Metody osiadania profili aluminiowych stosowanych w budownictwie obejmują zazwyczaj osiadanie ważące i osiadanie teoretyczne. Ważenie rozliczenie polega na zważeniu wyrobów z profili aluminiowych wraz z materiałami opakowaniowymi i wyliczeniu opłaty w oparciu o wagę rzeczywistą pomnożoną przez cenę za tonę. Teoretyczne osiadanie oblicza się poprzez pomnożenie teoretycznej masy profili przez cenę za tonę.
Podczas rozliczania ważenia występuje różnica pomiędzy masą faktycznie zważoną, a masą obliczoną teoretycznie. Istnieje wiele przyczyn tej różnicy. W tym artykule analizowano głównie różnice wagowe spowodowane trzema czynnikami: różnicami w grubości materiału podstawowego profili aluminiowych, różnicami w warstwach obróbki powierzchniowej oraz różnicami w materiałach opakowaniowych. W tym artykule omówiono, jak kontrolować te czynniki, aby zminimalizować odchylenia.
1. Różnice wagowe spowodowane różnicami w grubości materiału podstawowego
Istnieją różnice pomiędzy grubością rzeczywistą i teoretyczną profili, co skutkuje różnicami pomiędzy ciężarem zważonym i ciężarem teoretycznym.
1.1 Obliczanie ciężaru na podstawie różnicy grubości
Według chińskiej normy GB/T5237.1 dla profili o okręgu zewnętrznym nieprzekraczającym 100 mm i grubości nominalnej mniejszej niż 3,0 mm odchylenie przy wysokiej precyzji wynosi ±0,13 mm. Biorąc na przykład profil ramy okiennej o grubości 1,4 mm, teoretyczny ciężar na metr wynosi 1,038 kg/m. Przy dodatnim odchyleniu 0,13 mm ciężar na metr wynosi 1,093 kg/m, różnica 0,055 kg/m. Przy ujemnym odchyleniu wynoszącym 0,13 mm ciężar na metr wynosi 0,982 kg/m, różnica 0,056 kg/m. Obliczając dla 963 metrów, różnica wynosi 53 kg na tonę, patrz rysunek 1.
Należy zauważyć, że ilustracja uwzględnia jedynie różnicę grubości przekroju o nominalnej grubości 1,4 mm. Jeśli uwzględni się wszystkie różnice w grubości, różnica między zważoną masą a masą teoretyczną wyniesie 0,13/1,4*1000=93kg. Istnienie odchyleń w grubości materiału podstawowego profili aluminiowych określa różnicę pomiędzy ciężarem zważonym a ciężarem teoretycznym. Im grubość rzeczywista jest bliższa grubości teoretycznej, tym zważony ciężar jest bliższy ciężarowi teoretycznemu. Podczas produkcji profili aluminiowych grubość stopniowo wzrasta. Innymi słowy, zważona waga produktów wytworzonych w tym samym zestawie form początkowo jest lżejsza niż masa teoretyczna, następnie staje się taka sama, a później staje się cięższa niż masa teoretyczna.
1.2 Metody kontroli odchyleń
Jakość form do profili aluminiowych jest podstawowym czynnikiem wpływającym na kontrolę ciężaru profili na metr. Po pierwsze, należy ściśle kontrolować pas roboczy i wymiary technologiczne form, aby mieć pewność, że grubość wyjściowa spełnia wymagania, z dokładnością kontrolowaną w zakresie 0,05 mm. Po drugie, należy kontrolować proces produkcyjny poprzez odpowiednie zarządzanie prędkością wytłaczania i przeprowadzanie konserwacji po określonej liczbie przejść formy, zgodnie z wymaganiami. Dodatkowo formy można poddać azotowaniu w celu zwiększenia twardości pasa roboczego i spowolnienia przyrostu grubości.
2.Teoretyczna waga dla różnych wymagań dotyczących grubości ścianki
Grubość ścianek profili aluminiowych ma tolerancje, a różni klienci mają różne wymagania dotyczące grubości ścianki produktu. Zgodnie z wymogami tolerancji grubości ścianki teoretyczna waga jest różna. Ogólnie rzecz biorąc, wymagane jest występowanie tylko odchylenia dodatniego lub tylko odchylenia ujemnego.
2.1 Teoretyczna waga odchylenia dodatniego
W przypadku profili aluminiowych z dodatnim odchyleniem grubości ścianki, krytyczna powierzchnia nośna materiału bazowego wymaga, aby zmierzona grubość ścianki była nie mniejsza niż 1,4 mm lub 2,0 mm. Metoda obliczenia ciężaru teoretycznego z tolerancją dodatnią polega na narysowaniu wykresu odchyleń przy grubości ścianki wyśrodkowanej i obliczeniu ciężaru na metr. Przykładowo dla profilu o grubości ścianki 1,4 mm i tolerancji dodatniej 0,26 mm (tolerancja ujemna 0 mm) grubość ścianki przy odchyleniu środkowym wynosi 1,53 mm. Waga na metr tego profilu wynosi 1,251kg/m. Masę teoretyczną do celów ważenia należy obliczyć w oparciu o 1,251kg/m. Gdy grubość ścianki profilu wynosi -0 mm, ciężar na metr wynosi 1,192 kg/m, a gdy wynosi +0,26 mm, ciężar na metr wynosi 1,309 kg/m, patrz rysunek 2.
