Témata
Reklama

Vyhodnocování čistoty povrchu

Možnosti kontroly čistoty povrchu z hlediska mastných a prachových nečistot se rozšířily o metodu kontinuálního skenování v reálném čase. Metoda doplňuje již existující statický způsob detekce a přináší možnost snadné a rychlé namátkové kontroly komplexních kovových výrobků a součástí. Její univerzálnost dovoluje použití přímo v provozu, není zapotřebí žádné testovací temné komory, ani laboratoře.

Celkovou kvalitu výrobků a zařízení podmiňuje jak samotné technické řešení, tak především technologické zpracování. Pro vysokou užitnou hodnotu výrobků je podstatná kvalita povrchové úpravy.

Reklama
Reklama

Důležitost odvětví – kontroly čistoty povrchu

Měření, zkušebnictví a optimalizace technologických procesů představuje zásadní složky pro zlepšení kvality i v oboru povrchových úprav. Optimální provedení této úpravy je podmíněno řízením kvality při výrobě, konečnou výstupní kontrolou i následným ověřením spolehlivosti a životnosti. Účinné uplatnění zásad řízení kvality a optimalizace výrobních procesů je závislé především na znalostech a zvládnutí dílčích procesů. Mezi procesy, které nejvíce zasahují do kvality povrchových úprav, patří především procesy předúprav povrchu, konkrétně procesy čištění (odmašťování).

Obr. 1. Kontrola součásti po provedení odmaštění – odhalení zbytků mastných nečistot

Příspěvek pojednává o nových možnostech optimalizace procesu čištění, resp. odmaštění, zavedením tzv. C&C systému pro technologie předúprav povrchů. Zkratka C&C „Cleaning and Control“ znamená spojení procesu odmašťovací technologie s její účinnou kontrolou. Vzniká tím systém, kde jsou procesy odmašťování a jejich parametry kvality plně pod kontrolou technologa.

Metody stanovení velikosti mastného znečištění

Pro stanovení stupně čistoty upravovaných součástí existuje řada metod. Metody pro stanovení stupně čistoty povrchu, nebo čisticí schopnosti používaných způsobů a přípravků čištění je možné rozdělit na metody přímé a nepřímé. Přímé metody slouží k detekci zamaštění přímo na analyzovaných součástech, zatímco nepřímé metody využívají možnosti detekce nečistoty pomocí kontrolního rozpouštědla. To extrahuje podíl kontaminujících látek z povrchu měřené součásti a podíl znečištění se z něj následně analyzuje. Přímá metoda je vhodnější pro průmyslové využití než metoda nepřímá, která je svojí časovou náročností a nároky na pomocnou látku z hlediska praktické použitelnosti méně výhodná.

Výstup sekvenční metody detekce mastných nečistot. Zde konkrétně otisk lidského palce na hladkém AlMg3 plechu

Pro kontrolu čistoty odmašťovaných součástí existuje mnoho přímých i nepřímých metod, avšak většina z nich je buď jen orientační a málo přesná, nebo velmi zdlouhavá a použitelná pouze v laboratorních podmínkách. V technické praxi se častěji využívá metod přímých, jelikož dochází k měření přímo na zamaštěných součástech s okamžitým vyhodnocením.

Pro snadnou a rychlou detekci stupně čistoty povrchu je možné použít přímou metodu založenou na principu luminiscence. Této metody využívá i nové bezkontaktní zařízení pro nedestruktivní detekci nečistot Recognoil od firmy TechTest, s. r. o.

Přístrojová detekce mastných nečistot

Podstatou principu detekce je vyvolání luminiscence kontaminujících látek, její zachycení a následné vyhodnocení pomocí speciálního softwaru. Toto zařízení umožňuje detekci všech typů nečistot (např. maziv a olejů se syntetickou složkou), které vykazují luminiscenci. Tato vlastnost znečisťujících látek je mimo jiné dána počtem konjugovaných dvojných vazeb a rozvětvením uhlíkatého řetězce. Tyto látky mají předpoklad dostatečné luminiscence a jsou snadno využitelné pro detekci pomocí tohoto zařízení. Obecně slabší luminiscenci mají látky s malým počtem konjugovaných dvojných vazeb a malým rozvětvením uhlíkatého řetězce, jako např. bílé medicinální oleje (čistý parafín), silikonové oleje atd. V těchto případech je nutné použití luminiscenčního činidla.

