건식 체 분석: 효과적인 경우, 절차 및 일반적인 오류

건식 체 분석은 건조 분말 또는 과립형 물질의 입자 크기 분포를 측정하는 가장 간단한 방법 중 하나입니다. 시료를 여러 개의 시험용 체 위에 놓고 체를 흔든 다음, 각 체에 남은 물질의 무게를 측정합니다.

원리는 간단합니다. 더 중요한 질문은 해당 물질이 건조한 조건에서 실제로 제대로 분리될 수 있는지 여부입니다.

건조하고 유동성이 좋은 과립형 시료는 명확하고 재현 가능한 입자 크기 분포를 나타낼 수 있습니다. 그러나 뭉쳐지거나, 체에 달라붙거나, 체의 구멍을 막는 미세 분말은 동일한 체 크기를 사용하더라도 매우 다른 결과를 초래할 수 있습니다.

이러한 이유로, 유용한 건식 체 분석은 체 진동기를 작동시키기 전에 시작됩니다. 먼저 건식 체 분석이 해당 재료에 적합한 시험 방법인지 결정해야 합니다.

건식 체 분석은 실제로 무엇을 측정하는가?

건식 체 분석은 시료를 입자가 알려진 체의 구멍을 통과하는지 또는 통과하지 않고 남는지에 따라 입자 크기별로 분류합니다.

일반적인 체 쌓기는 가장 큰 구멍이 맨 위에 있고 아래로 갈수록 구멍이 점차 작아지며 맨 아래에는 수집용 팬이 있는 구조입니다. 시험 동안 입자들은 체 표면을 따라 이동합니다. 작은 입자는 적절한 구멍을 통과하고, 큰 입자는 해당 체에 남게 됩니다.

체질 후 남은 물질의 무게를 측정합니다. 이 값은 잔류율, 누적 잔류율 및 통과율로 나타낼 수 있습니다.

그 결과는 단순히 하나의 입자 크기 수치로만 나타나는 것이 아닙니다. 시료가 다양한 체 크기 범위에 걸쳐 어떻게 분포되어 있는지를 보여줍니다.

이러한 특성 덕분에 건식 체질은 입고 자재 검사, 생산 배치 비교, 분쇄 또는 파쇄 결과 확인, 자재가 지정된 입자 크기 범위 내에 있는지 검증하는 등의 일상적인 작업에 유용합니다.

하지만 그 결과는 개별 입자들이 시험 중에 분리될 수 있을 때만 재료를 정확하게 나타냅니다.

건식체 분석법은 언제 적합한 방법일까요?

건식 체질은 시료가 충분히 건조하여 흐를 수 있고 입자들이 체 표면을 따라 독립적으로 이동할 수 있을 때 가장 효과적입니다.

그렇다고 해서 건조해 보이는 모든 파우더가 자동으로 적합하다는 의미는 아닙니다.

미세 입자는 서로 달라붙을 만큼 충분한 수분을 함유할 수 있습니다. 매우 가벼운 분말은 밀도가 높은 과립과는 다르게 작용할 수 있습니다. 어떤 물질은 보관 중에 부드러운 덩어리를 형성하는 반면, 다른 물질은 체에 달라붙거나 정전기 효과로 인해 이동이 어려워집니다.

시험을 시작하기 전에 재질 이름만 보지 말고 시료가 어떻게 작용하는지 살펴보세요.

실질적인 질문은 간단합니다. 개별 입자를 측정하는 것입니까, 아니면 테스트 중에 입자들이 서로 달라붙는 방식을 측정하는 것입니까?

그 차이점은 특히 고운 분말에서 가장 중요합니다.

건식 체 분석 수행 방법

모든 재료에 적용되는 보편적인 시료 무게, 교반 시간 또는 건조 온도는 없습니다.

금속 분말, 골재, 화학 ​​분말 및 의약품 원료는 각각 다른 시험 절차에 따라 관리될 수 있습니다. 따라서 적용 가능한 표준, 고객 사양 또는 내부 품질 관리 방법을 우선적으로 고려해야 합니다.

