Mikä on magneettitanko? Täydellinen opas

Magneettisauvat ovat uskomattoman hyödyllisiä laitteita, joita käytetään monilla teollisuudenaloilla. Ammattilaisena magneettisauva valmistajan, päätin sukeltaa syvälle magneettisauvoihin - mitä ne ovat, miten ne toimivat ja mihin niitä käytetään.

Mikä on magneettitanko?

Magneettitanko, jota joskus kutsutaan myös magneettitangoksi, on voimakas sylinterimäinen magneetti, jota käytetään hienojen magneettisten hiukkasten ja epäpuhtauksien suodattamiseen nesteistä, jauheista ja muista materiaaleista teollisissa sovelluksissa.

Vahvoista kestomagneettimateriaaleista, kuten neodyymistä (NdFeB) tai samariumkoboltista (SmCo) valmistetut magneettisauvat tuottavat pinnalleen voimakkaita magneettikenttiä, jotka vetävät puoleensa rautapitoisia epäpuhtauksia, kun tuote virtaa niiden ympärillä. Tämä mahdollistaa erittäin hienojen, jopa 5-25 mikronin kokoisten rautahiukkasten tehokkaan erottelun ja poistamisen.

Miten magneettisauvat toimivat?

Magneettisauva koostuu kiinteästä magneettisydämestä (itse magneetti), joka on koteloitu ei-magneettisen ruostumattomasta teräksestä valmistetun kuoren sisään. Kuori suojaa haurasta magneettia vaurioilta ja keskittää samalla magneettikentän ulospäin.

Kun tuote virtaa sauvan ympärillä, sen pinnasta lähtevä voimakas magneettikenttä vetää puoleensa mahdolliset rautaepäpuhtaudet ja vetää ne irti suspensiosta tarttumaan sauvan ulkopintaan. Tämä puhdistaa tuotevirran mahdollisista metallipalasista ennen jatkokäsittelyjä tai pakkaamista.

Magneettisauvan erottelukyvyn mahdollistavat avaintekijät ovat:

• Korkea pintakentän voimakkuus - Sauvan magneettikentän tiheys mitattuna Gaussina tai Teslana määrittää, minkä kokoisia hiukkasia se voi vangita. Tyypillisiä ovat yli 12 000 Gaussin kenttävoimakkuudet.
• Magneettinen gradientti - Magneettisen vetovoiman nopea heikkeneminen muutaman millimetrin etäisyydellä tangon pinnasta. Tämä gradientti mahdollistaa hienojakoisten hiukkasten vetämisen virtauksesta.
• Materiaalivirran dynamiikka - Riittävä tuotenopeus ja turbulenssi sauvan ympärillä tuovat epäpuhtaudet magneettisen sekoittumisen ja sekoittumisen avulla sauvan sieppausalueelle.

Magneettisen lujuusluokan ja virtausparametrien oikean valinnan ansiosta sauvat voivat poistaa hyvin pieniä rautahiukkasia, mikä parantaa tuotteen puhtautta ja estää koneen kulumista tai lopputuotevirheitä.

Magneettitangon sovellukset

Magneettisauvat ovat erittäin monipuolisia ja niitä käytetään monilla teollisuudenaloilla prosessilaitteiden suojaamiseen, tuotteiden laadun varmistamiseen ja uudelleenkäytettävien materiaalien talteenottoon.

Tyypillisiä sovelluksia ovat:

• Elintarvikkeiden/juomien jalostus - Metallinpalasten poistaminen nesteistä tai jauheista koneiden vaurioitumisen tai elintarvikkeiden saastumisen estämiseksi.
• Muovien valmistus - Poistaa rautahiukkaset hartseista ja pellettivirroista, jotka aiheuttavat vikoja suulakepuristetuissa/muotoilluissa osissa.
• Lääkkeet - Suojaa laitteita ja parantaa tuotteiden puhtautta poistamalla rautapitoiset epäpuhtaudet.
• Hiilen käsittely - Raskaiden kuormien repimän kuljetinhihnan teräksen palasten talteenotto.
• Mineraalien käsittely - Murskattujen malmien "kulkuraudan" kerääminen isku-/puristuslaitteiden vikaantumisen estämiseksi.
• Kierrätys - Terästölkkien ja -astioiden erottaminen ei-rautapitoiset materiaalit materiaalien tehokkaaseen erotteluun.
• Veden suodatus - Rautakorroosiotuotteiden ja käsittelykemikaalien poistaminen syöttölinjoista.

Käytännössä mikä tahansa prosessivirta, jossa esiintyy metallien kulumista tai jossa käsitellään jonkin verran rautaa sisältäviä materiaaleja, voi hyötyä magneettisauvoista, jotka poistavat ongelmalliset rautapitoiset epäpuhtaudet.