Princip funkce kontinuálního snímání s odfiltrováním okolního světla

Výše zmíněný způsob detekce poskytuje přímý výstup hodnoty kvality odmaštění podle potřeby povrchových úprav i dalších oborů. Nový, velmi citlivý přístroj s sebou přináší zcela nové možnosti analýzy mastnoty, které do této doby nebylo možné kvantitativně ani kvalitativně, natož obrazově dokumentovat. Zařízení umožňuje dva režimy detekce. První, základní mód umožňuje pouze kvalitativní vyhodnocení, jehož výsledek vizuálně posuzuje obsluha detektoru. Druhý mód na základě srovnávací kalibrace umožňuje detekci jak kvalitativní, tak i kvantitativní, při znalosti konkrétního druhu znečištění. Základem kvantitativního režimu je matematický model konkrétní nečistoty, s jehož pomocí je převedena „mapa“ intenzit luminiscence na tloušťky vrstvy. Zhotovení matematického modelu je možné díky výslednému číselnému vyjádření luminiscence měřeného povrchu při různém, definovaném stupni zamaštění (tzv. srovnávací kalibrace). Konečným výstupem, kromě tloušťky vrstvy znečištění, může být i číselná hodnota průměrné plošné koncentrace snímané plochy. Rozměry snímané plochy jsou maximálně 40 x 30 mm, je však možné tuto plochu upravit podle potřeby, podle rozměrů aktuálně snímaného předmětu. Toto zařízení umožňuje sekvenční (statickou) a kontinuální detekci nečistot.

Sekvenční metoda

Standardně používaná „statická“ sekvenční metoda detekce je vysoce citlivou metodou pro skenování plochých povrchů. Provádí se přiložením ručního detektoru na předmět zkoumání a stlačením spouště. Po dobu expozice (50 ms až maximálně 9 sekund, podle požadované citlivosti) musí zůstat přístroj nehybně ve výchozí poloze, zatímco software řídí celý proces expozice, provádí analýzu luminiscence nečistot a její vyhodnocení ve formě obrazových dat uloží. Výsledkem je zaznamenaný obraz detekovaného povrchu s viditelnou „mapou“ intenzit luminiscence nečistot. Tato intenzita udává, kde se mastnota nachází.

V případě, že známe druh aktuálně kontaminující látky, u které byla laboratorně provedena srovnávací kalibrace a její data jsou uložena v databázi nečistot, je možné stanovit konkrétní hodnotu tloušťky nečistoty, popřípadě průměrnou plošnou koncentraci vztaženou na celkovou snímanou plochu.

Nová kontinuální metoda

Nový způsob skenování v reálném čase lze využít jak při kontrole rovných ploch, tak i v případě složitých a členitých předmětů. Přístroj přibližně desetkrát za vteřinu ozařuje povrch a porovnává ho s „mezisnímkem“ povrchu bez ozáření. Mezitím probíhá vyhodnocení těchto dat, jehož výsledkem je přenos obrazových dat map intenzit luminiscence v reálném čase (ve formě videa) na displej notebooku nebo tabletu. Tato mapa přehledně zobrazuje, kde se mastnota nachází.

Tuto detekci je možné využít například pro namátkové kontroly povrchů se zaměřením na mastné, ale i prachové nečistoty, při defektoskopii, lze jej napevno nainstalovat na produkční lince a v neposlední řadě lze použít i k lokalizaci daktyloskopických stop.

Ukázky jednotlivých snímků z kontinuálního měření v reálném čase

Kontinuální detekce je velice univerzální metodou a lze ji využít přímo za provozu, protože nevyžaduje žádné speciální světelné podmínky. Při stlačení a držení spouště probíhá nepřetržitá aktualizace obrazu, ručním detektorem lze objekt naskenovat, a tudíž důkladně zkontrolovat ze všech směrů.

