Monitorowanie lepkości i gęstości w trybie inline dla linii powlekania cewek

Spis treści

• Wprowadzenie
• Linie powlekania cewek
• Kluczowe zastosowania
• Znaczenie lepkości/gęstości w procesach powlekania cewek
• Proces produkcji/aplikacji
• Rheonics Przegląd czujników liniowych typu SR
• Zalecana instalacja
• Rozważania dotyczące instalacji mechanicznej
• Wytyczne dotyczące stosowania SRV i SRD
• Dodatkowe wymagania instalacyjne SRD
• Zalecane rozwiązania przez Rheonics
• Warunki procesu i najlepsze praktyki
• Referencje

Powlekanie taśmowe to proces ciągły, w którym paski metalu są pokrywane podkładami, farbami lub warstwami ochronnymi do zastosowań w budownictwie, sprzęcie AGD i motoryzacji. Proces ten wymaga precyzyjnej kontroli właściwości cieczy powlekającej, aby uzyskać równomierną grubość, odpowiednią przyczepność i wykończenie powierzchni. Lepkość i gęstość to kluczowe parametry, ponieważ wpływają one na przepływ powłoki, jej rozlewność, zwilżalność i utwardzanie.

Tradycyjne laboratoryjne metody pomiaru próbek, takie jak kubki Zahna czy wiskozymetry rotacyjne, bywają powolne i mogą nie odzwierciedlać dokładnie warunków procesu. Pomiary inline dostarczają danych w czasie rzeczywistym, umożliwiając natychmiastowe korekty w celu utrzymania stałej jakości i redukcji odpadów.

Rheonics czujniki zapewniają korzyści operacyjne:

• Ciągły, dokładny pomiar lepkości, gęstości i temperatury w czasie rzeczywistym.
• Niezawodna praca przy dużych prędkościach linii i zmiennych temperaturach.
• Kompaktowa konstrukcja odporna na drgania, idealna do szybkich linii lakierniczych.
• Integracja z systemami PLC/DCS poprzez Modbus, Ethernet/IP, wyjścia 4–20 mA i inne.
• Kalibracja fabryczna, opcjonalna weryfikacja zgodności ze standardami kontroli jakości.
• Zmniejszenie ilości odpadów, poprawa wydajności linii produkcyjnej i możliwość zwrotu z inwestycji (ROI) już w pierwszym roku.

Procesy powlekania w zwojach wymagają precyzyjnej kontroli właściwości formulacji powłoki, aby zapewnić równomierną grubość powłoki, wykończenie powierzchni i wydajność utwardzania. Monitorowanie w trybie on-line właściwości reologicznych, takich jak lepkość i gęstość, ma kluczowe znaczenie dla utrzymania stabilności powłoki podczas nakładania, cyrkulacji i recyrkulacji.

Materiały do ​​powlekania zwojów obejmują zazwyczaj podkłady, warstwy bazowe i warstwy nawierzchniowe, które mogą mieć różną lepkość:

• Podkłady: Zapewnij przyczepność i ochronę przed korozją.
• Warstwy nawierzchniowe: Zapewniają kolor, połysk i właściwości dekoracyjne.
• Powłoki ochronne: Dodaj trwałość i odporność chemiczną.

Ciągły pomiar w linii produkcyjnej zapewnia stałą jakość powłok dla różnych kolorów, materiałów, receptur i prędkości produkcji. Powłoki nakładane są za pomocą wałka. Linie pracują z dużą prędkością (do 1000 m/min), co sprawia, że ​​kontrola płynów powłokowych w czasie rzeczywistym jest kluczowa.

Dzięki monitorowaniu lepkości i gęstości w trybie on-line operatorzy mogą zapobiegać defektom, utrzymywać właściwą wagę powłoki i zapewniać równomierne rozprowadzanie pigmentu.

Lepkość mierzy opór cieczy przed przepływem. W procesach powlekania lepkość wpływa na:

• Jednorodność i wyrównywanie grubości powłoki.
• Przyczepność do podłoża metalowego.
• Gładka aplikacja dzięki systemowi wałków.

Gęstość mierzy masę na jednostkę objętości. W liniach powlekania gęstość wpływa na:

• Koncentracja pigmentu i spójność koloru.
• Masa powłoki na jednostkę powierzchni ma kluczowe znaczenie dla kontroli jakości.
• Wykrywanie niezgodności w partii surowców lub formulacji.

Monitorowanie w czasie rzeczywistym rozwiązuje problemy związane z pomiarami laboratoryjnymi, takie jak niereprezentatywne pobieranie próbek, opóźnienia czasowe i trudności z odtworzeniem warunków procesu.

