金属编织烧结网冒泡压力变化的原因分析

2017年10月30日

  

金属编织烧结网冒泡压力变化的原因分析

摘要:本文主要论述了单层滤网(烧结网控制层)与用单层滤网做成烧结网之间的初始冒泡压力值变化的关系,并总结了怎样的烧结网配方才能尽量减小对滤网的损伤,初始冒泡值接近单层滤网初始冒泡值的方法。

关键词:单层滤网(烧结网控制层)、初始冒泡值、反向编织网

 

新乡市新利净化技术有限公司是国内拥有真空扩散焊烧结炉最多的金属编织烧结网、金属纤维烧结毡产品制造公司,2016年年产值6000多万元;产品有:烧结类产品,金属编织烧结网、金属纤维烧结毡、金属粉末烧结件、铁铬铝纤维烧结毡、燃烧器等;滤件类,烧结网滤芯、烧结毡滤芯、烧结网折叠滤芯、烧结毡折叠滤芯、金属网折叠滤芯、三合一滤盘等;过滤设备有刷式自动自清洗过滤器、刮板式自动自清洗过滤器、伯努利自动自清洗过滤器、多滤柱式自动反冲洗过滤器、烛式过滤器等过滤设备。

多层金属烧结网,是采用多层不锈钢丝网经过特殊叠层压制,经真空烧结而成的具有较高强度及整体钢性的一种新型过滤材料,其各层丝网的网孔相互交错,形成一种均一而理想的过滤构造,具有优良的过滤精度、过滤阻抗、机械强度、耐磨性、耐热性、耐寒性和被加工性,对抗压强度要求高及过滤精度要求均一的过滤尤为理想,被广泛应用于石化、核电、合成纤维、胶片、食品、制药、宇航及环保等行业。 
      新利净化公司为某公司代烧了一批烧结网板,烧结网原材料、配网结构由对方提供,公司负责烧结成产品。在技术看来用户的配网用料不符合烧结网产品的技术要求,保护层和分流层使用的网丝径太粗,成品网滚压太薄;按公司技术执行流程管理的要求,与用户沟通以后,用户仍然坚持其配网结构。产品交付后,用户反映烧结网的初始冒泡压力值太低未能达到用户使用要求;于是针对用户反馈的信息我们做了以下试验。

一、 用户烧结网参数  见表1

1  用户要求的烧结网技术参数

加强层

加强层

分流层

控制层

保护层

厚度

冒泡值

12×64/

64×12/

0.63/0.4

FPW15

0.5/0.224

1.9mm

1700Pa

注:1、单控制层而言冒泡压力值达到1700Pa是没有问题的;

2、该配方滚压厚度要求太薄,按正常值应该在2.3mm2.4mm

3、分流层与保护层用的网丝径太粗。

二、就用户配方做冒泡试验

单层控制层FPW15冒泡压力值为:2600Pa;按用户配方做成烧结网后,做试验冒泡压力值为:14001600Pa

按照该配方而言,成品烧结网的冒泡压力值比单层滤网低了40%50%左右,而标准五层烧结网与控制层的冒泡压力值却远小于这个范围。

按照标准五层烧结网的配方要求,护网是对控制层起分流、保护作用,并在保护过程中保持微孔形状和尺寸的稳定。而用户所采用的分流层0.63/0.4(网孔尺寸0.63mm,丝径0.4mm)、保护层0.5/0.224(网孔尺寸0.5mm,丝径0.224mm)网孔过大,丝径过粗,在烧结滚压过程中控制层很容易因受力不均而使网孔变形,造成过滤精度的下降。为验证这个理论的正确性,我们又做了以下实验,见表2

2  三(四)层烧结网试验结果

三层烧结网

厚度(mm

冒泡压力值(Pa

0.63/0.4·FPW20·0.5/0.224

0.9

13501550Pa

0.7

13501400Pa

0.15/0.1·FPW20·0.15/0.1

0.6

19001950 Pa

0.5

19001950 Pa

四层烧结网

厚度(mm

冒泡压力值(Pa

0.25/0.16·FPW20·0.25/0.16·0.63/0.4

1.3

17501800

0.15/0.1·FPW20·0.15/0.1·0.63/0.4

1.1

19001950

 

注:FPW20单层冒泡冒泡压力值为:2150 Pa

由表2所做试验可以得出以下结论:

1、 在控制层两侧的保护网网孔/丝径不能比控制层的网孔/丝径大太多;否则,在烧结、滚压时容易造成控制层嵌入保护层网孔内,导致控制层扭曲,网孔变形,冒泡压力下降;

