Door naar hoofdmenu
Monitoring en controle van de viscositeit van draademail in het coatingproces

Introductie

De wereldwijde marktgrootte voor elektrische isolatiecoatings in 2015 bedroeg USD 2 miljard en zal naar verwachting de komende jaren aanzienlijk groeien, voornamelijk als gevolg van ontwikkelingen in de energiesector (wereldwijde transmissie- en distributiemarkt). De belangrijkste trends in opkomende markten die de groei mogelijk maken, zijn de groeiende zonne-energie-industrie, toenemende investeringen in smart grid-netwerken en de acceptatie van energiezuinige motoren. De belangrijkste toepassingsgebieden zijn elektrisch en elektronica, automotive, medisch en ruimtevaart.

Verwacht wordt dat instabiele grondstofkosten en hoge kosten van formuleringen een grote uitdaging vormen voor marktdeelnemers. Strenge overheidsvoorschriften die in de markt worden opgelegd, met name in Noord-Amerika en Europa, beperken de hoeveelheid VOS-gehalte in coatingproducten. Dit heeft de coatingfabrikanten ertoe gedwongen om groen te gaan en duurzaamheid als hun agenda te gebruiken, maar ze investeren ook veel in onderzoek en ontwikkeling om innovatieve en nieuwe producten te ontwikkelen die tegen lage kosten kunnen worden aangeboden, met inachtneming van de wettelijke richtlijnen. Belangrijke industriële deelnemers aan de markt voor elektrische isolatiecoatings blijven streven naar hoge integratie in de waardeketen, procesverbeteringen voor superieure kwaliteit en kostenreductie om hun productportfolio uit te breiden.

controlerende viscositeit van draademail in coatingproces

Aanvraag

Koper- en aluminiumdraden voor de productie van transformatoren, elektromotoren, inductoren, generatoren, luidsprekers, actuators van de harde schijf, elektromagneten en een breed scala aan andere toepassingen, zijn gecoat met een zeer dun, elektrisch isolerend email door dompelcoating. Het coatingproces van draad is absoluut essentieel om de volgende redenen:

  • Om de wikkeling te beschermen tegen absorptie van vocht
  • Bestand tegen schokken, trillingen en mechanische stress door de hele wikkeling, draden en isolatie mechanisch te binden tot een vaste samenhangende massa
  • Om de wikkeling te beschermen tegen de destructieve effecten van olie, zuur en andere chemicaliën, vocht, hitte en schimmelgroei en om anti-tracking eigenschappen te bieden
  • Om de elektrische eigenschappen van de vezelachtige of andere isolatoren te verbeteren, die gedurende een bepaalde periode (bijvoorbeeld de normale cycli van warmte en koude als gevolg van het in- en uitschakelen) niet mogen worden aangetast door een van de verschillende destructieve invloeden.

De meest voorkomende draadlakken zijn polyvinylformal, polyurethaan (PUR), polyester, soldeerbare polyester (PEI), polyester-imide en polyimide die zich anders gedragen op het gebied van - hechting, flexibiliteit, hitteschok, soldeerbaarheid, gladheid en snelheid. De keuze van het type geëmailleerde draad is afhankelijk van de vereisten van de specifieke toepassing.

De gecoate draden (ook bekend als magneetdraden) worden vervaardigd door een coating van email aan te brengen op een gloeidraad van koper of aluminiumgeleider in meerdere lagen. De geleider wordt door een vloeibaar emailbad of een oplossing van email in een oplosmiddel geleid en vervolgens in een oven verwarmd om het oplosmiddel af te drijven en het email te harden; dit proces wordt verschillende keren herhaaldelijk uitgevoerd, afhankelijk van de toepassing.