Linia do powlekania cewek jest zaprojektowana tak, aby pracowała ze stałą prędkością na wszystkich etapach. Osiąga się to dzięki zastosowaniu akumulatorów na początku i na końcu linii.

Proces rozpoczyna się od rozwijarki i sekcji spawalniczej, w której łączony jest nowy materiał. Następnie przechodzi on przez akumulator wejściowy, który zapewnia ciągłość produkcji podczas wymiany kręgów. Następnie rozwinięta taśma przechodzi przez sekcję czyszczącą, która usuwa wszelkie zanieczyszczenia z powierzchni metalu.

W tym momencie arkusz przechodzi przez etap powlekania, gdzie najpierw przechodzi przez pierwszą powlekarkę walcową, aby nałożyć warstwę podkładową. Nałożona powłoka jest następnie utwardzana i suszona. Następnie arkusz otrzymuje warstwę nawierzchniową w drugiej powlekarce walcowej, po czym następuje kolejny etap utwardzania i suszenia przed kolejnymi etapami.

Na tym etapie procesu można zainstalować czujniki lepkości i gęstości, aby monitorować płyny powłokowe w różnych miejscach, takich jak zbiorniki zasilające, linie recyrkulacyjne, węże z wbudowanymi komorami przepływowymi lub tace powłokowe, jak pokazano na rysunku. Rysunek 4.

Na koniec powlekany pasek przechodzi przez akumulator wyjściowy i nawijarkę, gdzie jest cięty na końcu zwoju i przygotowywany do następnej partii.

Rheonics Czujniki typu SR (SRV i SRD) mierzą lepkość, gęstość i temperaturę w linii produkcyjnej w celu monitorowania i kontroli procesu. SRV mierzy lepkość i temperaturę, podczas gdy SRD zapewnia również gęstość.

Te czujniki są skalibrowane fabrycznie i nie wymagają ponownej kalibracji przez cały okres użytkowania. Klienci mogą jednak potrzebować kalibracji lub weryfikacji w celu kontroli jakości. Opcjonalne regulacje lub korekty offsetu mogą być zgodne z konkretnymi referencjami. Szczegóły można znaleźć w sekcji Kalibracja wiskozymetru procesowego SRV w terenie i fabryce.

Rheonics Czujniki wykorzystują technologię zrównoważonego rezonatora skrętnego (BTR). Ta opatentowana konstrukcja sprawia, że ​​czujniki są kompaktowe, lekkie i odporne na drgania zewnętrzne.

Rheonics Czujniki SRV i SRD doskonale nadają się do linii powlekania zwojów. Zainstalowane bezpośrednio w obiegu lub linii zasilającej powłokę, zapewniają ciągły pomiar właściwości powłoki w czasie rzeczywistym w trakcie produkcji. Odczyty w trakcie produkcji zapewniają stałą jakość powłoki, mniejsze zużycie rozpuszczalników i materiałów oraz lepszą stabilność linii przy zmianach koloru i receptury.

Niektóre aspekty instalacji dotyczą obu Rheonics Czujniki, SRV i SRD. Każdy typ sondy ma tę samą konstrukcję rezonatora we wszystkich wariantach. Prawidłowa instalacja wymaga prawidłowego ustawienia obszaru detekcji sond (obszary zacieniowane na czerwono w Rysunek 6) na miejscu:

Uzyskanie reprezentatywnych pomiarów płynu jest proste; należy upewnić się, że:

• Element pomiarowy czujnika jest całkowicie zanurzony w cieczy, którą chcesz zmierzyć
• Dokonując pomiaru przepływu cieczy, należy upewnić się, że element pomiarowy nie znajduje się w strefie stojącej. Dzięki temu pomiary będą wiernie odzwierciedlać przepływ cieczy.

Oprócz dwóch głównych wymagań wymienionych powyżej, czujnik SRD musi spełniać dwa dodatkowe warunki:

• Utrzymuje stabilność termiczną, gdy gradient temperatury między płynem a otoczeniem zewnętrznym jest większy niż 15°C. (Dotyczy tylko SRD, więcej informacji tutaj: Utrzymywanie równowagi temperaturowej SRD w celu zapewnienia dokładności pomiaru o dużej gęstości)
• Wyrównaj końcówkę czujnika z kierunkiem przepływu cieczy, jak pokazano na rysunku. Rysunek 7. (Tylko dla SRD, więcej informacji tutaj: Orientacja końca płynu SRD)

Warunki te można omówić bardziej szczegółowo w następnym artykule, Instalacje odpowiednie dla SRV i SRD.

