Spessimetri di rivestimento · Metodo di riferimento distruttivo
Quando la certezza si paga sacrificando il pezzo
La misura distruttiva dello spessore a taglio incide il rivestimento fino al substrato con una punta di angolo noto e ne osserva la sezione al microscopio. È il metodo a cui si ricorre quando i principi magnetico, a correnti indotte e a ultrasuoni non sono applicabili, ed è anche l’unico che permette di vedere e misurare i singoli strati di un ciclo multistrato.
La misura distruttiva dello spessore a taglio determina lo spessore del rivestimento incidendolo e leggendo il taglio al microscopio. La lettura non è immediata come su uno strumento elettronico: si conta il numero di graduazioni occupate dalla sezione e si moltiplica per il fattore di conversione della punta impiegata.
Questa pagina descrive il principio, la geometria delle punte e il loro fattore di conversione, la procedura di lettura al microscopio, il corredo dichiarato, i casi in cui il metodo è l’unica strada praticabile e quelli in cui non lo è, e i limiti che il costruttore dichiara — primo fra tutti l’assenza di un valore di accuratezza.
Nel ciclo del rivestimento questa è la verifica che si esegue per ultima e a caro prezzo, dopo la misura dello spessore del film umido durante l’applicazione e dopo la prova di durezza a matita sul film curato. Tutti i dati riportati provengono dalla documentazione tecnica del costruttore DeFelsko. Configurazioni e disponibilità vanno confermate in fase di offerta.
Perché si ricorre a un metodo distruttivo
Gli spessimetri non distruttivi richiedono ciascuno una condizione sul substrato: il principio magnetico vuole un substrato ferroso, quello a correnti indotte un metallo non ferroso, quello a ultrasuoni un accoppiamento acustico praticabile e un’interfaccia riflettente. Quando nessuna di queste condizioni è soddisfatta — substrati non metallici, geometrie difficili, materiali che non si prestano — resta la strada del taglio.
Vi è poi un secondo motivo, indipendente dal substrato. Gli strumenti non distruttivi restituiscono lo spessore complessivo del sistema di rivestimento; la sezione incisa e osservata al microscopio mostra invece la stratigrafia, e consente di contare e misurare i singoli strati di un ciclo multistrato. È un’informazione che nessun metodo non distruttivo fornisce.
Il prezzo è esplicito: il rivestimento nel punto di prova viene inciso fino al substrato e va ripristinato. Per questo motivo la scelta del punto di prova è parte della procedura, non un dettaglio, e il metodo si impiega su aree sacrificabili, su provini rappresentativi o in contenzioso, dove serve una verifica che non ammetta discussione. Le famiglie non distruttive sono raccolte nella pagina di categoria spessimetri di rivestimento e finitura superficiale.
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I modelli
La categoria raccoglie gli strumenti che ricavano lo spessore incidendo il rivestimento, cioè quando i metodi non distruttivi non sono applicabili al substrato o alla stratificazione in esame.
Incisione e lettura al microscopio
Misuratore distruttivo a taglio DeFelsko PosiTest PG
Quando il substrato o la stratificazione non consentono una misura non distruttiva: incisione con punta di angolo noto e lettura al microscopio 50×, fino a 1400 µm secondo la punta impiegata.
Il principio: incidere con un angolo noto, leggere al microscopio
Una punta in metallo duro con angolo noto incide il rivestimento fino al substrato. Poiché l’angolo del taglio è noto, la larghezza apparente della sezione osservata dall’alto è legata alla profondità da un rapporto geometrico costante: è il fattore di conversione della punta. L’incisione si osserva con un microscopio a 50 ingrandimenti dotato di scala rotante graduata in mils e micron, e lo spessore si ricava moltiplicando la lettura per il fattore della punta impiegata.
Il costruttore indica lo strumento come «ideal for coatings up to 1,400 µm (55 mils) depending on cutting tip»: il massimo dichiarato dipende dunque dalla punta, e il costruttore non fornisce un campo di misura per singola punta.
Le quattro punte e i loro fattori
| Punta | Angolo di taglio | Fattore di conversione | Ogni graduazione (µm) | Ogni graduazione (mils) | Codice |
|---|---|---|---|---|---|
| 1× | 45° | 1 | 20 | 1 | PGCUTTER1X |
| 2× | 26,6° | 0,5 | 10 | 0,5 | PGCUTTER2X |
| 5× | 11,3° | 0,2 | 4 | 0,2 | PGCUTTER5X |
| 10× | 5,7° | 0,1 | 2 | 0,1 | PGCUTTER10X |
Il rapporto è leggibile a colpo d’occhio: quanto più l’angolo di taglio è radente, tanto più la sezione si allarga a parità di profondità e tanto più fine diventa la lettura. Con la punta a 5,7° una graduazione vale 2 µm, contro i 20 µm della punta a 45°. Di conseguenza le punte radenti si scelgono per i rivestimenti sottili, quelle a 45° per gli spessori elevati.
Il kit comprende tre punte, una ciascuna per 1×, 2× e 10×; la punta 5× è disponibile a parte. Il portapunte rotante alloggia fino a quattro punte pronte all’uso.
La lettura della sezione
L’ottica è di precisione, con ampio campo visivo che il costruttore dichiara pensato per una distanza dell’occhio confortevole con o senza occhiali. Una luce bianca integrata, con accensione e spegnimento e timer automatico di risparmio della batteria, illumina la sezione; l’alimentazione è a una batteria AAA, di sostituzione immediata.