Laagdikte, die afhangt van het percentage vaste stoffen in de coatingoplossing, is een belangrijke ontwerpparameter en het is erg belangrijk om deze binnen een vooraf bepaald bereik te regelen. Als de coatingoplossing een hoog percentage vaste stof bevat, kunnen de oplosmiddelkosten worden verlaagd. De bekledingsdikte is sterk afhankelijk van viscositeit van de vloeibare emaille of emailoplossing en de viscositeit van de emailoplossing moet zorgvuldig worden gecontroleerd om een uniforme coating dikte. Wanneer de viscositeit buiten de specificatie fluctueert, zal de laag van geëmailleerd draad ongelijk zijn, wat uiteindelijk zal leiden tot een slechte kwaliteit en wordt vaak afgedankt. Viscositeit kan verschillende effecten hebben op absorptie, kleursterkte en uitdroging. Zeer viskeuze coatingoplossingen resulteren in kleverigheid en veroorzaken problemen bij de overdracht op het substraat, terwijl lage viscositeit het mobieler en moeilijker te controleren maakt en ook resulteert in een verhoogd gebruik van oplosmiddelen. De viscositeit neemt toe wanneer deze niet wordt bewerkt en neemt af wanneer er een constante uitgeoefende kracht is. De sterke correlatie tussen temperatuur en inktviscositeit suggereert dat temperatuurschommelingen een drastische invloed kunnen hebben op de viscositeit, en dus op de laagdikte die de meest cruciale parameter is.

Om een ​​uniforme coating te hebben en om geen email te verspillen, is het daarom zeer wenselijk dat de emailviscositeit automatisch wordt geregeld tot een in hoofdzaak constante waarde. Realtime, in-line viscositeitsbewaking en -regeling in het coatingproces is essentieel om de prestaties te verbeteren en de kosten te verlagen in bijna elk draadcoatingproces. Procesoperators realiseren zich de behoefte aan een viscometer die de viscositeit en temperatuur bewaakt en kunnen temperatuurgecompenseerde viscositeit gebruiken als de belangrijkste procesvariabele om consistentie te garanderen en afkeuringspercentages te verminderen.

Waarom is viscositeitsbewaking en -regeling van cruciaal belang in het draadcoatingproces?

De brede en belangrijke factoren die viscositeitsbeheer cruciaal maken in het draadcoaten zijn:

  1. Coating kwaliteit: Magneetdraden moeten voldoen aan specificaties van afgewerkte producten en wettelijke voorschriften, en procescontrole is van cruciaal belang om naleving te garanderen. Variatie in viscositeit veroorzaakt een significante verandering in oplosmiddel en op water gebaseerde coatingeigenschappen die de bedrukbaarheid, de lichtbestendigheid en het drogen beïnvloeden.
  2. Coating Uniformiteit: Inline viscositeitsbewaking en -regeling kunnen helpen de vereiste coatingkwaliteit te bereiken en coatingfouten zoals sinaasappelschil, afpellen en adhesiefouten te verminderen.
  3. Verminder coatingfouten: Viscositeitscontrole kan helpen de frequentie van misstanden te verminderen - plakken en plukken, twinning, peeling, splijten, barsten, ruwheid, blaarvorming, brugvorming en oppervlakte-erosie.
  4. Betere opbrengst: Zorgen voor consistentie gedurende het gehele coatingproces vermindert aanzienlijk de weigeringspercentages, wat kosten en tijd bespaart. Offline meettechnieken zijn vervelend en onbetrouwbaar en brengen enorme vertragingen in het productieproces met zich mee, naast hoge personeelskosten om monsters te testen en uit te voeren.
  5. Juiste eigenschappen: Een slechte kwaliteit van de coating kan de gewenste eigenschappen van de magneetdraden nadelig beïnvloeden: hermetische en doorbrandbestendigheid, flexibiliteit, mechanische en chemische eigenschappen, kleur en marktacceptatie. Al deze eigenschappen zijn afhankelijk van de laagdikte en uniformiteit, daarom is het beheersen van de viscositeit van cruciaal belang.
  6. Kosten: Coating met een onjuiste viscositeit is schadelijker dan alleen de kwaliteit. Slecht viscositeitsbeheer stimuleert het gebruik van pigmenten en oplosmiddelen en beïnvloedt de winstmarges.
  7. Verspilling: Afgekeurde materialen vanwege slechte kwaliteit kunnen worden gereduceerd met het juiste viscositeitsbeheer.
  8. Efficiëntie: Het elimineren van handmatige viscositeitsregeling maakt operators tijd vrij en stelt hen in staat zich op andere taken te concentreren.
  9. Milieuvriendelijk: Het verlagen van het gebruik van pigment en oplosmiddel is goed voor het milieu.
  10. Naleving van de regelgeving: Globale en nationale voorschriften bepalen de algemene elektrische en mechanische eigenschappen van de draden. Het niet naleven door variabiliteit in de productie kan leiden tot aanzienlijke schade en verlies van klanten, naast aansprakelijkheden die voortvloeien uit een gebrekkige afwerking in het productieproces.

