浅谈冷轧板预涂油检测技术

陈艳玲

摘要:易拉罐罐身料带材表面需要均匀涂布预涂油，在冷轧板表面涂油后可以增加其耐蚀性，防止在储存和运输过程中腐蚀。预涂油量过多不利于成本控制，且影响后续加工处理，涂油量太少起不到防止腐蚀的作用且无法满足下游客户的正常使用，所以要进行表面油量的控制，以保证在需要的范围内。为保证板带材涂油能够形成均匀的油膜覆盖在整个带材的表面，涂油质量的控制以及检测方法是控制涂油量的重要环节，国内三片罐罐身料预涂油检测主要采用仪器法和重量损失法相结合。

关 键 词：涂油原理；涂油质量；仪器法；重量损失法

前言

易拉罐罐身料预涂油量在客户生产过程中作用十分重要，检测又是控制预涂油量的一个重要环节，预涂油量检测方法的准确性显而易见。因此，本文简要介绍了预涂油的工作原理、预涂油检测方法仪器检测法、重量损失法以及优缺点。

1预涂油工作原理

测量单元包括两个独立的系统，上喷射梁和下喷射梁，每个定量给料系统拥有各自的定量给料设备其通过线速和提供的媒介独立地进行控制。涂油机通过高压静电，将雾化的预涂油均匀附着在带材的上下表面，也可以设置单面涂油，涂油量的精度是根据计量泵输出精度来控制的。随着带材线速度增加电极电压随之升高使雾化更加均匀，从而使带材宽度覆盖一层均匀的油膜。

2 仪器检测方法

2.1仪器法原理

油膜厚度测试仪是一种利用红外滤光的技术一秒内测量金属表面油膜厚度，可快速且能准确测定金属体表面油膜厚度的便携式仪器，通过调研市场油膜测厚仪线光谱油膜分析仪，根据产品不同、表面加工方式和油品种类对仪器进行建立相应的测量曲线，其精确度取决于表面的光亮度、粗糙度、油膜均匀度、污染程度、结构合格表面质量的不稳定性。

2.2 红外光谱法检测方法

每次测量时，油膜测厚仪都会给出一个特定的结果，此结果与测量光斑区域（直径大约7mm）中的油膜厚度相对应。因为油膜存在不均匀的情况，所以需要在板材的不同区域进行测量，得到平均油膜厚度。测量位置及其所需的测量次数在不同情况下均不同，表面的亮度、油膜均匀度、污染程度、结构和表面质量的不稳定性都会影响测量的精确度。

2.3 新建标准曲线的方法及步骤

开发一个新的标准曲线需要很大的资金投入，在开始工作前，必须仔细的考虑到每一个步骤。

2.3.1自定义标准的一般前提：

① 需要从所需金属种类中选出具有代表性的样品数量。样品数量决定了以后校准反应该种金属变化的精度（粗糙度、生产波动、表面变化等等），所有因素都必须考虑到。

② 所有样品必须仔细清洁，并准备不同的油膜厚度。必须确保油膜均匀分布。样品所覆润滑油重量代表了参考值。而进行称重则是确定油膜重量的首选方法；也可以利用其它经过校准的测量方式以获得参考值。

2.3.2标准曲线的建立步骤及方法

① 在原始数据的基础上进行测量；油膜测厚仪的测试通道会给出此类数据，必须在油膜厚度不同的样品上进行一定数量的测量，必须涵盖整个所需的油膜厚度范围。

② 将仪器显示数值与参考值进行对比后，通过数据分析软件从测量数值中可以计算得出回归方程。

图5

③ 确定计算误差时所需的误差等级。

④ 选择一个名称并输入参数，从而将校准作为新的通道添加至仪器中。

⑤ 接下来，在仪器上设置新通道并且对所准备的参考样品进行测量，以此来检查校准。

⑥ 校准的参数必须根据测量数据进行优化，直至得到满意的结果。

校准方程可以用以下公式：

………………………………（1）

………………………………（2）

式中：

— —称重法得出的油膜厚度值；

——测试通道所给出的原始数据值；

——回归线的轴截距；

——回归线的斜率；

——方程的二次项系数。

此外还需要建立一个误差方程，其参数作为校准可信度指数。根据相应校准结果可以选定方程系数。该系数是计算误差dy的基础，以±形式显示结果数值。

误差方程可以用以下公式：

………………………………（3）

式中：

— —误差线的斜率；

——误差线的补偿。

3重量损失法

3.1取样

使用冲样机在被测整宽样品上取等宽分布的5个样品，被测试样边缘不能有毛刺。

3.2 测量步骤

3.2.1 在电子平上进行称量试样重量。

3.2.2 将称重后的样品依次放到烘烤架上，再用坩埚钳将烘烤架放置于马弗炉或烤箱中230℃恒温烘烤，20分钟后取出置于冷却盘或干燥器中冷却到室温。将冷却好的样品再次称重，重量记录。

3.3  结果计算

涂表面油量按式（4）计算，以5片测试样品结果的平均值作为涂油量的检测结果，数值精确到小数点后一位。

………………………………（4）

式中：

—— 单面单位面积涂油量，单位为毫克每平方米（mg/m2）；

——表面涂油未去除的样片重量，单位为克（g）；

—— 表面涂油已去除的样片重量，单位为克（g）；

——样片半径，单位为毫米（mm）。

4重量法与仪器法的优缺点

4.1 仪器检测法

优点：检测效率高，采用红外线技术快速、准确地测量，能够实时监控切边机设备的涂油效果；测试数据清晰显示在高亮的显示器上，方便读取；操作起来简单，重量轻便于携带。

缺点：红外光谱法的检测精度取决于很多因素：工作曲线制作的准确度、样品表面的亮度、平整度、粗糙度、油膜均匀度、污染程度、结构和表面质量的不稳定性均会造成影响，而且同一种涂油型号的不同客户要求的涂油量范围参差不齐，检测结果存在不精确性。

4.2 重量损失法

优点：在不考虑误差和天平精度的情况下，此方法较为准确。

缺点：因人工取样、称重、计算等检测效率较低，对于大规模生产并不便捷。

5 总结

涂油质量的好坏直接影响到下游客户的使用效果，当涂油数值或涂油质量存在异常时，从影响涂油效果的因素机列速度、板形、表面清洁度等方面查找原因的同时，仪器法和重量损失法同时进行测量比对，以便对红外油膜仪曲线的测量结果的准确性进行评估。精准的过程控制与准确的检测才能保证涂油质量与涂油效果的稳定性。

参考文献

[1]王哲,王家青,高全杰等. 静电涂油机中的油液荷电雾化实验研究及雾化机理探讨[J ] . 机床与液压,2004 (7) :81-82.

[2]Infralytic油膜仪测厚的工作原理及技术要求，设备厂家。