Monitorování viskozity a hustoty přímo v linkách pro potahování svitků

Obsah

• Úvod
• Linky na potahování svitků
• Klíčové aplikace
• Důležitost viskozity/hustoty v procesech nanášení povlaků na cívky
• Proces výroby/aplikace
• Rheonics Přehled inline senzorů typu SR
• Doporučená instalace
• Úvahy o mechanické instalaci
• Pokyny pro používání SRV a SRD
• Další požadavky na instalaci SRD
• Doporučená řešení od Rheonics
• Procesní podmínky a osvědčené postupy
• Reference

Nanášení povlaků na cívky je kontinuální proces, při kterém se kovové pásy potahují základními nátěry, barvami nebo ochrannými vrstvami pro stavebnictví, spotřebiče a automobilový průmysl. Proces vyžaduje přesnou kontrolu vlastností povlakové kapaliny pro dosažení rovnoměrné tloušťky, správné přilnavosti a povrchové úpravy. Viskozita a hustota jsou kritickými parametry, protože ovlivňují tok povlaku, jeho vyrovnávání, smáčení a vytvrzování.

Tradiční laboratorní metody měření vzorků, jako jsou Zahnovy kalíšky nebo rotační viskozimetry, mohou být pomalé a nemusí přesně zobrazovat procesní podmínky. Měření přímo v lince poskytují data v reálném čase, což umožňuje okamžité úpravy pro udržení konzistentní kvality a snížení zmetkovitosti.

Rheonics senzory poskytují provozní výhody:

• Kontinuální, přesné a inline měření viskozity, hustoty a teploty v reálném čase.
• Spolehlivý výkon při vysokých rychlostech linky a proměnlivých teplotách.
• Kompaktní konstrukce neovlivněná vibracemi, ideální pro vysokorychlostní lakovací linky.
• Integrace se systémy PLC/DCS přes Modbus, Ethernet/IP, výstupy 4–20 mA a další.
• Kalibrováno ve výrobě s volitelným ověřením pro standardy kontroly kvality.
• Snížení odpadu, zvýšení efektivity linky a možnost návratnosti investic během prvního roku.

Procesy nanášení povlaků na cívky vyžadují přesnou kontrolu vlastností složení povlaku, aby byla zajištěna rovnoměrná tloušťka filmu, povrchová úprava a výkonnost vytvrzování. Monitorování reologických vlastností, jako je viskozita a hustota, přímo v potrubí je zásadní pro udržení stability povlaku během aplikace, cirkulace a recirkulace.

Materiály pro nátěry svitků obvykle zahrnují základní nátěry, základní nátěry a vrchní nátěry, které se mohou pohybovat od nízko až po vysokoviskózní složení:

• Základní nátěry: Zajistěte přilnavost a ochranu proti korozi.
• Vrchní nátěry: Poskytují barvu, lesk a dekorativní vlastnosti.
• Ochranné nátěry: Zvyšte trvanlivost a chemickou odolnost.

Kontinuální měření na lince podporuje konzistentní kvalitu povlaků napříč různými barvami, materiály, recepturami a výrobními rychlostmi. Povlaky se nanášejí pomocí válečku. Linky pracují při vysokých rychlostech (až 1000 m/min), takže je řízení povlakových kapalin v reálném čase zásadní.

Inline monitorování viskozity a hustoty pomáhá operátorům předcházet vadám, udržovat správnou hmotnost povlaku a zajistit konzistentní distribuci pigmentu.

Viskozita měří odpor kapaliny vůči proudění. V procesech nanášení povlaků viskozita ovlivňuje:

• Rovnoměrnost a vyrovnání tloušťky povlaku.
• Přilnavost ke kovovému podkladu.
• Hladká aplikace pomocí válečkových systémů.

Hustota měří hmotnost na jednotku objemu. V lakovacích linkách hustota ovlivňuje:

• Koncentrace pigmentů a barevná konzistence.
• Hmotnost nátěru na jednotku plochy, klíčová pro kontrolu kvality.
• Detekce nesrovnalostí v surovinách nebo recepturách šarží.

