Akademia Górniczo – Hutnicza
im. St. Staszica w Krakowie
Wydział Zarządzania
Przedmiot: Materiałoznawstwo
Temat: Oznaczanie czasu wypływu wyrobów lakierowych i farb graficznych za pomocą kubków wypływowych z dnem stożkowym i płaskim
Norma: PN-C-81701:1997 „Oznaczanie czasu wypływu wyrobów lakierowych i farb graficznych za pomocą kubków wypływowych z dnem stożkowym i płaskim”
Norma: PN-EN ISO 2431:1999 „Oznaczanie czasu wypływu za pomocą kubków wypływowych”
Kierunek: Zarządzanie i Inżynieria Produkcji
Grupa ćwiczeniowa: II
Opracował student: Agnieszka Gręda
Kraków 2011
Spis treści
Spis treści............................................................................................................................................. 2
1.1. Pojęcie i cel normalizacji………………………………………………………………...3
1.2. Oznaczenia norm............................................................................................................. 3
1.3. Przedmiot badań norm: PN-C-81701:1997 i PN-EN ISO 2431:1999............................. 3
1.4. Pojęcia pojawiające się w normach PN-C-81701:1997 i PN-EN ISO 2431:1999........... 3
2.1. Budowa............................................................................................................................. 4
2.2. Konstrukcja....................................................................................................................... 4
Rysunek 1 – Kubek wypływowy z dnem stożkowym......................................................4
Rysunek 2 – Kubek wypływowy z dnem płaskim….......................................................5
Rysunek 3 – Kubek wypływowy (schemat ogólny)......................................................... 5
3.1. Przygotowanie próbki do badań....................................................................................... 6
3.2. Oznaczanie czasu wypływu metodą A............................................................................. 6
3.2.1. Zasada metody........................................................................................................ 6
Tabela 1 - Zakres pomiarowy poszczególnych średnic otworów wypływowych
2mm, 4mm i 6mm............................................................................... 6
3.2.2. Zestaw do pomiaru czasu wypływu metodą A....................................................... 6
3.2.3. Sprawdzanie kubka................................................................................................. 7
Tabela 2 - Zakres lepkości kinematycznej cieczy wzorcowych dla o poszczególnych otworów kubków wypływowych............................... 7
Rysunek 4 - Krzywa do wzorcowania kubka 2 mm.............................................. 7
Rysunek 5 - Krzywa do wzorcowania kubka 4 mm.............................................. 8
Rysunek 6 - Krzywa do wzorcowania kubka 6 mm.............................................. 8
3.2.4. Cechowanie............................................................................................................ 9
3.2.5. Warunki badania..................................................................................................... 9
3.2.6. Wykonanie oznaczania........................................................................................... 9
3.3. Oznaczanie czasu wypływu metodą B............................................................................. 9
3.3.1. Zasada metody........................................................................................................ 9
Tabela 3 - Zakres pomiarowy poszczególnych średnic otworów wypływowych
3,5mm; 4mm; 5mm i 6mm................................................................. 9
3.3.2. Zestaw do pomiaru czasu wypływu metodą B..................................................... 10
3.3.3. Sprawdzanie kubka............................................................................................... 10
Rysunek 7 - Krzywa do wzorcowania kubka 3,5 mm......................................... 10
Rysunek 8 - Krzywa do wzorcowania kubka 4 mm............................................ 11
Rysunek 9 - Krzywa do wzorcowania kubka 5 mm............................................ 11
Rysunek 10 - Krzywa do wzorcowania kubka 6 mm.......................................... 12
3.3.4. Cechowanie.......................................................................................................... 12
3.3.5. Warunki badania.................................................................................................. 12
3.3.6. Wykonanie oznaczania......................................................................................... 12
4. Wynik końcowy oznaczania.................................................................................................. 13
4.1. Protokół badania............................................................................................................. 13
5. Bibligrafia.............................................................................................................................. 14
1. WSTĘP
1.1. Pojęcie i cel normalizacji
Normą w terminologii normalizacyjnej nazywany jest dokument zawierający w odniesieniu do określonego przedmiotu objętego normą wymagania, jakim powinny odpowiadać określone czynności dotyczące tego przedmiotu bądź też według jakich kryteriów następuje klasyfikacja normowanych przedmiotów lub jakich w odniesieniu do tych przedmiotów lub ich części należy używać nazw, określeń, znaków, symboli. Norma jest dokumentem techniczno prawnym, który określa środki porozumienia się (np. nazwy, symbole, jednostki miar), właściwości wyrobów, sposoby wykonywania określonych czynności (np. metody badań).
