Какова цель ситового анализа? Практическое руководство по контролю размера частиц.

Когда клиенты отправляют образцы материала в компанию Sanyuantang для сортировки, одним из первых вопросов, которые нас интересуют, является распределение частиц по размерам. Причем не только средний размер частиц. Нам нужно знать, сколько в них крупных частиц, сколько мелких, какой процент уже находится ниже требуемого размера и сколько материала необходимо отделить с помощью сита.

После определения цели следующим шагом является выполнение полной процедуры ситового анализа , включая отбор репрезентативной выборки, выбор сита, взвешивание, расчеты и интерпретацию результатов.

Именно в этом и заключается цель ситового анализа.

Ситовый анализ позволяет разделить репрезентативный образец материала с помощью ряда сит с известным размером ячеек. Взвешивая материал, оставшийся на каждом сите, можно определить распределение частиц по различным размерам.

Для лаборатории это данные о размере частиц.

Для инженера-технолога те же данные могут помочь ответить на гораздо более практический вопрос: соответствует ли материал техническим требованиям, и что делать, если нет?

Какова основная цель ситового анализа?

Основная цель ситового анализа — определение гранулометрического состава гранулированного или порошкообразного материала. Но измерение размера частиц — это только первый шаг. Полезность заключается в том, что можно сделать с полученным результатом.

Ситовый анализ может вам помочь:

• Определить процентное содержание крупных и мелких частиц;
• проверить, соответствует ли материал заданным параметрам размера частиц;
• сравнивать поступающее сырье от разных поставщиков;
• контролировать соответствие между производственными партиями;
• выявлять изменения в процессе дробления, измельчения или просеивания;
• оценить эффективность существующего процесса скрининга;
• определить подходящие размеры разделения для производственного просеивания;
• предоставляют полезные данные при выборе вибрирующий экран.

Это различие имеет значение.

Цель ситового анализа заключается не просто в разделении небольшого образца. Его цель — получить данные о размере частиц, которые можно использовать для принятия решений.

Например, стандарт ASTM C136/C136M использует ситовый анализ для определения гранулометрического состава мелких и крупных заполнителей. Полученные результаты затем могут быть использованы для оценки соответствия техническим требованиям и предоставления данных для контроля производства.

Простой пример: что на самом деле показывает ситовый анализ?

Предположим, у нас есть образец гранулированного материала массой 1,000 г.

После просеивания мы получаем следующие результаты:

Примерные данные приведены только для пояснения.

Теперь мы знаем гораздо больше, чем просто "этот материал имеет толщину около 1 мм".

Мы знаем это:

• 95% меньше 2 мм;
• 70% меньше 1 мм;
• 30% — это размер менее 500 мкм;
• 10% — это меньше 250 мкм.

В этом и заключается истинная ценность ситового анализа. Он превращает расплывчатое описание, такое как «мелкий порошок» или «материал размером 1 мм», в измеримую информацию.

Почему важно распределение частиц по размерам

Две партии могут содержать один и тот же материал и иметь одинаковый общий вес, но при этом вести себя совершенно по-разному в процессе производства.

Рассмотрим два следующих примера:

• Образец А: Большинство частиц имеют размер от 500 мкм до 1 мм.
• Образец B: Содержит смесь очень мелкого порошка, частиц размером 500 мкм и частиц размером более 2 мм.

Называя оба материала «порошком 1 мм», можно скрыть важную разницу.

Их текучесть, свойства при просеивании, упаковка, смешивание и последующая обработка могут отличаться.

Именно поэтому распределение частиц по размерам часто оказывается более полезным, чем простое числовое значение размера частиц.

Что могут указывать различные результаты ситового анализа?

Ситовый анализ не позволяет автоматически определить причину возникновения проблемы. Он показывает, где изменилось распределение частиц, что дает производственной команде полезную отправную точку для дальнейших исследований.

7 практических целей ситового анализа

1. Определите распределение частиц по размерам.

Это и есть основная цель.

Серия контрольных сит разделяет образец на фракции с различным размером частиц.