Kontrola kvality odmaštění

Využití zařízení Recognoil lze nalézt především v kontrole kvality odmaštění v průmyslových aplikacích, kde jsou kladeny vysoké požadavky na čistotu povrchu. Toto zařízení je možné využít i pro detekci vad při svařování a kontrolu vrstev nanesených konzervačních prostředků. Speciálním využitím je zajišťování daktyloskopických stop a detekce čistoty ve zdravotnictví, popřípadě všude jinde, kde lze využít detekci na principu luminiscence látek.

Pro zajištění potřebné kvality povrchových úprav strojních součástí je nutné zabezpečit dokonalou čistotu povrchu. Nejdůležitější operací v technologickém procesu povrchových úprav je operace odmašťování. Čistota povrchu je dosahována nejen volbou technologií odmašťování, ale i volbou prostředků a optimalizací parametrů. Proto je důležité věnovat procesu odmašťování vždy náležitou pozornost.

Důležitým faktorem a stupněm kvality analýzy je dosažitelná čistota povrchu. Pro kontrolu čistoty povrchu je proto vhodné použít detekční zařízení Recognoil, které je schopno zaručit kontrolu odmaštění součástí v reálném čase a při poruše ihned upozornit na chybu a zamezit tak případným škodám. Tato progresivní detekční metoda, pracující na principu luminiscence, umožňuje kontrolovat technologický proces odmašťování a případně volit optimální parametry odmašťovacích lázní, což se projeví na prodloužení jejich životnosti, na snížení doby odmašťovacích operací a tudíž i na snížení výrobních nákladů.

Ing. Jan Kudláček, Ph.D.
Ing. Petr Chábera

TechTest

petr@chabera.com
jan.kudlacek@fs.cvut.cz

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 130546
Datum: 07. 05. 2013
Rubrika: Komerční příloha / Povrchové úpravy
Autor:
Firmy
Související články
Analýza tloušťky pokovení ručním spektrometrem

Příspěvek pojednává o možnostech ručního spektrometru Delta pracujícího na principu ED-XRF (energiově disperzní rentgenové fluorescenci) a jeho možnostech analýzy tloušťky galvanických vrstev.

Lze zastavit časový rozvoj opotřebení řezných nástrojů?

Je to noční můra výrobců řezných materiálů, ale sen jejich uživatelů. Ve své podstatě již Taylorovy konstanty cT vyjadřují velkoryse čas obrábění řeznou rychlostí 1 m.min-1 (řádově 109÷1013). Ten však představuje v extrémním případě fantastických 19 milionů let obrábění – 24 hodin denně, 365 dnů v roce. To se však nestane, protože se nástroj zničí mnohem dříve jinými mechanismy opotřebení.

Směry vývoje kontroly povrchu

Zvýšení rychlosti kontroly a rozšíření možností aplikace metrologických prostředků a systémů v praxi patří k současným vývojovým trendům měření a hodnocení kvality povrchu. Pokrok v kontrole povrchu je představen na novinkách v optickém interferometrickém měření, které v uplynulém období zaznamenalo velmi intenzivní rozvoj.

Související články
Koroze kovů ve výrobním procesu a při exportu

V procesu, který začíná příjmem kovových polotovarů a končí hotovým produktem dodaným zákazníkovi, je velké množství rizik, která mohou negativně ovlivnit konečnou kvalitu a vzhled výrobku. Z hlediska balení a protikorozní ochrany s využitím odpařovacích inhibitorů koroze (VCI - vapor/volatile corrosion inhibitor) je klíčový především stav povrchu baleného kovu neboť v případě přítomnosti vody, mastnoty, nečistot a reziduí procesních kapalin na povrchu výrobku, nemohou inhibitory proniknout až ke kovu (potažmo k primární oxidační vrstvě), povrch úspěšně pasivovat a chránit před korozí.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Korozní problémy při spalování biomasy a komunálního odpadu

Kotle pro spalování biomasy jsou určeny buď ke 100% spalování biomasy, nebo ke kombinaci biomasa - uhlí. V současné době se spaluje především dřevní štěpka, ale přechází se i na spalování zemědělských produktů (sláma, otruby, seno, slupky, oříšky). Předpokládá se i spalování energetických rostlin (šťovík, laskavec, topolovka, mužál). Ve srovnání s dřevnými štěpky se jedná o suroviny s vyššími obsahy chlóru a síry a jejich sloučeniny ve spalinách zvyšují korozní problémy teplosměnných ploch kotlů.

