การวัดความหนาฟิล์มสีเปียก (Wet Film Thickness) ก่อนสีแห้งตัว

การวัดความหนาฟิล์มสีเปียก (Wet Film Thickness: WFT)

การตรวจสอบความหนาของสีหรือสารเคลือบผิวระหว่างการใช้งาน เป็นขั้นตอนสำคัญที่ช่วยควบคุมคุณภาพงานเคลือบ ลดความผิดพลาด และลดค่าใช้จ่ายในการแก้ไขงานภายหลัง โดยเฉพาะงานเคลือบที่ต้องการความหนาตามข้อกำหนด เช่น งานป้องกันการกัดกร่อน งานเคลือบโครงสร้างเหล็ก และงานอุตสาหกรรม

การวัดความหนาฟิล์มสีเปียก (Wet Film Thickness: WFT) ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานทราบได้ทันทีว่าความหนาของสีที่กำลังเคลือบอยู่เหมาะสมหรือไม่ และสามารถปรับวิธีการทำงานได้ก่อนที่สีจะแห้งหรือแข็งตัว

Wet Film Thickness: WFT คืออะไร

Wet Film Thickness (WFT) คือ ความหนาของชั้นสีหรือสารเคลือบผิวในขณะที่ยังเปียกอยู่ ก่อนที่ตัวทำละลายหรือน้ำในเนื้อสีจะระเหยออกไปและสีจะแห้งตัว

โดยทั่วไป ความหนาของฟิล์มสีเปียกจะมากกว่าความหนาของฟิล์มสีแห้ง เนื่องจากสารเคลือบหลายชนิดมีส่วนประกอบของน้ำหรือตัวทำละลาย ซึ่งจะระเหยออกในระหว่างกระบวนการแห้งตัว ทำให้ความหนาของชั้นเคลือบลดลง

การวัด Wet Film Thickness (WFT) จึงช่วยประเมินเบื้องต้นได้ว่าควรลงสีหนาเพียงใด เพื่อให้ได้ความหนาฟิล์มสีแห้ง (Dry Film Thickness: DFT) ตามที่กำหนด

ทำไมต้องวัด Wet Film Thickness: WFT

การตรวจวัดความหนาของสีในระหว่างการเคลือบช่วยให้สามารถแก้ไขปัญหาได้ตั้งแต่เนิ่น ๆ ก่อนที่สีจะแห้งตัว ซึ่งมีประโยชน์ดังนี้

• ควบคุมความหนาของสีให้เหมาะสม ช่วยตรวจสอบว่าการเคลือบเป็นไปตามข้อกำหนดหรือไม่

• ลดการแก้ไขงานซ้ำ หากพบว่าสีบางหรือหนาเกินไป สามารถปรับการทำงานได้ทันที

• ช่วยควบคุมคุณภาพการเคลือบผิว ลดความเสี่ยงจากการเคลือบที่ไม่ได้ความหนาตามต้องการ

• ลดต้นทุนและเวลาในการทำงาน เพราะการแก้ไขปัญหาหลังสีแห้งตัวอาจต้องใช้แรงงานและวัสดุเพิ่มเติม

• ช่วยประเมินความหนาฟิล์มสีแห้ง โดยใช้ค่าความหนาฟิล์มสีเปียกร่วมกับข้อมูลเปอร์เซ็นต์ของแข็งโดยปริมาตรของสารเคลือบ

ความแตกต่างระหว่าง WFT และ DFT

WFT และ DFT เป็นค่าที่ใช้ตรวจสอบความหนาของสารเคลือบผิว แต่แตกต่างกันตามสถานะของสีในขณะวัด

• WFT (Wet Film Thickness): ความหนาของฟิล์มสีขณะที่ยังเปียก ก่อนแห้งตัว

• DFT (Dry Film Thickness): ความหนาของฟิล์มสีหลังจากแห้งตัวหรือผ่านกระบวนการบ่มตามเงื่อนไขที่กำหนดแล้ว

ความสัมพันธ์ระหว่างค่าทั้งสองขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของแข็งโดยปริมาตร (Solids by Volume) ของสารเคลือบ รวมถึงปริมาณตัวทำละลายที่เติมเพิ่มและคุณสมบัติของสารเคลือบแต่ละชนิด

ข้อมูลเปอร์เซ็นต์ของแข็งโดยปริมาตรสามารถตรวจสอบได้จากเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของผู้ผลิต (Technical Data Sheet: TDS)

ข้อควรระวัง:

การคำนวณความสัมพันธ์ระหว่าง WFT และ DFT ควรใช้ค่า Solids by Volume ไม่ใช่ Solids by Weight เนื่องจากเป็นค่าที่วัดคุณสมบัติแตกต่างกัน และไม่สามารถใช้แทนกันได้โดยตรง

วิธีการคำนวณ Wet Film Thickness: WFT

1. กรณีไม่เติมตัวทำละลายเพิ่ม

ใช้สูตร

WFT = DFT ÷ (SV ÷ 100)

