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在最近的一个涂料项目中,需要按照 ASTM D4541 标准进行附着力测试。具体要求是每 1000 平方英尺的涂层至少进行一次测试,每 100 平方英尺的涂层维修至少进行一次测试。涂层规格本身要求最低附着力为 1,000 psi。然而,涂料规格是根据一种特定的 100% 体积固体聚氨酯定制的,其产品数据表上标明的附着力值为 2,000 psi。在开工之前,我们决定涂层的测试值至少要at 1,900 psi。涂层附着力at 应达到宣传值的 95%(2,000 psi 的 95% = 1,900 psi),这似乎是合理的。许多测试都达到或超过了 2,000 psi,但没有出现附着力失效的情况。对承包商来说,不幸的是,许多测试都没有达到 1,900 psi 的最低要求。一些总面积很小的测试失败意味着承包商不得不重新喷砂并在大面积区域重新涂装涂料。天啊,他被卡住了!
涂料必须很好地附着在基材上,而附着力测试似乎是一个简单的任务。但是,涂层的附着力是非常复杂的,而且人们对它的理解也不深。简单的附着力测试,如用油灰刀或小刀探测和尝试提升涂层是主观的。拉伸附着力测试在概念上很简单,它提供了一个单一的离散量--导致断裂所需的力。应该注意到涂层断裂的性质,即粘附性和粘着性破坏,以及相对的面积,有时也是如此,但这是人们梦寐以求的离散量值。
虽然测试结果是一个单一的数值,但任何这样的测试都只是一个相对性能的指示。涂层附着力测试有更多的内容,而不是用一个工具来得到一个可以作为合格/不合格标准的数字结果。ASTM D4541测试方法是指定的,但它提供的信息在这个项目上被完全忽略了。
该测试反映了材料和仪器的参数。不同的工具和不同的粘合剂给出不同的值。温度、湿度和其他因素的差异使问题复杂化。甚至基材的硬度也会影响测试结果。例如,在其他条件相同的情况下,1⁄4英寸厚的钢与1⁄8英寸厚的钢相比,测试值一般较高。
主要问题是测试方法缺乏可重复性。ASTM D4541 第 6.1.1 节规定,通常需要at 三次重复,才能对测试区域进行统计分类(而工作要求是每 1,000 平方英尺测试一次)。与 SSPC-PA 2 一样,目的是对区域进行统计分类,而不是寻找低值。
ASTM D4541-02中有一节涉及到精度问题,并有一个表格显示了实验室测试结果的预期差异(实验室内--在同一实验室内完成,以及实验室间--不同实验室间的比较)。变异性以三种不同的形式呈现。第一种是变异系数,它是一个小数或百分比,通过将样品的standard 偏差除以平均值(平均数)来确定。第二种是自由度,它与样本的t分布有关。(用我们熟悉的钟形曲线来思考。)这些术语只有统计学家才会喜欢。值得庆幸的是,第三种方法更简单明了,适合于涂料专业人士--可接受的最大百分比差异。
该表显示,根据仪器类型,两个数值之间可接受的百分比差异可能在25%和58%左右。这清楚地表明,该测试的变异性相当大,但举个例子也有帮助。对于同一实验室使用的IV型仪器,ASTM D4541-02的表1给出的变异系数为8.5%,有48个自由度,最大可接受的差异为29%。相对于两个测试结果的百分比差异由下面的简单公式确定。
现在考虑两个测试值:2,100 psi和1,600 psi。将这些数值插入方程中,得出的结果是27%,低于ASTM表格中给出的29%的最大可接受差异。该测试方法所声明的精度很差,以至于这两个值,2100 psi或1600 psi,都不能被宣布为正确的值。在只有几个测量值的非常小的取样下,这两个值理应被认为是基本相同的结果。这不是常识,但这是你的精确性,或缺乏精确性。
准确性和精确性有时被认为是差不多的东西,但事实上,它们是截然不同的。准确性是一个目标是否准确的问题。精确度是一个可重复性和再现性的问题。例如,在投掷飞镖并瞄准靶心时,如果一个人投出三支飞镖,每支飞镖都落at 距离靶心一英寸的地方,但飞镖的间距是等边三角形的四角。飞镖都很接近目标,但彼此并不接近。事实上,它们位于目标的四边。与此相反,如果三支飞镖都落在双 20 的位置上,那么准确度就会很差,但精确度却很高。要想获得良好的准确度和精确度,就需要将所有三支飞镖都放在靶心附近,并且相互靠近。
各种类型的拉伸拉断试验机都可以进行校准,以获得良好的精度。然而,该测试方法的缺点是,精度不是很好。在实验室里,它不是很精确。不要指望它在现场条件下会有更好的表现。
如果不了解涂料这种材料、测试仪器和 ASTM D4541standard 测试方法,那么在这个项目中规定最小拉伸脱模附着力值为 1,900 psi,以便将所使用涂料的宣传附着力值 2,000 psi 控制在 5%以内似乎是合理的。涂层附着力at 不同于钢材的抗拉强度或混凝土的抗压强度。附着力值为 2,000 psi 的涂层并不是附着力值为 1,000 psi 的涂层的两倍。事实上,附着力值较低的涂层可能性能更好。PSI 是一种既方便又熟悉的计量单位。涂料可以以平方英尺为单位进行涂抹,但它们的性能或失效并不以平方为单位。不要一味追求神奇的数字。