Koroze a ochrana proti korozi zásobníku na kapalná paliva

Surová ropa je směsí různých uhlovodíků, které samy nevyvolávají korozi kovů a slitin. Surová ropa obsahuje ale také vodu, některé soli (chlorid sodný, chlorid vápenatý a chlorid hořečnatý), sulfan (sirovodík) a mikroorganismy. Tyto kontaminanty jsou obsaženy v surové ropě ve velmi malých koncentracích (1-3 % hmotnostních) a působí korozí dna zásobníků, pontonů, střech a nikoliv jejich stěn.

Nová dimenze v tryskání malých dílů

Inteligentním řešením detailů a použitím osvědčených komponent zajišťuje inovativní Multi-Tumbler Rösler dosud nikdy nedosaženou bezpečnost procesu při bubnovém tryskání dílů.

Komplexní způsob kontroly procesu odmaštění

Článek pojednává o možnostech komplexní kontroly procesu odmaštění v průmyslových aplikacích, tj. především o možnostech kontroly stavu povrchu výrobků před procesem odmaštění a po něm a o kontrole stavu odmašťovacích kapalin pomocí UV-VIS spektroskopie.

Kompozitní galvanické povlaky

Stále se zvyšující požadavky na vlastnosti povrchů urychlily vývoj slitinových povlaků kombinovaných s povlaky kompozitními, čímž se vzájemně kombinují a rozšiřují výhody a možnosti nových povlaků.

Optimalizace omílání lisovaných dílů

Investicí do nového průběžného omílacího zařízení zvýšil podnik s mezinárodní působností v oblasti lisovací techniky svoji kapacitu v opracování povrchu o asi 15 % a tím současně snížil náklady.

Laserová i optická řešení a mnohem více

Pravidelné podzimní dny otevřených dveří uspořádala pro své současné i potenciální zákazníky koncem září společnost Lascam systems. Po tři dny mohli zájemci o laserové technologie navštěvovat showroom dceřiné společnosti Elya Solutions v Horních Počernicích, kde bylo v provozu více než sedm různých aplikací dceřiných i zastupujících společností. Jednotlivá stanoviště prezentovala široké portfolio aplikací a služeb, jež integrátorská společnost Lascam nabízí.

Trendy ve světě přesné měřicí techniky

Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

Akademici a (nejen) technika

Spolupráce akademické a komerční sféry. Těchto pět slov v sobě bez nadsázky zahrnuje budoucí prosperitu naší země. Akademická sféra, včetně univerzit, totiž disponuje vynikajícími mozky, jejichž práce však byla v minulosti často „jen“ výzkumem pro poznání. Přitom na kvalitní výzkum je potřeba stále větší množství financí a těch se dnes často nedostává. Komerční sféra naopak financemi disponuje, ale aby ustála zesilující tlak konkurence, potřebuje získávat další a další know-how čili právě výsledky výzkumu. V čem je úhel pohledu na tuto problematiku z obou stran stejný a v čem se liší?

Zvýšení přesnosti a univerzálnosti měření charakteristik povrchu

K úspěšnosti předního výrobce měřicí techniky společnosti Taylor Hobson Ltd., Velká Británie, kterou v České republice a na Slovensku zastupuje firma Imeco TH, s.r.o., přispívá i těsná spolupráce s uživateli a reakce na současné potřeby průmyslu. Taylor Hobson se proto zaměřil na dominantní prvky výrobních procesů, které jsou rozhodující pro řízení kvality v přesném průmyslu. Poslední vývoj měřicí techniky pro měření charakteristik povrchu přinesl několik novinek, které najdou uplatnění tam, kde přesnost, rychlost a univerzálnost prostředků kontroly hrají klíčovou roli.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit