Test di materiali per fogli estrusi: una breve introduzione

Fig 1 processo di estrusione tipica

Mentre le linee di estrusione sono affidabili, può essere desiderabile o necessario eseguire il rilevamento elettronico del pin-hole sul materiale estruso che è chiaramente vantaggioso se effettuato in modo efficiente nella prima fase del processo. Questo dovrà essere normalmente prima di rotolare o tagliare, come mostrato nell'esempio seguente: gli elettrodi vengono posizionati su entrambi i lati del materiale da testare e lo strumento applica una carica continua all'elettrodo superiore. Qualsiasi difetto nel materiale consentirà di far passare una scintilla tra gli elettrodi e questo verrà rilevato e riportato dallo strumento.

Fig 2 Posizione degli elettrodi di prova

Gli strumenti Buckleys DCCT sono ideali a questo scopo, in quanto forniscono un'uscita CC ad alta tensione altamente stabile e con un allarme di sensibilità regolabile. Inoltre, questi strumenti sono dotati di connessioni di relè a volt zero controllate da software che operano in sincronizzazione con l'allarme, consentendo l'interconnessione con i controller PLC o una varietà di altri dispositivi, ad esempio uno spray di vernice per la marcatura. Inoltre, lo strumento è dotato di connessioni di interblocco, pertanto l'uscita HV può essere controllata a distanza e disabilitata, se lo richiedesse un caso di sicurezza. C'è anche un contatore di errori.

Lo strumento è in grado di creare 0,9-40KV e la soglia di allarme varia da 10 a 400ua. Entrambi possono essere definiti dall'utente e le impostazioni possono essere bloccate mediante un passcode definito dal gestore.

La tensione minima richiesta per eseguire un test su qualsiasi materiale particolare dipende dallo spessore del materiale. La massima tensione che può essere utilizzata dipende dallo spessore e dalla resistenza dielettrica del materiale. Tipicamente, le tensioni di prova sono specificate da qualche parte tra questi limiti, al fine di garantire il rilevamento di guasti non perpendicolari nel materiale, riducendo al minimo o eliminando idealmente qualsiasi rischio del test stesso causando il danno che si intende rilevare.

Scarico corona e materiale attuale disegno
Mentre associamo l'aria come un isolante elettrico estremamente efficace, abbiamo anche familiarità con le scintille che viaggiano attraverso l'aria - il fulmine è un esempio ovvio, ma le candele di motori a benzina e gli accendini a gas piezoelettrici sono forse più rilevanti. In questi casi, la progettazione del sistema garantisce che la tensione dell'elettrodo aumenti molto rapidamente e decade quasi istantaneamente quando si verifica la scintilla - questo non è utile per un sistema di ispezione continua in quanto abbiamo bisogno della tensione per esistere in ogni momento e il verificarsi della scintilla solo quando un difetto passa tra gli elettrodi di prova. Di conseguenza, il sistema HV deve produrre e mantenere una differenza di tensione significativa tra gli elettrodi di prova.

Esistono due fenomeni fisici che contrastano il mantenimento di questa differenza di tensione.

Il primo di questi è la scarica della corona. Questo è un processo attraverso il quale l'aria che circonda un corpo carico, come l'elettrodo, viene ionizzata e, in tal modo, si allontana dal corpo carico, ciò provoca un flusso continuo di corrente dall'elettrodo ed è in gran parte dipendente dalla tensione applicata sebbene sia anche significativamente influenzata dalla forma del corpo, gli elementi appuntiti causano una scarica più significativa di quelle sferiche e gli elettrodi con spazzole metalliche sono particolarmente sensibili a questo effetto.
Il secondo è la forma del materiale. I materiali altamente isolanti sono in grado di agire come condensatori e manterranno una carica dielettrica sulla loro superficie, in particolare se c'è una contro-carica sulla superficie opposta. Man mano che il materiale passa attraverso gli elettrodi, ci sarà una deposizione di carica sulla superficie del materiale, che viene allontanata dall'elettrodo dal passaggio del materiale e ciò rappresenta un ulteriore flusso di corrente dall'elettrodo. L'entità di questa corrente dipende dal materiale da testare, dalla larghezza dell'elettrodo e dalla velocità del materiale oltre l'elettrodo.