Om een ​​constante, uniforme coating van hoge kwaliteit te garanderen, wordt de verandering in viscositeit door de hele processtroom in realtime gemonitord, waarbij metingen worden uitgevoerd vanaf een basislijn in plaats van alleen absolute waarden te meten, en viscositeitsaanpassingen door oplosmiddelen aan te passen en de temperatuur te compenseren voor houd het volledige coatingproces binnen gespecificeerde grenzen.

Proces Uitdagingen

Exploitanten op de markt voor isolatiecoatings erkennen de noodzaak om de viscositeit te bewaken, maar metingen buiten het laboratorium hebben door de jaren heen procesingenieurs en kwaliteitsafdelingen uitgedaagd. Bestaande laboratoriumviscometers zijn van weinig waarde in procesomgevingen omdat viscositeit rechtstreeks wordt beïnvloed door temperatuur, afschuifsnelheid en andere variabelen die off-line sterk verschillen van wat ze in-line zijn. Conventionele methoden voor het regelen van de viscositeit van emailcoating zijn ontoereikend gebleken, zelfs in toepassingen waar de grote variatie in emailviscositeit is toegestaan ​​en draadcoatings mogen variëren binnen het vooraf bepaalde specificatiebereik.

Traditioneel hebben operators de viscositeit van drukinkt gemeten met behulp van de effluxbeker. Opgeloste vloeistof in verf wordt getimed op tijd met behulp van de doseerkop, waarbij de tijd die nodig is voor de pijn die door de trechter gaat (uitstroombeker) wordt beschouwd als een indicator voor de relatieve viscositeit. De procedure is rommelig en tijdrovend, vooral als de inkt eerst moet worden gefilterd. Het is behoorlijk onnauwkeurig, inconsistent en niet herhaalbaar, zelfs met een ervaren operator. Vanwege het continue productieproces van geëmailleerde draad, veroorzaakt de intervalbemonstering excessieve vertragingen. De viscositeit van in verf opgeloste vloeistof kan niet in realtime worden aangepast. Bovendien zijn de verschillende cilinders van het dunne verfbekledingsproces open; als gevolg van veranderingen in omgevingstemperatuur, vochtigheid en andere factoren, zoals temperatuur, droog klimaat, is het waarschijnlijk dat verfoplosmiddelen vluchtig zijn, deze viscositeitmeettechniek wordt niet effectief met betrekking tot de procesbehoeften.

Sommige bedrijven gebruiken thermische beheersystemen om het aanbrengpunt op een bepaalde optimale temperatuur te houden om een ​​constante viscositeit te bereiken. Maar temperatuur is niet de enige factor die de viscositeit beïnvloedt. Afschuifsnelheid, stroomomstandigheden, druk en andere variabelen kunnen ook invloed hebben op viscositeitsveranderingen. Temperatuurgeregelde systemen hebben ook lange installatietijden en een grote voetafdruk.

Oplossingen van Rheonics

Geautomatiseerde in-line viscositeitsmeting en -regeling is cruciaal om de coatingformulering en applicatieviscositeit te regelen. Rheonics biedt de volgende oplossingen, gebaseerd op een gebalanceerde torsieresonator, voor procescontrole en optimalisatie in het coatingproces:

  1. Online viscositeit afmetingen: Rheonics' SRV is een breed bereik, in-line viscositeitsmeetapparaat met ingebouwde vloeistoftemperatuurmeting en is in staat om viscositeitsveranderingen in elke processtroom in realtime te detecteren.
  2. Online Viscositeit en dichtheid afmetingen: Rheonics' SRD is een in-line simultaan meetinstrument voor dichtheid en viscositeit met ingebouwde vloeistoftemperatuurmeting. Als dichtheidsmeting belangrijk is voor uw activiteiten, is SRD de beste sensor om aan uw behoeften te voldoen, met operationele mogelijkheden die vergelijkbaar zijn met de SRV, samen met nauwkeurige dichtheidsmetingen.