Основной расчет:

Процент оставшегося материала = (Вес, оставшийся на сите ÷ Общий вес образца) × 100

На основании этих данных можно рассчитать совокупный процент сдавших экзамены и процент успешно сдавших.

Вместо того чтобы описывать материал просто как «крупнозернистый» или «мелкозернистый», теперь вы можете использовать числовые значения для сравнения.

2. Проверьте, соответствует ли изделие техническим характеристикам.

Для многих продуктов установлены предельные значения размера частиц.

Например, в технической спецификации может быть указано:

• не менее 95% проходят через отверстие диаметром 2 мм;
• 60–80% частиц проходят через фильтр с размером пор 1 мм;
• не более 10% ниже 250 мкм.

После завершения ситового анализа измеренные значения можно напрямую сравнить с указанными пределами. Это делает тест полезным как для входного контроля материалов, так и для контроля качества готовой продукции.

Если вы закупаете материалы у нескольких поставщиков, тот же метод может помочь определить, сопоставимо ли фактическое распределение частиц у них.

3. Мониторинг стабильности от партии к партии.

Один тест позволяет оценить состояние одного образца.

Повторные испытания могут многое рассказать о производственном процессе.

Предположим, что в изделии обычно содержится 8–10% материала с размером частиц менее 250 мкм.

Затем результаты начинают меняться:

Важная информация здесь заключается не просто в том, что партия 05 содержит 15.3% мелких частиц. Сама тенденция полезна. Возможно, произошли изменения в сырье, процессе измельчения, системе обработки или процессе просеивания. Для рутинного контроля качества это одна из наиболее полезных функций ситового анализа.

4. Выявление проблем в процессе отбора.

Предположим, что вибрационный грохот на производстве разделяет материал с размером частиц 1 мм.

Теоретически:

Выходное отверстие большего диаметра: >1 мм Выходное отверстие меньшего диаметра: <1 мм

В реальных производственных условиях разделение редко бывает настолько идеальным.

Для проверки работоспособности образцы можно отбирать в трех местах:

Корм → Крупный → Недостаточный

Затем проведите ситовый анализ каждого образца.

Если в потоке крупнозернистого материала остается значительная доля частиц размером менее 1 мм, то происходит потеря ценного материала.

Если в потоке частиц меньшего размера обнаруживаются частицы размером более 1 мм, это может повлиять на качество продукции.

На этом этапе операторы могут провести расследование:

• состояние сетки экрана;
• ослепление экрана;
• скорость подачи;
• влажность материала;
• параметры вибрации;
• Загрузка экрана;
• Распределение материала по поверхности экрана.

Именно здесь лабораторный анализ гранулометрического состава частиц становится непосредственно полезен для производства.

5. Определите правильное открытие экрана.

Мы часто получаем запросы следующего содержания:

• «Мне нужен вибрационный грохот для порошка».

Для выбора экрана этой информации недостаточно.

Гораздо более полезный запрос выглядит так:

Имея эти данные, мы можем приступить к обсуждению собственно вопросов скрининга.

Анализ сита позволил нам определить не только желаемую размерность ячейки, но и ожидаемое количество материала, которое должно пройти через это отверстие. Эта информация важна при оценке площади сита и ожидаемой производительности.

6. Сравните сырье от разных поставщиков.

Предположим, что два поставщика продают один и тот же порошок.

В их технических характеристиках может быть указан одинаковый номинальный размер частиц, но ситовый анализ показывает:

В вашей производственной линии эти материалы могут вести себя по-разному.

Один поставщик может наложить больше штрафов. Другой может выставить на производственный контроль более крупный груз негабаритного размера. Это не означает автоматически, что поставщик А лучше поставщика Б.

Это означает, что теперь у вас есть фактические данные о размере частиц, позволяющие определить, какое распределение больше подходит для вашего процесса.

7. Предоставьте данные для выбора вибрационного грохота.

Здесь ситовый анализ напрямую связан с промышленным просеиванием.

Перед выбором оборудования инженерам компании Sanyuantang обычно требуется больше, чем просто номер сетки.

