証明書の最小厚さは、いくつかの平均のうち最も低いものである
当サイトはこれまでに四つの皮膜規格を読み、その一つひとつが「厚さの数値はどこに及ぶのか」に別々の答えを出しています。ある規格は直径二十ミリの球で決着させ、ある規格は十平方センチメートルの基準面積と数個の部品にわたる平均で、ある規格は有意表面のあらゆる点で最小値を求め縁が薄くなると警告し、ある規格はあとから確かめることはできないと述べます。四つとも、語彙は同じ二ページの規格から借りています。それは読む値打ちがあります。その規格が最初にすることは、「最小」という語が皮膜ではなく計器に合わせて定義されたと説明することだからです。
「Local thickness: the mean of the thickness measurements, of which a specified number is made within a reference area.」 (局部厚さ。基準面積の中で規定の回数だけ行った厚さ測定の平均。)そして 「Minimum local thickness: the lowest value of the local thicknesses found on the significant surface of a single article.」 (最小局部厚さ。一個の品物の有意表面上で見いだされた局部厚さのうち最も低い値。) これが ISO 2064 の 3.4 と 3.5 である。二つを合わせれば、 証明書の最小厚さは部品のいちばん薄い場所ではない。 それはいくつかの平均のうち最も低いものであり、 その平均はどれも小さな面積の中で取られている。
出典は ISO 2064:1996、金属およびその他の無機皮膜、厚さの測定に関する定義と約束、 第三版で、2024 年の見直しで現行版と確認されています。ISO は本文を二ページとしており、 その序文は自らを ISO/TC 107 の分科委員会 SC 2、検査方法と試験方法の調整に帰しています。 当サイトの皮膜規格が借りている語彙は、これです。
最小値が点でありえない理由
序文は解こうとしている問題を述べ、そして論拠を示します。 その論拠こそがこの文書のいちばん有用な部分です。
ある方法、たとえば顕微鏡法では、きわめて小さな面積にわたる相当な厚さの変動、 たとえばピットや割れを検出できます。 それらは規定の最小厚さが達成されていない場所と見なされうる。 しかし他の方法、クーロン法や各種の非破壊法では、 そのような微小な局部変動は検出できません。
したがって。
「Therefore, the only practicable definition of minimum thickness is one that allows comparable results to be obtained by any of the approved test methods. Hence the minimum thickness should be a local thickness over an area that is as small as practicable, but not too small to accommodate any of the specified test methods.」 (ゆえに、最小厚さの唯一実用的な定義は、承認されたいずれの試験方法によっても 比較可能な結果が得られるような定義である。したがって最小厚さは、 可能なかぎり小さく、しかし指定されたいずれの試験方法も収まらないほど小さくはない 面積にわたる局部厚さであるべきである。)
ここは丁寧に読んでください。ふつうの思い込みを裏返すからです。 この定義は皮膜を正確に記述するために選ばれたのではありません。 顕微鏡と磁気プローブが同じ部品に同じ判定を下すように選ばれたのです。 当サイトの言い方(規格の言葉ではありません)でいえば、 この定義は、使うことが許されている計器のうち最も鈍いものに合わせて決まっています。
その帰結は次の文にあります。とりわけ非破壊試験では、 基準面積上の測定の平均を局部厚さとすべきである。 基準面積より狭いピットは平均の中に消えます。見落としではなく、設計としてです。
あの一平方センチメートル
その面積そのものが規定されており、思い描けるほど小さいものです。 有意表面が一平方センチメートルより大きい品物では、局部厚さは およそ 1 cm²、可能であれば一辺一センチメートルの正方形 の基準面積の中で決定されます。その中で、方法によりますが 最大五点の分布した測定を行ってよく、 その数は関係当事者間の合意によるとされます。
それより小さい品物では規則が変わります。通常の基準面積は その品物の有意表面の全体とされ、 単一測定の回数もやはり関係当事者間の合意による。 特別な場合にはより小さな基準面積も許されますが、 その寸法、数、位置もまた合意されねばなりません。
この句が二ページの規格の中に二度出てきます。 これらの語を定義するために存在する文書が、判断のうち二つを 買い手と供給者にそのまま返しているのです。
