拉脱式涂层粘结力测试仪-编制说明

1、交通运输部部门计量检定规程拉脱式涂层粘结力测试仪（征求意见稿）编制说明规程起草组2020年 4月 11日目录一、任务来源1二、编制背景1三、编制过程1四、编写依据 .错误! 未定义书签。五、主要技术内容5六、其他应予说明的事项10七、附件11一、任务来源本规程是依据交通运输部关于下达 2019 年交通运输标准化计划 （第三批）的通知（交科技函 2019527 号）立项进行编制的，计划号： JJG 2019-2 。本规程主要由中交第一航务工程勘察设计院有限公司、交通运输部天津水运工程科学研究所负责起草。二、编制背景拉脱式涂层粘结力测试仪又称涂层粘结力测试仪， 作为结构检测中常用的一种仪器设备，广

2、泛应用于水运工程混凝土等结构的涂层粘结力检测与评价。拉脱式涂层粘结力测试仪通过液压、手动、机械等加压方式对特定面积的涂层进行拉脱测试，拉脱力可通过数字显示器精准显示，并有两种不同的单位 MPa和 kN 选择。广泛应用于交通运输行业中工业设备、水泥混凝土基体涂层、防腐涂层或者多道涂层体系中不同涂层之间的粘结力测试。拉脱式涂层粘结力测试仪作为结构检测中常用的一种检测仪器设备， 目前国内市场该仪器的生产厂家也较多，但尚无一个统一的生产标准和检定规程。因此急需开展拉脱式涂层粘结力测试仪检定规程的制定工作， 为拉脱式涂层粘结力测试仪的生产和使用提供更为准确、可靠的技术支撑。三、编制过程（一）协作单位本规

3、程协作单位包括交通运输部天津水运工程科学研究所、 国家水运工程检测设备计量站，以上单位全部为参编单位。协作单位对该规程的技术内容进行了审核，提出了试验方法建议及技术支持。1（二）主要工作过程为了规范拉脱式涂层粘结力测试仪的检定，确保检测数值的准确性和溯源性，特制订此规程。2019 年 5 月，中交第一航务工程勘察设计院有限公司牵头交通运输部天津水运工程科学研究院、国家水运工程检测设备计量站成立了标准起草组。本规程在编制过程中走访了国内拉脱式涂层粘结力测试仪的主要生产单位，了解收集了仪器的生产流程、制作工艺及企业生产标准。汇集了销售企业、使用单位等关于产品应用中的主要问题及建议与意见， 收集了相

4、关的国家检定规程、 行业检定规程等有关资料 （见表 1）。在此基础上依据 JJF 1002-2010国家计量检定规程编写规则 ，结合结构检测技术的实际需求进行了检定规程的编制。本规程初稿完成后，以书面及座谈形式征求了相关单位的意见，反馈意见对制订内容、条款及拟增加的项目等提出了具有建设性的意见和建议，为规程的制定工作打下了良好的基础。2020 年 4 月完成了 JJG XXX-XXXX拉脱式涂层粘结力测试仪征求意见稿。2表 1.1 调研单位及部分参考标准汇总调研单位序 号单位名称1北京海创高科科技有限公司2中工时代科技（北京）有限公司3北京天地星火科技发展有限公司4基康仪器股份有限公司5天津市

5、北洋水运水利勘察设计研究院有限公司6天津市大地海陆岩土工程技术开发有限公司7天津港湾工程质量检测中心有限公司8上海港湾工程质量检测有限公司9南京水利科学研究院13天津大学13天津市计量监督检测科学研究院北京市计量检测科学研究院部分参考标准序 号标准名称1GB/T 13634 单轴试验机检测用标准测力仪的校准2GB/1720 漆膜附着力测定法3GB/T 5210 色漆和清漆拉开法附着力试验4ASTM D4541 Standard Test Method for Pull-Off strengthofCoatings Using Portable Adhesion TestersEuropean

6、Standard EN ISO 4624 ：Paints, varnishes and5plasticsPull-off test for adhesionASTM D7234 Test Method forPull-Off Adhesion Strength of6 Coatings on Concrete Using Portable Pull-Off Adhesion Testers7JJG144 标准测力仪检定规程8JJG455 工作测力仪检定规程9JTJ275 海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范10JTS/T232 水运工程材料试验规程备注制造单位使用单位高校计量机构备注国家标准（含国