โดยที่

• WFT = ความหนาฟิล์มสีเปียก

• DFT = ความหนาฟิล์มสีแห้งที่ต้องการ

• SV = เปอร์เซ็นต์ของแข็งโดยปริมาตรของสารเคลือบ

ตัวอย่าง

ต้องการความหนาฟิล์มสีแห้ง 100 µm โดยสารเคลือบมี Solids by Volume เท่ากับ 60%

WFT = 100 ÷ 0.60 = 166.7 µm

ดังนั้น ควรควบคุมความหนาฟิล์มสีเปียกให้อยู่ที่ประมาณ 167 µm

2. กรณีเติมตัวทำละลายเพิ่ม

การเติมตัวทำละลายหรือทินเนอร์จะเพิ่มปริมาตรของส่วนผสม แต่โดยทั่วไปไม่ได้เพิ่มปริมาณของแข็งที่เหลือเป็นฟิล์มหลังแห้ง จึงต้องใช้ความหนาฟิล์มสีเปียกมากขึ้นเพื่อให้ได้ DFT เท่าเดิม

ใช้สูตร

WFT = DFT × (1 + t) ÷ (SV ÷ 100)

โดยที่ t คือสัดส่วนของตัวทำละลายที่เติมเพิ่ม เช่น เติม 10% ให้ใช้ค่า t = 0.10

ตัวอย่าง

ต้องการ DFT เท่ากับ 100 µm สารเคลือบมี Solids by Volume 60% และเติมทินเนอร์เพิ่ม 10%

WFT = 100 × 1.10 ÷ 0.60 = 183.3 µm

ดังนั้น ควรควบคุม WFT ให้อยู่ที่ประมาณ 183 µm

ค่าที่คำนวณได้เป็นค่าประมาณภายใต้สมมติฐานว่าตัวทำละลายที่เติมไม่มีของแข็งเป็นส่วนประกอบ หากมีการเติมสารที่มีเรซินหรือของแข็งเพิ่มเติม ผลการคำนวณอาจแตกต่างออกไป

วิธีการวัด Wet Film Thickness ด้วย Wet Film Comb

อุปกรณ์ที่นิยมใช้สำหรับวัด WFT คือ Wet Film Comb หรือเกจวัดความหนาฟิล์มสีเปียกแบบฟันบาก (Notched Gauge) ซึ่งออกแบบให้มีฟันบากหลายระดับความสูง เพื่อใช้ตรวจสอบความหนาของสีขณะที่ยังเปียกอยู่

การเลือกเกจวัดความหนาฟิล์มสีเปียก (Wet Film Thickness Gage)

8-Sided Wet Film Gage

• ใช้งานซ้ำได้ ผลิตจากสเตนเลสที่แข็งแรงทนทาน

• มีสเกลวัด 2 ด้าน ได้แก่ ไมครอน (µm) และมิล (mils)

• เหมาะสำหรับวัดบนท่อและชิ้นงานที่มีพื้นผิวโค้ง

• มาพร้อมใบรับรองความถูกต้อง (Certificate of Accuracy)

เหมาะสำหรับ: งานที่ต้องการความละเอียดในการตรวจวัดสูง หรือการวัดบนพื้นผิวโค้งและพื้นผิวที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอ

6-Sided Wet Film Gage

• ใช้งานซ้ำได้ ผลิตจากสเตนเลสที่แข็งแรงทนทาน

• เลือกได้ 6 ช่วงการวัด โดยมีหน่วยเป็นไมครอน (µm) และมิล (mils) ขึ้นอยู่กับรุ่น

• รุ่นระบบเมตริกมีร่องสำหรับตรวจสอบรัศมีขอบ 2 มม. ตามมาตรฐาน ISO 8501-3

• รุ่นระบบอิมพีเรียลมีคุณสมบัติสำหรับตรวจสอบรัศมีขอบ 1/16 นิ้ว และ 1/8 นิ้ว รวมถึงขอบลบมุมตามข้อกำหนด NACE SP0178 และ PA11

เหมาะสำหรับ: งานตรวจวัดความหนาฟิล์มสีเปียกทั่วไปที่ต้องการตรวจสอบการเตรียมพื้นผิวเพิ่มเติม เช่น การตรวจสอบขอบชิ้นงานก่อนเคลือบสี

4-Sided Wet Film Gage

• ผลิตจากอะลูมิเนียม เน้นความประหยัด

• สามารถทิ้งหลังใช้งาน เก็บไว้เป็นหลักฐานการตรวจวัด หรือทำความสะอาดเพื่อนำกลับมาใช้ซ้ำได้

• มีหน่วยเป็นไมครอน (µm) และมิล (mils) ขึ้นอยู่กับรุ่น

เหมาะสำหรับ: งานที่ต้องการควบคุมต้นทุน มีผู้ตรวจสอบหลายคน หรือต้องการเก็บอุปกรณ์ไว้เป็นหลักฐานและตรวจสอบย้อนกลับ (Traceability)

ขั้นตอนการวัด

1. ลงสีหรือสารเคลือบผิว บนพื้นผิวที่ต้องการตรวจสอบ

2. วางเกจลงบนฟิล์มสีเปียกทันที โดยให้เกจสัมผัสกับพื้นผิวอย่างมั่นคงและตั้งฉากกับพื้นผิว

