parowania wody oraz uwarunkowanego procesem rozprowadzenia roztworu zmienia si" st"#enie polimeru. (np. hartowanie powierzchni kó$ z"batych)

Transkrypt

1 RHEOTEST Medingen Lepko!ciomierz laboratoryjny RHEOTEST LK do kontrolowania st"#enia roztworów ch$odz%cych w urz%dzeniach do hartowania Zadania: Wp$yw na w$a!ciwo!ci mechaniczne materia$ów metalicznych ma obróbka cieplna oraz nast"puj%ce po niej ch$odzenie. Odbywa si" ono przy pomocy specjalnych roztworów ch$odz%cych. Ich skuteczno!' zale#y w g$ównej mierze oprócz w$a!ciwo!ci rozpuszczonego polimeru od st"#enia polimeru. W wyniku parowania wody oraz uwarunkowanego procesem rozprowadzenia roztworu zmienia si" st"#enie polimeru. W zale#no!ci od procesu hartowania wynikaj% nast"puj%ce zadania: - kontrola / dokumentowanie st"#enia polimeru w roztworach ch$odz%cych w automatycznych urz%dzeniach do hartowania (np. hartowanie powierzchni kó$ z"batych) lub - kontrola / dokumentowanie st"#enia polimeru w roztworach ch$odz%cych podczas ulepszania cieplnego pó$produktów Bezpo!rednie metody pomiaru st"#enia s% bardzo kosztowne, dlatego huty stali i przedsi"biorstwa zajmuj%ce si" obróbk% stali przewa#nie nie mog% sobie na nie pozwoli'. W zwi%zku z tym przewa#nie stosuje si" po!rednie metody pomiarowe takie jak rozpraszanie!wiat$a (refraktometr) lub pomiar lepko!ci. Du#% zalet% pomiaru lepko!ci w porównaniu do pomiaru przy pomocy refraktometra jest niezale#no!' warto!ci mierzonych od zanieczyszcze(. Kompetentni producenci roztworów polimerowych wykazali, #e w$a!ciwo!ci ch$odz%ce nowych i u#ywanych roztworów polimerowych mo#na znacznie lepiej skontrolowa' przy pomocy precyzyjnego lepko!ciomierza kapilarnego ni# refraktometra. Wymagania: Szybki pomiar st"#enia roztworu ch$odz%cego solidne i $atwe w obs$udze urz%dzenie pomiarowe temperatura roztworu ch$odz%cego: C temperatura otoczenia: & C zakres st"#e(: Ma%; z tego wynika: zakres pomiarowy lepko!ci: &... &0 mpas podawanie st"#enia na wy!wietlaczu oraz poprzez z$%cze szeregowe

2 Konfiguracja urz!dzenia: Lepko!ciomierz kapilarny RHEOTEST LK sk$ada si" z lepko!ciomierza, stabilnego statywu oraz ruchomego stolika do umieszczania kubka pomiarowego z próbk%. Podstawowe cz"!ci lepko!ciomierza to solidny system pomiarowy wraz z czujnikiem termometrycznym Pt &00, 4 klawisze oraz wy!wietlacz. Kapilara pomiarowa ze stali szlachetnej jest przykr"cona do komory pomiarowej. Lepko!ciomierz kapilarny RHEOTEST LK potrzebuje stabilnej powierzchni o wielko!ci zaledwie 25 cm x 25 cm. Lepko!ciomierz pracuje równie# w surowych warunkach w sposób pewny i dok$adny. Urz%dzenie jest bardzo $atwe w obs$udze. Mo#e by' ono obs$ugiwane równie# przez pracowników produkcyjnych. Sposób dzia"ania: Lepko!ciomierz kapilarny RHEOTEST LK mierzy lepko!' dynamiczn% w mpas oraz temperatur" w C. Lepko!' dynamiczn% wyznacza si" za pomoc% równania Hagena Poiseuille a dla przep$ywu laminarnego w rurze. Podczas pomiaru równomiernie poruszany t$ok zasysa roztwór polimerowy poprzez kapilar" do komory pomiarowej oraz przemieszcza mierzone medium z powrotem do kubka pomiarowego. Przy tym mierzone jest ci!nienie powstaj%ce w komorze pomiarowej. Na podstawie sygna$u dotycz%cego ci!nienia wyznacza si" lepko!'. Przy pomocy mierzonej temperatury oraz kompensacji temperatury jednakowej lepko!ci mierzona lepko!' przeliczana jest na temperatur" referencyjn%. Ta lepko#$ skompensowana temperaturowo jest uzale%niona jedynie od st&%enia roztworu polimerowego. Po zako(czeniu pomiaru automatycznie obliczane s% warto!ci lepko!ci i st"#enia skompensowane do temperatury referencyjnej, które nast"pnie s% wy!wietlane na wy!wietlaczu i wysy$ane do z$%cza szeregowego. W praktyce przyj"$o si", #e pomiar sk$ada si" z 5 cykli pomiarowych, przy czym!rednia wielko!' ostatnich 3 cykli pomiarowych wykorzystywana jest do obliczania warto!ci lepko!ci i st"#enia skompensowanych temperaturowo. Jeden cykl pomiarowy trwa zaledwie ok. 25 sekund. Liczb" cykli pomiarowych oraz obliczanie!redniej wielko!ci mo#na dowolnie wybra' i zaprogramowa'. Zale#no!' temperaturowa lepko!ci oraz korelacja pomi"dzy lepko!ci% a st"#eniem zale#y od rodzaju materia$u. Dla wielu roztworów polimerowych (np. Feroquench 2000, Polyquench 500, Aquatensid BW) odpowiednie sta$e zosta$y obliczone ju# przez producenta lepko!ciomierza i zapisane w jego oprogramowaniu. Jednak w przypadku zastosowania innego roztworu ch$odz%cego u#ytkownik mo#e je w ka#dej chwili zmieni'. W trybie rutynowym u#ytkownik musi tylko umie!ci' pojemnik (minimum 50 ml) z roztworem ch$odz%cym na ruchomym stoliku i tak ustawi' stolik, #eby kapilara i Pt&00 by$y zanurzone co najmniej & cm w roztworze ch$odz%cym. Nast"pnie nale#y rozpocz%' pomiar naciskaj%c klawisz ENTER. W zwi%zku z tym, #e system pomiarowy prawie nie posiada obszarów martwych, po zako(czeniu pomiaru trzeba tylko wyczy!ci' kapilar" pomiarow%. W tym celu pojemnik na próbk" nape$nia si" wod% lub innym roztworem czyszcz%cym, a nast"pnie wykonuje si" ok. &0 cykli pomiarowych jako cykle czyszcz%ce. Liczb" cykli czyszcz%cych mo#na równie# zaprogramowa' i uruchamia' za pomoc% kombinacji klawiszy.