Полезная информация включает в себя:

• название материала;
• Распределение частиц по размерам;
• требуемый размер разделения;
• объемная плотность;
• влага;
• температура;
• текучесть;
• требуемая мощность;
• количество конечных фракций;
• склонен ли материал к агломерации или блокировке сетки.

Распределение частиц по размерам — это лишь одна, но важная составляющая этой картины.

Это помогает нам понять, что именно машина должна разделить.

От лабораторного ситового анализа до промышленного просеивания

Здесь важно отметить одно различие. Ситовый шейкер измеряет распределение частиц по размерам относительно небольшого образца. Промышленный вибрационный грохот разделяет производственный материал непрерывно или партиями.

Они родственники, но выполняют разные задачи.

Именно поэтому мы не рекомендуем выбирать промышленное сито, основываясь только на лабораторном показателе сита.

Этот тест показывает распределение частиц.

Производственное оборудование по-прежнему должно учитывать производительность, непрерывную подачу, влажность, форму частиц, засорение сита и физические свойства материала.

Какое сортировочное оборудование Sanyuantang подходит для каждого этапа?

Для анализа гранулометрического состава: ситовый шейкер Sanyuantang Lab Test.

Для лабораторного определения гранулометрического состава и рутинного контроля качества лабораторный ситовый шейкер Sanyuantang SY-200 / SY-300 предназначен для разделения мелкодисперсных образцов материала с помощью сит, расположенных друг над другом.

Это подходит, если ваша цель состоит в следующем:

• определить распределение частиц по размерам;
• сравнить производственные партии;
• проверять поступающие материалы;
• проверить соответствие заданным параметрам размера частиц;
• Перед выбором промышленного сита проведите тестирование образцов.

Лабораторный ситовый шейкер Sanyuantang поддерживает многослойную ситовую структуру, что позволяет измерять несколько фракций частиц за один анализ.

Для производителей, которые регулярно отслеживают размер частиц, это логичная отправная точка.

Перед проведением стандартного анализа необходимо убедиться, подходит ли образец для анализа методом сухого сита или требуется ли влажное просеивание для удаления агломератов или прилипших мелких частиц. Метод должен соответствовать образцу и применимой процедуре анализа.

Для общего просеивания продукции: роторный вибрационный грохот

После того как лабораторный анализ определит необходимый размер частиц, для классификации многих порошков и гранулированных материалов можно рассмотреть возможность использования роторного вибрационного грохота.

Типичные приложения включают в себя:

• пищевые порошки;
• химические порошки;
• пластиковые порошки;
• минералы;
• керамические материалы;
• удобрение;
• другие сыпучие гранулированные продукты.

Фактическая вместимость в значительной степени зависит от материала и требуемого размера ячейки сетки.

Именно поэтому мы предпочитаем оценивать материал, а не обещать производительность, основываясь только на диаметре станка.

Для мелкодисперсных или труднообрабатываемых порошков: ультразвуковое вибрационное сито.

Мелкодисперсный порошок создает другую проблему. По мере уменьшения размера частиц они могут агломерироваться, прилипать к сетке или блокировать отверстия сита. В таких ситуациях простое использование более мелкой сетки на обычном сите может не решить проблему. Ультразвуковое вибрационное сито добавляет ультразвуковую энергию к поверхности сита, что помогает уменьшить засорение сетки и улучшить прохождение мелких частиц.

В компании Sanyuantang мы используем реальные испытания материалов при оценке труднообрабатываемых мелкодисперсных порошков, поскольку два материала с одинаковым номинальным размером частиц могут вести себя совершенно по-разному на одной и той же сетке.

Размер частиц имеет значение. Но влажность, электростатические свойства, плотность, форма частиц и агломерация также важны.

Для классификации больших объемов: линейный или гирационный фильтр.

Когда материал относительно сыпучий, а процесс требует большей производительности или нескольких фракций по размеру частиц, более подходящим может быть линейный вибрационный грохот или гирационный/осциллирующий грохот.

Например, в производственном процессе может потребоваться:

Подача → >10 мм → 5–10 мм → 2–5 мм → <2 мм

Лабораторный ситовый анализ позволяет сначала определить количество материала в каждой фракции. Эта информация помогает оценить, как будет распределяться загрузка по каждому ситу. Это гораздо полезнее, чем выбор многоярусного сита без знания распределения подаваемого материала.

