Analiza sitei: Un ghid practic pentru testarea dimensiunii particulelor

Analiza prin sită este o metodă practică pentru determinarea distribuției granulometrice a pulberilor, granulelor și altor materiale sub formă de particule.

Înainte de aplicarea metodei, este util să înțelegeți scopul analizei prin sitare în controlul calității și în deciziile de proces. Pentru testarea specifică nisipului, ghidul nostru de selectare a dimensiunilor ochiurilor pentru probele de nisip explică modul în care se raportează ochiurile, milimetrii și micronii.

Metoda este simplă: cântăriți o probă reprezentativă, treceți-o printr-o serie de site de testare cu deschideri progresiv mai mici, apoi cântăriți materialul reținut pe fiecare sită. Din aceste măsurători, puteți calcula procentul reținut, procentul cumulativ reținut și procentul de trecere pentru fiecare dimensiune a sitei.

Principiul este simplu. Obținerea unor rezultate fiabile nu este întotdeauna atât de simplă. Pregătirea probei, selecția sitei, încărcarea, timpul de testare, umiditatea și deschiderile blocate pot afecta rezultatul. Iar atunci când datele analizei sitei sunt utilizate pentru a selecta o mașină de cernere industrială, dimensiunea particulelor este doar o parte a situsului.

Acest ghid explică întregul proces, de la procedura de bază a analizei prin sitare și calcule, până la interpretarea rezultatelor pentru aplicații practice de screening.

Ce este analiza prin sită?

Analiza prin sitare este o metodă utilizată pentru a determina distribuția granulometrică a unui material prin separarea particulelor prin site cu dimensiuni de deschidere cunoscute.

Un test tipic utilizează mai multe site așezate vertical. Sita cu cea mai mare deschidere este plasată în partea de sus. Sub aceasta sunt instalate site din ce în ce mai mici, urmate de o cuvă colectoră în partea de jos. În timpul cernerii, particulele mai mici trec prin deschideri, în timp ce particulele mai mari sunt reținute. După test, materialul de pe fiecare sită este cântărit.

Rezultatul ne spune cum este distribuită proba originală în diferite intervale de dimensiuni ale particulelor.

De exemplu, dacă materialul trece printr-o sită de 1 mm, dar rămâne pe o sită de 500 μm, acea fracție se află aproximativ între cele două dimensiuni ale deschiderii sitei.

Acest lucru face ca analiza prin sitare să fie utilă pentru a verifica dacă un material pulverulent sau granular îndeplinește o specificație definită pentru dimensiunea particulelor.

De ce este importantă analiza prin sită?

În producție, analiza prin cernere este utilizată în mod obișnuit pentru:

• verificarea materiilor prime primite;
• compararea diferitelor loturi de producție;
• monitorizarea rezultatelor concasării sau măcinării;
• identificarea particulelor fine excesive sau a particulelor supradimensionate;
• verificați o specificație privind dimensiunea particulelor;
• evaluarea performanței unui proces de screening;
• furnizați informații despre dimensiunea particulelor înainte de selectarea echipamentului.

În loc să descrieți un material pur și simplu ca fiind „fin” sau „grosier”, puteți determina ce procent din probă se află deasupra sau dedesubtul unor deschideri specifice ale sitei.

Cum funcționează analiza prin sită?

Principiul de bază este separarea fizică prin dimensiunea particulelor.

O stivă tipică de site este aranjată astfel:

Proba este plasată pe sita superioară, iar stiva este supusă unei mișcări controlate de cernere. Particulele suficient de mici pentru a trece printr-o deschidere se deplasează către următoarea sită. Particulele care nu pot trece rămân pe acea sită. După o cernere suficientă, fiecare fracție reținută este cântărită separat.

Aceste ponderi sunt apoi utilizate pentru a calcula distribuția dimensiunii particulelor.

Echipament necesar pentru analiza sitei

O analiză de bază prin sitare necesită în mod normal următoarele echipamente:

Pentru teste ocazionale sau simple, sitele pot fi agitate manual, acolo unde metoda de testare aplicabilă permite acest lucru. Pentru testele de rutină, o sită mecanică poate reduce diferențele cauzate de utilizarea diferitelor mișcări de agitare sau a diferitelor condiții de testare. Cu toate acestea, echipamentul în sine nu garantează un rezultat precis. Eșantionarea și procedura de testare sunt la fel de importante.

