Методы расчета алюминиевых профилей, используемых в строительстве, обычно включают весовую осадку и теоретическую осадку. Весовая осадка включает взвешивание изделий из алюминиевого профиля, включая упаковочные материалы, и расчет оплаты на основе фактического веса, умноженного на цену за тонну. Теоретическая осадка рассчитывается путем умножения теоретического веса профилей на цену за тонну.
При расчете взвешивания возникает разница между фактически взвешенным весом и теоретически рассчитанным весом. Существует несколько причин этой разницы. В этой статье в основном анализируются различия в весе, вызванные тремя факторами: различиями в толщине основного материала алюминиевых профилей, различиями в слоях обработки поверхности и различиями в упаковочных материалах. В этой статье обсуждается, как контролировать эти факторы, чтобы минимизировать отклонения.
1. Различия в весе, вызванные разницей в толщине основного материала
Существуют различия между фактической и теоретической толщиной профилей, что приводит к различиям между взвешенным и теоретическим весом.
1.1 Расчет веса на основе разницы толщины
Согласно китайскому стандарту GB/T5237.1, для профилей с внешней окружностью не более 100 мм и номинальной толщиной менее 3,0 мм отклонение высокой точности составляет ±0,13 мм. Если взять в качестве примера профиль оконной рамы толщиной 1,4 мм, то теоретический вес на метр составит 1,038 кг/м. При положительном отклонении 0,13 мм вес на метр составит 1,093 кг/м, разница составит 0,055 кг/м. При отрицательном отклонении 0,13 мм вес на метр составит 0,982 кг/м, разница составит 0,056 кг/м. При расчете для 963 метров разница составит 53 кг на тонну, см. Рисунок 1.
Следует отметить, что на рисунке рассматривается только дисперсия толщины номинальной толщины 1,4 мм. Если учесть все дисперсии толщины, разница между взвешенным весом и теоретическим весом составит 0,13/1,4*1000=93 кг. Наличие дисперсий в толщине основного материала алюминиевых профилей определяет разницу между взвешенным весом и теоретическим весом. Чем ближе фактическая толщина к теоретической толщине, тем ближе взвешенный вес к теоретическому весу. В процессе производства алюминиевых профилей толщина постепенно увеличивается. Другими словами, взвешенный вес изделий, произведенных одним и тем же набором форм, сначала легче теоретического веса, затем становится таким же, а затем становится тяжелее теоретического веса.
1.2 Методы контроля отклонений
Качество форм для алюминиевых профилей является основополагающим фактором в контроле веса на метр профилей. Во-первых, необходимо строго контролировать рабочую ленту и размеры обработки форм, чтобы гарантировать, что выходная толщина соответствует требованиям, с точностью, контролируемой в диапазоне 0,05 мм. Во-вторых, необходимо контролировать производственный процесс, правильно управляя скоростью экструзии и проводя техническое обслуживание после определенного количества проходов формы, как предусмотрено. Кроме того, формы могут подвергаться азотированию для повышения твердости рабочей ленты и замедления увеличения толщины.
2.Теоретический вес для различных требований к толщине стенки
Толщина стенки алюминиевых профилей имеет допуски, и разные клиенты предъявляют разные требования к толщине стенки изделия. Согласно требованиям допуска толщины стенки, теоретический вес варьируется. Как правило, требуется иметь только положительное отклонение или только отрицательное отклонение.
2.1 Теоретический вес для положительного отклонения
Для алюминиевых профилей с положительным отклонением толщины стенки критическая несущая площадь основного материала требует, чтобы измеренная толщина стенки была не менее 1,4 мм или 2,0 мм. Метод расчета теоретического веса с положительным допуском заключается в построении диаграммы отклонений с толщиной стенки в центре и расчете веса на метр. Например, для профиля с толщиной стенки 1,4 мм и положительным допуском 0,26 мм (отрицательный допуск 0 мм) толщина стенки при центрированном отклонении составляет 1,53 мм. Вес на метр для этого профиля составляет 1,251 кг/м. Теоретический вес для целей взвешивания следует рассчитывать на основе 1,251 кг/м. Когда толщина стенки профиля составляет -0 мм, вес на метр составляет 1,192 кг/м, а когда она составляет +0,26 мм, вес на метр составляет 1,309 кг/м, см. Рисунок 2.
На основе толщины стенки 1,53 мм, если только сечение 1,4 мм увеличивается до максимального отклонения (отклонение Z-max), разница в весе между положительным отклонением Z-max и центрированной толщиной стенки составляет (1,309 – 1,251) * 1000 = 58 кг. Если все толщины стенок находятся на отклонении Z-max (что крайне маловероятно), разница в весе составит 0,13/1,53 * 1000 = 85 кг.
2.2 Теоретический вес для отрицательного отклонения
Для алюминиевых профилей толщина стенки не должна превышать указанное значение, что означает отрицательный допуск по толщине стенки. Теоретический вес в этом случае следует рассчитывать как половину отрицательного отклонения. Например, для профиля с толщиной стенки 1,4 мм и отрицательным допуском 0,26 мм (положительный допуск 0 мм) теоретический вес рассчитывается на основе половины допуска (-0,13 мм), см. Рисунок 3.
При толщине стенки 1,4 мм вес на метр составляет 1,192 кг/м, а при толщине стенки 1,27 мм вес на метр составляет 1,131 кг/м. Разница между ними составляет 0,061 кг/м. Если длина изделия рассчитывается как одна тонна (838 метров), разница в весе составит 0,061 * 838 = 51 кг.
2.3 Метод расчета веса при различной толщине стенок
Из диаграмм выше видно, что в этой статье используются номинальные приращения или уменьшения толщины стенки при расчете различных толщин стенки, а не применяются ко всем сечениям. Области, заполненные диагональными линиями на диаграмме, представляют номинальную толщину стенки 1,4 мм, в то время как другие области соответствуют толщине стенки функциональных щелей и ребер, которая отличается от номинальной толщины стенки согласно стандартам GB/T8478. Поэтому при корректировке толщины стенки основное внимание уделяется номинальной толщине стенки.
На основе изменения толщины стенки формы во время удаления материала, наблюдается, что все толщины стенок новых форм имеют отрицательное отклонение. Таким образом, рассмотрение только изменений номинальной толщины стенки обеспечивает более консервативное сравнение между весом взвешивания и теоретическим весом. Толщина стенки в неноминальных областях изменяется и может быть рассчитана на основе пропорциональной толщины стенки в пределах диапазона предельного отклонения.
Например, для оконного и дверного изделия с номинальной толщиной стенки 1,4 мм вес на метр составляет 1,192 кг/м. Для расчета веса на метр для толщины стенки 1,53 мм применяется пропорциональный метод расчета: 1,192/1,4 * 1,53, что дает вес на метр 1,303 кг/м. Аналогично, для толщины стенки 1,27 мм вес на метр рассчитывается как 1,192/1,4 * 1,27, что дает вес на метр 1,081 кг/м. Тот же метод можно применять и для других толщин стен.
На основе сценария с толщиной стенки 1,4 мм, когда все толщины стенок скорректированы, разница веса между весом взвешивания и теоретическим весом составляет приблизительно от 7% до 9%. Например, как показано на следующей диаграмме:
3. Разница в весе, вызванная толщиной слоя обработки поверхности
Алюминиевые профили, используемые в строительстве, обычно обрабатываются оксидированием, электрофорезом, напылением, фторуглеродом и другими методами. Добавление слоев обработки увеличивает вес профилей.
3.1 Увеличение веса в профилях окисления и электрофореза
После поверхностной обработки окислением и электрофорезом образуется слой оксидной пленки и композитной пленки (оксидная пленка и электрофоретическая пленка краски) толщиной от 10 мкм до 25 мкм. Пленка поверхностной обработки добавляет вес, но алюминиевые профили теряют часть веса в процессе предварительной обработки. Увеличение веса незначительно, поэтому изменение веса после оксидации и электрофорезной обработки, как правило, незначительно. Большинство производителей алюминия обрабатывают профили без добавления веса.
3.2 Увеличение веса профилей распыляемого покрытия
Профили с напыленным покрытием имеют слой порошкового покрытия на поверхности толщиной не менее 40 мкм. Вес порошкового покрытия варьируется в зависимости от толщины. Национальный стандарт рекомендует толщину от 60 мкм до 120 мкм. Различные типы порошковых покрытий имеют разный вес при одинаковой толщине пленки. Для изделий массового производства, таких как оконные рамы, оконные стойки и оконные створки, на периферию напыляется одинарная толщина пленки, а данные по длине периферии можно увидеть на рисунке 4. Увеличение веса после напыления покрытия профилей можно найти в таблице 1.
