d'épaisseur étant fonction de la gamme de fréquence de l'instrument, ainsi que des propriétés
électriques du revêtement, il convient de déterminer l'épaisseur maximale de façon expérimentale, sauf
spécification contraire du fabricant.
Une explication de la production des courants de Foucault et du calcul de l'épaisseur maximale mesurable du
revêtement, d , est donnée dans l'Annexe A.
max
Toutefois, en l'absence de toute autre information, l'épaisseur de revêtement maximale mesurable, d , peut
max
être estimée à l'aide de l'Équation (1):
d =0,8δ (1)
max 0
où δ est la profondeur de pénétration conventionnelle du matériau de revêtement [voir Équation (A.1)].
0
© ISO 2005 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 21968:2005(F)
3 Équipement
3.1 Un capteur, contenant un générateur de courants de Foucault, et un détecteur lié à un système
capable de mesurer et d'afficher les changements d'amplitude et de phase, normalement sous la forme d'une
lecture directe de l'épaisseur du revêtement.
NOTE 1 Il est possible que le capteur et le système de mesurage/affichage soient intégrés dans un seul instrument.
NOTE 2 Les facteurs influant sur l'exactitude de mesure sont évoqués dans l'Article 5.
4 Échantillonnage
L'échantillonnage dépend de l'application spécifique et du revêtement à soumettre aux essais; la superficie,
l'emplacement et le nombre d'échantillons doivent faire l'objet d'un accord entre les parties intéressées et
doivent figurer dans le rapport d'essai (voir Article 9).
5 Facteurs influant sur l'exactitude de mesure
5.1 Épaisseur du revêtement
Il existe une incertitude de mesure propre à la méthode employée. Pour les revêtements minces, cette
incertitude de mesure est constante (en valeur absolue) et indépendante de l'épaisseur du revêtement. La
valeur absolue de l'incertitude dépend de la fréquence d'excitation des courants de Foucault, ainsi que de la
conductivité et de la perméabilité des matériaux d'échantillons utilisés. Pour les épaisseurs se rapprochant de
la limite supérieure de l'étendue de mesure du système de capteur, cette incertitude devient fonction de
l'épaisseur et en est une fraction approximativement constante.
Il convient, afin de réduire l'incertitude, d'utiliser la moyenne de plusieurs mesurages comme valeur
d'épaisseur, en particulier dans la partie basse de l'étendue de mesure du système de capteur utilisé.
5.2 Propriétés électriques des matériaux de base
La conductivité et la perméabilité ont certains effets sur le mesurage, mais ces effets sont limités, comparés à
[1]
ceux obtenus avec la méthode par variations d'amplitude décrite dans l'ISO 2360 .
5.3 Propriétés électriques des matériaux de revêtement
Les mesurages d'épaisseur de revêtement sont affectés par la conductivité électrique du matériau de
revêtement qui, elle, peut dépendre de la composition, du procédé de revêtement (additifs, contaminants,
etc.) et de tout traitement ultérieur du revêtement, tel que traitement thermique ou usinage mécanique.
5.4 Épaisseur du métal de base
Pour chaque instrument, il existe une épaisseur minimale critique du métal de base au-delà de laquelle les
mesurages ne seront pas affectés par un accroissement d'épaisseur.
Cette épaisseur dépend à la fois de la fréquence d'excitation des courants de Foucault et des propriétés
électriques et magnétiques du matériau de base. Il convient de déterminer sa valeur expérimentalement, sauf
spécification contraire du fabricant.
Une explication de la production des courants de Foucault et du calcul de l'épaisseur minimale du matériau de
base, d , est donnée dans l'Annexe A.
min
2 © ISO 2005 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 21968:2005(F)
L'épaisseur minimale requise du matériau de base, d , peut toutefois être calculée, en l'absence de toute
min
autre information, à l'aide de l'Équation (2):
d =2,5δ (2)
min 0
où δ est la profondeur de pénétration conventionnelle du matériau de base métallique [voir Équation (A.1)].
0
5.5 Effets de bord
Les appareils à courants de Foucault peuvent être sensibles aux brusques variations de forme de la surface
de l'échantillon d'essai. De ce fait, les mesurages effectués trop près d'une arête ou d'un angle ne seront
valides que si l'instrument a été spécialement étalonné pour ces mesurages (voir 6.2.4 et Annexe B).
NOTE Les instruments sensibles aux variations de phase peuvent être notablement moins affectés par les effets de
bord que ceux employés pour la méthode par variations d'amplitude de l'ISO 2360.
5.6 Courbure de la surface
Les mesurages sont affectés par la courbure de l'échantillon d'essai. Cette influence varie considérablement
en fonction de la conception et du type d'instrument et de capteur, mais elle est toujours d'autant plus
prononcée que le rayon de courbure est plus faible. Les mesurages effectués sur des échantillons d'essai
courbes ne peuvent par conséquent être valides, sauf si l'instrument a été spécialement étalonné pour la
courbure de surface en question ou si l'on utilise un capteur spécial qui compense l'effet de cette courbure.
L'effet de la courbure de surface peut être réduit en utilisant des microcapteurs pour lesquels la zone radiale
d'influence du capteur a été réduite.
NOTE Le mesurage selon la méthode par courants de Foucault sensible aux variations de phase peut être
notablement moins affecté par la courbure de surface de l'échantillon d'essai que le mesurage selon la méthode par
variation d'amplitude de l'ISO 2360.
5.7 Rugosité de la surface
Les mesurages sont affectés par la géométrie de surface du matériau de base et du revêtement. Les surfaces
rugueuses peuvent conduire à des erreurs systématiques autant qu'à des erreurs aléatoires. Les erreurs
aléatoires peuvent être réduites en effectuant plusieurs mesurages, tous en des endroits différents, puis en
calculant la valeur moyenne de cette série de mesurages.
Si le matériau de base est rugueux, il faut également vérifier le zéro de l'appareil en divers endroits d'un
échantillon type du matériau de base rugueux non revêtu. Si l'on ne dispose pas d'un matériau de base type
non revêtu, le revêtement de l'échantillon doit être décapé, au moins sur une partie de sa surface, avec une
solution chimique qui n'attaque pas le matériau de base.
NOTE Le mesurage selon la méthode par courants de Foucault sensible aux variations de phase peut être
notablement moins affecté par la rugosité du matériau de base et du revêtement que le mesurage selon la méthode par
courants de Foucault sensible aux variations d'amplitude de l'ISO 2360.
5.8 Effet d'éloignement
Si le capteur n'est pas placé directement sur le revêtement, l'interstice entre le capteur et le revêtement
(éloignement) affectera le mesurage de l'épaisseur du revêtement métallique. L'utilisation d'une conception de
circuit électronique approp
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.