Rakentamisessa käytettävät alumiiniprofiilien laskeutumismenetelmät ovat yleensä punnituslasku ja teoreettinen laskeutuminen. Punnitusselvitys sisältää alumiiniprofiilituotteiden punnitsemisen pakkausmateriaalit mukaan lukien ja maksun laskemisen todellisen painon mukaan kerrottuna tonnihinnalla. Teoreettinen selvitys lasketaan kertomalla profiilien teoreettinen paino tonnihinnalla.
Punnituslaskun aikana todellisen punnitun painon ja teoreettisesti lasketun painon välillä on ero. Tähän eroon on useita syitä. Tässä artikkelissa analysoidaan pääasiassa kolmen tekijän aiheuttamia painoeroja: alumiiniprofiilien perusmateriaalin paksuuden vaihtelut, pintakäsittelykerrosten erot ja pakkausmateriaalien vaihtelut. Tässä artikkelissa käsitellään näiden tekijöiden hallitsemista poikkeamien minimoimiseksi.
1. Pohjamateriaalin paksuuden vaihteluista johtuvat painoerot
Profiilien todellisen paksuuden ja teoreettisen paksuuden välillä on eroja, mikä johtaa eroihin punnitun painon ja teoreettisen painon välillä.
1.1 Painon laskeminen paksuuden vaihtelun perusteella
Kiinalaisen standardin GB/T5237.1 mukaan profiileille, joiden ulkoympyrä on enintään 100 mm ja nimellispaksuus alle 3,0 mm, erittäin tarkka poikkeama on ±0,13 mm. Esimerkkinä 1,4 mm paksu ikkunakehysprofiili, teoreettinen paino metriä kohti on 1,038 kg/m. Positiivisella poikkeamalla 0,13 mm, paino metriä kohti on 1,093 kg/m, ero 0,055 kg/m. Negatiivinen poikkeama 0,13 mm, paino metriä kohti on 0,982 kg/m, ero 0,056 kg/m. 963 metrille laskettuna ero on 53 kg per tonni, katso kuva 1.
On huomattava, että kuvassa otetaan huomioon vain 1,4 mm:n nimellispaksuuden osan paksuusvaihtelu. Jos kaikki paksuusvaihtelut huomioidaan, ero punnitun painon ja teoreettisen painon välillä olisi 0,13/1,4*1000=93kg. Alumiiniprofiilien perusmateriaalin paksuuden vaihtelu määrää punnitun painon ja teoreettisen painon välisen eron. Mitä lähempänä todellinen paksuus on teoreettista paksuutta, sitä lähempänä painotettu paino on teoreettista painoa. Alumiiniprofiilien valmistuksen aikana paksuus kasvaa vähitellen. Toisin sanoen samalla muottisarjalla valmistettujen tuotteiden punnittu paino alkaa teoreettista painoa kevyemmältä, muuttuu sitten samaksi ja tulee myöhemmin teoreettista painoa raskaammaksi.
1.2 Menetelmät poikkeamien hallintaan
Alumiiniprofiilimuottien laatu on perustekijä profiilien metripainon hallinnassa. Ensinnäkin on tarpeen valvoa tiukasti työhihnaa ja muottien käsittelymittoja sen varmistamiseksi, että ulostulon paksuus vastaa vaatimuksia, ja tarkkuutta ohjataan 0,05 mm:n alueella. Toiseksi tuotantoprosessia on ohjattava hallitsemalla suulakepuristusnopeutta oikein ja suorittamalla huolto tietyn määrän muottien jälkeen, kuten määrätään. Lisäksi muoteille voidaan tehdä typpikäsittely työhihnan kovuuden lisäämiseksi ja paksuuden kasvun hidastamiseksi.
