Antykorozja

Właściwości geometryczne powierzchni

Często określenie „powierzchnia” rozumiane jest jako rzut powierzchni rzeczywistej na płaszczyznę. Tak więc powierzchnia posiada tylko dwa wymiary – długość i szerokość. Rzeczywista powierzchnia wyrobu posiada także wysokość i jest granicą fizyczną oddzielającą wyrób od otoczenia. Jeżeli wyznaczymy parametry geometryczne powierzchni w wyniku pomiaru np. przy pomocy mikroskopii skaningowej lub badań profilograficznych, określamy ją mianem powierzchni zmierzonej. Charakterystyczne dla tej powierzchni są pojęcia falistości (ang. waviness) oraz chropowatości (ang. roughness), co schematycznie przedstawiono na rys. 2. 
Falistość powierzchni charakteryzuje się dużym stosunkiem odstępu nierówności (długości fali) do ich głębokości (amplitudy fali), którego wartość zawiera się od 50 do 1000 [6]. Fale są przeważnie nieregularnościami okresowymi, jednak dokładna ich definicja nie została jeszcze ustalona [7]. Z kolei chropowatość powierzchni cechuje się drobnymi nieregularnościami tekstury powierzchni rozmieszczonymi w stosunkowo niewielkiej odległości od siebie. Stosunek odległości do wysokości nie przekracza w tym przypadku 50 do 1 [6]. Chropowatość powierzchni jest wynikiem procesu obróbki materiału. Przed nanoszeniem powłoki lakierniczej chropowatość powierzchni może być zwiększana podczas operacji mechanicznego przygotowania powierzchni poprzez omiatanie.

W praktyce przemysłowej metodę wzrokowo-dotykowej oceny chropowatości przez porównanie z wzorcem można stosować podczas analizy powierzchni o chropowatości średniej Ra > 0,2μm. Stal oraz powłoki cynkowe spełniają te wymagania. Wzorce chropowatości, o czym warto wspomnieć, są najbardziej znanym sposobem kontroli chropowatości powierzchni w odniesieniu do powierzchni metalowych. Aby jednak można było posługiwać się nimi, wzorzec i porównywany z nim przedmiot powinny być wykonane z podobnego materiału oraz zbliżony powinien być także kształt obu porównywanych powierzchni, determinowany ich sposobem obróbki . Wzajemne usytuowanie powierzchni wzorca i przedmiotu w trakcie ich porównywania musi również być takie, aby układ śladów obróbki był zgodny co do kierunku. Metoda porównawcza jest, niestety, obarczona niedokładnością wynikającą z wykorzystania subiektywnej oceny człowieka.
W badaniach naukowych do ilościowej oceny stanu powierzchni wykorzystuje się parametry 2D oraz coraz częściej 3D, których krótką charakterystykę przedstawiono w tab. 1. Parametry przestrzenne są dokładniejsze od porównania wzrokowego ze wzorcem chropowatości, a przy tym są bardziej obrazowe i łatwiejsze do interpretacji. Aktualnie badania profilograficzne prowadzone są automatycznie, co daje możliwość obiektywnego porównania wyników. Warto zwrócić uwagę, iż podano tylko kilka podstawowych parametrów, których w zależności od potrzeb można wyznaczyć na profilu geometrycznym dużo więcej.