שיטות היישוב עבור פרופילי אלומיניום המשמשים בבנייה כוללות בדרך כלל יישוב שקילה ויישוב תיאורטי. יישוב שקילה כרוך בשקילת מוצרי פרופיל האלומיניום, כולל חומרי אריזה, וחישוב התשלום על סמך המשקל בפועל כפול המחיר לטון. היישוב התיאורטי מחושב על ידי הכפלת המשקל התיאורטי של הפרופילים במחיר לטון.
במהלך יישוב השקילה, קיים הבדל בין המשקל בפועל ששוקל לבין המשקל המחושב באופן תיאורטי. ישנן מספר סיבות להבדל זה. מאמר זה מנתח בעיקר את הבדלי המשקל הנגרמים משלושה גורמים: שונות בעובי חומר הבסיס של פרופילי האלומיניום, הבדלים בשכבות טיפול פני השטח, ושונות בחומרי האריזה. מאמר זה דן כיצד לשלוט בגורמים אלה כדי למזער סטיות.
1. הבדלי משקל הנגרמים משינויים בעובי חומר הבסיס
ישנם הבדלים בין העובי בפועל לעובי התיאורטי של הפרופילים, וכתוצאה מכך נוצרים הבדלים בין המשקל המשוקלל למשקל התיאורטי.
1.1 חישוב משקל המבוסס על שונות עובי
על פי התקן הסיני GB/T5237.1, עבור פרופילים בעלי מעגל חיצוני שאינו עולה על 100 מ"מ ועובי נומינלי של פחות מ-3.0 מ"מ, הסטייה בדיוק גבוה היא ±0.13 מ"מ. אם ניקח כדוגמה פרופיל מסגרת חלון בעובי 1.4 מ"מ, המשקל התיאורטי למטר הוא 1.038 ק"ג/מ"ר. עם סטייה חיובית של 0.13 מ"מ, המשקל למטר הוא 1.093 ק"ג/מ"ר, הפרש של 0.055 ק"ג/מ"ר. עם סטייה שלילית של 0.13 מ"מ, המשקל למטר הוא 0.982 ק"ג/מ"ר, הפרש של 0.056 ק"ג/מ"ר. בחישוב עבור 963 מטרים, יש הפרש של 53 ק"ג לטון, עיינו באיור 1.
יש לציין כי האיור מתחשב רק בשונות העובי של חתך העובי הנומינלי 1.4 מ"מ. אם כל השונות בעובי נלקחות בחשבון, ההפרש בין המשקל המשוקלל למשקל התיאורטי יהיה 0.13/1.4*1000=93 ק"ג. קיומם של שונות בעובי חומר הבסיס של פרופילי אלומיניום קובע את ההפרש בין המשקל המשוקלל למשקל התיאורטי. ככל שהעובי בפועל קרוב יותר לעובי התיאורטי, כך המשקל המשוקלל קרוב יותר למשקל התיאורטי. במהלך ייצור פרופילי אלומיניום, העובי עולה בהדרגה. במילים אחרות, המשקל המשוקלל של מוצרים המיוצרים על ידי אותה קבוצת תבניות מתחיל קל יותר מהמשקל התיאורטי, לאחר מכן הופך זהה, ומאוחר יותר כבד יותר מהמשקל התיאורטי.
1.2 שיטות לשליטה בחריגות
איכות תבניות פרופיל האלומיניום היא הגורם הבסיסי בשליטה על המשקל למטר של הפרופילים. ראשית, יש צורך לשלוט בקפדנות על רצועת העבודה ועל מידות העיבוד של התבניות כדי להבטיח שעובי המוצא יעמוד בדרישות, עם דיוק מבוקר בטווח של 0.05 מ"מ. שנית, יש לשלוט בתהליך הייצור על ידי ניהול מהירות השיחול כראוי וביצוע תחזוקה לאחר מספר מסוים של מעברי תבנית, כפי שנקבע. בנוסף, התבניות יכולות לעבור טיפול ניטריד כדי להגביר את קשיות רצועת העבודה ולהאט את העלייה בעובי.
