Qu'est-ce qu'une jauge d'épaisseur de revêtement
Une jauge d'épaisseur de revêtement mesure l'épaisseur d'une couche posée sur un substrat, sans la traverser. De la peinture sur acier, du zinc sur acier, une anodisation sur aluminium, du cuivre sur une carte et un film plastique sur une tôle posent le même problème de mesure : une couche non magnétique ou non conductrice, un substrat solide en dessous, et un chiffre qu'il faut démontrer être dans une tolérance. C'est l'un des rares contrôles de revêtement non destructifs, ce qui explique qu'il soit réalisé sur la pièce livrée et pas seulement sur une éprouvette.
C'est le substrat qui décide de la méthode, pas le revêtement. Une sonde à induction magnétique travaille sur l'acier et le fer ferromagnétiques et lit la distance dont le revêtement écarte la sonde du substrat ; une sonde à courants de Foucault travaille sur les métaux non ferreux comme l'aluminium, le cuivre et l'acier inoxydable austénitique et lit l'effet du revêtement sur un champ induit. Une jauge qui porte les deux peut passer de l'une à l'autre et reconnaître la sonde en service, mais une mesure reste la mesure d'une seule méthode, et les deux ne sont pas interchangeables sur un même substrat.
Ce qui limite la mesure, c'est surtout la géométrie. La courbure, la proximité d'un bord et un substrat plus mince que ne l'exige la méthode déforment tous le champ et biaisent la mesure, et chacun a une limite publiée attachée à la sonde. Au-delà de ces limites, l'erreur croît sans se signaler : la tâche pratique consiste donc à accorder la plage de la sonde à l'épaisseur attendue, puis à vérifier que la pièce satisfait les conditions de la sonde avant de faire confiance au chiffre.
Comment mesure une jauge d'épaisseur de revêtement
Une jauge à induction magnétique excite une bobine logée dans la sonde et mesure la réluctance du trajet entre la sonde et le substrat ferromagnétique. Le revêtement est un entrefer sur ce trajet : la mesure est donc essentiellement une mesure de distance à travers la couche, ce qui explique que la méthode exige un substrat réellement ferromagnétique et un revêtement réellement non magnétique. Un dépôt de nickel et certains aciers inoxydables ruinent cette hypothèse, et la jauge les lit comme substrat plutôt que comme revêtement.
Une jauge à courants de Foucault injecte un champ alternatif dans un substrat conducteur et mesure la variation d'impédance provoquée par les courants induits qui y circulent. Comme le champ dépend de la distance sonde-pièce, la même géométrie de bobine devient une lecture d'épaisseur lorsque le substrat est connu. C'est la méthode de l'aluminium, du cuivre, du laiton et des aciers inoxydables de la série 300, où une jauge magnétique ne lirait rien d'exploitable.
Les deux méthodes sont des mesures relatives, étalonnées et non absolues. La mise à zéro sur le substrat nu établit la référence, et une ou deux feuilles d'étalonnage d'épaisseur connue établissent la pente, la forme en deux points corrigeant le gain autant que le décalage. Presque toute mesure surprenante remonte à cette préparation : une mise à zéro faite sur une zone revêtue, une feuille utilisée hors de la plage de la sonde, ou un étalonnage laissé en place au changement de sonde. Les conditions physiques, courbure, distance au bord, épaisseur du substrat et température, constituent la seconde moitié du problème, et l'appareil ne peut pas les corriger de lui-même.
Choix de configuration
L'essentiel de la spécification est déterminé par ces décisions plutôt que par la classe d'exactitude. Chacune contraint la suivante, c'est pourquoi elles sont tranchées dans l'ordre.
| Configuration | Options à fixer | Ce que cela détermine réellement |
| Méthode de mesure | Induction magnétique, courants de Foucault, ou une jauge portant les deux et identifiant la sonde automatiquement | Si le substrat visé peut être mesuré tout court. La méthode suit le matériau du substrat, et non le revêtement. |
| Plage de la sonde | Une sonde courte pour les revêtements minces, une sonde longue pour les épais, et la résolution offerte par chacune | La bande d'épaisseur lisible avec une résolution utile. Une sonde poussée en bout de plage perd à la fois l'exactitude et la répétabilité. |
| Format de la sonde | Une sonde intégrée au boîtier, ou une sonde séparée au bout d'un câble | Si l'appareil peut atteindre la surface. Une sonde intégrée ne peut pas être posée à plat sur une zone courbe ou en creux. |
| Géométrie de la sonde | La forme de la pointe et la surface minimale de mesure exigée par la sonde | Si les petites pièces, les zones étroites près d'un bord ou les courbures serrées sont mesurables sans une correction que l'appareil ignore. |
| Méthode d'étalonnage | Mise à zéro en un point, étalonnage en deux points sur feuilles, ou réglage d'usine laissé tel quel | La part de l'erreur de mesure qui est retirée. La mise à zéro seule corrige le décalage et laisse le gain non corrigé. |
| Traitement des données | Affichage direct, mémoire interne avec statistiques, et export vers un hôte ou une imprimante | Si un enregistrement de lot avec moyenne, minimum, maximum et écart-type peut être produit, ce que les critères d'acceptation exigent de plus en plus. |
| Limites et alarmes | Limites haute et basse réglables avec signalisation sonore ou visuelle | Si l'appareil peut servir au tri par un opérateur qui ne lit pas les chiffres, et quelle tolérance les limites peuvent exprimer. |