Celem normalizacji jest dążenie do jak największych oszczędności w gospodarce narodowej poprzez zastosowanie w produkcji przemysłowej jednolitych wzorców (np. znormalizowanie niektórych wyrobów pod względem wymiarów i wykorzystywanych materiałów), a także szeroko rozumiane ułatwienie życia człowieka. Dom do [4]
1.2. Oznaczenia norm
ñ Polska Norma (oznaczana symbolem PN) – norma o zasięgu krajowym, przyjęta w drodze konsensu i zatwierdzona przez krajową jednostkę normalizacyjną – Polski Komitet Normalizacyjny (PKN). Normy PN są powszechnie dostępne, ale nie bezpłatne, zaś ich dystrybucję kontroluje PKN.
ñ Normy Europejskie nie są powszechnie dostępne (nie można kupić Normy Europejskiej), są natomiast dostępne w implementacjach krajowych. W każdym kraju członkowskim UE i EFTA teksty norm krajowych wprowadzających Normy Europejskie są takie same. Polska Norma wprowadzająca Normę Europejską ma oznaczenie PN-EN.
ñ ISO – oznaczenie normy międzynarodowej (ang. International Organization for Standardization). [3]
1. 3. Przedmiot badań norm
Przedmiotem normy PN-C-81701:1997 są dwie metody (figurujące w normie jako A i B) oznaczania czasu wypływu wyrobów lakierowych i farb graficznych za pomocą kubków wypływowych z dnem stożkowym i płaskim (z wyjątkiem wyrobów o właściwościach tiksotropowych). [1]
Norma międzynarodowa PN-EN ISO 2431:1999 należy do grupy norm dotyczących pobierania próbek oraz badania farb, lakierów i podobnych produktów. W normie ustalono sposób oznaczania czasu wypływu, który może być zastosowany do badania konsystencji. Metoda jest ograniczona do badania materiałów, dla których może być jednoznacznie określone przerwanie strumienia cieczy wypływającej z dyszy kubka wypływowego. [2]
1.4. Pojęcia pojawiające się w normach: PN-C-81701:1997 oraz PN-EN ISO 2431:1999
W niniejszych normach zastosowane są następujące pojęcia: kubek wypływowy, czas wypływu, lepkość kinematyczna.
ñ Kubek wypływowy – (lepkościomierz) to naczynie służące do pomiaru lepkości cieczy, np. farb ciekłych, lakierów. Kształt, pojemność i średnica otworu w dnie zależy od rodzaju kubka i jest określona przez odpowiednią normę. Pomiaru lepkości dokonuje się przez napełnienie kubka mierzoną cieczą i dopuszczenie do swobodnego wypływu cieczy przez otwór w dnie kubka. Czas zupełnego wypływu cieczy podawany w sekundach jest wprost proporcjonalny do lepkości cieczy.
ñ Czas wypływu – czas liczony od chwili, gdy badany materiał zaczyna wypływać z dyszy wypełnionego kubka, do momentu, gdy wypływający strumień materiału po raz pierwszy przerwie się w pobliżu dyszy.