Si può vedere, quindi, che quando lo spessore del materiale da testate è aumentato, la tensione richiesta aumenta e ciò porta ad un aumento della corrente di scarica della corona. Man mano che la larghezza del materiale viene aumentata o la velocità del materiale viene aumentata, è aumentata anche la corrente di prelievo del materiale. Questi fattori devono essere considerati quando si specifica un sistema HV. La somma della corrente di corona e della corrente assorbita dal materiale è la corrente di domanda quiescente totale, QI per comodità.

Buckleys ha la capacità di test dei materiali ed è lieta di offrire consigli sulla corona e correnti previste sul disegno del materiale per le installazioni pianificate e la natura delle scariche e della loro dipendenza molto specifica da ciò che circonda l'ambiente circostante.

Limiti di uscita dello strumento
Gli strumenti Buckleys DCCT sono progettati per fornire una corrente di uscita limitata, principalmente per garantire che l'uscita rimanga entro i limiti specificati dall'IEEE per prevenire una scossa letale a chiunque tocchi accidentalmente gli elettrodi o il cablaggio HV. Ciò ha l'effetto di limitare la potenza di uscita in una data tensione, come si può vedere nel grafico in Fig 3.

Fig 3 prestazioni di output tipiche a 40kv

La linea rossa sul grafico nella Figura 3 mostra il limite di prestazioni come limite per la corrente continua attraverso l'intervallo di tensione di uscita dello strumento DCCT. Idealmente, l'attuale QI della domanda alla tensione richiesta cadrà nella zona delineata in verde. Se tuttavia il QI corrente della domanda è sufficientemente elevato, causerà il calo della tensione di uscita. A condizione che la tensione risultante rimanga sufficientemente alta per eseguire il test in modo affidabile, ciò è accettabile, tuttavia, se porta a una tensione inferiore al minimo necessario, il test potrebbe non rilevare i difetti.

Ciò porta inevitabilmente a una situazione in cui alcune combinazioni di spessore del materiale, larghezza di estrusione e velocità di estrusione supereranno l'uscita di un singolo strumento.

Nell'approccio tradizionale, era necessario limitare la larghezza dell'estrusione a quella che poteva essere scansionata da una singola sorgente HV o acquistare più strumenti per connettersi a più elettrodi.

Con i moduli Buckleys DCCT Pro2 possono essere collegati più elettrodi a una sorgente dedicata con una semplice interfaccia di controllo comune che consente il test di materiali più larghi e più spessi a velocità di linea più elevate. Inoltre, ogni stadio di output contiene il proprio driver di relè, consentendo così la localizzazione più precisa di eventuali difetti rilevati.

Nel diagramma seguente, sono state utilizzate due unità a doppio canale per guidare quattro elettrodi indipendenti. Una delle unità contiene un pannello di controllo, sebbene esista un'opzione, se lo si desidera, di montare questo da remoto.

Fig 4 Esempio Test multi-elettrodo (utilizzando unità Integral a doppio canale e unità Output a doppio canale)

Sommario e conclusione
Lo spessore e la larghezza del materiale estruso e la velocità dell'estrusore sono i tre criteri che determinano la chiave nella specifica di un sistema di rilevamento del foro stenopeico ad alta tensione. Un aumento di una di queste variabili porta ad una maggiore domanda sul sistema.

I limiti di strumentazione sono definiti per motivi di sicurezza e compatibilità. Gli strumenti singoli non sono generalmente adatti per estrusione spessa, ampia e veloce. Più strumenti sono in grado di risolvere il problema ma sono costosi e consumano spazio di produzione.
L'uso di un sistema modulare consente un aumento significativo della capacità del sistema in modo conveniente, integrato e facilmente implementato.