다음은 재료별 표준을 대체하는 것이 아니라 일반적인 워크플로입니다.

1. 대표 샘플을 확보하십시오

시험 부분은 주재료를 대표해야 합니다.

분말 및 과립은 충전, 운송 및 보관 중에 분리될 수 있습니다. 굵은 입자는 한쪽에 모이고 미세 입자는 다른 곳에 모일 수 있습니다. 따라서 용기 윗부분에서 간편하게 한 스푼을 떠서 사용하면 품질이 좋지 않은 시료라도 체질 테스트를 제대로 수행할 수 있습니다.

필요한 경우 적절한 샘플링 및 샘플 감소 방법을 사용하십시오.

이 과정의 이 부분을 과소평가하기 쉽습니다. 정확한 저울과 보정된 시험용 체를 사용하더라도 대표성이 부족한 시료는 보정할 수 없습니다.

2. 시료 상태 확인

체를 선택하기 전에 재료를 검사하십시오.

찾다:

• 눈에 보이는 습기;
• 덩어리 또는 응집체;
• 입자들이 서로를 덮고 있는 모습;
• 유량 부족;
• 정전기 접착력;
• 이물질;
• 보관 중에 발생한 명백한 변화.

시료 준비가 필요한 경우, 해당 시험 절차를 따르십시오. 모든 재료를 동일한 온도에서 오븐 건조하거나 모든 응집체를 손으로 부수지 마십시오. 이러한 작업은 측정하려는 재료를 변형시킬 수 있습니다.

3. 체의 구멍 크기를 선택하세요

실제로 평가해야 하는 입자 범위와 규격에 맞는 체를 선택하십시오.

가장 큰 구멍이 있는 체를 맨 위에 놓고, 그 아래로 점차 작은 체들을 차례로 배치한 다음, 마지막으로 체를 담는 그릇을 놓습니다.

체를 더 많이 사용한다고 해서 자동으로 더 나은 결과가 나오는 것은 아닙니다. 체는 재료를 유용한 크기로 나누어야 합니다.

사양서에서 몇 가지 중요한 절단 크기에만 초점을 맞추고 있다면, 불필요하게 큰 스택을 만드는 것보다 해당 개구부에 더 많은 주의를 기울여야 합니다.

4. 초기 시료 질량을 기록합니다.

체질하기 전에 시험 시료의 무게를 재고 그 값을 기록하십시오.

이는 나중에 잔류율을 계산하고 취급 또는 테스트 중에 상당한 양의 물질이 손실되었는지 확인하는 데 사용되는 기준 질량을 제공합니다.

시료는 선택한 체에 제대로 맞아야 합니다.

물질이 너무 많으면 메쉬 위에 두꺼운 층이 형성될 수 있습니다. 표면 아래에 있는 입자는 구멍에 도달할 기회가 줄어들어 분리가 느려지고, 잔류 입자의 양이 실제보다 더 많아 보일 수 있습니다.

5. 체를 쌓아 올리고 고정합니다.

시료가 틀 주변에 쏟아지지 않도록 주의하면서 시료를 위쪽 체에 올려놓으십시오. 뚜껑을 닫고 체 진동기 작동 절차에 따라 전체 스택을 단단히 고정하십시오.

시작하기 전에 체에 눈에 띄는 손상, 헐거운 그물망 또는 막힌 구멍이 있는지 확인하십시오.

명목상의 체 크기는 체 자체가 적절한 상태를 유지할 때만 유용합니다.

6. 통제된 조건에서 테스트를 실행하십시오.

시험 방법에 명시된 체질 동작을 적용하십시오.

일상적인 품질 관리 작업에서는 더 많은 재료를 스크린을 통해 통과시키기 위해 흔드는 시간을 반복적으로 변경하는 것보다 작업 조건을 일정하게 유지하는 것이 더 유용한 경우가 많습니다.