2、 烧结网的滚压厚度对冒泡压力影响不大。

三、控制层与标准五层网冒泡压力的差别

同一种规格的控制层与做成标准五层烧结网在冒泡压力上是不同的,虽然有保护层和分流层对控制层进行保护,但因为在制作烧结网的过程中控制层受力不均导致网孔变形,所以在冒泡压力上还是会存在差别。

冒泡压力试验数据

3  单层控制层与五层烧结网冒泡压力比对

过滤精度(μm

控制层规格

单层冒泡值(Pa

标准五层网冒泡值(Pa

1

----

8350

59006450

2

----

66006650

48005100

5

----

50505200

44504500

10

----

36503850

35003550

15

----

33003350

33003350

20

----

22002250

23002350

25

----

20002050

2050

30

----

1750

17501800

40

----

1350

12501300

50

----

1050

1050

70

----

1050

10001050

100

----

950

850950

通过对表3的数据进行分析,得出以下结论:

1、 与保护层、分流层的网孔相比,控制层的经、纬丝径越细,网孔就越容易变形;经、纬丝径越粗,网孔就越稳定。

2、 对于方孔网来说,烧结前后网孔基本不变形;

四、滚压对控制层的影响

针对表3中单层控制层与标准五层烧结网在冒泡压力上的不同,我们将单层控制层用新利净化公司精度可精确到0.01mm精密轧机滚压,检测滚压前与滚压后冒泡压力差别。选择的控制层是具有代表性的,见表4,上面两种是控制层中精度最高的;中间一层是烧结网用密纹网作控制层精度较低的一种;最下面两层是反向编织网。

4  滚压对控制层的影响

控制层网规格

原网厚度mm

冒泡压力值Pa

滚压厚度mm

冒泡压力值Pa

325×2300/

0.09

66006700

(顺细丝)0.075

7200

(顺粗丝)0.072

7400

400×2700/

0.07

83008400

(顺细丝)0.060.062

9300

(顺粗丝)0.0550.06

9450

60×270/

0.28

1300

(顺细丝)0.230.24

1450

(顺粗丝)0.210.215

1600

635×100.8/

0.22

2150

(顺细丝)0.160.17

1950

(顺粗丝)0.160.17

1850

910×240/

0.13

30003200

(顺细丝)

 

(顺粗丝)0.090.1

3900

通过上述试验结果,我们可以看出:

1、 滚压可以使控制层冒泡压力会更高,网孔尺寸的均匀性较之前更好了(如图1 2)。但前提条件是控制层的经、纬丝径不能差别太大;如密纹网325×2300/0.036×0.025400×2700/0.028×0.0260×270/0.14×0.1,经、纬丝径差别都很小,经丝直径÷纬丝直径≈1.41.5,滚压后的冒泡压力值要比滚压前高很多,也就是过滤精度要比滚压前高;而反向编织网635×100.8/0.04×0.14经纬丝径相差3.5倍,滚压后反而比滚压前的冒泡压力要低。

2、 过滤精度越高的控制层滚压后,冒泡压力变化越大;过滤精度越低的控制层滚压后,冒泡压力变化就越小。

3、 控制层在做成烧结网后的冒泡压力降低,与滚压单层控制层冒泡压力增大刚好相反;也就是说控制层不是因为在制作烧结网过程中滚压变薄而冒泡压力下降,而是受到保护层与分流层挤压控制层变形丝径扭曲所致。

 

        

        1  滚压前的图像                                  图2  滚压后的图像

       注:透光明暗不均,亮斑大小不一                  注:亮点较滚压前多,亮斑大小较为均匀

五、总结

1、烧结网冒泡压力值较相同规格的单层控制层冒泡压力值要低,过滤精度越高冒泡压力变化越大,过滤精度越低冒泡压力变化越小。

2、对于单层控制层而言,过滤精度越高的控制层滚压后,冒泡压力变化越大;过滤精度越低的控制层滚压后,冒泡压力变化就越小。

3、控制层两侧的保护层网孔/丝径尺寸选择要尽可能的接近控制层丝径尺寸,保护层网孔/丝径越大,在烧结、滚压时越容易造成控制层嵌入保护层网孔内,导致控制层扭曲,网孔变形,过滤精度下降。

4、烧结网冒泡压力值较相同规格的单层控制层冒泡压力值要低的原因:不是因为在制作烧结网过程中控制层被滚压拉伸、变薄而使冒泡压力下降,而是受到保护层与分流层挤压控制层变形,丝径扭曲所致。

       5、烧结网的滚压厚度对冒泡压力影响不大。

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