7、外）行业标准3（三）规程主要起草人及其主要工作本规程主要起草人及其主要负责的工作情况见表1.2 ：表 1.2 规程起草人及其主要工作序号姓名单位职务职称主要工作主要起草人中交第一航务工程勘教高、公司副总工程统筹规程编制，负责统1曹胜敏察设计院有限公司稿和技术把关。负责起师草规程主要技术内容2窦春辉交通运输部天津水运高工负责调研及试验统筹工程科学研究所3曹玉芬交通运输部天津水运副研究员负责技术把关及试验统工程科学研究所筹4张红亮中交第一航务工程勘高工提出并论证规程中重要察设计院有限公司性能指标要求5韩鸿胜交通运输部天津水运高工负责计量技术及质量把工程科学研究所关参加起草人6白军营中交第一航务工程

8、勘高工负责试验验证工作察设计院有限公司7张书杰中交第一航务工程勘高工负责试验方法验证工作察设计院有限公司8李学艳中交第一航务工程勘高工负责试验指标验证工作察设计院有限公司9成建强中交第一航务工程勘高工负责试验指标验证工作察设计院有限公司10武 霄中交第一航务工程勘高工负责试验方法验证工作察设计院有限公司11张旭国家水运工程检测设工程师辅助试验验证备计量站12贾晓婵中交第一航务工程勘工程师辅助试验验证察设计院有限公司四、编写依据JJF 1001-2011通用计量术语及其定义 、JJF 1002-2010 国家计量检定规程编写规则和 JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示共同构成规

9、程制定的基础性系列规范。根据此类产品的国内外生产水平，内容上以国内外先进技术为依据，参考了JJG1444标准测力仪检定规程、JJG455工作测力仪检定规程。计量性能要求的提出主要依据国内外现有产品的技术参数、参考标准、征求意见、专家咨询和试验结果，并结合了目前结构检测应用需求现状和国内自主研发此类产品的技术水平， 主要规定了拉脱式涂层粘结力测试仪的技术要求：锭子直径误差、力值示值误差、力值数显分辨率、力值回零误差、力值重复性误差、力值稳定性、力值滞后误差等。本规程编写时，充分考虑各生产单位、计量机构、使用单位等方面的意见和建议，切实可行，具有可操性，力求体现本产品在结构检测方面的应用特点。规程

10、在编制的过程中，遵循以下原则：1）协调性原则，与现行的法律法规协调一致；2）适用性原则，规程中的技术指标，符合当前的技术水平。技术指标的确定符合当前生产单位所能达到的技术水平；3）科学性原则，拉脱式涂层粘结力测试仪规程中关于仪器设备性能试验的内容，符合国家标准的相应要求；4）溯源性原则，拉脱式涂层粘结力测试仪作为试验检测设备，属于计量器具，因此该仪器溯源方法，需要参考国家量值溯源系统表，以保证量值溯源链的完整及数据的准确可靠性。五、主要技术内容本规程包括：范围，术语，概述，计量性能要求， 通用技术要求， 计量技术器具控制，附录 A、B、C。（一）范围本规程适用于拉脱式涂层粘结力测试仪的首次检定

11、、后续检定和使用中检查。范围的编制为交通运输部部门计量检定规程的固定格式要求。5（二）术语拉脱式涂层粘结力测试仪pull off strength of coating adhesion tester通过顶力装置将特定面积的涂层从被测基体表面拉脱开，测试所施加力大小的仪器。（三）概述概述部分咨询专家修改后得到， 规定了拉脱式涂层粘结力测试仪的用途、组成、原理。概述内容：拉脱式涂层粘结力测试仪广泛应用于水运、公路、水利、铁路、建筑等工程中结构构件表面涂层粘结力测试。拉脱式涂层粘结力测试仪主要由拉力杆、加载装置（含测力传感器）、显示屏、支撑装置、万向接头以及锭子等组成，拉脱式涂层粘结力测试仪结构示

12、意图如图1 所示。拉脱式涂层粘结力测试仪通过顶力装置，在规定的加载速率下，在试样基体表面施加垂直、均匀的拉力，将涂层从被测基体表面拉脱开，以测定涂层与基体之间附着破坏时的力值，用于测定各种涂层对被涂基材表面的附着能力。6图 1 拉脱式涂层粘结力测试仪结构示意图1 加载装置（含测力传感器）； 2 显示屏；3 输油导管；4 拉力杆；5 万向接头；6 锭子；7 支撑装置（四）计量性能要求计量性能要求的提出主要依据国内外现有产品的技术参数、参考标准、征求意见、专家咨询和试验结果， 并结合了目前结构检测应用需求现状和国内自主研发此类产品的技术水平。具体内容如下：锭子直径允许误差：± 0.2mm

