TECHNISCH SEMINARIE METAALSECTOR. Gent 27 maart 2015

Transcriptie

1 TECHNISCH SEMINARIE METAALSECTOR Gent 27 maart 2015

2 EVOLUTIES IN HET BEKLEDEN VAN ROLLEN Edwin Comhaire

3 EVOLUTIES IN HET BEKLEDEN VAN ROLLEN 1. Inleiding

4 Inleiding Diverse factoren voeden de noodzaak tot ontwikkeling van nieuwe oplossingen : Veranderende producten en processen bij onze klanten De vraag naar producten van hogere kwaliteit (Europese) regelgeving REACH Rol van een leverancier om waarde te creëren Hannecard wil zich onderscheiden van de concurrentie Hannecard richt zijn ontwikkeling op : Noden en prioriteiten van onze klanten Bekledingen, maar ook diensten en concepten De metaalindustrie is de belangrijkste afzetmarkt voor Hannecard in Europa (ca. 9 Mo = 25 % omzet)

5 EVOLUTIES IN HET BEKLEDEN VAN ROLLEN 2. Nieuwe generatie bekledingen voor wringerrollen

6 Inleiding In alle bandprocessen vormen wringerrollen een aandachtspunt : Chemische behandelingen : chemie, temperatuur Post van verbruik (onderhoudsbudget) Soms kritisch voor kwaliteit van de band Hannecard ontwikkelt oplossingen in rubber en in polyurethaan De verbeterde bekledingskwaliteiten moeten in een breder kader geplaatst worden : Optimaliseren van het gebruik van de wringerrollen bij de klant Andere factoren : laagdikte, hardheid, geometrie enz.

7 Wat is een betere bekleding? Belangrijke aspecten voor een eindgebruiker : Levensduur Reductie van onderhoudskost / totale kost Betere afperskwaliteit / efficiëntie Neutraliteit tov de band Beter geschikt voor de omgeving : Chemie Temperatuur Druk / mechanische belasting Ook oplossing voor aanverwante toepassingen? Tegenrollen borstels Dompel- en omkeerrollen Betrouwbaar bij productie Hannecard (uitval, leveringstermijn)

8 Wat is een betere bekleding? Eigenschappen die we proberen te verbeteren : Slijtvastheid Scheur- en insnijdweerstand Chemische weerstand Temperatuurweerstand Behoud van eigenschappen in omgeving toepassing Afpersefficiëntie, energiebeheer, vervormbaarheid, elasticiteit Betrouwbaarheid in productie Hannecard Conformiteit aan hedendaagse regelgeving (REACH, afval )

9 ClearSqueeze Rubberontwikkeling Deels in het kader van het verdwijnen van Hypalon (DuPont Trademark) in 2010 Samen met MetalSqueeze-XP nieuwe generatie high performance bekledingen voor chemische omgevingen : Beitsen Spoelen en koelen Electrolytische processen (verzinken, vertinnen, vernikkelen, anodiseren enz.) Passiveren, zure voorbehandeling MINDER geschikt voor alkalische reiniging / ontvetting

10 180 Vergelijkende eigenschappen 80 shore A MetalSqueeze-S 80 HanneStar 80 RollMet-S 80 MetalSqueeze-AR 80 SmartSqueeze 80 MetalSqueeze-XP 80 ClearSqueeze 80 Slijtageverlies (mm3) Scheurweerstand (N/mm) Treksterkte (MPa) Elasticiteit (%) Compression Set (%) Temperatuurweerstand ( C)

11 12 Vervormingsmodulus (MPa) MetalSqueeze-S 80 HanneStar 80 RollMet-S 80 MetalSqueeze-AR 80 SmartSqueeze 80 MetalSqueeze-XP 80 ClearSqueeze 80

12 ClearSqueeze - samengevat Eigenschappen zoals de beste «Hypalon» type bekleding Betere elasticiteit en vervormbaarheid Betere zuurbestendigheid Betere bestendigheid tegen hoge temperatuur Bleke kleur = niet vlekkend