Procedura de analiză prin sită: pas cu pas

Procedura exactă trebuie să respecte standardul de material aplicabil, metoda de testare sau procedura internă de control al calității.

O analiză generală prin sitare uscată poate fi înțeleasă prin următorii pași.

Pasul 1: Obțineți o mostră reprezentativă

Începeți cu o mostră care reprezintă efectiv materialul pe care doriți să îl evaluați.

Acest lucru este ușor de trecut cu vederea. Pulberile și granulele se pot separa în timpul transportului și depozitării. Particulele mai grosiere și particulele mai fine pot să nu rămână distribuite uniform în întregul recipient. Prin urmare, prelevarea materialului doar de la suprafață poate da un rezultat diferit față de testarea lotului complet.

Dacă este necesar, utilizați o metodă adecvată de eșantionare și de reducere a eșantionului înainte de începerea testului.

Pasul 2: Verificați starea materialului

Înainte de cernere, examinați proba.

• Este uscat și curge liber?
• Particulele fine se lipesc între ele?
• Există aglomerate vizibile?

Umiditatea și aglomerarea pot împiedica particulele individuale să treacă prin orificiile prin care ar trece în mod normal.

Prin urmare, unele metode de testare necesită uscarea sau o altă pregătire a probei înainte de analiza prin sitare. Urmați procedura specificată pentru materialul testat, mai degrabă decât să aplicați o singură metodă de preparare fiecărei probe.

Pasul 3: Selectați sitele de testare

Alegeți site cu deschideri care acoperă intervalul de dimensiuni ale particulelor pe care trebuie să le măsurați. Plasați cea mai mare deschidere în partea de sus și aranjați sitele rămase în ordine descrescătoare a dimensiunii. Tava se pune în partea de jos.

Scopul nu este de a utiliza cât mai multe site posibil. O serie de site utilă ar trebui să separe proba în fracții granulometrice semnificative.

Pasul 4: Cântăriți proba inițială

Măsurați și înregistrați masa probei înainte de cernere.

• De exemplu:
  • Masa inițială a probei = 500 g

Această valoare va fi utilizată ulterior pentru a calcula procentul de reținere și procentul de promovare.

Pasul 5: Încărcați stiva de site

Așezați proba pe sita superioară și instalați capacul. Evitați să puneți o cantitate excesivă de material pe sită. Când stratul de material devine prea adânc, particulele au mai puține șanse să ajungă la suprafața sitei. Acest lucru poate încetini separarea și poate afecta rezultatul final.

Dacă este necesar, împărțiți o probă mare în porții de testare adecvate, conform procedurii aplicabile.

Pasul 6: Executați testul de sită

Instalați stiva pe sita vibratoare și efectuați testul conform procedurii necesare.

Timpul potrivit pentru testare depinde de factori precum:

• dimensiunea particulelor;
• forma particulelor;
• proprietățile materialelor;
• deschiderea sitei;
• cantitatea eșantionului;
• standardul de testare aplicabil.

Mai mult timp nu este neapărat o metodă mai bună. Unele materiale friabile se pot descompune sub acțiune mecanică prelungită, modificând distribuția dimensiunii particulelor măsurate.

Pasul 7: Cântăriți fiecare fracție reținută

După test, îndepărtați cu grijă sitele una câte una. Colectați și cântăriți materialul reținut pe fiecare sită și în talerul de jos. Înregistrați fiecare valoare. În final, comparați masa totală recuperată cu masa inițială a probei.

O diferență semnificativă merită investigată. Este posibil ca materialul să se fi pierdut în timpul transferului, să fi rămas în echipament sau să fi fost cântărit incorect.

Dacă aveți întrebări despre cum să utilizați produsul, vă rugăm să ne contactați la Sanyuantang . Personalul nostru tehnic vă va ghida prin acest proces.

Calculul analizei sitei

Odată ce masele reținute sunt cunoscute, calculul analizei prin sita este relativ simplu.