필요한 시험 시간은 재료, 체 간격, 시료 적재량, 장비 및 적용되는 표준에 따라 달라집니다.

길다고 항상 좋은 것은 아닙니다.

재료가 깨지기 쉬운 경우, 과도한 기계적 작용으로 인해 시험 중에 입자가 파손될 수 있습니다. 이 경우, 시험 종료 시점의 입자 크기 분포는 원래 시료의 분포를 더 이상 나타내지 않을 수 있습니다.

7. 각 분획의 무게를 측정하고 질량 균형을 확인합니다.

시험 후 체를 조심스럽게 제거하고 각 체와 수집 용기에 남은 물질의 무게를 측정하십시오.

회수된 물질의 총량을 초기 시료 질량과 비교하십시오.

예상치 못한 차이가 발생하면 무시하지 말고 조사해야 합니다. 물질이 유출되었거나, 장비에 남아 있거나, 이송 중에 손실되었거나, 무게가 잘못 측정되었을 수 있습니다.

공식적인 품질 관리 작업의 경우, 해당 절차에서 정의한 승인 요건을 따르십시오.

건식 체 분석이 오해의 소지가 있는 결과를 초래할 수 있는 이유는 무엇일까요?

건식 체질 검사에서 예상치 못한 결과가 나올 때, 체의 구멍 크기가 항상 문제의 원인은 아닙니다.

실제로 가장 먼저 확인해야 할 것은 시험 과정에서 재료가 어떻게 작용했는지입니다.

응집 현상으로 인해 재료가 더 거칠어 보일 수 있습니다.

여러 개의 미세 입자가 느슨한 덩어리를 형성한다고 가정해 봅시다.

개별 입자는 체를 통과할 수 있더라도, 덩어리는 비교적 큰 체에 남아 있을 수 있습니다. 이 경우 보고된 분포는 굵은 입자 쪽으로 치우칩니다.

이것이 바로 점착성이 강한 미세 분말의 경우 건식 체질법이 신뢰할 수 없는 방법이 될 수 있는 이유 중 하나입니다.

수분은 입자의 움직임을 변화시킬 수 있습니다.

상대적으로 적은 양의 수분이라도 특정 분말의 접착력을 증가시킬 수 있습니다.

입자들은 서로 달라붙거나, 그물망에 부착되거나, 구멍 주변에 쌓일 수 있습니다. 이 시험은 입자 크기와 재료 상태를 종합적으로 측정합니다.

한 배치는 유동성이 좋고 다른 배치는 습기가 찬 상태로 도착하는 경우, 시료 상태를 고려하지 않고 두 결과를 직접 비교하면 오해의 소지가 있을 수 있습니다.

체 과부하로 인해 그물망에 접근이 제한됩니다.

두꺼운 소재층이 모든 입자가 화면 표면에 효율적으로 도달하는 것을 방지합니다.

이는 통과 속도가 이미 낮은 미세한 체에서 특히 중요할 수 있습니다.

시료량을 늘리는 것이 시험의 대표성을 높이는 방법처럼 느껴질 수 있지만, 체에 시료가 너무 많이 쌓이면 또 다른 오차 발생 원인이 될 수 있습니다. 대표성 있는 시료 채취와 적절한 체 적재는 별개의 요건입니다.

메쉬 블라인드는 유효 개방 면적을 감소시킵니다.

구멍 크기와 비슷한 입자가 그물망에 걸릴 수 있습니다. 끈적이거나 점착성이 있는 물질이 구멍을 막을 수도 있습니다.

이렇게 되면 실제로 사용할 수 있는 스크린 영역이 줄어듭니다.

체에는 명목상 정확한 구멍 크기가 표시되어 있을 수 있지만, 시험 시작 시점에 이용 가능했던 전체 구멍 면적을 더 이상 활용하지 못하는 경우가 발생할 수 있습니다.

정전기는 체에 고운 가루를 고정시킬 수 있습니다.