Magneettisauvan rakenne

Vaikka konsepti on yksinkertainen, tarvitaan erikoisrakenteita, jotta magneettiset suodatintangot kestävät vaativia teollisuusympäristöjä.

Keskeisiä suunnitteluelementtejä ovat:

Pysyvät magneettisydämet

Sintratut neodyymimagneetit, joiden luokka on N42 tai vahvempi, tarjoavat parhaan magneettisen suorituskyvyn useimpiin sovelluksiin. Vaihtoehtoisesti valetut SmCo-magneetit tarjoavat tarvittaessa paremman lämpötilankestävyyden.

Aksiaalinen magnetointi kohdistaa magneettiset navat sauvan pituussuunnassa, jolloin pitovoima on mahdollisimman suuri. Radiaalinen magnetointi on myös mahdollista erityisiin kiinnitysvaatimuksiin.

Suojakuoret

Ei-magneettinen ruostumattomasta teräksestä valmistettu putki sisältää hauraan magneettisen materiaalin ja keskittää magneettikentät ulospäin. Yleisiä laatuja ovat ruostumaton teräs 304 ja 316 korroosionkestävyyden vuoksi.

Päätyjen sulkeminen

Päätykappaleet sulkevat kuoren ja estävät sisäpuolen hapettumisen ja korroosion. Saatavana on hitsattuja, kierteitettyjä ja laippavaihtoehtoja. Erikoismateriaalit tai pinnoitteet kestävät suodatettavien tuotteiden kemiallisia vaikutuksia vaikeissa ympäristöissä.

Keskuskiinnityslevyt

Sisäiset teräslevyt, jotka on vuorattu magneettilohkoilla, mahdollistavat halkaisijaltaan suurten sauvojen tai laajojen magneettivälien käytön, kun tarvitaan suurempaa kenttävoimakkuutta. Asennuslevyissä voi olla osittaisia leikkauksia kenttien "muotoilemiseksi" erikoissovelluksia varten.

Pintakäsittelyt

Sähkösuojaton nikkelipinnoitus ja muut pinnoitteet antavat kovuutta ja voitelukykyä, mikä estää tuotteen kertymisen sauvoihin ajan mittaan. PTFE-pinnoite voi myös olla tarttumattomuutta lisäävä.

Sertifikaatit

Elintarvikkeisiin, lääketieteellisiin ja tiukkoihin teollisuusprosesseihin tarkoitetut magneettisauvat valmistetaan hyvän tuotantotavan (GMP) standardien mukaisesti, ja ne voivat saada 3-A Sanitary Standards, Inc. (SSI) -hyväksynnän.

Oikean magneettitangon valitseminen

Neodyymimagneettisauvoja on saatavana eri halkaisijoilla, pituuksilla ja kentän voimakkuusluokilla erilaisiin prosessitarpeisiin ja ympäristöihin, joten optimaalisen mallin valitseminen vaatii huolellista harkintaa.

Tärkeimpiä eritelmätekijöitä ovat:

Koko

• Halkaisija - Tyypillisesti 0,5-4 tuumaa, putkiston tai kourun mittoihin sopiva.
• Pituus - 4-60 tuumaa normaalisti. Pidemmät tangot sopivat suurempiin poikkileikkauksiin, jotta voidaan kattaa koko virtausalue.

Magneettinen vahvuus

• Pintakentän voimakkuus - Liittyy käytetyn magneetin laatuun ja skaalataan erottelutavoitteiden mukaan. Vähintään ~4500 Gaussia, mutta jopa yli 15 000 Gaussia mahdollista.

Materiaalin valinta

• Sauvat ja päätykappaleet - Ruostumatonta terästä tai erikoisseoksia, jotka kestävät tuotealtistusta.
• Pinnoitteet/pinnoitteet - Parantavat kovuutta, voitelevuutta ja eroosionkestävyyttä.

Ympäristö

• Lämpötila - Toiminta on mahdollista ~150 °C:seen asti.
• Kemiallinen kestävyys - Kuoren ja tiivistemateriaalin yhteensopivuus.

Sertifiointitarpeet

• 3-A Sanitary Standard -vaatimustenmukaisuus - Elintarvikkeiden/juomien kanssa kosketuksiin joutuviin sovelluksiin.
• ATEX-yhteensopivuus - syttyviin/räjähtäviin ympäristöihin.

Kaikkien edellä mainittujen tekijöiden sovittaminen tiettyyn prosessiin huolellisella magneettisauvan valinnalla varmistaa luotettavan erotuskyvyn, pitkän käyttöiän ja magneettikentän voimakkuuden tehokkaan käytön.