ñ Lepkość kinematyczna – stosunek lepkości dynamicznej do gęstości cieczy (w układzie SI jednostką lepkości kinematycznej jest metr kwadratowy na sekundę). [2]
2. KUBEK WYPŁYWOWY
2.1. Budowa
Kubek wypływowy składa się z dyszy oraz korpusu. Dysza wypływowa kubka powinna być wykonana ze stali nierdzewnej lub z węglików spiekanych (jeżeli nie ustalono inaczej). Korpus kubka powinien być wykonany z materiału odpornego na korozję i działanie badanych produktów. F d [2]
2.2. Konstrukcja
Nie wymienione wymiary kubka (np. grubość ścianki) powinny być tak dobrane, aby podczas używania kubka nie wystąpiły jego odkształcenia.
Zalecany jest kształt zewnętrzny kubka według rysunku 1, może on jednak być zmieniony, jeśli jest to wygodniejsze w użyciu lub produkcji. Warunkiem jest, by wystająca dysza wypływowa kubka była chroniona przed uszkodzeniem, jak tylko to jest możliwe za pomocą zewnętrznej nasadki. Tego typu nasadka ochronna nie powinna bezpośrednio przylegać do dyszy wypływowej, aby nie powodować działania kapilarnego na wypływający materiał.
UWAGA: Kubki wypływowe są stosowane przeważnie z płaszczem termostatującym (za pomocą końcówek wylotowych płaszcza termostatującego uzyskuje się połączenie z kubkiem wypływowym, co pozwala doprowadzić kubek do temperatury takiej jak badana ciecz).
Wewnętrzne powierzchnie kubka, wyłącznie z dyszą, powinny być gładkie i bez rowków po toczeniu, pęknięć, występów i zadziorów, które mogłyby spowodować niekontrolowany wypływ lub pozostawienie w tych miejscach części próbki lub środków czyszczących (wymagana jakość powierzchni odpowiada maksymalnej chropowatości 0,5 µm). [2]
Wymiary w mm (jeżeli nie uzgodniono inaczej)
Rys. 1 – Kubek wypływowy z dnem stożkowym [1]
Rys. 2 – Kubek wypływowy z dnem płaskim [1]
Rys. 3 – Kubek wypływowy, schemat ogólny [2]
3. BADANIA ZA POMOCĄ KUBKÓW WYPŁYWOWYCH
Omówione w normie PN-C-81701:1997 metody oznaczania czasu wypływu wyrobów lakierowych i farb graficznych stosuje się przy różnych lepkościach kinematycznych:
metodę A (za pomocą kubka z dnem stożkowym) stosuje się przy lepkościach z zakresu od 7mm²/s do 4 500mm²/s, natomiast metodę B (za pomocą kubka z dnem płaskim) – przy lepkościach rzędu od 350mm²/s do 14 000mm²/s. [1]
3.1. Przygotowanie próbki do badań
ñ około 150cm³ badanego wyrobu dokładnie wymieszać i przesączyć przez sito (o boku oczka kwadratowego od 0,1mm do 0,4mm) do suchego i czystego naczynia
ñ naczynie szczelnie zamknąć
ñ doprowadzić zawartość do temperatury (20±0,5)ºC
ñ próbka jest gotowa do badania, gdy ulotnią się pęcherzyki powietrza wprowadzone podczas przygotowania i przesączania
ñ sprawdzić, czy temperatura próbki nie różni się więcej niż o 0,5ºC od wymaganej temperatury badania (wpływ temperatury na czas wypływu jest bardzo duży). [1]
3.2. Oznaczanie czasu wypływu metodą A (za pomocą kubka z dnem stożkowym)
3.2.1. Zasada metody
Metoda polega na pomiarze czasu wypływu 100cm³ badanego wyrobu przez kalibrowany otwór wypływowy kubka. Zakres pomiarowy poszczególnych średnic otworów wypływowych obrazuje poniższa tabela. [1]
Średnica otworu wypływowego[mm]
Zakres czasu wypływu
[s]
Przybliżony zakres lepkości kinematycznej [mm²/s]
2±0,012
4±0,015
6±0,015
od 70 do 200
...
Kaacha91