건조하고 가벼운 분말의 경우, 입자가 자유롭게 움직이지 않고 망, 틀 또는 다른 입자에 달라붙을 수 있습니다.

흔드는 시간을 늘린다고 해서 이 문제가 자동으로 해결될 것이라고 생각하지 마십시오.

우선 가장 먼저 고려해야 할 사항은 선택한 건식 분석법으로 분말을 신뢰할 수 있게 분석할 수 있는지 여부입니다.

테스트 조건이 일관적이지 않습니다.

시험 간 시료량, 교반 시간, 체 배열 또는 준비 방법을 변경하면 배치 간 비교가 더 어려워집니다.

이는 일상적인 품질 관리에서 특히 중요합니다.

절차가 유용해지려면 작동 조건이 정의되고 반복 가능해야 합니다. 모든 작업자가 결과가 "제대로 나온 것처럼 보일 때까지" 테스트를 조정하는 것이 중요한 것이 아닙니다.

건식 체질 작업에 도움이 필요하신가요?

문제가 메쉬, 시료 상태 또는 재료 자체에서 비롯된 것인지 확실하지 않은 경우, 재료명, 대략적인 입자 크기 범위, 필요한 체 간격, 시료량 및 문제 설명을 산위안탕(Sanyuantang)으로 보내주십시오.

까다로운 분말의 경우, 수분 함량, 응집, 정적 거동 및 현재 사용 중인 시험 방법에 대한 정보도 유용합니다. 저희 팀에서 시험용 체 또는 진동기 구성에 대해 논의하기 전에 적용 사례를 검토해 드릴 수 있습니다.

건식 체 분석 vs. 습식 체 분석

건식 시험이 느리게 진행될 때마다 습식 체질을 자동으로 다음 단계로 여겨서는 안 됩니다.

방법 변경의 이유는 재료의 특성과 적용 가능한 시험 요건에 근거해야 합니다.

건식 체질은 입자가 액체 없이 기계적으로 분리될 수 있을 때 일반적으로 사용됩니다. 습식 체질은 미세 입자가 큰 입자에 붙어 있거나 건조 조건에서 지속적으로 응집되고, 지정된 시험 방법에서 액체 보조 분리가 허용되는 경우에 고려될 수 있습니다.

액체 자체는 또 다른 질문을 제기합니다. 그 액체가 시료와 호환되는가?

물질은 특정 액체에 노출될 때 녹거나, 팽창하거나, 반응하거나, 또는 다른 방식으로 변화할 수 있습니다. 이러한 경우, 시료를 체에 걸러내는 것이 반드시 더 의미 있는 결과를 가져다주는 것은 아닙니다.

모든 물질이 건식 분석에서 습식 분석으로 전환해야 하는 단일 입자 크기 수치는 없습니다.

재료, 필요한 측정 범위 및 시험 표준은 모두 중요합니다.

건식 체 분석에 적용되는 표준은 무엇입니까?

이 영역은 서로 다른 기준들이 혼합되어 적용되는 경우가 많습니다.

ASTM E11은 직조 와이어 시험체 천 및 시험체에 대한 기술 요구사항을 규정합니다. ISO 3310-1 또한 금속 와이어 천으로 만든 시험체에 대한 기술 요구사항 및 시험 방법을 유사하게 규정합니다.

이러한 표준은 측정 장비를 정의하는 데 도움이 됩니다.

모든 분말 또는 과립 재료에 적용할 수 있는 단일한 건식 체 분석 절차는 없습니다.

재료마다 고유한 시험 표준이 있을 수 있습니다. 예를 들어 ASTM B214는 특정 조건 하에서 금속 분말의 건식 체 분석에 대한 표준입니다. 골재 및 기타 재료는 서로 다른 방법을 사용합니다.

품질 관리 절차를 수립하기 전에 다음 사항을 확인하십시오.