| Vérification | Feuilles de référence, substrats de référence d'épaisseur connue, et l'intervalle auquel ils sont utilisés | Si la jauge peut être démontrée juste le jour même, ce qu'un enregistrement qualité doit établir. |
Comment choisir une jauge d'épaisseur de revêtement
| Critère | Pourquoi il décide de la réponse | Comment le fixer avant de nous consulter |
|---|
| Le matériau du substrat | Il choisit la méthode, et une jauge magnétique ne lit rien d'exploitable sur l'aluminium tandis qu'une jauge à courants de Foucault ne lit rien d'exploitable sur l'acier au carbone | Indiquez le substrat avec précision, nuance comprise, car certains aciers inoxydables et certaines couches de nickel se comportent à l'inverse de ce que leur nom suggère. |
| L'épaisseur de revêtement attendue et sa tolérance | La plage de la sonde et sa résolution doivent encadrer la tolérance, et pas seulement la valeur nominale | Donnez l'épaisseur visée et la bande de tolérance, ainsi que le procédé qui la produit. |
| La possibilité d'un revêtement magnétique | Le nickel et certains revêtements d'alliage mettent en échec une jauge à induction magnétique en se comportant comme une partie du substrat | Indiquez le matériau du revêtement et son procédé de dépôt, et pas seulement son nom. |
| La géométrie de la pièce | La courbure, les bords et les petites surfaces biaisent tous le champ, et chaque sonde a des limites publiées au-delà desquelles la mesure n'est pas valide | Donnez le plus petit rayon, la distance au bord le plus proche et la plus petite surface à mesurer. |
| L'épaisseur du substrat | En dessous d'une épaisseur critique, le substrat cesse de se comporter comme un corps infini et la mesure chute | Donnez l'épaisseur du substrat, et précisez s'il s'agit d'une tôle ou d'une section massive. |
| L'obligation d'enregistrer les résultats | Un enregistrement de lot avec statistiques change la classe d'appareil, et souvent la façon de prendre les mesures | Indiquez les critères d'acceptation, le nombre de mesures par pièce et la forme sous laquelle l'enregistrement est exigé. |
Si l'un de ces points reste ouvert, envoyez ce qui est connu. Un devis peut être émis sur une pièce décrite et affiné une fois les manques comblés.
Les alternatives les plus proches
Ce sont les types que recouvre généralement une demande pour une jauge d'épaisseur de revêtement, et le moment où le choix se décide vraiment.
| Alternative la plus proche | Ce qui la distingue d'une jauge d'épaisseur de revêtement |
| Rugosimètres | Mesurent la texture de la surface la plus externe plutôt que l'épaisseur de la couche située dessous. Une pièce revêtue porte souvent les deux exigences, et les deux se mesurent séparément : un revêtement lisse peut être trop mince, et un revêtement épais peut rester rugueux. |
| Duromètres | Mesurent la résistance du matériau à l'empreinte, ce qui, sur une pièce revêtue, est généralement une question sur le substrat plutôt que sur la couche. Ils appuient dans la surface : ils ne remplacent donc pas la mesure lorsque le revêtement doit rester intact. |
| Jauges d'épaisseur à ultrasons | Mesurent l'épaisseur du matériau lui-même, et certains appareils peuvent être réglés pour résoudre un revêtement comme l'un de deux échos. C'est un instrument d'épaisseur de paroi qui répond à une question de durée de vie restante ; une jauge de revêtement répond à une question de finition et de protection contre la corrosion. |
| Équipements de contrôle par magnétoscopie | Utilisent eux aussi un champ magnétique sur les pièces ferromagnétiques, mais cherchent des criques plutôt qu'une épaisseur de couche. Partager un principe physique n'est pas partager un usage, et aucun des deux appareils ne rend ce que fait l'autre. |
| Détecteurs de défauts par courants de Foucault | Utilisent le même principe de champ induit pour trouver des discontinuités dans un matériau conducteur plutôt que pour mesurer une couche posée dessus. Certains appareils réunissent les deux fonctions, et lorsqu'ils le font, les deux modes s'étalonnent séparément. |
| Examen destructif du revêtement | Une mesure au microscope sur une coupe transversale, ou un décapage chimique suivi d'une pesée. Plus lent et consommateur d'échantillon, mais c'est la méthode de référence en cas de litige, et c'est exactement pour cela qu'il vaut la peine de conserver une éprouvette témoin. |
Rugosité, dureté et épaisseur de revêtement sont les trois exigences de surface qu'un plan nomme le plus souvent ensemble ; une jauge de revêtement ne répond qu'à la dernière, et les trois se mesurent avec trois appareils différents.
Ce qu'il faut inclure dans la demande
La première réponse peut être un devis plutôt qu'une série de questions si la demande contient ces éléments. Lorsqu'un chiffre est inconnu, envoyez la description de l'usage et nous confirmerons ce qu'il implique.
- Le matériau du substrat et sa nuance, ainsi que son épaisseur
- Le matériau du revêtement et son mode d'application
- L'épaisseur de revêtement attendue, avec sa bande de tolérance
- La géométrie de la pièce, y compris le plus petit rayon, le bord le plus proche et la plus petite surface de mesure
- La possibilité d'un revêtement magnétique, et la présence éventuelle d'une couche de nickel ou d'alliage
- Le revêtement sur une face ou sur les deux, et l'accessibilité de la face opposée
- L'obligation de stocker et d'exporter les mesures, et la forme exigée pour l'enregistrement
- Les critères d'acceptation et le nombre de mesures par pièce
- Les feuilles ou substrats de référence disponibles localement pour la vérification
- Quantité, port de destination et date de livraison requise