13 Everlast 2 Polyurethaanontwikkeling Opvolger van de Everlast, eerste generatie zuurvaste polyurethanen Doel : voordelen van polyurethaan (mechanische weerstand) in een hete, zure omgeving Hoofdtoepassingen Beitsen, vooral RVS band en aluminium, ook koolstofstaal Electrolytische processen (verzinken, vertinnen, vernikkelen, anodiseren enz.) Zure reiniging en ontvetting MINDER geschikt voor alkalische reiniging / ontvetting

14 Everlast 2 vs Everlast Hogere slijtvastheid Hogere temperatuurweerstand en weerstand tegen zuren aan hoge temperatuur Everlast : max. 70 C Everlast 2 : max. 85 C

15 Everlast 2 vs Everlast Mechanische eigenschappen Onderdompeling HCl 25% / 85 C Slijtageverlies (mm3) Scheurweerstand (N/mm) Treksterkte (MPa) Elasticiteit (%) 0 Zwelling (%) Hardheid (shore A) Everlast Everlast 2 Everlast Everlast 2

16 Everlast 2 vs hoogwaardige rubber dagen onderdompeling in HCl / 25 % - 85 C Mechanische eigenschappen VOOR Slijtageverlies (mm3) Scheurweerstand (N/mm) Sch.weerstand dwars (N/cm) Treksterkte (MPa) Elasticiteit (%) Modulus (MPa) SmartSqueeze 80 MetalSqueeze-XP 80 ClearSqueeze 80 Everlast 2

17 Everlast 2 vs hoogwaardige rubber dagen onderdompeling in HCl / 25 % - 85 C Mechanische eigenschappen NA Slijtageverlies (mm3) Scheurweerstand (N/mm) Sch.weerstand dwars (N/cm) Treksterkte (MPa) Elasticiteit (%) Modulus (MPa) SmartSqueeze 80 MetalSqueeze-XP 80 ClearSqueeze 80 Everlast 2

18 Everlast 2 - samengevat Geschikt voor alle zure omgevingen tot 85 C Wringerrollen, zowel als dompel- en ombuigrollen Minder verlies van scheursterkte (insnijdweerstand) en modulus dan zuurvaste rubberoplossingen Dampdicht (geen PRINTAM of andere onderlagen nodig) Bekleding op astappen : kan met PU, Everlast, rubber, eboniet of PRINTAM

19 EVOLUTIES IN HET BEKLEDEN VAN ROLLEN 2. Nieuwe generatie bekledingen voor wringerrollen

20 EVOLUTIES IN HET BEKLEDEN VAN ROLLEN 3. Voordelen van 2-laags banddraagrollen

21 Onderwerp Steun- en draagrollen voor metaalband (vooral koolstofstaal en RVS, maar kan ook voor non-ferro band) Voornamelijk horizontale accumulatoren

22 Waarom deze ontwikkeling? Rollen onderhevig aan slijtage Slijtage moeilijk in te schatten zonder meting Meting betekent : in de installatie gaan veiligheidsrisico tijdrovend, omslachtig Onzekerheid over slijtage betekent : schade aan de rol, breuk van de rol slecht functioneren, slechte bandgeleiding toenemende belasting op de lagers

23 Problematiek looper (accu) rollen Constante veranderingen in snelheid verhogen de slijtage Slijtage is vaak onregelmatig («flessenhals») Soms in combinatie met GVK/CVK kernen die kunnen breken

24 Oplossing PU bekleding met zeer goed zichtbare, fel gekleurde «kritische» onderlaag van 4 à 5 mm

25 Voordelen Slijtage kan van op afstand gevolgd worden Als gele laag verschijnt = nog 4 mm reserve Ook in zeer stoffige omgeving is gele laag altijd te zien

26 Onderdeel van totaaloplossing Hannethane-S slijtvaste polyurethaan Nieuwe-generatie rotatiegegoten polyurethaan Kenmerkt zich door uitermate hoge slijtvastheid, vooral in 90 en 95 shore A Korte leveringstermijn is mogelijk voor series

27 Onderdeel van totaaloplossing Hannecard GVK / CVK technologie : Sterke reductie van het gewicht : ergonomie Sterke reductie van de inertie : rollen draaien veel gemakkelijker bij constante snelheidswisseling : Minder slijtage van de lagers Minder slijtage van de bekleding Beide gaan 2 à 3 x langer mee Economisch interessante oplossing (GVK) Met CVK kan zeer hoge stijfheid bereikt worden GVK/CVK kernen kunnen herbekleed worden Mogelijk om ook de as te verlichten (reductie van het totaalgewicht)

