Методи розрахунку для алюмінієвих профілів, які використовуються в будівництві, зазвичай включають осаджування зважуванням і теоретичне осаджування. Ваговий розрахунок передбачає зважування виробів з алюмінієвого профілю, в тому числі пакувальних матеріалів, і розрахунок оплати виходячи з фактичної ваги, помноженої на ціну за тонну. Теоретичний розрахунок розраховується множенням теоретичної ваги профілів на ціну за тонну.
Під час розрахунку зважування існує різниця між фактично зваженою вагою та вагою, розрахованою теоретично. Існує кілька причин такої різниці. У цій статті в основному аналізуються відмінності у вазі, спричинені трьома факторами: відмінності в товщині основного матеріалу алюмінієвих профілів, відмінності в шарах обробки поверхні та варіації пакувальних матеріалів. У цій статті обговорюється, як контролювати ці фактори, щоб мінімізувати відхилення.
1. Різниця у вазі, спричинена різницею товщини основного матеріалу
Існують відмінності між фактичною та теоретичною товщиною профілів, що призводить до різниці між зваженою вагою та теоретичною вагою.
1.1 Розрахунок ваги на основі відхилення товщини
Відповідно до китайського стандарту GB/T5237.1, для профілів із зовнішнім колом, що не перевищує 100 мм і номінальною товщиною менше 3,0 мм, високоточне відхилення становить ±0,13 мм. Взявши для прикладу профіль віконної рами товщиною 1,4 мм, теоретична вага на метр становить 1,038 кг/м. При позитивному відхиленні 0,13 мм вага на метр становить 1,093 кг/м, різниця 0,055 кг/м. При негативному відхиленні 0,13 мм вага на метр становить 0,982 кг/м, різниця 0,056 кг/м. Розрахунок для 963 метрів, різниця становить 53 кг на тонну, дивіться малюнок 1.
Слід зазначити, що на ілюстрації враховано лише відхилення товщини секції номінальною товщиною 1,4 мм. Якщо врахувати всі відхилення товщини, різниця між зваженою вагою та теоретичною вагою становитиме 0,13/1,4*1000=93 кг. Наявність відхилень у товщині основного матеріалу алюмінієвих профілів визначає різницю між зваженою вагою та теоретичною вагою. Чим ближча фактична товщина до теоретичної, тим ближча зважена вага до теоретичної. При виробництві алюмінієвих профілів товщина поступово збільшується. Іншими словами, зважена вага виробів, вироблених за допомогою одного й того самого набору прес-форм, спочатку менша за теоретичну вагу, потім стає такою самою, а пізніше стає важчою за теоретичну вагу.
1.2 Методи контролю відхилень
Якість алюмінієвих профільних форм є основним фактором контролю ваги на метр профілів. По-перше, необхідно суворо контролювати робочу стрічку та розміри обробки прес-форм, щоб забезпечити відповідність вихідної товщини вимогам, з точністю, контрольованою в діапазоні 0,05 мм. По-друге, необхідно контролювати виробничий процес шляхом належного керування швидкістю екструзії та проведення технічного обслуговування після певної кількості проходів прес-форми, як це передбачено. Крім того, прес-форми можуть проходити обробку азотуванням для підвищення твердості робочої стрічки та уповільнення збільшення товщини.
2. Теоретична вага для різних вимог до товщини стінки
Товщина стінки алюмінієвих профілів має допуски, і різні клієнти мають різні вимоги до товщини стінки продукту. Згідно з вимогами допуску на товщину стінки, теоретична вага змінюється. Як правило, потрібно мати лише позитивне відхилення або лише негативне відхилення.
2.1 Теоретична вага для позитивного відхилення
Для алюмінієвих профілів із позитивним відхиленням товщини стінки критична несуча площа основного матеріалу вимагає, щоб виміряна товщина стінки була не менше 1,4 мм або 2,0 мм. Метод розрахунку теоретичної ваги з позитивним допуском полягає в тому, щоб намалювати діаграму відхилення з центром товщини стінки та обчислити вагу на метр. Наприклад, для профілю з товщиною стінки 1,4 мм і позитивним допуском 0,26 мм (негативним допуском 0 мм) товщина стінки при центральному відхиленні становить 1,53 мм. Вага на метр цього профілю становить 1,251 кг/м. Теоретична вага для цілей зважування повинна розраховуватися на основі 1,251 кг/м. Коли товщина стінки профілю становить -0 мм, вага на метр становить 1,192 кг/м, а коли вона становить +0,26 мм, вага на метр становить 1,309 кг/м, див. Малюнок 2.