Trei valori sunt de obicei utile:

• Procentaj reținut
• Procent cumulativ reținut
• Procentajul de trecere

Procent reținut

Utilizare:

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

Presupune:

• Eșantion inițial = 500 g
• Material reținut pe o sită de 1.00 mm = 75 g

Atunci:

(75 ÷ 500) x 100 = 15%

Prin urmare, 15% din proba inițială a fost reținută pe acea sită.

Procent cumulativ reținut

Procentul cumulativ reținut este suma procentului reținut pe o anumită sită și pe toate sitele mai mari de deasupra acesteia.

De exemplu, dacă:

• 5% este reținut la 2.00 mm
• 15% este reținut la 1.00 mm

atunci procentul cumulativ reținut la 1.00 mm este:

5% + 15% = 20%

Procentaj de trecere

Procentul de promovabilitate se calculează astfel:

Procentaj de promovare = 100 − Procentaj cumulativ de reținere

Dacă reținerea cumulată este de 20%, atunci:

Procentaj de promovabilitate = 100 − 20 = 80%

Deci 80% din probă trece prin deschiderea sitei.

Exemplu de analiză prin sită

Iată un exemplu simplu folosind o mostră ipotetică de 500 g.

Valorile de mai jos sunt doar pentru demonstrație de calcul.

Ce ne spune asta?

La sita de 500 μm, retenția cumulată este de 50%. Prin urmare, 50% din această probă exemplu trece de deschiderea de 500 μm.

La 1.00 mm, 80% trece.

Dacă o specificație de produs ar impune ca cel puțin 90% din material să treacă de 1.00 mm, această mostră ipotetică nu ar îndeplini cerința respectivă.

De aceea, procentul de promovabilitate este adesea mai util decât analizarea doar a greutății reținute.

Cum se citesc rezultatele analizei sitei

Un tabel de analiză prin cernere descrie distribuția particulelor, în loc să ofere o singură dimensiune a particulelor.

Să presupunem că o specificație spune:

Minim 95% trecând de 2.00 mm

Puteți compara procentul de trecere la 2.00 mm direct cu acea cerință.

Sau o specificație ar putea spune:

Maxim 10% reținut peste 1.00 mm

În acest caz, retenția cumulativă poate fi utilizată pentru a verifica materialul în raport cu limita.

O distribuție a dimensiunii particulelor poate, de asemenea, ajuta echipele de producție să înțeleagă ce se întâmplă în amonte.

De exemplu, o creștere a materialului supradimensionat poate indica o modificare a condițiilor de măcinare, concasare sau alte condiții de procesare. O creștere a particulelor fine poate indica o problemă diferită.

Rezultatul cernerii vă spune ce s-a modificat în distribuția dimensiunii particulelor. Determinarea motivului pentru care s-a modificat necesită cunoașterea procesului real.

Analiza cu sită uscată vs. Analiza cu sită umedă

Nu toate materialele ar trebui testate exact în același mod.

Analiza prin sită uscată

Cernerea uscată este potrivită pentru multe pulberi cu curgere liberă și materiale granulare care se pot separa fără lichid. Este simplă și permite recuperarea ușoară a fracțiilor reținute.

Analiza sitei umede

Unele particule fine tind să se aglomereze sau să adere la particule mai mari în timpul cernerii uscate. Acolo unde o metodă de testare aplicabilă o permite, cernerea umedă utilizează un lichid adecvat pentru a ajuta la dispersarea materialului și la deplasarea particulelor fine prin deschiderile sitei. Lichidul trebuie să fie compatibil cu cerințele probei, sitei și testului.

Cernerea umedă nu ar trebui aleasă pur și simplu pentru că cernerea uscată pare lentă. Metoda ar trebui să fie potrivită materialului și procedurii de testare aplicabile.

Standarde de analiză prin sită

Pentru lucrările de control al calității, sita în sine face parte din sistemul de măsurare.

Două standarde de referință frecvent sunt ASTM E11 și ISO 3310-1.