28 Onderdeel van totaaloplossing Looper rollen met GVK kern :

29 EVOLUTIES IN HET BEKLEDEN VAN ROLLEN 3. Voordelen van 2-laags banddraagrollen

30 EVOLUTIES IN HET BEKLEDEN VAN ROLLEN 4. Oppervlakenergie belang voor coating toepassingen

31 Inleiding Hannecard verricht steeds meer studie naar de oppervlakenergie op rubber- en PU bekledingen Oppervlakenergie = maat voor bevochtigbaarheid van het oppervlak

32 Belang van oppervlakenergie Bij coating toepassingen zoeken naar een betere verdeling van de coating op de rol (opdraagrol, applicatorrol) Verhogen van de laagdikte Verbeteren van het aspect Verbergen van coating foutjes Coating processen : Verf, lak, vernis, primers, clear-coats Waterige polymeercoatings, AFP, acrylaten Passivatieproducten Beschermende coatings, «lubs», «dry lubs»

33 Interpretatie van oppervlakenergie Oppervlakenergie = 1 waarde : eigenschap van het oppervlak van de bekleding Onafhankelijk van de vloeistof Kijken naar andere factoren in functie van type vloeistof Is slechts één klein deeltje van het coatingproces : Systeem van transfer en opdraag aantal rollen in het systeem Snelheidsverschillen tussen rollen onderling en tussen applicatorrol en band, richting («forward» vs «reverse») Viscositeit van de vloeistof verandering van viscositeit Druk nip verblijftijd van de vloeistof Oppervlakruwheid Type en ruwheid van de andere (transfer) rollen

34 Interpretatie van oppervlakenergie Reologie van de coating in de nip onstabiliteit («ribbing») bij het verlaten van de nip

35 Interpretatie van oppervlakenergie Coaten = moeilijk!!

36 Owens-Wendt methode Hannecard kiest voor Owens-Wendt methode : Druppel van een zeer polaire vloeistof (demi water) Druppel van een zeer apolaire vloeistof (di-iodomethaan) Contacthoekmeting Berekening dmv lineaire regressie : Polaire contacthoek Apolaire contacthoek Polaire en dispersieve component Polariteit in % Oppervlakenergie in mn/m Geen zaligmakende test! Vooral basis voor vergelijking

37 Owens-Wendt methode Zoveel mogelijk standaardiseren : Steeds zelfde type monster : hulsje van Ø 140 Steeds zelfde afwerking : Ra van 1,2 µ Vaste testopstelling 12 hoekmetingen per vloeistof, waarvan er 6 worden gebruikt Ra-controle :

38 Owens-Wendt methode Opstelling :

39 Owens-Wendt methode Meting :

40 Owens-Wendt methode Grote vs. kleine contacthoek

41 Owens-Wendt methode KWALITEIT : V950 OWENS-WENDT MODEL 69,50 92,00 107,00 101,00 70,00 91,00 Contacthoek water 107,00 105,00 68,50 55,00 114,50 107,00 gam L gam Ld gam Lp hoek cos hoek x y diiodometha ne 50,80 50,80 0,00 74,33 0,27 0,000 4,526 water 72,80 21,80 51,00 106,92-0,29 1,530 5,528 glycerol ,42 0,939 3,169 a b y = ax+b 0,65 4,53 polaire component (mn/m) dispersieve component (mn/m) Contacthoek Diiodomethaan Oppervlakenergie (mn/m) 0,43 20,49 20,91 % Polariteit 2,05%

42 Oppervlakenergie: verdere mogelijkheden Testen op vloeistof(fen) van onze klanten : Plaatsen van de vloeistof tov de referentievloeistoffen Contacthoek polariteit Bekledingen met zeer lage oppervlakenergie : Bevorderen van «release» eigenschappen Release tov vloeistoffen, release tov «web» - polariteit Testen van invloed van temperatuur, viscositeit Testen van invloed van Ra Terugkoppelen van oppervlakenergie naar de samenstelling (mengformule)