Базуючись на товщині стінки 1,53 мм, якщо лише секцію 1,4 мм збільшити до максимального відхилення (Z-max відхилення), різниця ваги між Z-max додатним відхиленням і центрованою товщиною стінки становить (1,309 – 1,251) * 1000 = 58 кг. Якщо всі товщини стінок відповідають Z-максимальному відхиленню (що дуже малоймовірно), різниця ваги становитиме 0,13/1,53 * 1000 = 85 кг.
2.2 Теоретична вага для негативного відхилення
Для алюмінієвих профілів товщина стінки не повинна перевищувати зазначеного значення, що означає негативний допуск на товщину стінки. Теоретична вага в цьому випадку повинна розраховуватися як половина негативного відхилення. Наприклад, для профілю з товщиною стінки 1,4 мм і негативним допуском 0,26 мм (позитивним допуском 0 мм) теоретична вага розраховується на основі половини допуску (-0,13 мм), див. Малюнок 3.
При товщині стінки 1,4 мм вага на метр становить 1,192 кг/м, а при товщині стінки 1,27 мм вага на метр становить 1,131 кг/м. Різниця між ними становить 0,061 кг/м. Якщо довжину виробу обчислити як одну тонну (838 метрів), різниця ваги становитиме 0,061 * 838 = 51 кг.
2.3 Метод розрахунку ваги з різною товщиною стінок
З наведених вище діаграм видно, що в цій статті використовуються прирости або зменшення номінальної товщини стінки під час розрахунку різних товщин стінок, а не застосовуються до всіх секцій. Області, заповнені діагональними лініями на діаграмі, представляють номінальну товщину стінки 1,4 мм, а інші області відповідають товщині стінки функціональних прорізів і ребер, яка відрізняється від номінальної товщини стінки згідно зі стандартами GB/T8478. Тому при регулюванні товщини стінки орієнтуються в основному на номінальну товщину стінки.
Виходячи зі зміни товщини стінок прес-форми під час видалення матеріалу, помічено, що всі товщини стінок новостворених форм мають негативне відхилення. Тому врахування лише змін номінальної товщини стінки забезпечує більш консервативне порівняння між вагою зважування та теоретичною вагою. Товщина стінки в неномінальних областях змінюється і може бути розрахована на основі пропорційної товщини стінки в межах діапазону граничного відхилення.
Наприклад, для вікон і дверей із номінальною товщиною стінки 1,4 мм вага на метр становить 1,192 кг/м. Щоб обчислити вагу на метр для стіни товщиною 1,53 мм, застосовано пропорційний метод розрахунку: 1,192/1,4 * 1,53, в результаті чого вага на метр становить 1,303 кг/м. Подібним чином, для товщини стіни 1,27 мм вага на метр обчислюється як 1,192/1,4 * 1,27, в результаті чого вага на метр становить 1,081 кг/м. Цей же спосіб можна застосувати до стінок іншої товщини.
На основі сценарію товщини стінки 1,4 мм, коли всі товщини стінок налаштовано, різниця ваги між вагою зважування та теоретичною вагою становить приблизно 7% до 9%. Наприклад, як показано на наступній схемі:
3. Різниця у вазі, спричинена товщиною шару обробки поверхні
Алюмінієві профілі, які використовуються в будівництві, зазвичай обробляють оксидуванням, електрофорезом, напиленням, фторуглеродом та іншими методами. Додавання шарів обробки збільшує вагу профілів.
3.1 Збільшення ваги в профілях окислення та електрофорезу
Після обробки поверхні шляхом окислення та електрофорезу утворюється шар оксидної плівки та композитної плівки (оксидної плівки та плівки електрофоретичної фарби) товщиною від 10 мкм до 25 мкм. Плівка для обробки поверхні додає ваги, але алюмінієві профілі трохи втрачають вагу в процесі попередньої обробки. Збільшення ваги незначне, тому зміна ваги після окислення та лікування електрофорезом зазвичай незначна. Більшість виробників алюмінію обробляють профілі без додавання ваги.