2. Teoreettinen paino eri seinän paksuusvaatimuksille
Alumiiniprofiilien seinämäpaksuudella on toleransseja, ja eri asiakkailla on erilaiset vaatimukset tuotteen seinämäpaksuudelle. Seinämän paksuustoleranssivaatimusten mukaisesti teoreettinen paino vaihtelee. Yleensä vaaditaan vain positiivinen poikkeama tai vain negatiivinen poikkeama.
2.1 Positiivisen poikkeaman teoreettinen paino
Alumiiniprofiileille, joiden seinämänpaksuuden poikkeama on positiivinen, pohjamateriaalin kriittinen kantavuus edellyttää, että mitattu seinämän paksuus on vähintään 1,4 mm tai 2,0 mm. Positiivisen toleranssin teoreettisen painon laskentamenetelmänä on piirtää poikkeamadiagrammi seinämän paksuuden keskellä ja laskea paino metriä kohti. Esimerkiksi profiilissa, jonka seinämän paksuus on 1,4 mm ja positiivinen toleranssi 0,26 mm (negatiivinen toleranssi 0 mm), seinämän paksuus keskipoikkeaman kohdalla on 1,53 mm. Tämän profiilin metripaino on 1,251 kg/m. Punnitustarkoituksiin käytettävä teoreettinen paino on laskettava 1,251 kg/m:n perusteella. Kun profiilin seinämän paksuus on -0 mm, metripaino on 1,192 kg/m, ja kun se on +0,26 mm, paino metriä kohti on 1,309 kg/m, katso kuva 2.
1,53 mm:n seinämänpaksuuden perusteella, jos vain 1,4 mm:n poikkileikkaus kasvatetaan maksimipoikkeamaan (Z-max poikkeama), painoero Z-max-positiivisen poikkeaman ja keskitetyn seinämän paksuuden välillä on (1,309 – 1,251) * 1000 = 58kg. Jos kaikki seinämän paksuudet ovat Z-max poikkeamalla (mikä on erittäin epätodennäköistä), painoero olisi 0,13/1,53 * 1000 = 85 kg.
2.2 Negatiivisen poikkeaman teoreettinen paino
Alumiiniprofiilien seinämän paksuus ei saa ylittää määritettyä arvoa, mikä tarkoittaa negatiivista seinänpaksuuden toleranssia. Teoreettinen paino tulee tässä tapauksessa laskea puoleksi negatiivisesta poikkeamasta. Esimerkiksi profiilille, jonka seinämän paksuus on 1,4 mm ja negatiivinen toleranssi 0,26 mm (positiivinen toleranssi 0 mm), teoreettinen paino lasketaan perustuen puoleen toleranssista (-0,13 mm), katso kuva 3.
1,4 mm:n seinämän paksuudella metripaino on 1,192 kg/m, kun taas 1,27 mm:n seinämän paksuus on 1,131 kg/m. Ero näiden kahden välillä on 0,061 kg/m. Jos tuotteen pituudeksi lasketaan yksi tonni (838 metriä), painoero olisi 0,061 * 838 = 51 kg.
2.3 Painon laskentamenetelmä eri seinäpaksuuksilla
Yllä olevista kaavioista voidaan nähdä, että tässä artikkelissa käytetään nimellisiä seinäpaksuuden lisäyksiä tai vähennyksiä eri seinämänpaksuuksien laskennassa sen sijaan, että niitä sovellettaisiin kaikkiin osiin. Diagonaalisilla viivoilla täytetyt alueet kaaviossa edustavat nimellisseinäpaksuutta 1,4 mm, kun taas muut alueet vastaavat toiminnallisten urien ja ripojen seinämän paksuutta, jotka poikkeavat GB/T8478 standardien mukaisesta nimellisseinämän paksuudesta. Siksi seinän paksuutta säädettäessä keskitytään pääasiassa nimellisseinänpaksuuteen.