Согласно данным таблицы, увеличение веса после окраски методом распыления профилей дверей и окон составляет около 4% - 5%. На одну тонну профилей это составляет около 40 кг - 50 кг.
3.3 Увеличение веса профилей фторуглеродных покрытий методом распыления
Средняя толщина покрытия на профилях, покрытых распылением фторуглеродной краски, составляет не менее 30 мкм для двух слоев, 40 мкм для трех слоев и 65 мкм для четырех слоев. Большинство изделий, покрытых распылением фторуглеродной краски, используют два или три слоя. Из-за различных разновидностей фторуглеродной краски плотность после отверждения также различается. Если взять в качестве примера обычную фторуглеродную краску, то увеличение веса можно увидеть в следующей Таблице 2.
Согласно данным таблицы, увеличение веса после окраски фторуглеродной краской профилей дверей и окон методом распыления составляет около 2,0% - 3,0%. На одну тонну профилей это составляет около 20 кг - 30 кг.
3.4 Контроль толщины слоя поверхностной обработки в порошковых и фторуглеродных лакокрасочных покрытиях
Контроль слоя покрытия в порошковых и фторуглеродных красках, нанесенных распылением, является ключевой точкой контроля процесса в производстве, в основном контролируя стабильность и однородность распыления порошка или краски из пистолета-распылителя, обеспечивая равномерную толщину пленки краски. В реальном производстве чрезмерная толщина слоя покрытия является одной из причин вторичного распыления покрытия. Даже если поверхность отполирована, слой распыленного покрытия все еще может быть чрезмерно толстым. Производителям необходимо усилить контроль процесса распыления покрытия и обеспечить толщину распыленного покрытия.
4. Разница в весе, вызванная методами упаковки
Алюминиевые профили обычно упаковываются в бумажную обертку или термоусадочную пленку, при этом вес упаковочных материалов варьируется в зависимости от способа упаковки.
4.1 Увеличение веса бумажной упаковки
В контракте обычно указывается предельный вес бумажной упаковки, как правило, не превышающий 6%. Другими словами, вес бумаги в одной тонне профилей не должен превышать 60 кг.
4.2 Увеличение веса при упаковке в термоусадочную пленку
Увеличение веса за счет упаковки в термоусадочную пленку обычно составляет около 4%. Вес термоусадочной пленки в одной тонне профилей не должен превышать 40 кг.
4.3 Влияние стиля упаковки на вес
Принцип упаковки профилей заключается в защите профилей и облегчении обращения с ними. Вес одной упаковки профилей должен составлять около 15–25 кг. Количество профилей в упаковке влияет на процент веса упаковки. Например, если профили для оконных рам упакованы в наборы по 4 штуки длиной 6 метров, вес составляет 25 кг, а упаковочная бумага весит 1,5 кг, что составляет 6%, см. Рисунок 5. Если упакованы в наборы по 6 штук, вес составляет 37 кг, а упаковочная бумага весит 2 кг, что составляет 5,4%, см. Рисунок 6.
Из приведенных выше рисунков видно, что чем больше профилей в упаковке, тем меньше процент веса упаковочных материалов. При одинаковом количестве профилей в упаковке, чем больше вес профилей, тем меньше процент веса упаковочных материалов. Производители могут контролировать количество профилей в упаковке и количество упаковочных материалов для соответствия требованиям по весу, указанным в контракте.
Заключение
На основании вышеприведенного анализа, существует отклонение между фактическим весом взвешивания профилей и теоретическим весом. Отклонение в толщине стенки является основной причиной отклонения веса. Вес слоя поверхностной обработки можно относительно легко контролировать, а вес упаковочных материалов можно контролировать. Разница в весе в пределах 7% между весом взвешивания и расчетным весом соответствует требованиям стандарта, а разница в пределах 5% является целью производителя продукции.
Под редакцией Мэй Цзян из MAT Aluminum
Время публикации: 30-сен-2023