13、。力值示值误差：± 1%。力值数显分辨率不大于0.001kN（或 0.01MPa）。力值回零误差为± 0.5%。力值重复性不大于1.0%。力值稳定性测量时，保持加载值为 50%FS数值时不做任何调整，在 10min内，拉力测量值的变化量不大于0.002kN（或0.01MPa）。力值滞后误差不大于1.5%。（五）通用技术要求7综合拉脱式涂层粘结力测试仪的工作环境， 生产单位和使用单位针对仪器的外观要求，通过咨询仪器生产厂家及检测单位， 确定产品的通用技术要求， 内容经过专家组严格审核。主要内容如下：外观：应无裂纹、残缺、锈斑，涂覆层无脱落，文字和标志清晰。铭牌：整机应有清晰的

14、铭牌，标有产品名称、规格型号、产品编号、出厂日期以及制造单位。（六）计量器具控制检定环境条件的规定主要考虑温度与湿度环境应能保证拉脱式涂层粘结力测试仪检定试验过程的正常进行。主要参考了 JJG144 标准测力仪检定规程 、JJG455 工作测力仪检定规程的规定。a) 标准测力仪：准确度等级不低于 0.3 级；b) 游标卡尺：示值最大允许误差± 0.02mm。（六）检定项目检定项目的确定主要遵循近期已发布交通运输部部门计量检定规程中水运工程检测设备计量检定规程的“检定项目”的编写方式。（七）检定方法对于外观和铭牌的检定方法按照通用的手检和目测的方法进行。各主要计量指标：示值误差、数显分

15、辨率、回零误差、滞后误差、重复性及稳定性参照标准测量仪器特性评定 (JJF 1094-2002) 及JJG144 标准测力仪检定规程、 JJG455 工作测力仪检定规程编制。7.1 锭子直径误差8采用游标卡尺沿锭子两个垂直方向测量直径， 计算其平均值，与锭子标称直径对比计算直径误差。7.2 力值示值误差示值误差的检定步骤如下：（1）检定点的确定：检定点间隔一般取仪器量程的 20%，至少检定 5个点，各点应均匀分布，取测量上限的 20%、40%、60%、80%、100%等5个点；。（2）将拉脱式涂层粘结力测试仪安装成工作状态，将其指示装置调至零点（或作为零点的起始位置）。（3）加卸载荷应缓慢平稳

16、，不得有冲击和超载；。（4）读取各检定点的测试值及标准测试仪读数。（5）按照（ 1）式计算相对误差 i 。Fi Fi100% （1）FiFi式中：i 第 i 个检定点的示值误差；Fi 标准测力仪读数，单位为千牛（kN）或兆帕（ MPa）； F将标准测力计与拉脱式涂层粘结力测试仪连接， 当标准测力计变化一个末位有效数字时，仪器示值的变化。7.4 力值回零误差力值回零误差检定步骤如下：9（1）在进行时，每次检定前将示值指示装置调整到零点（或作为零点的起始位置），每次检定结束后卸除标准力值后相隔 30s，记录测试仪的回零示值。（2）将回零示值与加载前指示装置读数的差值与标准力值的比值为回零误差。7.

17、5 力值重复性将测试仪连接标准测力仪，根据中检定点值加载，每个检定点分别重复加载三次，记录拉脱式粘结力测试仪读数，找出最大示值和最小示值，二者差值与标准力值的比值为重复性误差。7.6 力值稳定性将测试仪连接标准测力仪，加载值 50%FS数值时，在 10min时间内均匀记录测试值不少于5个，在其中找出最大值和最小值，两者差值即为稳定性。7.7 力值滞后误差在示值误差检定过程中，加载到满量程后，进行卸载，同时记录各检测点的回程数值，取各点回程数值与标准测力仪读数差值的最大偏差作为滞后误差。（八）其他检定结果处理、检定周期以及附件 2、附件 3为部门检定规程的固定要求。编制说明中的量值溯源图是在向中

18、国计量科学研究院相关专家咨询后， 参考国家计量检定系统表框图汇编（ 2017版）确定的。六、其他应予说明的事项该规程在制定过程中不涉及专利。10七、附件附件 1量值溯源与传递框图图 7.1 拉脱式涂层粘结力测试仪溯源与传递框图上一级标准测力仪计0.03 级、 0.03 级、 0.015 级量溯源单位：天津计量监督检测科学研究院标准器具直接测量本级计量标准测力仪标0.3 级准器具直接测量工作计量拉脱式涂层粘结力测试仪器1 级具11附件 2 不确定度分析报告（一）测量过程简述1. 测量依据： JJG 445-2000 工作测力仪检定规程2. 测量环境条件：满足说明书规定的要求。3. 测量标准： 0