Perustuen muotin seinämän paksuuden vaihteluun materiaalin poiston aikana, havaitaan, että uusien muottien kaikilla seinämäpaksuuksilla on negatiivinen poikkeama. Siksi vain nimellisseinän paksuuden muutosten huomioon ottaminen tarjoaa konservatiivisemman vertailun punnituspainon ja teoreettisen painon välillä. Seinämän paksuus ei-nimellisillä alueilla muuttuu ja se voidaan laskea suhteellisen seinämän paksuuden perusteella rajapoikkeama-alueella.
Esimerkiksi ikkuna- ja ovituotteelle, jonka nimellisseinäpaksuus on 1,4 mm, paino metriä kohti on 1,192 kg/m. Laskettaessa metripainoa 1,53 mm:n seinämäpaksuudella, käytetään suhteellista laskentamenetelmää: 1,192/1,4 * 1,53, jolloin metripaino on 1,303 kg/m. Vastaavasti 1,27 mm:n seinämäpaksuudella metripaino lasketaan 1,192/1,4 * 1,27, jolloin metripaino on 1,081 kg/m. Samaa menetelmää voidaan soveltaa muihin seinäpaksuuksiin.
1,4 mm:n seinämänpaksuuden skenaarion perusteella, kun kaikki seinämän paksuudet on säädetty, punnituspainon ja teoreettisen painon välinen painoero on noin 7-9%. Esimerkiksi seuraavan kaavion mukaisesti:
3. Pintakäsittelykerroksen paksuudesta johtuva painoero
Rakentamisessa käytettävät alumiiniprofiilit käsitellään yleisesti hapetuksella, elektroforeesilla, ruiskupinnoituksella, fluorihiilellä ja muilla menetelmillä. Käsittelykerrosten lisääminen lisää profiilien painoa.
3.1 Hapettumis- ja elektroforeesiprofiilien painon nousu
Hapetuksen ja elektroforeesin pintakäsittelyn jälkeen muodostuu oksidikalvo- ja komposiittikalvokerros (oksidikalvo ja elektroforeettinen maalikalvo), jonka paksuus on 10 μm - 25 μm. Pintakäsittelykalvo lisää painoa, mutta alumiiniprofiilit menettävät painoaan esikäsittelyn aikana. Painon nousu ei ole merkittävää, joten painon muutos hapetus- ja elektroforeesikäsittelyn jälkeen on yleensä mitätön. Useimmat alumiininvalmistajat käsittelevät profiileja lisäämättä painoa.
3.2 Painon lisäys ruiskupinnoitusprofiileissa
Ruiskumaalattujen profiilien pinnalla on jauhemaalauskerros, jonka paksuus on vähintään 40 μm. Jauhemaalin paino vaihtelee paksuuden mukaan. Kansallinen standardi suosittelee paksuutta 60 μm - 120 μm. Eri tyyppisillä jauhemaaleilla on eri painot samalla kalvonpaksuudella. Massatuotetuille tuotteille, kuten ikkunoiden karmeille, ikkunalaudoille ja ikkunapuitteille, ruiskutetaan yksi kalvon paksuus kehälle ja kehäpituustiedot näkyvät kuvassa 4. Painon lisäys profiilien ruiskumaalauksen jälkeen voidaan löytyy taulukosta 1.
Taulukon tietojen mukaan painonlisäys ovien ja ikkunoiden profiilien ruiskumaalauksen jälkeen on noin 4-5 %. Yhdelle tonnille profiileja se on noin 40-50 kg.
3.3 Fluorocarbon Paint Spray -pinnoiteprofiilien painon lisäys
Fluorihiilimaalilla ruiskupinnoitettujen profiilien pinnoitteen keskimääräinen paksuus on vähintään 30 μm kahdella kerroksella, 40 μm kolmella kerroksella ja 65 μm neljällä kerroksella. Suurin osa fluorihiilimaaleilla ruiskupinnoitetuista tuotteista käyttää kahta tai kolmea kerrosta. Fluorihiilivetymaalien eri lajikkeiden vuoksi myös tiheys kovettumisen jälkeen vaihtelee. Kun otetaan esimerkkinä tavallinen fluorihiilivetymaali, painon nousu näkyy seuraavassa taulukossa 2.
