Analiza prin sită uscată: când funcționează, procedură și erori frecvente

Analiza prin sitare uscată este una dintre cele mai simple metode de a măsura distribuția dimensiunii particulelor unei pulberi uscate sau a unui material granular. O probă este plasată pe o stivă de site de testare, sitele sunt agitate, iar materialul reținut pe fiecare sită este cântărit.

Principiul este simplu. Întrebarea mai importantă este dacă materialul se poate separa corect în condiții uscate.

O probă granulară uscată, cu curgere liberă, poate oferi o distribuție granulară clară și repetabilă. O pulbere fină care formează aglomerate, se lipește de plasă sau astupă deschiderile poate produce un rezultat foarte diferit, chiar și atunci când se utilizează site de aceleași dimensiuni.

Din acest motiv, o analiză utilă prin cernere uscată începe înainte de pornirea sitei vibratoare. Mai întâi trebuie să decideți dacă cernerea uscată este metoda de testare potrivită pentru material.

Ce măsoară de fapt analiza prin sitare uscată?

Analiza prin sită uscată separă o probă în fracții granulometrice, în funcție de faptul că particulele trec sau rămân pe deschiderile cunoscute ale sitei.

O stivă tipică plasează cea mai mare deschidere în partea de sus și deschideri progresiv mai mici dedesubt, cu o tavă de colectare în partea de jos. În timpul testului, particulele se mișcă pe suprafața plasei. Particulele mai mici trec prin deschideri adecvate, în timp ce particulele mai mari rămân pe sita corespunzătoare.

După cernere, materialul reținut este cântărit. Aceste valori pot fi apoi exprimate ca procent de reținut, procent cumulativ de reținut și procent de trecere.

Rezultatul nu este pur și simplu un număr al dimensiunii particulelor. Acesta arată cum este distribuită proba pe o serie de intervale de dimensiuni ale sitelor.

Acest lucru face ca cernerea uscată să fie utilă pentru lucrări de rutină, cum ar fi inspecția materialelor primite, compararea loturilor de producție, verificarea rezultatelor măcinării sau concasării și verificarea dacă un material rămâne în interiorul unui interval specificat de dimensiune a particulelor.

Însă rezultatul reprezintă corect materialul doar dacă particulele individuale se pot separa în timpul testului.

Când este analiza prin sitare uscată metoda potrivită?

Cernerea uscată funcționează cel mai bine atunci când proba este suficient de uscată pentru a curge, iar particulele se pot mișca independent pe suprafața sitei.

Asta nu înseamnă că orice pudră cu aspect uscat este automat potrivită.

Particulele fine pot conține suficientă umiditate pentru a se lipi între ele. Pulberile foarte ușoare se pot comporta diferit față de granulele dense. Unele materiale formează aglomerate moi în timpul depozitării, în timp ce altele aderă la sita sau devin dificil de mișcat din cauza efectelor electrostatice.

Înainte de testare, observați cum se comportă mostra, nu doar denumirea materialului său.

Întrebarea practică este simplă: măsurați particule individuale sau măsurați modul în care aceste particule se lipesc între ele în timpul testului?

Această distincție contează cel mai mult în cazul pulberilor fine.

Cum se efectuează o analiză prin sitare uscată

Nu există o greutate a probei, un timp de agitare sau o temperatură de uscare universale care să se aplice fiecărui material.

O pulbere metalică, un agregat, o pulbere chimică și un material farmaceutic pot fi controlate fiecare prin proceduri de testare diferite. Prin urmare, standardul aplicabil, specificațiile clientului sau metoda internă de control al calității ar trebui să aibă prioritate.

Următorul text reprezintă un flux de lucru general, mai degrabă decât un înlocuitor pentru un standard specific materialului.

1. Obțineți o mostră reprezentativă

Porția de testare trebuie să reprezinte materialul vrac.

Pulberile și granulele se pot separa în timpul umplerii, transportului și depozitării. Particulele grosiere se pot concentra într-o anumită zonă, în timp ce particulele fine se acumulează în altă parte. Prin urmare, luarea unei lingurițe convenabile din partea de sus a unui recipient poate produce un test bun de cernere a unei probe proaste.

Utilizați o metodă adecvată de eșantionare și de reducere a eșantionului, acolo unde este necesar.

Această parte a procesului este ușor de subestimat. O balanță precisă și o sită de testare calibrată nu pot corecta o probă nereprezentativă.

2. Verificați starea probei

Înainte de a selecta stiva de site, inspectați materialul.

Cauta:

• umiditate vizibilă;
• bulgări sau aglomerate;
• particule care se acoperă reciproc;
• flux slab;
• aderență statică;
• material străin;
• modificări evidente produse în timpul depozitării.

Dacă este necesară pregătirea probei, urmați procedura de testare aplicabilă. Nu uscați automat în cuptor fiecare material la aceeași temperatură și nu spargeți manual fiecare aglomerat. Orice acțiune poate schimba materialul pe care intenționați să îl măsurați.

3. Selectați deschiderile sitei

Alegeți dimensiuni de site care acoperă gama de particule și specificațiile pe care trebuie să le evaluați.

Aranjați cea mai mare deschidere în partea de sus, urmată de site progresiv mai mici și de tava de colectare.

Utilizarea mai multor site nu produce automat un test mai bun. Seria de site ar trebui să împartă materialul în fracții utile.

Dacă specificația se referă doar la câteva dimensiuni critice de tăiere, acele deschideri merită mai multă atenție decât construirea unei stive inutil de mari.

4. Înregistrați masa inițială a probei

Se cântărește porția de testat și se înregistrează valoarea înainte de cernere.

Aceasta oferă masa de referință utilizată ulterior pentru a calcula procentele reținute și pentru a verifica dacă s-a pierdut o cantitate semnificativă de material în timpul manipulării sau testării.

De asemenea, proba trebuie să se potrivească corect sitelor selectate.

Prea mult material poate crea un strat gros peste plasă. Particulele de sub suprafață au astfel mai puține oportunități de a ajunge la o deschidere, ceea ce poate încetini separarea și poate face ca fracțiunea reținută să pară mai mare decât ar trebui.

5. Încărcați și fixați stiva de site

Așezați proba pe sita superioară fără a vărsa material în jurul cadrului. Instalați capacul și fixați întreaga stivă conform procedurii de operare a sitei vibratoare.

Înainte de a începe, inspectați sitele pentru a depista deteriorări vizibile, plasă slăbită sau deschideri blocate.

O dimensiune nominală a sitei este utilă numai atunci când sita în sine rămâne în stare corespunzătoare.

6. Efectuați testul în condiții controlate

Aplicați mișcarea de cernere specificată de metoda dumneavoastră de testare.

Pentru lucrările de rutină de control al calității, menținerea unor condiții de operare consecvente este adesea mai utilă decât modificarea repetată a timpului de agitare în încercarea de a forța mai mult material să treacă prin sită.

Durata necesară a testului depinde de material, deschiderea sitei, încărcarea probei, echipament și standardul aplicabil.

Mai mult timp nu înseamnă întotdeauna mai bine.

Dacă un material este fragil, acțiunea mecanică excesivă poate rupe particulele în timpul testării. În acest caz, distribuția dimensiunii particulelor la sfârșitul testului poate să nu mai reprezinte proba originală.

7. Cântăriți fiecare fracție și verificați bilanțul masic

După test, se scot sitele cu grijă și se cântărește materialul reținut pe fiecare sită și în vasul colector.

Comparați materialul total recuperat cu masa inițială a probei.

O diferență neașteptată ar trebui investigată, nu ignorată. Este posibil ca materialul să fi scăpat, să fi rămas atașat de echipament, să se fi pierdut în timpul transferului sau să fi fost cântărit incorect.

Pentru lucrările formale de control al calității, respectați cerințele de acceptare definite de procedura aplicabilă.

De ce poate analiza prin sită uscată să dea rezultate înșelătoare?

Când un test de sitare uscată dă un rezultat neașteptat, deschiderea sitei nu este întotdeauna problema.

În practică, primul lucru de verificat este cum s-a comportat materialul în timpul testului.

Aglomerarea poate face ca materialul să pară mai grosier

Să presupunem că mai multe particule fine formează un grup liber.