3. ยกเกจออกตรง ๆ โดยไม่ลากหรือโยกเกจไปมา เพราะอาจทำให้ชั้นสีเคลื่อนตัวและส่งผลต่อค่าที่อ่านได้

4. ตรวจสอบฟันบากของเกจ สังเกตฟันบากที่มีสีเปียกติดอยู่และฟันบากถัดไปที่ไม่มีสีติด

5. อ่านค่าความหนา โดยค่าความหนาฟิล์มสีเปียกจะอยู่ระหว่างค่าของฟันบากที่สูงที่สุดซึ่งมีสีติดอยู่ กับฟันบากถัดไปที่ไม่มีสีติด

ตัวอย่างเช่น หากฟันบากระดับ 8 mil มีสีติดอยู่ แต่ฟันบากระดับ 10 mil ไม่มีสีติด แสดงว่าความหนาฟิล์มสีเปียกอยู่ระหว่าง 8–10 mil

ทั้งนี้ Wet Film Comb เป็นอุปกรณ์สำหรับประเมินช่วงความหนา ไม่ใช่เครื่องมือวัดความหนาที่ให้ค่าละเอียดแม่นยำแบบค่าตัวเลขเดียว

ข้อควรปฏิบัติในการวัด Wet Film Thickness: WFT

• วัดบนพื้นผิวที่เรียบและไม่มีความผิดปกติที่อาจรบกวนการสัมผัสของเกจ

• หากวัดบนพื้นผิวโค้ง ควรวางเกจให้ขนานไปตามแนวแกนของพื้นผิวโค้ง

• สำหรับสารเคลือบที่แห้งตัวเร็ว ควรวัดทันทีหลังการเคลือบ เพื่อป้องกันการอ่านค่าคลาดเคลื่อนจากการเริ่มแห้งตัว

• ทำความสะอาดเกจทันทีหลังใช้งานแต่ละครั้ง เพื่อป้องกันสีสะสมตามฟันบาก

• ตรวจวัดหลายตำแหน่งในบริเวณที่เคลือบ เพื่อประเมินความสม่ำเสมอของความหนา

• ให้ความสำคัญกับบริเวณขอบ มุม และแนวเชื่อม ซึ่งอาจมีความหนาของชั้นเคลือบแตกต่างจากพื้นที่ส่วนอื่น

• อ้างอิงข้อกำหนดของโครงการและเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของผู้ผลิตทุกครั้ง

การวัด Wet Film Thickness เพียงพอหรือไม่

แม้การวัด WFT จะช่วยควบคุมกระบวนการเคลือบได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ค่าที่ได้เป็นเพียงการประเมินความหนาฟิล์มสีแห้งเท่านั้น เนื่องจากผลลัพธ์จริงอาจได้รับผลกระทบจากการหดตัวของสารเคลือบ ลักษณะพื้นผิว วิธีการพ่นสี ปริมาณทินเนอร์ และเทคนิคการลงสี

สำหรับงานที่ต้องควบคุมความหนาอย่างเข้มงวด เช่น งานเคลือบโครงสร้างเหล็กหรืองานที่ต้องสัมผัสกับของเหลว ควรวัดความหนาฟิล์มสีแห้ง (DFT) เพิ่มเติมหลังจากสีแห้งหรือบ่มตัวตามข้อกำหนดแล้ว โดยใช้เครื่องวัดความหนาฟิล์มสีแห้งที่เหมาะสมกับวัสดุพื้นผิวและชนิดของสารเคลือบ

กล่าวโดยสรุป

• WFT ระหว่างการเคลือบ: ใช้ควบคุมกระบวนการทำงานและปรับแก้ได้ทันที

• DFT หลังการแห้งตัว: ใช้ตรวจสอบความหนาสุดท้ายว่าเป็นไปตามข้อกำหนดหรือไม่

การตรวจวัดทั้งสองขั้นตอนจึงมีบทบาทแตกต่างกันและช่วยเสริมกันในการควบคุมคุณภาพงานเคลือบผิว

สรุป

การวัดความหนาฟิล์มสีเปียก (Wet Film Thickness: WFT) เป็นวิธีตรวจสอบเบื้องต้นที่ช่วยควบคุมปริมาณสีระหว่างการเคลือบ ลดความเสี่ยงจากความหนาที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด และลดค่าใช้จ่ายในการแก้ไขงานภายหลัง

การเลือกใช้ Wet Film Comb ที่เหมาะสม ร่วมกับการคำนวณจากค่า Solids by Volume และการตรวจสอบความหนาฟิล์มสีแห้ง (DFT) หลังการแห้งตัว จะช่วยเพิ่มความมั่นใจในคุณภาพและความสม่ำเสมอของชั้นเคลือบ

หากต้องการควบคุมคุณภาพงานเคลือบอย่างมีประสิทธิภาพ ควรเลือกอุปกรณ์วัดให้เหมาะกับลักษณะพื้นผิว ช่วงความหนาที่ต้องการตรวจสอบ และข้อกำหนดของงานแต่ละประเภท