Taulukon tietojen mukaan painonnousu ovien ja ikkunoiden profiilien ruiskumaalauksen jälkeen fluorihiilimaalilla on noin 2,0-3,0 %. Yhdelle tonnille profiileja se on noin 20-30 kg.
3.4 Pintakäsittelykerroksen paksuuden valvonta jauhe- ja fluorihiilimaaliruiskumaalaustuotteissa
Pinnoitekerroksen ohjaus jauhe- ja fluorihiilimaalilla ruiskupinnoitetuissa tuotteissa on keskeinen prosessin ohjauspiste tuotannossa, sillä se valvoo pääasiassa ruiskupistoolista tulevan jauheen tai maalisuihkun vakautta ja tasaisuutta ja varmistaa maalikalvon tasaisen paksuuden. Varsinaisessa tuotannossa pinnoitekerroksen liiallinen paksuus on yksi syy toissijaiseen ruiskupinnoitukseen. Vaikka pinta on kiillotettu, spraypinnoitekerros voi silti olla liian paksu. Valmistajien on vahvistettava ruiskupinnoitusprosessin valvontaa ja varmistettava ruiskupinnoitteen paksuus.
4. Pakkausmenetelmien aiheuttama painoero
Alumiiniprofiilit pakataan yleensä paperikääreellä tai kutistekalvokääreellä, ja pakkausmateriaalien paino vaihtelee pakkaustavan mukaan.
4.1 Paperin kääreen painon lisäys
Sopimuksessa on yleensä määritelty paperipakkausten painoraja, joka ei yleensä ylitä 6 %. Toisin sanoen paperin paino yhdessä profiilitonnissa ei saa ylittää 60 kg.
4.2 Painon lisäys kutistekalvokääreessä
Kutistekalvopakkausten painonnousu on yleensä noin 4 %. Kutistekalvon paino yhdessä profiilitonnissa ei saa ylittää 40 kg.
4.3 Pakkaustyylin vaikutus painoon
Profiilipakkauksen periaate on suojata profiileja ja helpottaa käsittelyä. Yhden profiilipakkauksen painon tulee olla noin 15-25 kg. Profiilien lukumäärä pakkauksessa vaikuttaa pakkauksen painoprosenttiin. Esimerkiksi kun ikkunakehysprofiilit on pakattu 4 kappaleen sarjoihin, joiden pituus on 6 metriä, paino on 25 kg ja pakkauspaperi 1,5 kg, mikä vastaa 6 %, katso kuva 5. Pakattuna sarjoihin 6 kappaletta, paino 37 kg ja pakkauspaperi painaa 2 kg, mikä vastaa 5,4 %, katso kuva 6.
Yllä olevista kuvista voidaan nähdä, että mitä enemmän profiileja pakkauksessa on, sitä pienempi on pakkausmateriaalien painoprosentti. Jos profiileja on sama määrä per pakkaus, mitä suurempi profiilien paino on, sitä pienempi on pakkausmateriaalien painoprosentti. Valmistajat voivat valvoa profiilien määrää pakkauksessa ja pakkausmateriaalien määrää sopimuksessa määriteltyjen painovaatimusten mukaisesti.
Johtopäätös
Yllä olevan analyysin perusteella profiilien todellisen punnituspainon ja teoreettisen painon välillä on poikkeama. Seinämän paksuuden poikkeama on tärkein syy painon poikkeamiseen. Pintakäsittelykerroksen paino on suhteellisen helposti säädettävissä ja pakkausmateriaalien paino säädettävissä. 7 %:n sisällä oleva painoero punnituspainon ja lasketun painon välillä täyttää standardivaatimukset, ja 5 %:n sisällä oleva ero on tuotantovalmistajan tavoite.
Toimittanut May Jiang, MAT Aluminium
Postitusaika: 30.9.2023