Grupul poate rămâne pe o sită relativ mare, chiar dacă particulele individuale ar putea trece prin ea. Distribuția raportată se deplasează apoi spre partea grosieră.

Acesta este unul dintre motivele pentru care cernerea uscată poate deveni nefiabilă pentru unele pulberi fine coezive.

Umiditatea poate schimba mișcarea particulelor

Chiar și o cantitate relativ mică de umiditate poate crește aderența în anumite pulberi.

Particulele se pot lipi unele de altele, pot adera la plasă sau se pot acumula în jurul deschiderilor. Testul măsoară apoi o combinație de dimensiune a particulelor și starea materialului.

Dacă o serie curge liber, iar alta ajunge umedă, compararea directă a celor două rezultate fără a lua în considerare starea probei poate fi înșelătoare.

Supraîncărcarea sitei restricționează accesul la plasă

Un strat gros de material împiedică toate particulele să ajungă eficient la suprafața sitei.

Acest lucru poate fi deosebit de important la sitele mai fine, unde rata de trecere este deja mai mică.

Adăugarea unei probe suplimentare poate părea o modalitate de a face testul mai reprezentativ, dar o sită supraîncărcată poate crea o altă sursă de eroare. Eșantionarea reprezentativă și încărcarea adecvată a sitei sunt două cerințe separate.

Plasa de blindare reduce suprafața deschisă efectivă

Particulele apropiate de dimensiunea deschiderii se pot bloca în plasă. Materialul lipicios sau coeziv poate, de asemenea, acoperi deschiderile.

Odată ce se întâmplă acest lucru, zona de cernere utilizabilă devine mai mică.

O sită poate fi încă etichetată cu deschiderea nominală corectă, dar materialul nu mai vede întreaga suprafață deschisă disponibilă la începutul testului.

Staticul poate reține pulbere fină pe sită

În cazul unor pulberi uscate și ușoare, particulele se pot agăța de plasă, cadru sau alte particule în loc să se miște liber.

Nu presupuneți că creșterea timpului de agitare va rezolva automat această problemă.

Prima întrebare ar trebui să fie dacă pulberea poate fi analizată în mod fiabil cu metoda uscată selectată.

Condițiile de testare nu sunt consistente

Modificarea cantității de probă, a timpului de agitare, a stivei de site sau a metodei de preparare între teste îngreunează comparația între loturi.

Acest lucru este important în special în controlul calității de rutină.

O procedură devine utilă atunci când condițiile de operare sunt definite și repetabile - nu atunci când fiecare operator ajustează testul până când rezultatul „pare corect”.

Aveți nevoie de ajutor cu cernerea uscată?

Dacă nu sunteți sigur dacă problema provine de la plasă, starea probei sau materialul în sine, trimiteți companiei Sanyuantang numele materialului, intervalul aproximativ al dimensiunilor particulelor, deschiderile sitei necesare, cantitatea de probă și o descriere a problemei.

Pentru pulberile dificile, informațiile despre umiditate, aglomerare, comportament static și metoda dumneavoastră de testare actuală sunt, de asemenea, utile. Echipa noastră poate analiza aplicația înainte de a discuta configurația sitei de testare sau a agitatorului.

Analiza cu sită uscată vs. Analiza cu sită umedă

Cernerea umedă nu trebuie tratată ca pasul următor automat ori de câte ori un test uscat este lent.

Motivul schimbării metodelor ar trebui să provină din comportamentul materialului și din cerințele de testare aplicabile.

Cernerea uscată este utilizată în mod obișnuit atunci când particulele se pot separa mecanic fără lichid. Cernerea umedă poate fi luată în considerare atunci când particulele fine rămân atașate de particule mai mari sau se aglomerează persistent în condiții uscate, iar metoda de testare specificată permite separarea asistată de lichid.

Lichidul în sine introduce o altă întrebare: este compatibil cu proba?

Un material se poate dizolva, umfla, reacționa sau schimba în alt mod atunci când este expus la un anumit lichid. În aceste cazuri, spălarea probei printr-o sită nu ar da neapărat un rezultat mai semnificativ.