W oparciu o grubość ścianki 1,53 mm, jeśli tylko przekrój 1,4 mm zostanie zwiększony do maksymalnego odchylenia (odchylenie Z-max), różnica masy pomiędzy dodatnim odchyleniem Z-max a środkową grubością ściany wynosi (1,309 – 1,251) * 1000 = 58 kg. Jeżeli wszystkie grubości ścian mają odchylenie Z-max (co jest bardzo mało prawdopodobne), różnica masy wyniesie 0,13/1,53 * 1000 = 85 kg.
2.2 Teoretyczna waga odchylenia ujemnego
W przypadku profili aluminiowych grubość ścianki nie powinna przekraczać podanej wartości, co oznacza ujemną tolerancję grubości ścianki. Wagę teoretyczną w tym przypadku należy obliczyć jako połowę ujemnego odchylenia. Na przykład dla profilu o grubości ścianki 1,4 mm i tolerancji ujemnej 0,26 mm (tolerancja dodatnia 0 mm) teoretyczna waga jest obliczana na podstawie połowy tolerancji (-0,13 mm), patrz rysunek 3.
Przy grubości ścianki 1,4 mm ciężar na metr wynosi 1,192 kg/m, natomiast przy grubości ścianki 1,27 mm ciężar na metr wynosi 1,131 kg/m. Różnica między nimi wynosi 0,061 kg/m. Jeśli długość produktu obliczy się na jedną tonę (838 metrów), różnica w wadze wyniesie 0,061 * 838 = 51 kg.
2.3 Metoda obliczania ciężaru przy różnych grubościach ścianek
Z powyższych diagramów widać, że w tym artykule przy obliczaniu różnych grubości ścian zastosowano przyrosty lub zmniejszenia nominalnej grubości ścian, zamiast stosować je do wszystkich przekrojów. Obszary wypełnione ukośnymi liniami na schemacie reprezentują nominalną grubość ścianki 1,4 mm, natomiast pozostałe obszary odpowiadają grubości ścianek funkcjonalnych szczelin i żeberek, które różnią się od nominalnej grubości ścianki zgodnie z normami GB/T8478. Dlatego przy dopasowywaniu grubości ścianki skupiamy się głównie na nominalnej grubości ścianki.
Na podstawie zmian grubości ścianek formy podczas usuwania materiału obserwuje się, że wszystkie grubości ścianek nowo wykonanych form mają odchylenie ujemne. Dlatego uwzględnienie jedynie zmian nominalnej grubości ścianki pozwala na bardziej ostrożne porównanie masy ważonej z masą teoretyczną. Grubość ścianki w obszarach innych niż nominalne ulega zmianie i można ją obliczyć na podstawie proporcjonalnej grubości ścianki w zakresie odchyleń granicznych.
Na przykład w przypadku produktu okienno-drzwiowego o nominalnej grubości ścianki 1,4 mm ciężar na metr wynosi 1,192 kg/m. Do obliczenia ciężaru na metr dla grubości ścianki 1,53 mm stosuje się metodę proporcjonalną: 1,192/1,4 * 1,53, co daje ciężar na metr wynoszący 1,303 kg/m. Podobnie w przypadku ściany o grubości 1,27 mm ciężar na metr oblicza się jako 1,192/1,4 * 1,27, co daje ciężar na metr wynoszący 1,081 kg/m. Tę samą metodę można zastosować do innych grubości ścian.
W oparciu o scenariusz zakładający grubość ścianki 1,4 mm, po dostosowaniu wszystkich grubości ścianek, różnica masy pomiędzy masą ważącą a masą teoretyczną wynosi w przybliżeniu 7% do 9%. Na przykład, jak pokazano na poniższym schemacie:
3. Różnica w wadze spowodowana grubością warstwy obróbki powierzchniowej
Profile aluminiowe stosowane w budownictwie są powszechnie poddawane utlenianiu, elektroforezie, powlekaniu natryskowemu, fluorowęglowodorowi i innymi metodami. Dodatek warstw obróbkowych zwiększa wagę profili.
3.1 Wzrost masy w profilach utleniania i elektroforezy
Po powierzchniowej obróbce utleniania i elektroforezy powstaje warstwa folii tlenkowej i folii kompozytowej (folia tlenkowa i powłoka farby elektroforetycznej) o grubości od 10 μm do 25 μm. Folia do obróbki powierzchni zwiększa wagę, ale profile aluminiowe tracą pewną wagę podczas procesu obróbki wstępnej. Wzrost masy nie jest znaczący, więc zmiana masy po obróbce utlenianiem i elektroforezą jest na ogół nieistotna. Większość producentów aluminium przetwarza profile bez dodawania wagi.
