淺談鋁合金建筑型材的膜厚檢驗(yàn)及其數(shù)據(jù)處理

劉傳龍 張弛

十堰市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所 湖北十堰 442001

1 鋁合金建筑型材膜厚檢驗(yàn)的重要性

當(dāng)下我們在生活中不時(shí)聽到鋁合金外窗脫落造成的安全事故，究其原因，還是鋁合金窗戶的質(zhì)量不夠過硬。從鋁合金建筑型材的生產(chǎn)工藝來看，表面處理是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，若型材表面未進(jìn)行表面處理，其美觀程度、耐候性、耐腐蝕性都達(dá)不到使用要求。而在表面處理工藝中，膜層的厚度是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。所以說膜厚檢測的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到了建筑用鋁合金窗戶的安全性[1]。筆者通過標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)及實(shí)際檢驗(yàn)，總結(jié)了以下在膜層厚度的檢驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。現(xiàn)就這些問題進(jìn)行簡要的介紹。

2 膜厚檢驗(yàn)中的影響因素及解決辦法

膜厚是保證鋁合金型材抗腐蝕性能的一個(gè)重要措施，同時(shí)也能起到美化建筑外觀的作用，從膜厚的試驗(yàn)原理上看，由于GB/T4957是使用渦流測厚儀測量非磁性基體金屬上非導(dǎo)電覆蓋層的厚度，所以在進(jìn)行膜厚的檢測中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

2.1 型材表面測量位置的選擇

由于方法中邊緣效應(yīng)的存在，在選擇測量位置的時(shí)候應(yīng)盡量選擇型材平整面，建議至少在距型材邊緣或者轉(zhuǎn)角處5～10cm處測量。這樣能有效的避免邊緣效應(yīng)導(dǎo)致的測量結(jié)果不準(zhǔn)確的情況。例如在某次測量中得到如下數(shù)據(jù)：測量位置 1 2 3 4 5 平均邊緣部位 76 72 74 73 73 73.6距邊緣5cm 64 65 64 64 63 64從以上數(shù)據(jù)可以看到邊緣部位與中間部位的膜厚差值可達(dá)到9.6μm，由此可以得出，測量位置的選擇會(huì)直接影響到檢驗(yàn)結(jié)果。

2.2 測量部位與次數(shù)的選擇

在老版本的標(biāo)準(zhǔn)中有如下表述“至少應(yīng)選擇5個(gè)合適的測量點(diǎn)（每點(diǎn)約1cm2）測定待測涂層的厚度，每個(gè)測量點(diǎn)測3～5個(gè)讀數(shù)。將平均值記為該點(diǎn)局部膜厚測量結(jié)果”。在實(shí)際操作中為便于檢測，保證實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，筆者建議實(shí)驗(yàn)室應(yīng)統(tǒng)一測量的部位和次數(shù)。例如：在進(jìn)行鋁合金建筑型材膜厚檢測時(shí)規(guī)定，每根型材的測量點(diǎn)數(shù)為5點(diǎn)（均勻分布），每點(diǎn)測量5個(gè)讀數(shù)[2]。

2.3 待測樣品的表面

待測樣品的表面可能會(huì)沾有浮灰等外來塵埃，在測量讀數(shù)時(shí)，這些塵埃的存在可能會(huì)影響儀器的讀數(shù)，所以在進(jìn)行膜厚的測量前應(yīng)先用干抹布將樣品表面的灰塵清理干凈。在實(shí)際操作中，若樣品表面存在浮灰時(shí)，測量結(jié)果可能嚴(yán)重失真。

2.4 儀器的校準(zhǔn)狀態(tài)

在每次測量前均應(yīng)進(jìn)行基體的校準(zhǔn)，有些情況下，試驗(yàn)操作者可能會(huì)校準(zhǔn)一次后進(jìn)行多次的測量，實(shí)踐證明，此種測量方法會(huì)對結(jié)果造成較大影響。例如以測量一根型材的5個(gè)部位，每個(gè)部位測量5次為例進(jìn)行驗(yàn)證，得到如下數(shù)據(jù)：