Nu există o singură valoare a dimensiunii particulelor la care fiecare material trebuie să treacă de la analiza uscată la cea umedă.

Materialul, intervalul de măsurare necesar și standardul de testare contează împreună.

Ce standarde se aplică analizei prin sitare uscată?

Acesta este un domeniu în care diferite standarde sunt adesea amestecate.

ASTM E11 specifică cerințele tehnice pentru sitele de testare din țesătură metalică și sitele de testare. ISO 3310-1 specifică, în mod similar, cerințele tehnice și metodele de testare pentru sitele de testare fabricate din țesătură metalică.

Aceste standarde ajută la definirea echipamentelor de măsurare.

Nu există o procedură universală de analiză prin sitare uscată pentru fiecare material pulverulent sau granular.

Un material poate avea propriul standard de testare. ASTM B214, de exemplu, acoperă analiza prin sitare uscată a pulberilor metalice în condiții definite. Agregatele și alte materiale utilizează metode diferite.

Înainte de a stabili o procedură de control al calității, confirmați:

• ce standard se aplică materialului;
• modul în care trebuie preparată proba;
• ce deschideri ale sitei sunt necesare;
• cantitatea permisă de probă;
• condițiile de testare specificate;
• modul în care ar trebui raportate rezultatele.

Evitați să luați o procedură scrisă pentru un material și să o tratați ca regulă generală pentru altul.

Cum se calculează rezultatele analizei prin sită uscată?

Odată ce masa reținută pe fiecare sită este cunoscută, calculele de bază sunt simple.

Procent reținut

Procentaj reținut = (Masa reținută pe sită ÷ Masa inițială a probei) × 100

Procent cumulativ reținut

Adunați procentul reținut pe acea sită la procentele reținute pe toate sitele mai mari de deasupra ei.

Procentaj de trecere

Procentaj de promovare = 100 − Procentaj cumulativ de reținere

Dacă aveți nevoie de un exemplu complet de calcul cu o masă cu site multiple, consultați articolul nostru Analiza sitelor: Un ghid practic pentru testarea dimensiunii particulelor.

Ai nevoie de o sită mecanică?

Pentru teste ocazionale, cernerea manuală poate fi permisă de anumite proceduri. Pentru controlul calității de rutină, o sită mecanică ajută la aplicarea unei mișcări de testare mai controlate și reduce diferențele cauzate de agitarea diferită a stivei de către operatori.

Sita de laborator Sanyuantang este destinată măsurării distribuției dimensiunii particulelor în aplicații de laborator și de inspecție a calității, utilizând site de testare stivuite.

Echipamentul ar trebui selectat în continuare în funcție de metoda de testare.

Un agitator mecanic nu poate corecta:

• un eșantion nereprezentativ;
• o metodă de cernere uscată neadecvată;
• aglomerare excesivă;
• alegerea incorectă a sitei;
• site supraîncărcate;
• plasă deteriorată.

De aceea, în mod normal, întrebăm despre material și obiectivul de testare înainte de a discuta despre mașina în sine.

De la analiza prin sitare uscată la screening-ul industrial

Un rezultat al unei site de laborator poate fi util la planificarea screening-ului producției, dar cele două procese nu trebuie confundate.

Analiza prin sitare uscată vă arată cum este distribuită o probă mică prin anumite deschideri ale sitei.

O sită vibratoare industrială trebuie să separe continuu un material de producție.

Știind că un produs necesită o tăiere de 500 μm, de exemplu, nu îi spune unui producător de echipamente tot ce este necesar pentru a selecta mașina de producție.

Selecția ecranului industrial poate necesita, de asemenea:

• capacitatea necesară;
• densitatea în vrac;
• distribuția granulometrică a particulelor de furaj;
• umiditate;
• forma particulelor;
• numărul de fracții finite;
• comportamentul fluxului de materiale;
• problemele actuale de blocare a plasei.

Rezultatul analizelor de laborator ne oferă informații valoroase despre dimensiunea particulelor. Mașina de producție trebuie să gestioneze în continuare fluxul real de materiale.

