Otomatik Boya Hazırlama Sistemleri ile Tutarlı

«Otomatik Boya Hazırlama Sistemleri ile Tutarlı Boya Uygulamaları»
«Consistent Coating Application Through Automated Preparation»
Ziya Tanyeli
Christoph Genzler
(Foseco)
4.Oturum: Kalıp ve Maça Teknolojileri
4th Session: Mould & Core Technologies
Oturum Başkanı/Session Chairman: Dr. Türsen Demir (Çukurova Kimya End. A.Ş.)
Oturumlarda yer alan sunumlar 15 Eylül 2014 Pazartesi tarihinde kongre web sayfasına (kongre.tudoksad.org.tr) yüklenecektir.
OTOMATİK BOYA HAZIRLAMA SİSTEMLERİ İLE TUTARLI BOYA UYGULAMALAR
Ziya TANYELİ
FOSECO – TÜRKİYE
İçerik
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Günümüzde kullanılan boya ölçüm teknikleri
Günümüzde kullanılan boya ölçüm tekniklerini etkileyen faktörler
Günümüzdeki boya uygulama ve ölçme tekniklerinin sonuçları
Boya ölçme ve uygulamasını kolaylaştıran yöntem
Uygun yöntemi tayini ve ispatı
Pratik uygulama
3
Günümüzde uygulanan boya ölçüm teknikleri
Günümüzdeki Boya
Ölçüm ve Kontrolü
LABORATUAR BOYA RAPORU
1. NUMUNE TANIMLAMA
:
BOYA VERİ
BOYA İSMİ
:
SU / ALKOL
:
B ATCH
:
RENK
:
VİSKOZİTE (DIN q
4mm) (sn) :
Performansa etkileri
→ Akma Karakteri ve İnce partikül emilimi
KATI MADDE(%)
:
→ Gerçek koruyucu tabaka-film
BOME (° Bé)
:
→ Boya Yapısı
YOĞUNLUK (g/cm³)
:
→ YBK ile ilgili en iyi uygulanabilir ölçüm parametresi
ÇÖKELME (24h/%)
:
:
:
:
:
AKMA ÖZELLİĞİ
ISLATMA ZAMANI (CB, s)
FİLM KALINLIĞI
3s daldırma sonrası (CB, µm)
15s daldırma sonrası (CB, µm)
→ Akma uzunluğu + ıslatma zamanı sonucu
→ Maça taşıma ve elleçlenmesi için önemli bir parametre
→ Taşıyıcı sıvı penetrasyonu - yayılması
HALKA TESTİ (s)
3s daldırma sonrası (CB, µm)
15s daldırma sonrası (CB, µm)
→ Boya (süspansiyon) stabilitesi
:
:
Tüm ölçümler bir amaca hizmet eder–
:
:
Sürdürülebilir
Boya Film Kalınlığını
:
4
Günümüzde kullanılan boya ölçüm tekniğini etkileyen faktörler
Boya Ölçüm Tekniğini Etkileyen Faktörler
Sıcaklığın Yoğunluk – Viskozite Ölçümlerine etkisi
Viskozite ölçümü sıcaklığa yüksek oranda bağlılık gösterir. Sıvı her zaman bilinen ve aynı olan
sıcaklık etkisinde ölçülmelidir.
Pratik Yöntem: Boya Sıcaklığının her derece artışı viskoziteyi 10-15% oranında düşüş yönünde etkiler
5
Günümüzde kullanılan boya ölçüm tekniğini etkileyen faktörler
Boya Ölçüm Tekniğini Etkileyen Faktörler
6
Günümüzdeki boya uygulama tekniklerinin sonuçları
Boyanın Kontrol Ölçümleri ve Etkileri
VİSKOZİTE Din 4mm (s)
Boya Seyreltme Eğrisi
BOME (°Bé)
YAŞ BOYA KALINLIĞI (µm)
85
450
80
75
400
380 µ
70
350
65
310 µ
300
% / Be / sn
55
50
45
40
250
Viskozite ve Bome sadece boya film kalınlığını tahmin ! etmeye yarar.
