Измерение толщины изоляционного слоя на электростали

Системы измерения толщины масляного слоя EMG SOLID® IR и LIF решают эту проблему

Электротехническая сталь - вместе с магнитами и окрашенными медными проводами - являются ключевыми компонентами для производства электроприводов. Прогнозируемый рост электромобильности увеличит спрос на электротехническую сталь для автомобильной промышленности со 100 тыс. тонн в 2018 году до примерно 1,2 млн тонн в 2030 году в Германии  (ZVEI 2020). Таким образом, обеспечение качества и контроль себестоимости на качество электротехнической стали в значительной степени определяют рентабельность производителей двигателей. 
С ростом развития производства холодной полосы в реверсивных или многоклетьевых станах холодной прокатки и установках непрерывного отжига электротехническая сталь в настоящее время в основном поставляется клиентам в виде широкополосной или нарезанной полосы, обычно с изоляционными поверхностными покрытиями. 

Основной функцией покрытий на электротехнической стали на пигментной основе является изоляция слоёв для предотвращения потока электрического тока и уменьшения вихревых токов. В дополнение к защите от коррозии, современные покрытия также помогают продлить срок службы необходимых штамповочных инструментов и предлагают возможность специальной регулировки важных свойств, таких как свариваемость или сопротивление отжигу.

Толщина изоляционных слоев обычно варьируется от 0,5 мкм до 10 мкм, в зависимости от конкретного типа краски и конечного применения. Как толщина, так и однородность изоляционных слоев являются решающими факторами качества для электротехнической стали.

Ограниченность современных решений
Бета-передача через изоляционные покрытия, которые ранее использовались для определения основного веса и толщины этих изоляционных слоев, скоро достигнет предела своей доступности. Различные изотопы (криптон, стронций, прометий) используются для разных весовых диапазонов. В дополнение к фундаментальным проблемамв работе с радиоактивными изотопами (радиационная защита), существует еще более критическая проблема с прометием, что он практически больше не доступен на рынке сегодня и поэтому может использоваться только в течение двух-максимум трех лет.

EMG SOLID® IR и LIF как полноценная замена
Системы EMG SOLID®, которые до сих пор использовались для количественного определения слоев смазочных материалов на листах в нижнем микрометровом диапазоне (г/м²), предлагают здесь идеальную замену. Как инфракрасное поглощение (IR), так и лазерно-индуцированная флуоресценция (LIF) могут использоваться для надежного определения желаемых данных измерений в режиме онлайн. В зависимости от типа покрытия и поверхности материала, процессы предлагают свои специфические преимущества. 

Тестовые измерения
В первом технико-экономическом обосновании для производителя электротехнической стали в 2021 году образцы листов электростали, покрытых 6 различными изоляционными покрытиями наиболее часто используемых изоляционных покрытий, были  взяты с использованием как инфракрасногоабсорбционногоption (EMG SOLID® IR), так и лазерно-индуцированной флуоресценции ( ЭМГ ТВЕРДЫЙ® ЛИФ). Это показало, что различные толщины слоя в диапазоне от 0,5 мкм до 10 мкм могут быть четко обнаружены на испытательных пластинах в зависимости от типа краски. Четкое отделение от фоновых сигналов было возможно даже при малой толщине слоя без оптимальной настройки параметров системы. 

Дальнейшие результаты
Дальнейшие технико-экономические обоснования и испытания на месте охватывали широкий спектр изоляционных покрытий, используемых в производстве (90%).
На следующем рисунке показано сравнение (относительное отклонение) между измерением с помощью EMG SOLID® LIF (синий) и измерением бета-обратного рассеяния (красный), используемым сегодня в качестве стандарта для конкретного типа краски. Он показывает временной ход в общей сложности 1935 наблюдений за несколькими полосами.
 
На графике показана высокая относительная точность измерительной технологии EMG SOLID® LIF по сравнению с измерением бета-обратного рассеяния с высоким рассеянием. Ход толщины слоя с течением времени и, следовательно, длина полосы могут быть четко оценены только с помощью измерения EMG SOLID® LIF.

Результаты лабораторных и выездных испытаний также наглядно показали, что даже очень маленькие толщины слоя <1 мкм могут быть успешно определены. Это касается и очень темных и непрозрачных серых покрытий.  Оба метода – инфракрасная и лазерно-индуцированная флуоресценция – доступны для линейных или онлайн-измерений - даже в режиме прохождения с типичной скоростью движения до 1 м/с.

Результат
Результаты этих технико-экономических обоснований и встроенных испытаний ясно показывают, что количественное обнаружение исследуемых изоляционных покрытий на электрическом листе в диапазоне толщин микрометрового слоя работает очень хорошо, как путем измерения поглощения инфракрасного излучения, так и с помощью лазерно-индуцированного флуоресцентного анализа.

Оба метода уже регулярно используются для количественной регистрации толщины смазки на сталелитейных и алюминиевых заводах. Использование в производстве электротехнической стали является логическим последующим шагом для широкого использования технологии EMG SOLID®, особенно с целью неизбежной замены методов измерения на основе бета-эмиттеров в среднесрочной перспективе.

Дополнительную информацию о EMG SOLID® IR и LIF можно найти на домашней странице EMG по адресу: https://www.emg.elexis.group/metall/qualitaetssichernde-systeme/emg-solidr/

Нужна помощь?
Мы можем Вам помочь!

Ваш контакт