Trimiteți cerințele dumneavoastră privind testarea dimensiunii particulelor

Dacă configurați o nouă procedură de analiză prin sitare uscată sau comparați opțiunile de site agitatoare de laborator , pregătiți următoarele informații:

• denumirea materialului;
• dimensiunea aproximativă a particulelor de furaj;
• deschiderile sau plasa sitei necesare;
• cantitatea de probă;
• numărul de fracții de mărime;
• umiditate sau starea materialului;
• standardele ASTM, ISO sau standardele interne de testare aplicabile, dacă sunt cunoscute;
• problema actuală de testare;
• fotografii sau videoclipuri, dacă sunt disponibile.

Pentru materiale dificile, o mostră poate fi mai utilă decât selectarea echipamentului doar dintr-un catalog. Sanyuantang oferă opțiuni de testare a materialelor pentru aplicații de screening și poate verifica comportamentul materialului înainte de finalizarea unei configurații.

Întrebări frecvente

Poate fi utilizată analiza prin sitare uscată pentru pulberi fine?

Da, dar dimensiunea particulelor nu determină în sine caracterul adecvat. Pulberile fine care rămân uscate și se separă liber pot fi testate prin cernere, în timp ce pulberile coezive, aglomerante sau sensibile la electricitate statică pot da rezultate înșelătoare. Intervalul util de testare trebuie determinat pe baza comportamentului materialului și a metodei de testare aplicabile.

Cât timp ar trebui să dureze o analiză prin sitare uscată?

Nu există un timp de cernere universal pentru fiecare material. Durata testului depinde de probă, dimensiunea particulelor, deschiderile sitei, încărcare, agitator și standardul aplicabil. Pentru controlul calității de rutină, utilizați metoda specificată și mențineți condițiile consecvente, în loc să prelungiți pur și simplu testul până când trec mai multe particule.

Care este diferența dintre analiza prin sitare uscată și cea umedă?

Cernerea uscată se bazează pe mișcarea mecanică pentru a separa particulele prin deschiderile sitei de testare. Cernerea umedă folosește un lichid compatibil pentru a ajuta separarea acolo unde este permis, în special atunci când particulele fine rămân aglomerate sau atașate în timpul testării uscate. Metoda corectă depinde atât de probă, cât și de procedura de testare aplicabilă.

Specifică ASTM E11 procedura completă de analiză prin cernere uscată?

Nu. ASTM E11 definește în principal cerințele pentru sitele de testare din sârmă țesută și sitele de testare. Procedura completă de testare poate proveni dintr-un alt standard specific materialului. Pulberile metalice, agregatele, solurile și alte materiale nu ar trebui testate automat folosind aceeași preparare, masă de probă sau condiții de cernere.

De ce rezultatul sitei uscate pare mai grosier decât mă așteptam?

Verificați proba înainte de a presupune că sita este greșită. Aglomerarea, umiditatea, particulele fine care acoperă particulele mai mari, obstrucționarea ochiurilor și încărcarea excesivă pot împiedica trecerea eficientă a particulelor mai mici. De asemenea, trebuie investigate sitele deteriorate și condițiile de testare inconsistente.

Pot fi utilizate datele analizei prin site uscate pentru a selecta o sită vibratoare industrială?

Poate oferi informații utile despre distribuția dimensiunii particulelor și dimensiunea țintă a tăieturii, dar nu este suficient în sine. Selecția mașinilor industriale depinde și de capacitate, densitatea în vrac, umiditate, forma particulelor, distribuția alimentării, numărul de fracții și comportamentul real de cernere al materialului de producție.

Concluzie

Analiza prin sitare uscată funcționează bine atunci când proba se poate separa liber, iar condițiile de testare corespund materialului și procedurii aplicabile. Dacă aglomerarea, aderența, umiditatea sau obstrucționarea persistentă a plasei încep să controleze rezultatul, simpla creștere a timpului de agitare nu este o soluție fiabilă.

Verificați mai întâi materialul, apoi metoda, starea sitei și setările de testare.

Dacă nu sunteți sigur dacă cernerea uscată este potrivită pentru pulberea dumneavoastră, Sanyuantang poate analiza materialul, dimensiunile sitei țintă și cerințele de testare înainte de a recomanda o configurație a sitei de laborator sau un test de material.