Inline monitorování v reálném čase řeší problémy spojené s laboratorními měřeními, jako je nereprezentativní vzorkování, časová zpoždění a obtíže s replikací procesních podmínek.

Linka pro lakování svitků je navržena tak, aby ve všech svých fázích běžela konstantní rychlostí. Toho je dosaženo použitím akumulátorů na začátku a na konci linky.

Proces začíná odvíječkou a svařovací sekcí pro spojení nového materiálu. Poté prochází vstupním akumulátorem, který zajišťuje nepřetržitou výrobu během výměny svitku. Poté odvíjený pás prochází čisticí sekcí, kde se z kovového povrchu odstraní veškeré nečistoty.

V tomto bodě vstupuje plech do fáze nanášení povrchové úpravy, kde nejprve prochází prvním válcovým nanášecím strojem, kde se nanáší základní nátěr. Nanesený nátěr se poté vytvrdí a vysuší. Poté se na plech nanese vrchní nátěr ve druhém válcovém nanášecím stroji a následně proběhne další krok vytvrzování a sušení před dalšími fázemi.

V této fázi procesu lze instalovat senzory viskozity a hustoty pro monitorování nátěrových kapalin na různých místech, jako jsou zásobní nádrže, recirkulační potrubí, hadice s inline průtokovými celami nebo nátěrové misky, jak je znázorněno na Obrázek 4.

Nakonec potažený pás prochází výstupním akumulátorem a navíječkou, kde je na konci cívky odříznut a připraven pro další várku.

Rheonics Senzory typu SR (SRV a SRD) měří viskozitu, hustotu a teplotu přímo v potrubí pro monitorování a řízení procesu. SRV měří viskozitu a teplotu, zatímco SRD také poskytuje hustotu.

Tyto senzory jsou kalibrovány z výroby a během své životnosti nevyžadují žádnou rekalibraci. Klienti však mohou potřebovat kalibraci nebo ověření pro kontrolu kvality. Volitelné úpravy nebo korekce ofsetu mohou odpovídat konkrétním referencím. Podrobnosti viz Kalibrace inline viskozimetru SRV v terénu a ve výrobě.

Rheonics Senzory využívají technologii vyváženého torzního rezonátoru (BTR). Díky této patentované konstrukci jsou senzory kompaktní, lehké a odolné vůči vnějším vibracím.

Rheonics Snímače SRV a SRD jsou vhodné pro linky na nanášení povlaků na cívky. Jsou instalovány přímo v cirkulačním nebo přívodním potrubí povlaku a poskytují kontinuální měření vlastností povlaku v reálném čase během výroby. In-line odečty umožňují konzistentní kvalitu povlaku, snížení plýtvání rozpouštědly a materiálem a zlepšení stability linky při změnách barvy a složení.

Určité aspekty instalace platí pro oba Rheonics senzory, SRV a SRD. Každý typ sondy sdílí stejný design rezonátoru napříč variantami. Správná instalace vyžaduje správné umístění snímací oblasti sond (červeně stínované oblasti v Obrázek 6) na místě:

Získání reprezentativních měření vaší tekutiny je jednoduché; ujistěte se, že:

• Snímací prvek senzoru je zcela ponořen v kapalině, kterou chcete měřit
• Při měření protékajících kapalin se ujistěte, že snímací prvek není ve stojaté zóně, aby vaše měření skutečně reprezentovala pohybující se kapalinu.

Kromě dvou výše uvedených hlavních požadavků má senzor SRD ještě dva další aspekty:

• Zachovat tepelnou stabilitu, pokud teplotní gradient mezi kapalinou a vnějším prostředím přesahuje 15 °C. (Pouze pro SRD, více informací zde: Udržování teplotní rovnováhy SRD pro vysokou přesnost hustoty)
• Zarovnejte snímací hrot se směrem proudění kapaliny, jak je znázorněno na Obrázek 7(Pouze pro SRD, více informací zde:) Orientace konce kapaliny SRD)

Tyto podmínky lze podrobněji rozebrat v dalším článku, Instalace vhodné pro SRV a SRD.