Рекомендуемый нами практичный рабочий процесс

Если вы пытаетесь решить проблему определения размера частиц в производстве, не начинайте с вопроса:

«Какой виброэкран мне следует купить?»

Начните с материала.

Практический примерный рабочий процесс выглядит следующим образом:

Шаг 1 — Определите необходимый продукт

Какой размер частиц действительно необходим для вашего конечного продукта?

Шаг 2 — Возьмите репрезентативную выборку

Образец для испытаний должен отражать обрабатываемый материал. Идеально проведенный тест на нерепрезентативном образце все равно даст вводящую в заблуждение информацию.

Шаг 3 — Проведите ситовый анализ

Измерьте процент частиц, оставшихся в фильтре и прошедших через соответствующие отверстия сита.

Шаг 4 — Сравните результат с вашими техническими требованиями.

Выявление негабаритных, допустимых товаров и наложение штрафов.

Шаг 5 — Рассчитайте фактическую нагрузку при сортировке.

Определите, какое количество подаваемого материала должно пройти через требуемое отверстие сита.

Шаг 6 — Оценка поведения материала

Проверьте влажность, плотность, агломерацию, статическое электричество, форму частиц и текучесть.

Шаг 7 — Выберите или протестируйте экран производственной среды.

Только сейчас выбор оборудования приобретает смысл.

Вкратце:

Образец → Ситовый анализ → Распределение частиц по размерам → Спецификация продукта → Требования к просеиванию → Выбор оборудования

Такая последовательность действий может предотвратить множество ошибок при выборе оборудования.

Когда ситового анализа недостаточно

Ситовый анализ полезен, но имеет свои ограничения.

Это особенно важно для очень мелких порошков.

Очень мелкие частицы могут:

• агломерат;
• прилипнуть друг к другу;
• несут электростатический заряд;
• прикрепиться к сетке;
• блокировать отверстия в экране.

Форма частиц также имеет значение.

Длинная частица может пройти через отверстие в одном положении, но остаться на сите в другом.

Влажность также может повлиять на результат.

Поэтому не следует предполагать, что результаты лабораторных исследований автоматически предсказывают возможности промышленного скрининга.

Стандарт ASTM C136/C136M является хорошим примером этого ограничения при испытании заполнителей: в стандарте отмечается, что точное определение материала мельче 75 мкм невозможно с помощью только этого метода, и предлагается другой метод испытания для этой фракции.

Урок прост:

Используйте тот метод тестирования, который подходит для данного материала и для решения, которое вам необходимо принять.

Какую информацию следует записывать во время ситового анализа?

Если вы используете ситовый анализ для контроля производства, а не для разового эксперимента, сохраняйте результаты в едином формате.

Полезной записью может быть следующее:

Сохранение этой информации значительно упрощает последующие сравнения.

Если проблема с производством возникнет через три месяца, исторические данные о размере частиц могут помочь определить, когда именно начались изменения.

Это одна из причин, почему ситовый анализ становится более ценным, когда его рассматривают как инструмент контроля процесса, а не как изолированный лабораторный тест.

Контрольный список результатов ситового анализа

Прежде чем принять результат, задайте себе вопрос:

• Была ли выборка репрезентативной?
• Были ли выбраны правильные отверстия сита?
• Были ли сита чистыми и неповрежденными?
• Было ли на одно сито загружено слишком много материала?
• Было ли время проведения теста достаточным для эффективного разделения?
• Произошла ли потеря материала во время транспортировки?
• Привела ли влага к слипанию частиц?
• Мелкодисперсный материал забил сетку?
• Соответствует ли окончательный вес извлеченного образца исходному?
• Соответствует ли метод испытания анализируемому материалу?

Если хотя бы на один из этих вопросов вы ответили «нет», повторный тест может оказаться более полезным, чем попытка интерпретировать сомнительные данные.

В заключение: ситовый анализ должен привести к принятию решения.