200
35
29 Be
30
150
27 Be
25
20
100
16” (4)
15
µm Film Kalınlığı
60
15” (4)
10
50
5
0
0
79
64
57
53
49
80g Su + ... Boya
7
Günümüzdeki boya uygulama tekniklerinin sonuçları
Boya kontrol ölçümleri- Etkileri
100g Boya + ...g Su vs Kuru & Yaş film kalınlığı (µm)
Yaş
Kuru
1,300
400,0
1,283
362,5
1,265
325,0
1,248
287,5
1,230
250,0
1,213
212,5
1,195
175,0
Boya film kalınlığı [µm]
Yoğunluk [g/cm³]
Yoğunluk
Yoğunluk direkt olarak KURU ! Boya kalınlığı ile ilintilidir.
1,178
137,5
100g Boya + ...g su
1,160
25
100,0
30
35
40
45
50
55
8
Günümüzdeki boya uygulama tekniklerinin sonuçları
Boya Ölçümlerini Etkileyen Faktörler
Viskozite vs. Yoğunluk – Sıcaklıkla etkileşimi
Su ile yapılan ölçüm
1,40
Viskozite [mPas]
1,30
Yoğunluk (g/cm3)
Viskozite [mPas] - Yoğunluk [g/cm³]
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
Sıcaklık [°C]
0,20
-30
-20
-10
0
4
10
15
20
22
25
30
40
50
60
70
80
90
100
9
Günümüzdeki boya uygulama tekniklerinin sonuçları
Kontrolsüz boya uygulamaları sonucu karşılaşılabilecek hatalar
1- Kabuk – Dart – Scabbing
2- Damar Hatası – Fin – Veining
3- Sinter – Burn On
4- Gaz İnkilüzyonu – Gas Inclusion
5- Penetrasyon- Penetration
6- Boşa harcanan boya – Waste Coating
Damarlaşma Hatası- Veining
Sinter Hatası – Burn On
Kabuk, Dart Hatası - Scabbing
Gaz inklüzyonu- Gas Inclusion Penetrasyon - Penetration
10
Boya Uygulamasını Kontrol Altında Tutmanın ve
Kolaylaştırmanın Bir Yolu
11
Boya uygulamasını kolaylaştıran yöntem
OTOMATİK BOYA HAZIRLAMA SİSTEMİ ( CPP )
Video
12
Boya uygulamasını kolaylaştıran yöntem
BOYA ÇEVRİMİ: DALDIRMA TANKI
SEVİYE
PROBU
DALDIRMA TANKI
SABİT SEVİYEDE
TAŞAN BOYA
BOYA
HAZIRLAMA
TANKI
SEVİYEYOĞUNLUKTA
PROBU TAŞAN
BOYAYI
CPP YE
SABİT
BOYA
BESLEMESİ
GÖNDERMEK İÇİN 2.POMPAYI ÇALIŞTIRIR
13
Boya uygulamasını kolaylaştıran yöntem
BOYA ÇEVRİMİ: YIKAMA BOYA ÜNİTESİ
YIKAMA BOYAMA ÜNİTESİ
BOYA
HAZIRLAMA
TANKI
FAZLA BOYA
BOYA TOPLAMA TANKI SEVİYE
PROBU İLE DESTEKLENİR
SEVİYE PROBU TOPLANAN BOYAYI CPP YE
GÖNDERMEK
İÇİN 2.POMPAYI
ÇALIŞTIRIR
SABİT YOĞUNLUKTA
BOYA BESLEMESİ
14
Doğru İşlev ve Sistem Nasıl Belirlenir?
15
Uygun yöntemi tayini ve ispatı
Uygulama Teknikleri - Reoloji
• Değişik boya uygulama metotlarına göre boyanın değişik reoloji özelliklerine
sahip olması gerekir. Belirlenen akma karakteri Reometre kaydı olan bir akış
eğrisi ile yönetilir
• Akış eğrisi sıvının kesme hızıyla ilişkili olarak kesme gerilmesi altındaki
davranışını kaydeder.
• Tüm farklı uygulama prosesleri kendine has optimum uygulama tekniklerine
sahiptir. Bu yüzden çok ince ayarlı reçetelere gereksinim olup reçete çeşitleri
değişik akma ihtiyaçlarına göre azami bir büyüklüğe ulaşmıştır. Örneğin
daldırma boya tiksotrop yani kısa akma özellikli olmalıdır, Fırça boyama
içinse kayma özellikli plastiğimsi bir yapıya sahip olmalıdır.