 

Geautomatiseerde online viscositeitsmeting via SRV of een SRD elimineert de variaties in monsterneming en laboratoriumtechnieken die worden gebruikt voor viscositeitsmeting met traditionele methoden. De sensor wordt geïnstalleerd in de emmer met emailcoating of in de leiding waardoor de coating naar de applicator wordt gepompt, waarbij continu de geformuleerde systeemviscositeit (en dichtheid in het geval van SRD) wordt gemeten. Coatingconsistentie wordt bereikt door automatisering van het doseersysteem via een procescontroller op basis van realtime viscositeit en temperatuurmetingen. Met behulp van een SRV in een coatingproceslijn wordt de efficiëntie van coat-transfer verbeterd, waardoor de productiviteit, winstmarges en milieu- / regelgevingsdoelstellingen worden verbeterd. De sensoren hebben een compacte vormfactor voor eenvoudige OEM- en retrofit-installatie. Ze vereisen geen onderhoud of herconfiguraties. De sensoren bieden nauwkeurige, herhaalbare resultaten, ongeacht hoe of waar ze zijn gemonteerd, zonder speciale kamers, rubberen afdichtingen of mechanische bescherming. Zonder verbruiksartikelen zijn SRV en SRD uiterst eenvoudig te bedienen zonder onderhoud.

Het voordeel van Rheonics

Compacte vormfactor, geen bewegende delen en onderhoudsvrij

De SRV en SRD van Rheonics hebben een zeer kleine vormfactor voor eenvoudige OEM- en retrofit-installatie. Ze maken eenvoudige integratie in elke processtroom mogelijk. Ze zijn eenvoudig te reinigen en vereisen geen onderhoud of herconfiguraties. Hun kleine voetafdruk maakt eenvoudige in-line installatie mogelijk, waardoor extra ruimte of adaptervereisten op de coater worden vermeden.

Hoge stabiliteit en ongevoelig voor montageomstandigheden: elke configuratie mogelijk

Rheonics SRV en SRD gebruiken unieke gepatenteerde coaxiale resonator, waarbij twee uiteinden van de sensoren in tegengestelde richtingen draaien, reactiekoppels op hun montage opheffen en dus volledig ongevoelig voor montageomstandigheden en inktstroomsnelheden. Deze sensoren kunnen gemakkelijk omgaan met regelmatige verplaatsing. Sensorelement zit direct in de vloeistof, zonder speciale behuizing of beschermende kooi.

Direct nauwkeurige uitlezingen van afdrukomstandigheden - Compleet systeemoverzicht en voorspellende controle

De software van Rheonics is krachtig, intuïtief en gemakkelijk te gebruiken. Real-time viscositeit kan worden gevolgd op een computer. Meerdere sensoren verspreid over de fabrieksvloer worden beheerd vanuit een enkel dashboard. Er is geen effect van drukpulsatie van pompen op de sensorwerking of meetnauwkeurigheid. Bovendien is de sensor ongevoelig voor trillingen of elektrische ruis van externe machines.

Eenvoudige installatie en geen herconfiguraties / herkalibraties nodig

Vervang sensoren zonder elektronica te vervangen of opnieuw te programmeren

Drop-in vervangingen voor zowel sensor als elektronica zonder firmware-updates of wijzigingen van de kalibratiecoëfficiënt.

Eenvoudige montage. Schroeven in ¾ ”NPT-draad in-line fittingen of flensverbindingen.

Geen kamers, O-ringafdichtingen of pakkingen.

Eenvoudig te verwijderen voor reiniging of inspectie.

SRV verkrijgbaar met flens, DIN 11851 hygiënisch en tri-clamp verbinding voor eenvoudige montage en demontage.

Laag energieverbruik

24V DC-voeding met minder dan 0.1 A stroomopname tijdens normaal bedrijf (minder dan 3W)

Snelle reactietijd en temperatuur gecompenseerde viscositeit

Ultrasnelle en robuuste elektronica, gecombineerd met uitgebreide computermodellen, maken Rheonics-apparaten een van de snelste en meest nauwkeurige in de industrie. SRV en SRD geven elke seconde realtime, nauwkeurige viscositeitsmetingen (en dichtheid voor SRD) en worden niet beïnvloed door variaties in het debiet!