一次校準(zhǔn)后連續(xù)測量 每次測量前均進(jìn)行校準(zhǔn)1# 2# 3# 4# 5# 均值 1# 2# 3# 4# 5# 均值點(diǎn)1 79 71 75 73 77 75 81 83 82 84 80 82點(diǎn)2 83 83 77 85 77 81 87 91 91 88 88 89點(diǎn)3 72 79 81 84 79 79 81 89 84 84 86 85點(diǎn)4 79 70 78 70 74 74 79 83 80 83 78 81點(diǎn)5 80 74 76 78 76 77 83 87 88 82 86 85

從以上數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)在一次校準(zhǔn)后的多次測量與每次測量前均進(jìn)行校準(zhǔn)，儀器會(huì)有6～8微米左右的誤差。

2.5 測量溫度的控制

本檢驗(yàn)項(xiàng)目在實(shí)際操作中，側(cè)頭的溫度情況會(huì)直接影響到測量結(jié)果的可靠性，尤其在戶外作業(yè)時(shí)，一定要將校準(zhǔn)時(shí)的環(huán)境條件與測量時(shí)的環(huán)境條件保持一致，在室內(nèi)操作時(shí)也建議控制在20℃ ～25℃[3]。

2.6 待測樣品的形狀及測量面的選擇

隨著鋁合金建筑型材的使用越來越廣，我們常見的有平面類的型材，但是復(fù)雜的表面狀態(tài)的鋁合金建筑型材以后也會(huì)越來越多，而此種膜厚的測量方法對待測樣品的表面形狀有一定的要求，所以在測量的時(shí)候應(yīng)選擇被測樣品的平整的表面。

3 檢測過程中異常值的處理

在鋁合金建筑型材膜厚的實(shí)際測量中，盡管我們按照上述的要求消除了各種可能的誤差因素，但在實(shí)際操作過程中還是會(huì)出現(xiàn)有疑問的數(shù)據(jù)。比如在同一部位附近的多次測量中，某一次的測量數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)存在較大差異，如果把這類數(shù)據(jù)視為正常數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不準(zhǔn)確，但是若簡單的剔除，也可能遺漏了重要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，此時(shí)筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)視為離群值進(jìn)行處理。在這個(gè)過程中最關(guān)鍵的就是如何識(shí)別出離群值。

例如對某一次檢測得到5個(gè)數(shù)據(jù)：

73；71；89；77；75

樣本量n=5，平均值ˉX=77，S=6.325

針對以上數(shù)據(jù)可以用以下兩種方法來分析（不考慮歧離值情況）

3.1 格魯布斯法：T=|Xn-ˉX |/S

查 GB/T 4883-2008附 錄A.2， 檢 出 水 平 為 0.05時(shí)，T0.95=1.672

計(jì)算T89=1.897，T89＞T0.95；所以判斷89為離群值

3.2 狄克遜法

Dn=（Xn-Xn-1）/（Xn-X1）（單側(cè)、高端離群值）

查 GB/T 4883-2008附 錄A.3， 檢 出 水 平 為 0.05時(shí)，D0.95=0.642

計(jì)算D89=0.706，D89 ＞D0.95所以判斷89為離群值。

從大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及本次試驗(yàn)的特點(diǎn)來看，由于樣本量不大（n=5），且離群值一般不超過1，所以格魯布斯法的效果較好，在實(shí)踐中運(yùn)用較為合理，T0.95取1.672即可。特殊情況下當(dāng)某次檢驗(yàn)過程中的5個(gè)數(shù)據(jù)中的2個(gè)數(shù)據(jù)懷疑離群時(shí)，可用狄克遜法，D0.95取0.642即可。

4 結(jié)語

鋁合金建筑型材在現(xiàn)代建筑中的大量使用已經(jīng)成為必然，涂膜厚度是影響產(chǎn)品耐腐蝕性、耐久性的關(guān)鍵指標(biāo)，其檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與否直接關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量合格判定；本文從涂膜厚度的檢測中影響檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的問題進(jìn)行了探討并提出了解決辦法，對提高檢測結(jié)果準(zhǔn)確性和有效性方面具有重要意義。