43 Oppervlakenergie: verdere mogelijkheden Invloed van weekmakers op de oppervlakenergie : MultiCoat-SB (rubber) Monkal-4 (PU) MultiCoat-SB 35 MultiCoat-SB 45 MultiCoat-SB Monkal 45 Monkal 50 Monkal 55 Monkal 60 Hardheid (shore A) Oppervlakenergie (mn/m) Hardheid (shore A) Oppervlakenergie (mn/m)

44 EVOLUTIES IN HET BEKLEDEN VAN ROLLEN 4. Oppervlakenergie belang voor coating toepassingen

45 EVOLUTIES IN HET BEKLEDEN VAN ROLLEN 5. Temperatuurlimiet voor polyurethaan

46 Inleiding Diverse toepassingen vragen om elastomeren met goede temperatuurbestendigheid De meeste rubberelastomeren zijn begrensd tot 120 à 125 C continu (130 à 140 C piek) Uitzonderingen : HNBR : 140 à 150 (160) C FPM («Viton») : 240 (260) C Q (Siliconenrubber) : 200 (220) C 230 (250) C De meeste polyurethanen zijn begrensd tot 100 C

47 Wat is de juiste limiet? Elke verhoging van temperatuur heeft een invloed op een rubber/pu mengsel, ZELFS BINNEN DE VOOROP GESTELDE LIMIET Limiet = aanvaarden van een bepaald verlies aan eigenschappen Onder de destructiegrens blijven Praktisch : Rubber : we volgen de regels van het elastomeer + vergelijken onderling (bv. «mindere» EPDM en «betere» EPDM) PU :????

48 Limiet van een polyurethaanbekleding De bekleding moet functioneel blijven De eigenschappen moeten beter blijven dan andere oplossingen voor hetzelfde probleem Temperatuurlimiet blijft een RICHTWAARDE Mee afhankelijk van andere omgevingsfactoren : Druk Snelheid, frekwentie Tractie, slip, vervorming Chemie (ook : elektrische stroom, ozon, straling, UV ) PU reageert zeer aggressief wanneer over de limiet Commercieel gegeven?

49 Hoge temperatuur PU Elke PU die constant > 100 C kan functioneren Sommige formules zijn stabiel tot temperaturen van 140 à 150 C, onder normale belasting Oplossingen zowel binnen de «polyether» als binnen de «polyester» famile Hannecard range : Kaltech Hannetherm Hannedyn-XP Hannedyn-HT Hannetherm-XP

50 Vergelijking HT PU Hannetherm Hannedyn-HT Hannetherm-XP Pure destructie : Aanvang 2 uur 110 C OK OK OK 2 uur 120 C OK OK OK 2 uur 140 C OK OK OK 2 uur 160 C OK OK OK De PU smelt 2 uur 180 C Verkleuring OK De PU smelt 2 uur 200 C Verkleuring 2 uur 220 C Verkleuring Blaasvorming in de PU 2 uur 240 C Blazen aan het oppervlak 2 uur 250 C

51 Vergelijking HT PU Eigenschappen 150 C 160 Scheursterkte kn/m Hannetherm Hannetherm-XP HNBR 92 shore A Start 3 weken 150 C + test RT 3 weken 150 C + test 150 C

52 Vergelijking HT PU Eigenschappen 150 C 50 Treksterkte N/mm Hannetherm Hannetherm-XP HNBR 92 shore A Start 3 weken 150 C + test RT 3 weken 150 C + test 150 C

53 Vergelijking HT PU Eigenschappen 150 C 600 Slijtageverlies (mm3) Start 3 weken 150 C + test RT 3 weken 150 C + test 150 C Hannetherm-XP HNBR 92 shore A

54 Conclusie Hannetherm-XP kan tot 150 C functioneel zijn Andere PU oplossingen : aanbevolen max. 140 C Goede HNBR mengsels die functioneel zijn tot 150 (160) C Beste keuze zal afhangen van belangrijkste eigenschap Is er chemie (bv. olie of kerosine) : te testen Slijtvastheid of insnijdweerstand (of beide) Vervormbaarheid, afperseigenschappen, dynamisch gedrag Veerkracht, rekbaarheid Belangrijk binnen limiet van PU te blijven (smelt)

55 EVOLUTIES IN HET BEKLEDEN VAN ROLLEN 5. Temperatuurlimiet voor polyurethaan

56

57 BEDANKT VOOR UW AANDACHT