• Tüm bu çalışmaların tek hedefi vardır: SABİT BOYA FİLM KALINLIĞI
16
Uygun yöntemi tayini ve ispatı
UYGULAMA TEKNİKLERİ - REOLOJİ
Orta düzey kesme, kayma oranları:  5 – 100 s-1.
Semco
Sil interm ediate shear rate
PID
W1151/4
PID
W1151/4
Semco
Sil interm ediate shear rate
6
0.4
0.36
5
Shear stress [Pa]
Viscosity [Pa.s]
0.32
0.28
0.24
0.2
0.16
0.12
0.08
4
3
2
1
0.04
0
0
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
shear rate [s-1]
shear rate [s-1]
Baume 41 T=5 C
Baume 35 T=5 C
Baume 30 T=5 C
Baume 41 T=5 C
Baume 35 T=5 C
Baume 30 T=5 C
Baume 41 T=20 C
Baume 35 T=20 C
Baume 30 T=20 C
Baume 41 T=20 C
Baume 35 T=20 C
Baume 30 T=20 C
Same data plotted in a different manner for clarity.
17
Uygun yöntemi tayini ve ispatı
UYGULAMA TEKNİKLERİ - REOLOJİ
Boya film ağırlığı*
Bome [Be°]
41
35
30
(41-30) [%]
20 C [g/m2]
416
324
287
-31
5 °C [g/m2]
360
294
260
-27
 [%]
-13
-9
-9
*: Daldırma süresi 6 sn, soğuk kutu test bar maçası, 120 C de kurutma
Sonuç:
Seyreltme 
 Boya film ağırlığı 
Sıcaklık 
 Boya film ağırlığı 
18
Pratikte Kullanımı – Dökümhane Ortamı ile Korelasyonu
Gösterdiği işbirliği için
Georg Fischer – Mettmann – Almanya
Teşekkür Ederiz
19
Pratik uygulama
+GF+ Dökümhanesinde çalışan CPP
+GF+ Dökümhanesinde çalışan daldırma tankı ve Manipülatör
20
Pratik uygulama
Pick Up Test
Prosedür:
• Standart t-bar kum maça test çubuğu soğuk kutu reçine yöntemi ile üretilir
ve boyasız olarak kayıt altına alınır.
• Bu test çubuğunun üretimi standart edilmiş olarak maça üretim
makinesindeki prosedüre göre takip edilir.
• Sabit daldırma zamanı ve hızı olan maça daldırma makinesine test bar
bağlanır ve boyaya daldırma işlemi uygulanır. Test numunesi boyaya
daldırıldıktan sonra ağırlığı ölçülür.
• Uygulama yapılan boyanın yoğunluğu piknometre aracılığı ile ayrıca
ölçülür.
• Maça üzerine yerleşen boyanın katı madde miktarı şu şekilde hesaplanır;
Katı Madde Miktarı = ( TB boyalı- TB boyasız ) x Yoğunluk
Boya Ayarlama – Daldırma Testi
• Sabit daldırma süresi ve sabit boya yoğunluğunun sonucu olarak sabit bir
film kalınlığını elde edilir.
• Otomatik boya hazırlama ünitesinin kullanılması ile yoğunluk sürekli kontrol
altında tutulur ve daldırma tankında kullanılacak manipülatör ile daldırma
zamanı işi sabit olarak kontrol altına alınabilmektedir.
• FOSECO +GF+ de 4 hafta süren deneme ve test çalışmalarından sonra
otomatik daldırma manipülatörünü dökümhaneye entegre etmiş ve uzun
süredir otomatik boya hazırlama ( CPP ) ile sorunsuz bir şekilde
kullanılmaktadır.
21
Pratik uygulama
Density
1,170
1,168
1,166
1,164
1,162
1,160
1,158
1,156
1,154
1,152
1,150
1,148
1,146
1,144
1,142
1,140
1,138
1,136
1,134
1,132
1,130
Uygulama
Aralığı
22
Pratik uygulama
23
24