• 해당 자재에 적용되는 기준은 무엇입니까?
• 시료를 어떻게 준비해야 하는지;
• 어떤 크기의 체가 필요한가요?
• 허용된 샘플 수량;
• 명시된 테스트 조건;
• 결과를 어떻게 보고해야 하는가.

특정 재질에 대해 작성된 절차를 다른 재질에 대한 일반적인 규칙으로 간주하지 마십시오.

건식 체 분석 결과는 어떻게 계산되나요?

각 체에 남은 질량을 알게 되면 기본적인 계산은 간단합니다.

유지된 비율

잔류율 = (체에 남은 질량 ÷ 초기 시료 질량) × 100

누적 유지율

해당 체에 남은 비율을 그 위에 있는 모든 더 큰 체에 남은 비율에 더합니다.

합격률

합격률 = 100 − 누적 재학생 유지율

다양한 체를 사용한 전체 계산 예시가 필요하시면, 저희의 "체 분석: 입자 크기 시험에 대한 실용 가이드"를 참조하십시오.

기계식 체 진동기가 필요하신가요?

간헐적인 검사의 경우, 일부 절차에서는 수동 체질을 허용할 수 있습니다. 일상적인 품질 관리에는 기계식 체 진동기를 사용하면 보다 정밀한 검사 동작을 적용할 수 있으며, 작업자가 체 더미를 흔드는 방식에 따른 차이를 줄일 수 있습니다.

산위안탕의 실험실용 체 진동기는 여러 개의 체를 쌓아 사용하는 실험실 및 품질 검사 분야에서 입자 크기 분포를 측정하기 위해 설계되었습니다.

장비는 여전히 시험 방법에 맞춰 선택해야 합니다.

기계식 진동기는 다음을 교정할 수 없습니다.

• 대표성이 없는 표본;
• 부적절한 건식 체질 방법;
• 과도한 응집;
• 잘못된 체 선택;
• 과부하된 체;
• 손상된 메쉬.

이것이 바로 우리가 일반적으로 기계 자체에 대해 논의하기 전에 재료와 테스트 목표에 대해 먼저 묻는 이유입니다.

건식 체 분석부터 산업용 선별까지

실험실 체질 결과는 생산 선별 계획을 세울 때 유용할 수 있지만, 두 과정을 혼동해서는 안 됩니다.

건식 체 분석은 소량의 시료가 지정된 체 구멍에 어떻게 분포되어 있는지 알려줍니다.

산업용 진동 스크린은 생산 원료를 지속적으로 분리해야 합니다.

예를 들어 제품에 500μm의 절삭이 필요하다는 사실만으로는 장비 제조업체가 생산 기계를 선택하는 데 필요한 모든 정보를 알 수 없습니다.

산업용 스크린을 선택할 때 다음 사항도 고려해야 할 수 있습니다.

• 필요한 용량;
• 부피 밀도;
• 사료 입자 크기 분포;
• 수분;
• 입자 모양;
• 완료된 분수의 수;
• 물질 흐름 거동;
• 현재 메쉬 차단 문제.

실험실 결과는 입자 크기에 대한 귀중한 정보를 제공합니다. 하지만 실제 생산 설비는 여전히 재료 흐름을 처리해야 합니다.

입자 크기 측정 요구 사항을 보내주세요.

새로운 건식 체 분석 절차를 설정하거나 실험실용 체 진동기 옵션을 비교하는 경우 다음 정보를 준비하십시오.

• 재료명;
• 사료 입자의 대략적인 크기;
• 필요한 체 구멍 또는 메쉬;
• 샘플 양;
• 크기 분획의 수;
• 습도 또는 재료 상태;
• 해당되는 ASTM, ISO 또는 내부 시험 표준(알려진 경우);
• 현재 테스트 문제;
• 가능하다면 사진이나 동영상도 보내주세요.