顕微鏡法には独自の規則があります。 指定された顕微断面のある長さに沿って、少なくとも五点の分布した測定。 脚注は、その長さを電気めっき皮膜では 5 mm とするのが便利であり、厚さが比較的均一になりやすい皮膜、 例として陽極酸化皮膜を挙げていますが、その場合は 20 mm としてよいと述べます。
測定面積とは計器の足跡である
3.2 は、二つの試験所が同じ部品を誠実に測って一致しない理由を説明する項です。 測定面積とは、有意表面のうち単一の測定が行われる面積であり、 規格はそれを方法の系統ごとに別々に定義します。
| 方法 | 測定面積とは |
|---|---|
| 分析法 | 皮膜が除去される面積 |
| 陽極溶解法 | セルのシールリングが囲む面積 |
| 顕微鏡法 | 指定倍率における視野 |
| 非破壊法 | プローブの面積、または読みに影響する面積 |
どれ一つとして部品の性質ではなく、すべて設備の性質です。 プローブを替えれば、問うている問いが替わる。 だからこそ規格は、基準面積内の読みの数が 用いる測定方法によると慎重に述べているのです。
局部と平均が同じ数になるとき
第 5 項は平均厚さを扱い、小さな部品ではこの二語が一つに畳まれます。 有意表面が 基準面積を大きく超えないなら、局部厚さの値を平均厚さとする。 著しく超えるなら、平均厚さは 有意表面に分布させた三点から五点の局部厚さ測定の平均とされます。
質量損失による経路では、締結部品の購買が見覚えのある規則になります。 被覆した品物の有意表面が必要な最小測定面積より小さい場合、 必要な測定面積を得るために複数の個々の品物を選び、 その結果は平均厚さと見なす。 その面積を大きく超えない場合、一個の品物についての一回の測定がその品物の平均であり、 測定の正確さを検証するために少なくとも二個の品物を測定する。
つまり小さな締結部品の厚さの数値は、しばしば複数の部品にわたる平均であり、 規格はそれを各製品規格に発明させるのではなく、根のところでそう述べています。 それはまさにシェラダイジングの規格が 十平方センチメートルでしていることです。
ロットについての注
定義の中の一つの注は、姿を変えた統計の要求です。 まとめて被覆される部品については、 製品規格が浴の平均厚さの決定を求めることがある。その場合には 標準偏差が既知でなければ、当該厚さを下回るロットの割合を推定できない。
平均だけでは、バレルめっき品の購買が実際に抱えている唯一の問いに答えられません。 何本が薄いのか、という問いです。規格はそれを一文で述べ、 そうでないふりをしていません。
ほかの規格が異なる理由を説明する条項
序文は逃げ道で終わっており、それが当サイトの出会ってきた差異の大半を説明します。
「In the case of some coatings, such as hot-dipped and sprayed metal coatings, the coating specifications may call for compliance with a minimum local or an average thickness, or both. These may differ from the parameters defined in this International Standard and the relevant product specifications should be consulted.」 (溶融めっきや溶射金属皮膜のような一部の皮膜では、皮膜規格が最小局部厚さ、 あるいは平均厚さ、あるいはその両方への適合を求めることがある。 これらは本国際規格が定義する数量と異なることがあり、 関連する製品規格を参照すべきである。)
つまり基礎の語彙が、溶融めっきの系統は必ずしも書かれたとおりには使わないと あらかじめ告げているのです。これは、当サイトの皮膜規格が実際に出している 四つの答えと並べる値打ちがあります。
| 規格 | その数値が及ぶ範囲 |
|---|---|
| ISO 4527、無電解ニッケル | 最小局部厚さ。20 mm の球が触れうる任意の点で |
| ISO 17668、シェラダイジング | 10 cm² 以上の基準面積。小物はまとめ、数値はその一群の平均 |
| ISO 12683、機械亜鉛めっき | 有意表面のあらゆる点で満たすべき最小値。縁が薄くなるとの注意つき |
| ISO 10684、溶融めっき締結部品 | ねじ公差はあとから確かめられない。めっきで鋼の一部が溶けるため |
ISO 2064 と照らして読むと、これらの差異は不整合には見えなくなり、 各委員会が、逸脱を公然と招いている共通の定義からどこまで離れるかを それぞれ決めた結果に見えてきます。
どう使うか
- 最小値を「いくつかの平均のうち最も低いもの」と読む。局部厚さは基準面積内の平均として定義され、最小局部厚さは一個の品物上のその平均のうち最も低いものである
- 何点を、どこで読むのかを問う。基準面積内の点数を、規格は当事者間の合意に委ねている。しかも二度
- 小物は一群として測られると考える。必要な測定面積に満たない場合、品物はまとめられ、結果は平均になる