Brede operationele mogelijkheden

De instrumenten van Rheonics zijn gebouwd om metingen uit te voeren in de meest uitdagende omstandigheden. SRV heeft het breedste operationele bereik op de markt voor inline procesviscometer:

  • Drukbereik tot 5000 psi en hoger
  • Temperatuurbereik van -40 tot 300 ° C
  • Viscositeitsbereik: 0.5 cP tot 50,000 + cP

SRD: één instrument, drievoudige functie - Viscositeit, temperatuur en dichtheid

Rheonics' SRD is een uniek product dat drie verschillende instrumenten voor viscositeits-, dichtheids- en temperatuurmetingen vervangt. Het elimineert de moeilijkheid om drie verschillende instrumenten op dezelfde plaats te plaatsen en levert uiterst nauwkeurige en herhaalbare metingen onder de zwaarste omstandigheden.

Bereik de juiste vachtkwaliteit, verlaag de kosten en verhoog de productiviteit

Integreer een SRV of SRD in de proceslijn en zorg voor uniformiteit en consistentie tijdens het coatingproces. Bereik constante kleuren en diktes zonder u zorgen te hoeven maken over kleur- of diktevariaties. SRV (en SRD) bewaakt en controleert constant de viscositeit (en dichtheid in het geval van SRD) en voorkomt overmatig gebruik van dure pigmenten en oplosmiddelen. Betrouwbare en automatische inkttoevoer zorgt ervoor dat persen sneller draaien en bespaart tijd voor operators. Optimaliseer het coatingproces met een SRV en ervaar lagere uitvalpercentages, minder afval, minder klachten van klanten, minder persuitval en besparing op materiaalkosten. En uiteindelijk draagt ​​het bij aan een beter bedrijfsresultaat en een beter milieu!

Clean in place (CIP)

SRV (en SRD) bewaakt het opruimen van de inktlijnen door de viscositeit (en dichtheid) van het oplosmiddel tijdens de reinigingsfase te controleren. Elk klein residu wordt gedetecteerd door de sensor, zodat de operator kan beslissen wanneer de lijn voor dat doel schoon is. Als alternatief biedt SRV informatie aan het geautomatiseerde reinigingssysteem om volledige en herhaalbare reiniging tussen runs te garanderen.

Superieur sensorontwerp en -technologie

Geavanceerde, gepatenteerde 3rd-generatie elektronica stuurt deze sensoren aan en evalueert hun reactie. SRV en SRD zijn beschikbaar met industriële standaard procesverbindingen zoals ¾ ”NPT en 1” Tri-clamp waarmee operators een bestaande temperatuursensor in hun proceslijn kunnen vervangen door SRV / SRD die naast waardevolle informatie zeer waardevolle en bruikbare procesvloeistofinformatie zoals viscositeit geeft. van de temperatuur met behulp van een ingebouwde Pt1000 (DIN EN 60751 Klasse AA, A, B beschikbaar).

Milieuvriendelijk

Verminder het gebruik van VOS (vluchtige organische stoffen) in uw proces en verminder de energie die nodig is om het terug te winnen of verwijderingskosten. Maak slim, terwijl u kosten bespaart, een hoge kwaliteit waarborgt en het milieu beschermt.

Elektronica gebouwd om aan uw behoeften te voldoen

De sensorelektronica is beschikbaar in zowel een explosieveilige transmitterbehuizing als een DIN-railmontage met een kleine vormfactor en maakt een eenvoudige integratie in procespijpleidingen en in apparatuurkasten van machines mogelijk.

 

Eenvoudig te integreren

Meerdere analoge en digitale communicatiemethoden die in de sensorelektronica zijn geïmplementeerd, maken het aansluiten op industriële PLC- en besturingssystemen eenvoudig en eenvoudig.

 

ATEX- en IECEx-naleving

Rheonics biedt intrinsiek veilige sensoren gecertificeerd door ATEX en IECEx voor gebruik in gevaarlijke omgevingen. Deze sensoren voldoen aan de essentiële gezondheids- en veiligheidseisen met betrekking tot het ontwerp en de constructie van apparatuur en beveiligingssystemen die zijn bedoeld voor gebruik in mogelijk explosieve atmosferen.