3 Korzy#ci dla u%ytkownika: &. St"#enie roztworu ch$odz%cego mierzone jest szybko, precyzyjnie i niezale#nie od zanieczyszcze( 2. Indywidualne b$"dy pomiarowe s% wykluczone 3. Warto!ci pomiarowe mog% by' podawane poprzez z$%cze w celu zapewnienia kompletnej dokumentacji Przyk"ad protoko"u z pomiarów Feroquench 2000: RHEOTEST MEDINGEN GMBH RHEOTEST LK badana Feroquench 2000 laborant: Worlitsch data: 2& substancja: strona: & nr godzina Eta T Eta(Tref) Tref metoda (h:m:s) (mpas) (øc) (mpas) (øc) & &4:&6:2& 4.967e &5&e K&/2_&SD 2 &4:&6: e &23e K&/2_&SD 3 &4:&7:2& 4.952e &30e K&/2_&SD 4 &4:&7: e & 5.&50e K&/2_&SD 5 &4:&8:& e &42e K&/2_&SD nr TK MW_Eta MW_T MW_Eta(Tref) st"#enie (mpas) (øc) (mpas) (%) e &4&e+00 &3.0&0

4 Przyk"ad protoko"u z pomiarów Polyquench 500 DSK: RHEOTEST MEDINGEN GMBH RHEOTEST LK badana Polyquench_500_DSK laborant: Worlitsch data: substancja: strona: & nr godzina Eta T Eta(Tref) Tref metoda (h:m:s) (mpas) (øc) (mpas) (øc) & &&:&6:2& 2.96&e &e K6/2_&SD 2 &&:&6: e e K6/2_&SD 3 &&:&7:2& 2.972e e K6/2_&SD 4 &&:&7: &e e K6/2_&SD 5 &&:&8:& e e K6/2_&SD nr TK MW_Eta MW_T MW_Eta(Tref) st"#enie (mpas) (øc) (mpas) (%) e ,544e+00 &2.5&2

5 Przyk"ad tabeli warto#ci mierzonych s"u%!cej do obliczania wszystkich potrzebnych sta"ych, które opisuj! zale%no#$ temperatury i st&%enia roztworu ch"odz!cego: Pomiary próbki polimeru LQR KL (PETROFER CHEMIE GmbH) LK 07 / 02'9 rozdzia". ' (2-Punkt) Konz_ber = a + b*eta_komp + c*(eta_komp)^2 Ma% lepko!' [mpas] temperatura [ C] Eta(Tref) [mpas] st"#enie Konz_ber a = -3,6533' 5 &,87 30,95 &,9& 5,& b = 4,97540 &0 3,& 3&,&9 3,&8 &0,& c = -0,20893 &0 3,07 3&,35 3,&6 &0,0 &2,5 4,24 25,76 3,87 &2,5 TK= 0,02'47 &2,5 3,83 30,56 3,88 &2,5 Tref 30,00 &2,5 3,43 35,50 3,86 &2,4 &5 4,70 29,97 4,70 &5,& &5 4,69 30,&7 4,7& &5,& 20 6,5 29,9 6,5& &9,9