• ASTM E11 specifică cerințele pentru sitele de testare din sârmă țesută și proiectarea și construcția sitelor de testare utilizate pentru clasificarea materialelor după dimensiunea particulelor.
• ISO 3310-1 specifică cerințele tehnice și metodele de testare pentru sitele de testare fabricate din țesătură metalică.

Aceste standarde definesc în principal cerințele pentru sitele de testare. Nu trebuie confundate cu o procedură completă de testare pentru fiecare material. Metoda corectă de analiză a sitelor poate depinde de produsul sau industria testată. De exemplu, agregatele, pulberile și alte materiale pot avea propriile standarde de eșantionare, preparare și testare.

Verificați întotdeauna ce standard se aplică materialului dumneavoastră înainte de a stabili o procedură formală de testare.

Erori frecvente care afectează rezultatele analizei prin sitare

Analiza prin sită este suficient de simplă încât micile detalii sunt uneori ignorate. Aceste detalii pot conta.

Supraîncărcarea sitei

Prea mult material creează un strat gros peste plasă. Particulele pot să nu ajungă eficient la deschideri, ceea ce duce la o separare incompletă.

Eșantionare slabă

Nici măcar o cernere perfectă nu poate corecta o probă care nu reprezintă materialul original. Pentru materialele vrac, eșantionarea este adesea una dintre cele mai mari surse potențiale de eroare.

Umiditate și aglomerare

Particulele fine se pot lipi între ele și se pot comporta ca particule mai mari. Dacă se întâmplă acest lucru, distribuția măsurată poate părea mai grosieră decât distribuția reală a particulelor individuale.

Deschideri blocate

Particulele se pot bloca în plasă și pot reduce suprafața deschisă disponibilă. Acest lucru este vizibil mai ales în cazul particulelor apropiate de dimensiunea deschiderii sitei sau al materialelor care tind să se lipească.

Site de testare deteriorate

Deschiderile uzate, deformate sau deteriorate pot modifica tipurile de particule care trec prin ele. Prin urmare, sitele de testare trebuie inspectate și întreținute conform procedurii de calitate aplicabile.

Condiții de testare inconsistente

Modificarea timpului de testare, a cantității de probă, a stivei de site sau a condițiilor de agitare între probe îngreunează comparația. Consecvența este importantă atunci când analiza prin sitare este utilizată pentru controlul de rutină al calității.

Analiza prin sită vs. alte metode de analiză a dimensiunii particulelor

Analiza prin sită este utilă, dar nu este singura metodă de măsurare a dimensiunii particulelor.

Aceste metode nu produc neapărat rezultate direct interschimbabile, deoarece măsoară dimensiunea particulelor în moduri diferite.

Alegeți metoda în funcție de material, intervalul de dimensiuni necesar, specificații și scopul testului.

De la analiza prin sită la screening-ul industrial

Aici trebuie separate în mod clar testele de laborator de screening-ul producției.

Analiza sitei măsoară distribuția dimensiunii particulelor. O sită vibratoare industrială separă materialul în timpul producției.

Cele două sunt legate, dar nu sunt același proces.

Să presupunem că analiza prin sitare arată că o pulbere trebuie separată la 500 μm.

Asta nu înseamnă că este suficient să cunoaștem „500 μm” pentru a selecta o mașină de producție.

Pentru screening-ul industrial, Sanyuantang are nevoie în mod normal de informații suplimentare despre aplicație, cum ar fi:

Luați în considerare două materiale care necesită ambele separare la 500 μm.

• Materialul A poate conține doar 5% peste 500 μm.
• Materialul B poate conține 40% peste 500 μm.

Dimensiunea nominală de separare este identică, dar sarcina de ecranare este în mod clar diferită.

De aceea, Sanyuantang nu recomandă o sită vibratoare industrială bazată doar pe dimensiunea ochiurilor. Distribuția dimensiunii particulelor este un factor util, dar ar trebui luată în considerare împreună cu capacitatea reală și comportamentul materialului.

Pentru testarea dimensiunii particulelor în laborator, se poate utiliza o sită vibratoare cu o stivă de site de testare standard . Pentru producția continuă sau de capacitate mai mare, echipamentul de cernere trebuie selectat în funcție de condițiile reale de proces.

Întrebări frecvente despre analiza sitei

Ce este analiza prin sită?