3.2 Zwiększenie ciężaru profili do powlekania natryskowego
Profile malowane natryskowo posiadają na powierzchni warstwę farby proszkowej o grubości nie mniejszej niż 40μm. Ciężar powłoki proszkowej zmienia się w zależności od grubości. Norma krajowa zaleca grubość od 60 μm do 120 μm. Różne rodzaje powłok proszkowych mają różną masę przy tej samej grubości powłoki. W przypadku produktów produkowanych masowo, takich jak ramy okienne, szprosy okienne i skrzydła okienne, na obrzeża natryskiwana jest pojedyncza grubość folii, a dane dotyczące długości obwodowej można zobaczyć na rysunku 4. Wzrost masy po pokryciu natryskowym profili można określić znaleziono w tabeli 1.
Według danych zawartych w tabeli przyrost masy po malowaniu natryskowym profili drzwiowych i okiennych wynosi od 4% do 5%. Na jedną tonę profili jest to około 40kg do 50kg.
3.3 Zwiększenie ciężaru profili powłok natryskowych farbą fluorowęglową
Średnia grubość powłoki na profilach malowanych natryskowo farbą fluorowęglową wynosi nie mniej niż 30 µm dla dwóch warstw, 40 µm dla trzech warstw i 65 µm dla czterech warstw. Większość produktów powlekanych natryskowo farbą fluorowęglową wymaga dwóch lub trzech warstw. Ze względu na różne odmiany farb fluorowęglowych gęstość po utwardzeniu również jest różna. Biorąc za przykład zwykłą farbę fluorowęglową, wzrost masy można zobaczyć w poniższej tabeli 2.
Według danych zawartych w tabeli przyrost masy po natryskowym malowaniu profili drzwiowych i okiennych farbą fluorowęglową wynosi od 2,0% do 3,0%. Na jedną tonę profili jest to około 20kg do 30kg.
3.4 Kontrola grubości warstwy obróbki powierzchniowej w produktach do powlekania natryskowego farbami proszkowymi i fluorowęglowymi
Kontrola warstwy powłoki w produktach powlekanych natryskowo farbami proszkowymi i fluorowęglowymi jest kluczowym punktem kontroli procesu produkcyjnego, polegającym głównie na kontrolowaniu stabilności i jednorodności natrysku proszku lub farby z pistoletu natryskowego, zapewniając jednolitą grubość warstwy farby. W rzeczywistej produkcji nadmierna grubość warstwy powłoki jest jedną z przyczyn wtórnego powlekania natryskowego. Mimo że powierzchnia jest wypolerowana, warstwa powłoki natryskowej może być nadal zbyt gruba. Producenci muszą wzmocnić kontrolę procesu powlekania natryskowego i zapewnić grubość powłoki natryskowej.
4. Różnica w wadze spowodowana metodami pakowania
Profile aluminiowe pakowane są zazwyczaj w folię papierową lub folię termokurczliwą, a waga materiałów opakowaniowych różni się w zależności od sposobu pakowania.
4.1 Zwiększenie masy papieru do pakowania
Umowa zazwyczaj określa dopuszczalną masę opakowań papierowych, z reguły nie przekraczającą 6%. Inaczej mówiąc, waga papieru w jednej tonie profili nie powinna przekraczać 60kg.
4.2 Zwiększenie masy folii termokurczliwej
Wzrost masy spowodowany opakowaniami z folii termokurczliwej wynosi zazwyczaj około 4%. Masa folii termokurczliwej w jednej tonie profili nie powinna przekraczać 40kg.
4.3 Wpływ stylu opakowania na wagę
Zasadą pakowania profili jest ochrona profili i ułatwienie manipulacji. Waga jednej paczki profili powinna wynosić od 15kg do 25kg. Liczba profili w opakowaniu wpływa na procent wagowy opakowania. Przykładowo, gdy profile ram okiennych są pakowane w komplety po 4 sztuki o długości 6 metrów, waga wynosi 25 kg, a papier opakowaniowy waży 1,5 kg, co stanowi 6%, patrz rysunek 5. W przypadku pakowania w komplety po 6 sztuk, waga 37 kg, a papier do pakowania waży 2 kg, co stanowi 5,4%, patrz rysunek 6.
Z powyższych liczb wynika, że im więcej profili w opakowaniu, tym mniejszy jest procent wagowy materiałów opakowaniowych. Przy tej samej liczbie profili w opakowaniu, im większa waga profili, tym mniejszy procent wagowy materiałów opakowaniowych. Producenci mogą kontrolować liczbę profili w opakowaniu oraz ilość materiałów opakowaniowych, aby spełnić wymagania wagowe określone w umowie.
Wniosek
Z powyższej analizy wynika, że pomiędzy rzeczywistą wagą profili a masą teoretyczną istnieje odchylenie. Odchylenie w grubości ścianki jest główną przyczyną odchyleń masy. Masę warstwy do obróbki powierzchniowej można stosunkowo łatwo kontrolować, podobnie jak wagę materiałów opakowaniowych. Różnica masy w granicach 7% pomiędzy masą ważoną a masą obliczoną spełnia wymagania normy, a różnica w granicach 5% jest celem producenta produkcyjnego.
Pod redakcją May Jiang z MAT Aluminium
Czas publikacji: 30 września 2023 r