De intrinsiek veilige en explosieveilige certificeringen van Rheonics maken ook aanpassing van een bestaande sensor mogelijk, waardoor onze klanten de tijd en kosten kunnen vermijden die gepaard gaan met het identificeren en testen van een alternatief. Aangepaste sensoren kunnen worden geleverd voor toepassingen die één eenheid tot duizenden eenheden vereisen; met doorlooptijden van weken versus maanden.

Rheonics SRV & SRD zijn beide ATEX- en IECEx-gecertificeerd.

ATEX (2014 / 34 / EU) gecertificeerd

De ATEX-gecertificeerde intrinsiek veilige sensoren van Rheonics voldoen aan de ATEX-richtlijn 2014/34 / EU en zijn gecertificeerd voor intrinsieke veiligheid tot Ex ia. De ATEX-richtlijn specificeert minimale en essentiële vereisten met betrekking tot gezondheid en veiligheid om werknemers te beschermen die in gevaarlijke atmosferen werken.

De ATEX-gecertificeerde sensoren van Rheonics worden erkend voor gebruik binnen Europa en internationaal. Alle ATEX-gecertificeerde onderdelen zijn gemarkeerd met "CE" om naleving aan te geven.

IECEx gecertificeerd

De intrinsiek veilige sensoren van Rheonics zijn gecertificeerd door IECEx, de International Electrotechnical Commission voor certificering volgens normen met betrekking tot apparatuur voor gebruik in explosieve atmosferen.

Dit is een internationale certificering die zorgt voor naleving van de veiligheid voor gebruik in gevaarlijke gebieden. Rheonics-sensoren zijn gecertificeerd voor Intrinsic Safety to Ex i.

Implementatie

Installeer de sensor rechtstreeks in uw processtroom om realtime viscositeits- en dichtheidsmetingen te doen. Er is geen omloopleiding vereist: de sensor kan direct in de processtroom worden ondergedompeld. Het debiet van de coating en machine-trillingen hebben geen invloed op de meetstabiliteit en nauwkeurigheid. Rheonics coatingcontrolesensoren en -oplossingen helpen u uw coatingprestaties te optimaliseren door jaar na jaar herhaalde, opeenvolgende en consistente resultaten te leveren.

Rheonics instrumentkeuze

Rheonics ontwerpt, produceert en verkoopt innovatieve systemen voor vloeistofdetectie en -bewaking. Precisie gebouwd in Zwitserland, de in-line viscometers en dichtheidsmeters van Rheonics hebben de gevoeligheid die de toepassing vereist en de betrouwbaarheid die nodig is om te overleven in een barre werkomgeving. Stabiele resultaten - zelfs onder ongunstige stromingsomstandigheden. Geen effect van drukval of debiet. Het is even goed geschikt voor kwaliteitscontrolemetingen in het laboratorium. U hoeft geen componenten of parameters te wijzigen om het volledige bereik te meten.

Voorgestelde product (en) voor de toepassing

  • Breed viscositeitsbereik - bewaak het volledige proces
  • Herhaalbare metingen in zowel Newtoniaanse als niet-Newtoniaanse vloeistoffen, eenfase en meerfase vloeistoffen
  • Hermetisch afgesloten, alle roestvrijstalen 316L-bevochtigde onderdelen
  • Ingebouwde vloeistoftemperatuurmeting
  • Compacte vormfactor voor eenvoudige installatie in bestaande proceslijnen
  • Eenvoudig schoon te maken, geen onderhoud of herconfiguraties nodig
  • Eén instrument voor meting van procesdichtheid, viscositeit en temperatuur
  • Herhaalbare metingen in zowel Newtoniaanse als niet-Newtoniaanse vloeistoffen, eenfase en meerfase vloeistoffen
  • Geheel metalen (316L roestvrij staal) constructie
  • Ingebouwde vloeistoftemperatuurmeting
  • Compacte vormfactor voor eenvoudige installatie in bestaande leidingen
  • Eenvoudig schoon te maken, geen onderhoud of herconfiguraties nodig
Zoeken