- まとめて被覆される仕事では標準偏差を求める。規格は、ロットのどれだけが厚さを下回るかを推定するのにそれが要ると述べている
- 製品規格がこれらの定義から離れていないか確かめる。序文が、一部の皮膜はそうすると明言している
二ページから持ち帰るべきは、その妥協のかたちです。仕様は複数の計器で確かめられねばならず、 だからそれが名指しする量は、違うやり方で測られても生き延びるように作られている。 皮膜の厚さについてのほかのすべては、そこから続きます。 そしてそれは冒頭で一度だけ述べられている。 多くの人が一度も開かない文書の中で。
この記事は手順 5、表面処理を扱います。全体の順序は相手材、ねじ、頭部、駆動部、表面処理、書類で、これを崩すと微調整ではなく手直しになる理由はねじの決め方にあります。
よくある質問
皮膜の証明書にある最小厚さとは何ですか。
一個の品物の有意表面上で見いだされた局部厚さのうち最も低い値です。そして局部厚さそれ自体が、基準面積の中で規定の回数だけ行った測定の平均として定義されています。したがって最小値は、部品のいちばん薄い点ではなく、いくつかの平均のうち最も低いものです。
基準面積はどれくらいの大きさですか。
有意表面が一平方センチメートルより大きい品物では、およそ一平方センチメートル、可能であれば一辺一センチメートルの正方形です。その中で方法により最大五点の分布した測定を行ってよく、その数は関係当事者間の合意によります。有意表面が一平方センチメートル未満なら、基準面積は有意表面の全体です。
最小厚さが点ではなく面積の上に定義されているのはなぜですか。
異なる試験方法どうしが一致するためです。ISO 2064 は、顕微鏡法がピットや割れのようなきわめて小さな面積の変動を検出できる一方、クーロン法や各種の非破壊法では検出できないと述べ、最小厚さの唯一実用的な定義は、承認されたいずれの試験方法によっても比較可能な結果が得られる定義である、と結論しています。
二つの試験所が同じ部品を違う値に測るのはなぜですか。
一つには測定面積が計器の性質だからです。ISO 2064 は方法ごとに別々に定義します。分析法では皮膜が除去される面積、陽極溶解法ではセルのシールリングが囲む面積、顕微鏡法では指定倍率における視野、非破壊法ではプローブの面積または読みに影響する面積です。
小さな締結部品の厚さは一個で測るのですか。
しばしば違います。被覆した品物の有意表面が必要な最小測定面積より小さい場合、ISO 2064 は必要な面積を得るために複数の個々の品物を選び、その結果を平均厚さと見なすと述べます。その面積を大きく超えない場合は一回の測定がその品物の平均であり、正確さの検証のために少なくとも二個を測定するとされます。
まとめて被覆される部品について規格は何と述べていますか。
平均だけでは足りないと述べています。ある注は、まとめて被覆される部品について製品規格が浴の平均厚さの決定を求めることがあり、その場合には当該厚さを下回るロットの割合を推定するために標準偏差が既知でなければならない、と述べます。
皮膜規格どうしで厚さの定義が違うのはなぜですか。
一つには ISO 2064 がそれを許しているからです。序文は、溶融めっきや溶射金属皮膜のような一部の皮膜では、規格が最小局部厚さあるいは平均厚さあるいはその両方への適合を求めることがあり、それらは ISO 2064 が定義する数量と異なることがあるので、関連する製品規格を参照すべきである、と述べています。
参考資料
ここで用いた本文は、スロベニアの採用規格 SIST ISO 2064:1999 の公開サンプルであり、ISO 2064:1996(E) の英語本文を再録したものである。ISO 自身が公開したプレビューではない。ISO はこの規格の本文を二ページとしており、サンプルはその二ページ、第 1 項から第 5 項までを収めている。本ページはそこに印刷されたものに依拠している。文書自身の序文はこれを ISO/TC 107 の分科委員会 SC 2、検査方法と試験方法の調整に帰しているが、現在の ISO のカタログ項目は ISO/TC 107 のみを挙げている。引用は文書の印刷どおりとした。この規格は第三版であり、90.93、confirmed の段階にあり、2024 年の見直しで現行版と確認され、廃止された ISO 2064:1980 を置き換えている。その版は読んでいない。最も鈍い計器に合わせて、という言い方は本ページ自身の表現であって規格の文言ではない。規格自身の一文は上に全文引いている。ISO 2064 自身の脚注が伝える長さの目安を超えて、ISO 1463 からは何も引用していない。この規格と現代の測定方法規格との関係については何も主張しない。それらは今回読んでいない。表で対照した四つの皮膜規格にはそれぞれ専用のページがあり、本ページはそれぞれ一行を超えて内容を繰り返していない。
お問い合わせ
厚さを指定するときは、どの数値を指すのか、何点の読みから成るのか、 どこで読むのかまで書いてください。基礎の規格は基準面積内の点数を当事者間の合意に委ねており、 数値だけを書いた仕様は、そこを開けたままにしています。