Rheonics Czujniki typu SR charakteryzują się modułową, kompaktową konstrukcją, która obsługuje różne konfiguracje w zależności od warunków zastosowania. Na przykład:

Montaż w tackach lub naczyniach

W procesie powlekania w taśmach zwykle stosuje się tace do gromadzenia cieczy. RheonicsCzujniki typu SR można instalować bezpośrednio w tacy za pomocą naszego systemu HAW (MTK or OTK) i WFT Weldolety. Poniżej znajdują się przykładowe rysunki tych akcesoriów zainstalowanych w tacach na płyny.

HPT-12G: Komórka przepływowa HPHT

W przypadku małych rurociągów lub instalacji węży, Rheonics oferuje HPT-12G (zobacz Rysunek 10Ta komora przepływowa jest przeznaczona do procesów wymagających wysokiego ciśnienia i temperatury. Czujnik jest pozycjonowany równolegle za pomocą gwintowanego przyłącza procesowego.

HPT-12G działa tylko z SRV-X1-12G, który posiada przyłącze gwintowane G 1/2”. Zapewnia to możliwość płukania uszczelnienia, kompatybilnego z CIP, idealnego do linii powlekania i malowania. Zobacz HPT-12G .

IFC-34N-SRX: Komórka przepływowa do instalacji rurowych

W przypadku instalacji rur o średnicy od DN5 do DN25 (1”) przepływowa komora IFC-34N-SRD dobrze pasuje, ustawiając sondę równolegle do gwintowanego przyłącza procesowego NPT, jak pokazano na rysunku. Rysunek 11.

Akcesorium działa wyłącznie z SRV-X1-34N oraz SRD-X1-34N, oba z gwintowanymi przyłączami 3/4” NPT. Posiada porty wlotowe i wylotowe tej samej wielkości, co umożliwia podłączenie adapterów rurowych lub rur do przewodów recyrkulacyjnych lub obejściowych. Szczegóły w sekcji IFC-34N-SRV oraz IFC-34N-SRD.

Ograniczenie prędkości przepływu

Rheonics Czujniki są generalnie kompatybilne z prędkościami przepływu do 10 m/s. Ponieważ przewody zasilające atomizery mogą osiągać tak wysokie prędkości przepływu, że zapobiega to osiadaniu, zaleca się montaż sondy równolegle do kierunku przepływu w kolankach, ponieważ może to zmniejszyć uderzenia mechaniczne. Prędkości w tym zakresie mogą jednak nadal powodować zbyt duży szum w odczytach. Więcej informacji można znaleźć w sekcji Rheonics Czujniki typu SR do zastosowań o dużym natężeniu przepływu i dużej lepkości

Proces czyszczenia i procedury CIP/SIP

Okresowe czyszczenie czujnika SRV lub SRD może być konieczne w celu zapewnienia długoterminowej dokładności. Płyny powlekające mają tendencję do tworzenia osadów lub stałych osadów, które mogą przylegać do końcówki czujnika i zniekształcać odczyty, szczególnie w warunkach wysokiej lepkości. Więcej informacji na temat procedur czyszczenia można znaleźć w sekcjiJak wyczyścić Rheonics sonda?.

Ponadto konstrukcja mechaniczna czujników jest z założenia higieniczna, dzięki czemu nadają się one do stosowania w procedurach czyszczenia na miejscu (CIP).

Części ruchome i przeszkody

Roztwory i materiały powłokowe są często przygotowywane w zbiornikach mieszających z elementami mechanicznymi, takimi jak ramiona mieszające lub łopatki. Konieczne jest zapewnienie odpowiedniego odstępu między czujnikiem a ruchomymi częściami, aby uniknąć zakłóceń lub uszkodzeń.

Bubbles

Jeśli chodzi o pęcherzyki, czujnik SRV nie jest wrażliwy na obecność pęcherzyków w cieczy. Natomiast czujnik SRD, który mierzy zarówno lepkość, jak i gęstość, nie jest zalecany do stosowania przy wysokim stężeniu pęcherzyków, ponieważ może to prowadzić do niedokładności pomiaru, ponieważ pomiar gęstości jest na nie bardziej wrażliwy.

• [1] Metaltrade Comax. „Produkty linii Coil Coating”.
• [2] BDM Coil Coaters. „Najlepsze rozwiązania w zakresie powlekania kręgów stalowych”.
• [3] ECCA. „Animacja linii powlekania cewek”.
• [4] Rheonics SRV » wiskozymetr online do monitorowania lepkości płynów
• [5] Rheonics SRD » Inline miernik gęstości, stężenie ciężaru właściwego, online