Analiza prin sită este o metodă de testare a dimensiunii particulelor care separă o probă prin site de testare cu dimensiuni de deschidere cunoscute. Masa reținută pe fiecare sită este măsurată și convertită în procente pentru a descrie distribuția dimensiunii particulelor materialului.

Cum se efectuează o analiză prin sita?

Se prepară o probă reprezentativă, se cântărește, se aranjează site de testare adecvate de la cea mai mare la cea mai mică, se așează proba pe sita superioară, se efectuează procedura de cernere specificată, apoi se cântărește fiecare fracție reținută și se calculează rezultatele.

Cum se calculează procentul reținut?

Împărțiți masa reținută pe o anumită sită la masa inițială a probei și înmulțiți cu 100. Dacă se rețin 50 g dintr-o probă de 500 g, procentul reținut este de 10%.

Cum se calculează procentul de promovabilitate?

Mai întâi calculați procentul cumulativ reținut pentru sită. Scădeți această valoare din 100. De exemplu, dacă retenția cumulativă la o anumită deschidere este de 35%, atunci 65% din probă trece prin acea sită.

Cât timp ar trebui să dureze o analiză prin sita?

Nu există un timp de testare universal pentru fiecare material. Timpul de cernere trebuie să respecte standardul aplicabil sau procedura de testare validată și depinde de probă, deschiderea sitei, caracteristicile particulelor și echipamentul utilizat.

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

Cernerea uscată separă materialul care curge liber, fără lichid. Cernerea umedă folosește un lichid adecvat pentru a ajuta la dispersarea și trecerea anumitor particule fine sau aglomerate prin sită, atunci când metoda aplicabilă o permite.

Ce cauzează rezultate inexacte ale analizei prin sitare?

Cauzele frecvente includ eșantionarea deficitară, încărcarea excesivă a sitei, umiditatea, aglomerarea, deschiderile sitei blocate sau deteriorate, pierderea de material în timpul manipulării și condițiile de testare inconsistente. Întreaga procedură trebuie verificată atunci când rezultatele sunt neașteptat de diferite.

Poate analiza prin cernere să ajute la alegerea unei site vibratoare?

Da. Distribuția dimensiunii particulelor și dimensiunea necesară a tăierii sunt puncte de plecare utile. Selecția sitei vibratoare industriale necesită, de asemenea, informații despre capacitate, densitatea în vrac, umiditate, forma particulelor, caracteristicile materialului și procentul de material apropiat de dimensiunea de separare necesară.

Concluzie

Analiza prin sitare transformă o probă în date utile privind dimensiunea particulelor. Un rezultat fiabil depinde nu numai de cântărire și calcul, ci și de eșantionarea reprezentativă, site de testare adecvate și condiții de testare consistente.

Pentru screening-ul producției, analiza este un punct de plecare mai degrabă decât o specificație completă a echipamentului. Sanyuantang utilizează informații despre dimensiunea particulelor împreună cu capacitatea și caracteristicile materialelor atunci când evaluează o soluție de screening potrivită pentru o aplicație.

Despre Sanyuantang

Sanyuantang s-a concentrat pe soluții de sortare și transport încă din 1994. Pentru testarea dimensiunii particulelor și proiectele de sortare a producției, inginerii noștri analizează datele de testare, capacitatea, densitatea în vrac, umiditatea și comportamentul materialului înainte de a recomanda echipamente.

Aflați mai multe despre Sanyuantang sau consultați mașinile noastre industriale de cernere.

Discutați despre cerințele dvs. de screening

Trimiteți-ne numele materialului, distribuția dimensiunii particulelor, dimensiunea necesară a tăieturii, densitatea în vrac, umiditatea și capacitatea țintă. Echipa noastră de vânzări și inginerie poate analiza datele și vă poate oferi recomandări privind oportunitatea testării în laborator sau a unui test de screening pentru producție.

Referințe tehnice

• ASTM C136/C136M: Analiza prin sitare a agregatelor fine și grosiere
• ASTM E11: Pânză de sită de testare din sârmă țesută și site de testare
• ISO 3310-1: Site de testare din țesătură metalică