淺談鋁合金建筑型材的膜厚檢驗及其數據處理

劉傳龍 張弛

十堰市產品質量監督檢驗所 湖北十堰 442001

1 鋁合金建筑型材膜厚檢驗的重要性

當下我們在生活中不時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量不夠過硬。從鋁合金建筑型材的生產工藝來看，表面處理是一個重要的環節，若型材表面未進行表面處理，其美觀程度、耐候性、耐腐蝕性都達不到使用要求。而在表面處理工藝中，膜層的厚度是一項非常重要的指標。所以說膜厚檢測的準確性直接關系到了建筑用鋁合金窗戶的安全性[1]。筆者通過標準的學習及實際檢驗，總結了以下在膜層厚度的檢驗過程中容易出現問題的環節。現就這些問題進行簡要的介紹。

2 膜厚檢驗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重要措施，同時也能起到美化建筑外觀的作用，從膜厚的試驗原理上看，由于GB/T4957是使用渦流測厚儀測量非磁性基體金屬上非導電覆蓋層的厚度，所以在進行膜厚的檢測中應注意以下幾個方面：

2.1 型材表面測量位置的選擇

由于方法中邊緣效應的存在，在選擇測量位置的時候應盡量選擇型材平整面，建議至少在距型材邊緣或者轉角處5～10cm處測量。這樣能有效的避免邊緣效應導致的測量結果不準確的情況。例如在某次測量中得到如下數據：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從以上數據可以看到邊緣部位與中間部位的膜厚差值可達到9.6μm，由此可以得出，測量位置的選擇會直接影響到檢驗結果。

2.2 測量部位與次數的選擇

在老版本的標準中有如下表述“至少應選擇5個合適的測量點（每點約1cm2）測定待測涂層的厚度，每個測量點測3～5個讀數。將平均值記為該點局部膜厚測量結果”。在實際操作中為便于檢測，保證實驗室檢測結果的準確性，筆者建議實驗室應統一測量的部位和次數。例如：在進行鋁合金建筑型材膜厚檢測時規定，每根型材的測量點數為5點（均勻分布），每點測量5個讀數[2]。

2.3 待測樣品的表面

待測樣品的表面可能會沾有浮灰等外來塵埃，在測量讀數時，這些塵埃的存在可能會影響儀器的讀數，所以在進行膜厚的測量前應先用干抹布將樣品表面的灰塵清理干凈。在實際操作中，若樣品表面存在浮灰時，測量結果可能嚴重失真。

2.4 儀器的校準狀態

在每次測量前均應進行基體的校準，有些情況下，試驗操作者可能會校準一次后進行多次的測量，實踐證明，此種測量方法會對結果造成較大影響。例如以測量一根型材的5個部位，每個部位測量5次為例進行驗證，得到如下數據：

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

從以上數據可以發現在一次校準后的多次測量與每次測量前均進行校準，儀器會有6～8微米左右的誤差。

2.5 測量溫度的控制

本檢驗項目在實際操作中，側頭的溫度情況會直接影響到測量結果的可靠性，尤其在戶外作業時，一定要將校準時的環境條件與測量時的環境條件保持一致，在室內操作時也建議控制在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，但是復雜的表面狀態的鋁合金建筑型材以后也會越來越多，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，所以在測量的時候應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，但在實際操作過程中還是會出現有疑問的數據。比如在同一部位附近的多次測量中，某一次的測量數據與其他數據存在較大差異，如果把這類數據視為正常數據進行統計計算，可能會導致實驗結果的不準確，但是若簡單的剔除，也可能遺漏了重要的實驗結果，此時筆者認為應當視為離群值進行處理。在這個過程中最關鍵的就是如何識別出離群值。

例如對某一次檢測得到5個數據：

73；71；89；77；75

樣本量n=5，平均值ˉX=77，S=6.325

針對以上數據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，T0.95=1.672

計算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、高端離群值）

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

計算D89=0.706，D89 ＞D0.95所以判斷89為離群值。

從大量的實驗數據及本次試驗的特點來看，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，在實踐中運用較為合理，T0.95取1.672即可。特殊情況下當某次檢驗過程中的5個數據中的2個數據懷疑離群時，可用狄克遜法，D0.95取0.642即可。

4 結語

鋁合金建筑型材在現代建筑中的大量使用已經成為必然，涂膜厚度是影響產品耐腐蝕性、耐久性的關鍵指標，其檢測數據準確與否直接關乎產品質量合格判定；本文從涂膜厚度的檢測中影響檢測結果準確性的問題進行了探討并提出了解決辦法，對提高檢測結果準確性和有效性方面具有重要意義。