3.2 Збільшення ваги профілів із напиленням
Профілі з напиленням мають на поверхні шар порошкового покриття товщиною не менше 40 мкм. Вага порошкового покриття залежить від товщини. Національний стандарт рекомендує товщину від 60 мкм до 120 мкм. Різні типи порошкових покриттів мають різну вагу для однакової товщини плівки. Для продуктів масового виробництва, таких як віконні рами, віконні стійки та віконні стулки, одна товщина плівки наноситься на периферію, а дані про довжину периферії можна побачити на малюнку 4. Збільшення ваги після напилення профілів може бути знайдено в таблиці 1.
Згідно з даними в таблиці, збільшення ваги після напилення дверних і віконних профілів становить приблизно 4-5%. Для однієї тонни профілів це приблизно 40-50 кг.
3.3 Збільшення ваги профілів покриттів фторвуглецевою фарбою
Середня товщина покриття на профілях, покритих фторуглеродною фарбою, становить не менше 30 мкм для двох шарів, 40 мкм для трьох шарів і 65 мкм для чотирьох шарів. Більшість фторвуглецевої фарби, покритої розпиленням, використовують два або три шари. Через різні різновиди фторуглеродної фарби щільність після затвердіння також різна. На прикладі звичайної фторуглеродної фарби збільшення ваги можна побачити в наступній таблиці 2.
Згідно з даними в таблиці, збільшення ваги після напилення дверних і віконних профілів фторвуглецевою фарбою становить близько 2,0-3,0%. Для однієї тонни профілів це приблизно 20-30 кг.
3.4 Контроль товщини шару обробки поверхні порошкової та фторвуглецевої фарби, покритої розпиленням
Контроль шару покриття у продуктах, покритих порошковою та фторвуглецевою фарбою, є ключовою точкою керування процесом у виробництві, головним чином контролюючи стабільність і рівномірність розпилення порошку чи фарби з розпилювача, забезпечуючи рівномірну товщину плівки фарби. У реальному виробництві надмірна товщина шару покриття є однією з причин вторинного напилення. Навіть незважаючи на те, що поверхня відполірована, шар напиленого покриття може бути надмірно товстим. Виробникам необхідно посилити контроль процесу напилення та забезпечити товщину напилення.
4. Різниця у вазі, спричинена методами пакування
Алюмінієві профілі зазвичай упаковують в паперову або термозбіжну плівку, при цьому вага пакувальних матеріалів варіюється в залежності від способу упаковки.
4.1 Збільшення ваги паперової упаковки
У договорі зазвичай вказується обмеження ваги паперової упаковки, яке зазвичай не перевищує 6%. Іншими словами, вага паперу в одній тонні профілів не повинна перевищувати 60 кг.
4.2 Збільшення ваги обгортання термозбіжною плівкою
Збільшення ваги за рахунок упаковки в термоусадочну плівку зазвичай становить близько 4%. Вага термозбіжної плівки в одній тонні профілів не повинна перевищувати 40 кг.
4.3 Вплив стилю упаковки на вагу
Принцип упаковки профілю полягає в тому, щоб захистити профілі та полегшити транспортування. Вага однієї упаковки профілів повинна становити від 15 до 25 кг. Кількість профілів в упаковці впливає на відсоток ваги упаковки. Наприклад, коли профілі віконної рами упаковані в набори по 4 штуки довжиною 6 метрів, вага становить 25 кг, а пакувальний папір важить 1,5 кг, що становить 6%, дивіться малюнок 5. У разі упаковки в набори 6 штук, вага 37 кг, а пакувальний папір важить 2 кг, що становить 5,4%, дивіться малюнок 6.
З наведених вище цифр видно, що чим більше профілів в упаковці, тим менший відсоток ваги пакувальних матеріалів. При однаковій кількості профілів в упаковці, чим більша вага профілів, тим менший відсоток ваги пакувальних матеріалів. Виробники можуть контролювати кількість профілів в упаковці та кількість пакувальних матеріалів відповідно до вимог щодо ваги, зазначених у контракті.
Висновок
Виходячи з наведеного вище аналізу, існує відхилення між фактичною вагою зважування профілів і теоретичною вагою. Відхилення товщини стінки є основною причиною відхилення ваги. Вага шару обробки поверхні можна відносно легко контролювати, а вага пакувальних матеріалів можна контролювати. Різниця в межах 7% між вагою зважування та розрахунковою вагою відповідає вимогам стандарту, а різниця в межах 5% є метою виробника продукції.
Під редакцією May Jiang з MAT Aluminium
Час публікації: 30 вересня 2023 р