Corredo e dati fisici dichiarati
| Voce | Valore dichiarato |
|---|---|
| Corpo | alluminio anodizzato durevole |
| Portapunte | rotante, alloggia fino a quattro punte pronte all’uso |
| Microscopio | 50×, ottica di precisione, scala rotante in mils e micron |
| Illuminazione | luce bianca integrata, accensione e spegnimento, timer automatico |
| Alimentazione | una batteria AAA |
| Massimo dichiarato | 1 400 µm (55 mils), a seconda della punta impiegata |
| Taratura | certificato con tracciabilità NIST incluso |
| Garanzia | due anni |
| Codice del kit | PGKIT |
Ogni kit comprende lo strumento con scale sia imperiali sia metriche, tre punte (1×, 2× e 10×), chiave a brugola da 1/8″, pennarello nero indelebile, una batteria AAA, il certificato di taratura e le istruzioni, in una custodia dedicata. Il pennarello ha una funzione operativa: annerire la zona da incidere aumenta il contrasto della sezione sotto il microscopio.
Quando il metodo si applica e quando non conviene
- Quando magnetico, correnti indotte e ultrasuoni non sono applicabili — è il caso proprio del metodo
- Quando serve la stratigrafia — la sezione mostra i singoli strati di un ciclo multistrato, che i metodi non distruttivi non separano
- Su aree sacrificabili o su provini — l’incisione va ripristinata e va prevista fin dalla pianificazione del controllo
- Non per controlli a tappeto — ogni punto di prova è un danno da riparare: il campionamento va tenuto stretto
- Non su pezzi finiti in servizio — salvo che il ripristino sia previsto e accettato
- Non oltre il massimo dichiarato — 1 400 µm, 55 mils, a seconda della punta
Nella pratica il metodo si usa in due situazioni tipiche: come riferimento, per confermare o smentire una lettura non distruttiva dubbia, e come arbitrato, quando due parti non concordano su un dato di spessore. In entrambi i casi il numero di punti resta volutamente basso.
Norme citate dal costruttore e limiti dichiarati
Per questo strumento il costruttore dichiara: «Conforms to ISO 2808/19399, ASTM D4138, JIS K 5600-1-7, and NF T30-123», e aggiunge che il kit «includes all tools and accessories required for testing in accordance with national and international standards». La norma ASTM di questo metodo è la D4138; la D3363 è invece la norma della prova di durezza a matita e non riguarda la misura a taglio. La confusione fra le due è ricorrente e vale la pena escluderla esplicitamente.
Le norme sono qui riportate perché il costruttore le cita per il proprio strumento. La conformità di un controllo dipende dalla procedura, dal piano di campionamento e dalla qualifica dell’operatore, e non discende dallo strumento impiegato.
Che cosa il costruttore non dichiara
- Nessuna accuratezza dichiarata — la tabella di conversione fornisce il valore di una graduazione, cioè la risoluzione di lettura, che non è l’accuratezza dello strumento e non va presentata come tale
- Nessun campo di misura per singola punta — il costruttore dà solo il massimo complessivo di 1 400 µm, 55 mils, «depending on cutting tip»
- Nessuna dimensione e nessun peso dello strumento o della custodia
- Nessuna autonomia della luce integrata e nessuna durata del timer automatico
- Nessun campo di temperatura di esercizio e nessun grado IP
- Nessun materiale del substrato escluso o raccomandato
L’assenza di un valore di accuratezza è il limite più rilevante e va tenuto presente nel confronto con un metodo non distruttivo: la lettura a 2 µm per graduazione della punta più radente dice quanto finemente si legge, non quanto si misura bene.
Domande frequenti
Come si ricava lo spessore dall’incisione?
Si conta il numero di graduazioni occupate dalla sezione sulla scala rotante del microscopio a 50 ingrandimenti e si moltiplica la lettura per il fattore di conversione della punta impiegata: 1 per la punta 1×, 0,5 per la 2×, 0,2 per la 5× e 0,1 per la 10×.
Quale punta si sceglie?
Dipende dallo spessore atteso. Le punte radenti allargano la sezione e affinano la lettura: con la 10×, angolo 5,7°, una graduazione vale 2 µm; con la 1×, angolo 45°, ne vale 20. Il kit comprende le punte 1×, 2× e 10×, mentre la 5× è disponibile a parte; il portapunte rotante ne alloggia fino a quattro.
Qual è lo spessore massimo misurabile?
Il costruttore dichiara rivestimenti fino a 1 400 µm, 55 mils, a seconda della punta impiegata. Un campo di misura per singola punta non è dichiarato.
Qual è l’accuratezza dello strumento?
Il costruttore non la dichiara. La tabella di conversione fornisce il valore di una graduazione — 2, 4, 10 o 20 µm secondo la punta — che è la risoluzione di lettura e non l’accuratezza della misura.
Quale norma ASTM riguarda questo metodo?
ASTM D4138. Il costruttore dichiara «Conforms to ISO 2808/19399, ASTM D4138, JIS K 5600-1-7, and NF T30-123». La D3363 riguarda invece la prova di durezza a matita ed è una norma di un’altra categoria.
Il pezzo provato resta danneggiato?
Sì. La punta incide il rivestimento fino al substrato e l’area provata va ripristinata. È la ragione per cui il metodo si impiega su aree sacrificabili o su provini rappresentativi, con un numero di punti volutamente contenuto.
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