Jedno Rheonics Senzory typu SR se vyznačují modulárním, kompaktním designem, který podporuje různé konfigurace v závislosti na aplikačních podmínkách. Například:

Instalace do táců nebo misek

Aplikace povlakování svitků obvykle používají misky k zadržování tekutiny během procesu povlakování. Rheonics' Snímače typu SR lze instalovat přímo do zásobníku pomocí našeho HAW (MTK or OTK) a WFT svařované díly. Níže jsou uvedeny příklady výkresů tohoto příslušenství instalovaného v zásobníkech kapalin.

HPT-12G: Průtoková cela HPHT

Pro malé potrubí nebo hadicové instalace, Rheonics nabízí HPT-12G (viz Obrázek 10Tato průtoková cela je vhodná pro procesy s vysokým tlakem a vysokou teplotou a umisťuje senzor paralelně pomocí závitového procesního připojení.

HPT-12G funguje pouze s SRV-X1-12G, který má závitové připojení G 1/2”. To zajišťuje proplachovatelné těsnění kompatibilní s CIP, ideální pro potrubí pro lakování a nátěry. Viz HPT-12G Podrobnosti.

IFC-34N-SRX: Průtoková cela pro instalaci potrubí

Pro instalaci potrubí DN5 až DN25 (1”) je průtoková cela IFC-34N-SRD dobře zapadá a sondu je možné umístit paralelně s procesním závitovým připojením NPT, jak je znázorněno na Obrázek 11.

Příslušenství funguje pouze s SRV-X1-34N a SRD-X1-34N, oba s 3/4” NPT závitovými připojeními. Má vstupní a výstupní porty stejné velikosti pro připojení adaptérů trubek nebo trubek pro recirkulační nebo obtokové potrubí. Podrobnosti viz IFC-34N-SRV a IFC-34N-SRD.

Omezení rychlosti proudění

Rheonics Senzory jsou obecně kompatibilní s rychlostmi proudění až do 10 m/s, protože v přívodních potrubích atomizéru mohou rychlosti proudění dosáhnout tak vysokých hodnot, že se nedochází k usazování. Doporučuje se instalovat sondu rovnoběžně se směrem proudění v kolenech, protože to může snížit mechanické působení. Rychlosti v tomto rozsahu však mohou stále přidávat k naměřeným hodnotám příliš mnoho šumu. Více informací viz... Rheonics Senzory typu SR pro aplikace s vysokým průtokem a vysokou viskozitou

Proces čištění a postupy CIP/SIP

Pro zajištění dlouhodobé přesnosti může být nutné pravidelné čištění senzoru SRV nebo SRD. Nátěrové kapaliny mají tendenci tvořit sedimenty nebo pevné usazeniny, které mohou ulpět na hrotu senzoru a zkreslovat hodnoty, zejména za podmínek vysoké viskozity. Další informace o postupech čištění naleznete v částiJak vyčistit váš Rheonics sonda?.

Mechanická konstrukce senzorů je navíc standardně hygienická, takže jsou vhodné pro postupy čištění na místě (CIP).

Pohyblivé části a překážky

Roztoky a materiály pro nátěry se často připravují v míchací nádrži s mechanickými součástmi, jako jsou míchací ramena nebo lopatky. Je nezbytné zajistit dostatečnou vzdálenost mezi senzorem a pohyblivými částmi, aby se zabránilo rušení nebo poškození.

Bubbles

Pokud jde o bubliny, senzor SRV není ovlivněn přítomností bublin v kapalině. Naproti tomu senzor SRD, který měří jak viskozitu, tak hustotu, se nedoporučuje používat s vysokými koncentracemi bublin, protože to může vést k nepřesnostem měření, jelikož měření hustoty je na ně citlivější.

• Metaltrade Comax. „Produkty linky na lakování svitků“.
• BDM Coal Coaters. „Prvotřídní řešení pro povlakování ocelových svitků“.
• ECCA. „Animace linky na lakování svitků“.
• Rheonics SRV » inline online viskozimetr pro monitorování viskozity kapalin
• Rheonics SRD » Měřič hustoty online online koncentrace specifické hmotnosti