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改变方法来确定筛网规格

作者:   |  发表于:2013-04-01   |  关键词:

筛分过程是测定粒径分布的费力工作。在5000多年前埃及人就用它来给谷物评级。先进的激光衍射和影像分析技术带来了分析粒径的新方法,然而筛分仍是被最广泛使用的方法。该方法有重要的经济方面的优势和容易实施。有时将筛分称为粒径分析中的“灰姑娘”,因为它需要做大量的工作而几乎没有得到信任。

有时筛分形象会受到质量有问题的筛网和错误分析的影响。目前全世界有数百万的筛网在使用,该方法仍旧是测量粒径的最便宜的方法 - 有相当可观的利润。

克服筛子质量问题一直是ASTMISO以及其他的国家特殊团体之类的标准化组织早期的和持续努力的范围。部分问题是因为大多数筛分使用金属筛网来完成筛选过程,在整个筛子上保持精准的开孔是一个有难度的工艺。标准的制定是为了确保框架能均匀地把住筛网,确保安装时筛网的紧固程度和将筛孔在可受的偏差内固定。

筛网的适宜性评定可用光学显微镜辅助的检查结果来说明。发布的标准规定了开孔大小的平均偏差和检查的开孔的最大允许尺寸。通过对这些数据进行处理来决定筛网的通过或不通过情况。


过程中的问题

确定筛子中筛网是否适合的过程,要求以规定的方式在所描述的区域内测量所选取的筛孔的大小。所选择的筛孔数量要在检查时间和覆盖范围之间达到合理平衡,对于给定尺寸的筛孔,所选择的筛孔数量低于总筛孔数量的0.001%。对于较低的微米级筛孔,可接受的偏差允许超过规定的标准筛网孔径的20%

在进行全面认证时,要制定一个包含所有测量详细数据、平均值和偏差的文件。文件指出通过/未通过的结果。

直到最近,2009年的ASTM标准才被采用,其中有一次性通过/未通过的要求。一家筛网生产商提出了更严格的规范。它就是中点筛网,即要证明筛网位于发布的允许偏差的中部。

新的ASTM标准规定了筛网的三种规格等级。检查结果要经过严格的统计分析,并规定了最大标准偏差、最大的平均数据偏离值和单个开孔的最大标准值。这种检查过程称为认证过程,能筛选出质量较差的筛网。

这种认证过程确实为溯源提供了基础,能保证不使用质量较差的筛网。然而,它确实不能对实际测试时筛网的性能给出可靠预言。当筛孔大小值降低时,需要检查的小的开孔样品数和较宽的可接受偏差值在增加,这为任何两个相同标准孔径的筛网给出了较宽的性能差异范围。

通常由用户进行的校准过程都是有关性能的。在该过程中将筛网的性能与标准筛进行比较,或与用标准材料进行测试得到的结果进行比较。就是通过这一步来确定筛网的性能。


新的理念和方法

正如所注意到的,筛网的标准尺寸规格和最大允许开孔之间存在大的差距。例如,在最新的ASTM标准中,63微米的筛网,单个开孔的最大值可以是89微米;超过了40%多。如果用途是为了筛选出大尺寸的污染物或者在筛网上保留的物质的量的规定是一个关键值时这一点就非常重要。


更有用的预测筛网性能的方法是“有效孔径”。使用校准球体的理念已经有一段时间了,但由于精密度的限制没有被广泛使用。白宫科技处及其管理部主管Graham Rideal博士承担了设计用玻璃微球来得到一致的和有效的筛网孔径信息方法的任务。在超过3年的研究中,公司设计了一种系统,该系统能生成较小尺寸的在规定粒径的±1微米以内的微球。

他们也研究出了一种校准方法,适用于大部分经常使用的筛网孔径,该方法使用含有已知微球粒径分布的规定质量的微球样品。将微球样品放在待校准的筛上,摇动约1分钟。通过测量这一过程后留在筛上的微球质量,就能计算通过的微球的百分数,该值可用来从校准曲线得到平均孔径。

使用这一方法,通过的球的质量即使存在5%的偏差,对于100微米以下的筛网,得到的孔径的差也只有1微米。这种方法不仅能有效地预测性能,而且得到的结果对孔径范围为20微米至3.35毫米的筛网有很好的准确性。

校准过程方便、快速,能在现场进行;不需要送到实验室。该过程提供的结果可溯源至大多数质量控制维护体系所需要的NISTNPL标准。


它的作用如何

为了最大地利用被我们称为“筛网质量测定的校准方法CMSQD”的优势,必须改变长期存在的惯例和想法。不是依赖附有丰富数据报告的校准过程,CMSQD只需要两分钟的过程。

当新的筛网交付时需要进行该过程。这种校准能得到“有效的平均孔径”。这样新筛网就有了操作性能参数值。该值出现变化是长期使用的结果,它为决定筛网是否需要更换提供了依据。

在开始CMSQD计划时,所有功能性筛网都应进行检查并记录平均孔径的差值。这为具有相同标准孔径,但实际的平均孔径却不同的筛网的实际性能比较建立了基准。现在不同筛网试验结果之间的差异与校准的平均孔径有关,这样就能确定可接受的孔径的限值。变成采用CMQSD方法的经济成本,不超过现有的成本。

转向采用CMQSD方法的好处包括能测定一个客观的、可溯源的筛网性能数值。该数值即平均孔径,第一次为在工作试验环境评价筛网性能提供了依据,是比较筛网磨耗情况的基准,可作为比较相同规格的多个筛网的参考值,所有这些的成本都不超过传统的认证费用。校准过程是如此简单,几乎不需要进行培训,完成校准所需要的时间以分钟计,而不是以小时计。


总结

筛分作为被广泛采用的粒径分析方法已持续了几个世纪。今天大部分筛子是由金属丝网构成,这是一种坚韧的物质,能形成均匀一致的孔径。过去,这些困难经常会导致出现质量较差的筛网以及对“灰姑娘”费力工作的名誉的毁坏。至少可后退至1985年,ASTM制定了金属筛网标准,指出了筛网开孔的可接受的偏差。筛网满足E11要求的证书可作为抵御以次充好产品的保单。

用户如果想了解筛网运行性能如何(用某些物质来校准)、是否通过认证,就需要将它与已知性能的筛网(标准筛)进行比较,或与用标准材料进行测试得到的结果进行比较。这些是能得到筛网性能估量值的最经常采用的方法,是用作质量控制时的测量方法。

严格的容限值和可溯源的玻璃微球的引进提供了一种可以用来完成校准任务的新方法。该方法不仅能完成比较任务,而且通过定义平均孔径引起了人们对其预期性能的关注。

这种手段是合适的,对筛网目前的认证和校准过程带来了深入的变化。现在通过简单、快速的一步就能消除麻烦的、耗时费钱的光学检查过程、准备过程、进行与标准筛的比较过程以及准备标准样品的过程。

总的来说,使用校准的玻璃微球是确定、测量和描绘筛网质量以及确定性能标准和进行测量的合理方法。






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