까다로운 재료의 경우, 카탈로그에서만 장비를 선택하는 것보다 샘플을 활용하는 것이 더 유용할 수 있습니다. 산위안탕은 스크리닝 용도에 적합한 재료 테스트 옵션을 제공하며, 최종 구성 전에 재료의 특성을 검토해 드립니다.

자주 묻는 질문

미세 분말에도 건식 체 분석법을 사용할 수 있을까요?

네, 하지만 입자 크기만으로 적합성을 판단할 수는 없습니다. 건조 상태를 유지하고 쉽게 분리되는 미세 분말은 체질법으로 시험할 수 있지만, 점착성이 있거나 응집되거나 정전기에 민감한 분말은 오해의 소지가 있는 결과를 초래할 수 있습니다. 유용한 시험 범위는 재료의 특성과 적용 가능한 시험 방법을 고려하여 결정해야 합니다.

건식 체 분석은 얼마나 오래 진행해야 할까요?

모든 재료에 적용되는 보편적인 체질 시간은 없습니다. 시험 시간은 시료, 입자 크기, 체 구멍 크기, 적재량, 진동기 및 적용 가능한 표준에 따라 달라집니다. 일상적인 품질 관리에는 지정된 방법을 사용하고 조건을 일정하게 유지해야 하며, 단순히 더 많은 입자가 통과할 때까지 시험 시간을 연장해서는 안 됩니다.

건식 체 분석과 습식 체 분석의 차이점은 무엇인가요?

건식 체질은 기계적인 움직임을 이용하여 시험체 구멍을 통해 입자를 분리하는 방법입니다. 습식 체질은 적합한 액체를 사용하여 분리를 돕는 방법으로, 특히 미세 입자가 건식 시험 중에 응집되거나 서로 붙어 있는 경우에 유용합니다. 올바른 방법은 시료와 적용 가능한 시험 절차에 따라 달라집니다.

ASTM E11은 건식 체 분석 절차 전체를 명시하고 있습니까?

ASTM E11은 주로 직조형 시험체망 및 시험체에 대한 요구사항을 정의합니다. 완전한 시험 절차는 다른 재료별 표준에서 가져올 수 있습니다. 금속 분말, 골재, 토양 및 기타 재료는 동일한 준비, 시료량 또는 체질 조건을 사용하여 자동으로 시험해서는 안 됩니다.

체질 결과물이 예상보다 거칠게 나오는 이유는 무엇인가요?

체가 잘못되었다고 단정하기 전에 시료를 먼저 확인하십시오. 응집, 수분, 미세 입자가 큰 입자를 코팅하는 현상, 망 막힘, 과도한 적재 등은 모두 작은 입자가 효율적으로 통과하는 것을 방해할 수 있습니다. 손상된 체와 일관성 없는 시험 조건 또한 조사해야 합니다.

건식 체 분석 데이터를 이용하여 산업용 진동 스크린을 선택할 수 있을까요?

입자 크기 분포 및 목표 절단 크기 정보를 제공할 수 있지만, 그것만으로는 충분하지 않습니다. 산업용 기계 선택은 용량, 부피 밀도, 수분 함량, 입자 모양, 공급 분포, 분획 수 및 생산 재료의 실제 선별 특성에도 달려 있습니다.

맺음말

건식 체 분석은 시료가 자유롭게 분리되고 시험 조건이 재료 및 적용 가능한 절차와 일치할 때 효과적입니다. 응집, 점착, 수분 또는 지속적인 체 막힘 현상이 결과에 영향을 미치기 시작하면 단순히 흔드는 시간을 늘리는 것만으로는 신뢰할 수 있는 해결책이 아닙니다.

재료를 먼저 확인하고, 그 다음 방법, 체 상태, 그리고 시험 설정을 확인하십시오.

분말 시료에 건식 체질법이 적합한지 확신이 서지 않는다면, 산위안탕(Sanyuantang)에서 시료의 재질, 목표 체 크기, 시험 요구 사항을 검토한 후 실험실 체 진동기 구성 또는 재료 시험을 추천해 드릴 수 있습니다.