19、.3 级测力计4. 被测对象：拉脱式涂层粘结力测试仪。5. 测量方法：在规定环境条件下，使用试验机对标准测力仪和被测拉脱式涂层粘结力测试仪施加负荷至测量点，可得到与标准力值相对应的拉脱式涂层粘结力测试仪负荷示值，该过程连续进行 3次，用标准力值减去 3次示值的算术平均值， 即得该测量点试验机的示值误差。6. 评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可参照使用本不确定度的评定方法。（二）数学模型F=FH-F M式中：F拉脱式涂层粘结力测试仪示值误差FH标准测力仪标准示值FM拉脱式涂层粘结力测试仪的读数（三）各输入量的标准不确定度分量的评定1. 由标准测力仪估算引入的不确定度 u(FH) 的评

20、定检定证书给出的测力仪的相对扩展不确定度为 0.3%，k=3。则采用 B类方法评定。u1 =u(FH)= 0.3% =0.1%32. 拉脱式涂层粘结力测试仪示值估算引入的不确定度 u(FM)的评定(1) 由测量重复性估算引入的不确定度 u2的评定测量23456789101次数测量100.56100.23100.55100.3100.16100.53100.58100.56100.12100.12值/N12取重复性最大的检定重复试验10次，得单次测量结果的标准差为0.20%，而实际测量结果为 3次的平均值，则：u(FM 1 )0.20%0.12%3（四）合成标准不确定度及扩展不确定度的评定1.

21、灵敏系数F1F1C1FM，C2FH数学模型：F=FH-FM2.合成不确定度的计算： ucu 2 ( FM 1) u 2 (FH ) 0.1%20.12%20.16%3.扩展不确定度的评定：取置信水准 ( 置信概率 ) p=95%包含因子 ( 覆盖因子 ) k=2扩展不确定度为： U =k×uc=2×0.16%=0.32%（五）测量不确定度报告本次测量相对扩展不确定度表达如下：U rel=0.32%13附件 3 试验验证报告（一）试验分析本规程对主要检定项目的试验方法主要依据工作测力仪检定规程 (JJG455-2000) 中相应的技术试验方法，开展了关键技术指标的试验分析工作

22、。（1）试验装置主要包括以下部分：a) 标准测力仪：（ 1-10 ）KN，准确度等级不低于 0.3 级；b) 砝码： 100N-0.5N；c) 游标卡尺：示值最大允许误差± 0.02mm；d) 附着力测试仪，型号 HCTC-10。（2）试验方法 锭子直径误差采用游标卡尺沿锭子两个垂直方向测量直径， 计算其平均值，与锭子标称直径对比计算直径误差。示值误差示值误差的检定步骤如下：a）检定点的确定： 检定点间隔一般取测量上限的 20%，至少检定 5个点，各点应大致均匀分布，一般取测量上限的 20%、40%、60%、80%、100%等5个点。b）将拉脱式涂层粘结力测试仪安装成工作状态，将其指

23、示装置调至零点。c）加卸载荷应缓慢平稳，不得有冲击和超载。d）读取各检定点的测试值及标准测试仪读数。e）按照（ 1）式计算相对误差 i 。Fi Fi100% （1）FiFi14式中：i 检定点i 的示值误差，单位为百分比（%）；Fi 标准测力仪读数，单位为千牛（kN）或兆帕（ MPa）；kN）或兆帕（ MPa）。Fi 检定点 i 的测试值，单位为千牛（ 数显分辨率将标准测力计与拉脱式涂层粘结力测试仪连接， 当标准测力计变化一个末位有效数字时，仪器示值的变化。回零误差在进行时，每次检定前将示值指示装置调整到零点，每次检定结束后卸除标准力值后相隔 30s，记录测试仪的回零示值。将回零示值与加载前指

24、示装置读数的差值与标准力值的比值为回零误差。重复性将测试仪连接标准测力仪，根据中检定点值加载，每个检定点分别重复加载三次，记录拉脱式粘结力测试仪读数，找出最大示值和最小示值，二者差值与标准力值的比值为重复性误差。稳定性将测试仪连接标准测力仪，加载值 50%FS数值时，在 10min时间内均匀记录测试值不少于5个，在其中找出最大值和最小值，两者差值即为稳定性。滞后误差在示值误差检定过程中，加载到满量程后，进行卸载，同时记录各检测点的回程数值，计算各点回程示值与进程示值差值，该差值与进程示值的比值作为滞后误差。随机对样机试验结果：a）锭子直径误差：15标称直径 mm测量直径 a测量直径 b平均直径mmmmmm50.0050.0249.9850.00直径误差 mm0.00b）示值误差、回零误差：检定点标称值测试读数示值误差回零示值回零误差（kN）（kN）（ %）（kN）Zr （%）20%FS21.997-0.10.0020.140% FS43.995-0.10.0040.160% FS65.985-0.20.0050.180% FS87.980-0.20.0090.1100% FS109.972-0.30.012