Hyvämaineisilla magneettisauvatoimittajilla on laaja asiantuntemus, jonka avulla he voivat tehdä yhteistyötä mitoituksessa ja materiaalivalinnoissa ennen kuin he valmistavat räätälöityjä yksiköitä, jotka on suunniteltu juuri sinun tarpeisiisi.

Magneettitankojen asentaminen

Kun magneettisauvat on suunniteltu, ne voidaan sijoittaa pysty-, vaaka- tai vinosti sinne, missä niitä tarvitaan nesteiden, jauheiden tai kiinteiden aineiden suodattamiseen.

Tyypillisiä sijoituspaikkoja ovat:

Prosessiputkistot

Vakio- tai erikoisvarusteltuihin putkistoihin asennetut sauvat käyttävät virtaavaa tuotekuljetusta saastumisen siirtämiseksi magneettisten sieppausalueiden yli.

Kotelot/kammiot

Suuret magneettisauvakokoonpanot, joissa on useita pitkiä sauvoja, asennetaan kammioihin, jolloin pumpattu tuote virtaa sauvakimpun yli erottelua varten.

Kanavointi

Kouruihin, kanaviin tai ilmaliukumäkeen sijoitetut tangot suodattavat painovoimaisesti syötettyjä materiaalivirtoja. Porrastetut kokoonpanot estävät ohitukset tai vuodot sauvojen välillä.

Kuljettimen siirtopisteet

Kompaktit magneettisauvat upotetaan lähelle hihnalta hihnalle putoamisvyöhykkeitä metallijätteiden poistamiseksi ennen jälkikäsittely- tai käsittelyvaiheita.

Ihannetapauksessa magneettisauvat asennetaan juuri kriittisten prosessilaitteiden tai epäpuhtauksille herkkien materiaalien käsittelyalueiden yläpuolelle, jolloin rautapitoiset roskat poistetaan virroista ennen kuin tuote pääsee näille alueille.

Magneettitangon tehokkuuden ylläpitäminen

Vaikka magneettisauvat ovat passiivisia laitteita, jotka vaativat vain vähän huoltoa, niiden erotuskyky riippuu muutamasta avaintekijästä, jotta ne toimisivat optimaalisesti vuosien ajan.

Näihin kuuluvat:

Talletusten työkovettumisen estäminen - Harjattavat, pyyhkimet tai automatisoidut mekaaniset puhdistuslaitteet estävät kiinnitettyjen roskien tiivistyneitä kerroksia magnetoitumasta uudelleen. Nämä voivat heikentää sauvakentän voimakkuutta ja sieppaustehokkuutta, jos ne jätetään kertymään.

Korroosion/eroosion seuranta - Kemikaalien vaikutuksesta tai hankaavasta kulumisesta johtuvat sauvojen pinnan vähittäiset vauriot ovat väistämättömiä, mutta ne on tarkistettava, jotta yksiköt voidaan vaihtaa ennen kuin vuotoja tai rikkoutumisia tapahtuu.

Kadonneen magnetismin täydentäminen - Tehokkaiden neodyymimagneettisauvojen vahvuus putoaa demagnetoinnista johtuen vain vähän, kun ne on mitoitettu oikein. Mutta heikommat ferriittikeraamiset sauvat saattavat tarvita [{{remagnetointia}] muutaman vuoden välein huipputehon palauttamiseksi.

Tuotteen puhtauden validointi - Puhtauden säännölliset tarkistukset laboratorioanalyysin tai inline-kontaminaation havaitsemisen avulla olisi tehtävä tuotantoketjun loppupäässä sen varmistamiseksi, että tavoitepuhtaustaso säilyy ja että sauvat vaihdetaan, kun ne laskevat.

Tuotevirran dynamiikan vahvistaminen - Kaikki materiaalin syöttönopeuden, viskositeetin, tiheyden tai virtausreitin muutokset voivat vähentää turbulenssia ja magneettista sekoittumista, jolloin pienet roskat voivat liukua sauvojen ohi. Erotustehokkuuden säilyttäminen saattaa edellyttää prosessin säätöjä.

Johtopäätös

Hyvällä epäpuhtauksien taltioinnilla ja pienillä huoltotoimenpiteillä teollisuuden magneettisuodatinvarret tarjoavat erittäin luotettavan ja kattavan suojan vaarallisia tai ei-toivottuja rautahiukkasia vastaan monissa kriittisissä prosessi- ja tuotevirroissa. Niiden poikkeuksellinen erotustehokkuus, kentän voimakkuus ja korroosionkestävyys tekevät niistä monipuolisen käyttösuojan vuosikymmenien ajan.