Итак, какова цель ситового анализа?

В самом простом случае, он измеряет распределение частиц по размерам.

Однако в реальном производстве его ценность простирается дальше.

Ситовый анализ помогает производителям понять свойства своего материала, проверить технические характеристики, сравнить партии, выявить изменения в технологическом процессе и оценить эффективность просеивания.

Для нас в компании Sanyuantang данные о размере частиц также являются одной из отправных точек для отбора сит.

Лабораторный ситовый шейкер может определить размер частиц.

Затем оборудование для предварительного просеивания продукции решает следующую проблему:

Как эффективно разделять частицы этих размеров при требуемой производственной мощности.

При выборе вибрационного грохота предоставление отчета о ситовом анализе вместе с названием материала, требуемым размером частиц, насыпной плотностью, влажностью и целевой вместимостью даст нашим инженерам гораздо больше полезной информации, чем простое указание размера ячейки.

FAQ

Какова основная цель ситового анализа?

Основная цель ситового анализа — определение гранулометрического состава образца в виде гранул или порошка. Результаты показывают, сколько материала задерживается на различных отверстиях сита и проходит через них, предоставляя измеримые данные для контроля качества и принятия решений по технологическому процессу.

Почему ситовый анализ важен в производстве?

Производители могут использовать ситовый анализ для проверки соответствия сырья и готовой продукции заданным параметрам размера частиц. Повторные испытания также могут выявить изменения от партии к партии и помочь определить проблемы в процессах измельчения, дробления, обработки или промышленного просеивания.

Каким образом ситовый анализ помогает при отборе зерен с помощью вибрационных сит?

Ситовый анализ показывает долю материала, находящегося выше и ниже требуемого размера частиц. Это помогает инженерам понять фактическую нагрузку на сито. Перед выбором оборудования также необходимо учитывать его производительность, влажность, плотность, форму частиц, текучесть и склонность к засорению сеткой.

В чём разница между ситовым анализом и просеиванием?

Ситовый анализ — это, главным образом, метод измерения, используемый для определения гранулометрического состава образца. Промышленное просеивание — это производственный процесс, при котором сыпучий материал непрерывно разделяется на необходимые фракции по размеру. Результаты лабораторных исследований могут предоставить полезную информацию для проектирования процесса просеивания в производстве.

Можно ли ситовым анализом определить точный размер каждой частицы?

Нет. Ситовый анализ классифицирует частицы в зависимости от того, проходят ли они через определенные отверстия сита или остаются на них. Он позволяет определить диапазоны размеров частиц, а не измерить точные размеры каждой отдельной частицы. Другие методы определения размеров частиц могут быть более подходящими для очень мелких материалов.

Почему два порошка с одинаковым размером ячейки сита могут просеиваться по-разному?

Размер ячейки сетки — лишь один из факторов. Влажность, форма частиц, плотность, электростатический заряд, агломерация и текучесть — все это может влиять на эффективность просеивания. Именно поэтому компания Sanyuantang рекомендует проводить фактические испытания материала для сложных задач, связанных с мелкодисперсными порошками, а не выбирать оборудование только по размеру ячейки сетки.

О Саньюаньтане

Компания Sanyuantang специализируется на решениях для просеивания и транспортировки с 1994 года. В проектах по определению гранулометрического состава и производственной сортировке наши инженеры анализируют данные испытаний, а также производительность, насыпную плотность, влажность и свойства материала, прежде чем рекомендовать оборудование.

Узнайте больше о компании Sanyuantang или ознакомьтесь с нашими промышленными сортировочными машинами.

Обсудите ваши требования к проверке.

Отправьте нам название материала, гранулометрический состав, требуемый размер частиц, насыпную плотность, влажность и целевую вместимость. Наша команда продаж и инженеров сможет проанализировать данные и посоветовать, целесообразно ли проводить лабораторные испытания или пробные производственные испытания.

Технические ссылки

• ASTM C136/C136M: Ситовый анализ мелких и крупных заполнителей
• ASTM C117: Материалы мельче 75 мкм после промывки
• ISO 3310-1: Испытательные сита для металлической проволочной сетки