2. משקל תיאורטי לדרישות עובי דופן שונות
לעובי הקיר של פרופילי אלומיניום יש סבילות, וללקוחות שונים יש דרישות שונות לעובי הקיר של המוצר. בהתאם לדרישות הסבילות לעובי הקיר, המשקל התיאורטי משתנה. באופן כללי, נדרשת סטייה חיובית בלבד או סטייה שלילית בלבד.
2.1 משקל תיאורטי לסטייה חיובית
עבור פרופילי אלומיניום בעלי סטייה חיובית בעובי הדופן, שטח נשיאת העומס הקריטי של חומר הבסיס דורש שעובי הדופן הנמדד לא יפחת מ-1.4 מ"מ או 2.0 מ"מ. שיטת החישוב למשקל התאורטי עם סבילות חיובית היא לצייר דיאגרמת סטייה כאשר עובי הדופן במרכז ולחשב את המשקל למטר. לדוגמה, עבור פרופיל עם עובי דופן של 1.4 מ"מ וסבילות חיובית של 0.26 מ"מ (סבילות שלילית של 0 מ"מ), עובי הדופן בסטייה המרכזית הוא 1.53 מ"מ. המשקל למטר עבור פרופיל זה הוא 1.251 ק"ג/מ"ר. יש לחשב את המשקל התאורטי למטרות שקילה על סמך 1.251 ק"ג/מ"ר. כאשר עובי הדופן של הפרופיל הוא -0 מ"מ, המשקל למטר הוא 1.192 ק"ג/מ"ר, וכאשר הוא הוא +0.26 מ"מ, המשקל למטר הוא 1.309 ק"ג/מ"ר, עיין באיור 2.
בהתבסס על עובי דופן של 1.53 מ"מ, אם רק קטע 1.4 מ"מ גדל לסטייה המקסימלית (סטיית Z-max), הפרש המשקל בין הסטייה החיובית של Z-max לעובי הדופן הממורכז הוא (1.309 – 1.251) * 1000 = 58 ק"ג. אם כל עוביי הדופן נמצאים בסטיית Z-max (דבר שאינו סביר ביותר), הפרש המשקל יהיה 0.13/1.53 * 1000 = 85 ק"ג.
2.2 משקל תיאורטי לסטייה שלילית
עבור פרופילי אלומיניום, עובי הדופן לא יעלה על הערך שצוין, מה שאומר סבילות שלילית בעובי הדופן. במקרה זה יש לחשב את המשקל התאורטי כמחצית מהסטייה השלילית. לדוגמה, עבור פרופיל עם עובי דופן של 1.4 מ"מ וסבילות שלילית של 0.26 מ"מ (סבילות חיובית של 0 מ"מ), המשקל התאורטי מחושב על סמך מחצית מהסבילות (-0.13 מ"מ), עיינו באיור 3.
עם עובי דופן של 1.4 מ"מ, המשקל למטר הוא 1.192 ק"ג/מ"ר, בעוד שעם עובי דופן של 1.27 מ"מ, המשקל למטר הוא 1.131 ק"ג/מ"ר. ההפרש בין השניים הוא 0.061 ק"ג/מ"ר. אם אורך המוצר מחושב כטון אחד (838 מטרים), הפרש המשקל יהיה 0.061 * 838 = 51 ק"ג.
2.3 שיטת חישוב למשקל עם עובי דופן שונים
מהדיאגרמות לעיל, ניתן לראות כי מאמר זה משתמש במרווחים או בהפחתות של עובי דופן נומינלי בעת חישוב עוביי דופן שונים, במקום להחיל אותם על כל הסעיפים. האזורים המלאים בקווים אלכסוניים בדיאגרמה מייצגים עובי דופן נומינלי של 1.4 מ"מ, בעוד שאזורים אחרים תואמים לעובי דופן של חריצים וסנפירים פונקציונליים, השונים מעובי הדופן הנומינלי לפי תקני GB/T8478. לכן, בעת התאמת עובי הדופן, הדגש הוא בעיקר על עובי הדופן הנומינלי.
בהתבסס על השינוי בעובי דופן התבנית במהלך הסרת החומר, ניתן לראות כי לכל עובי הדופן של תבניות חדשות יש סטייה שלילית. לכן, התחשבות רק בשינויים בעובי הדופן הנומינלי מספקת השוואה שמרנית יותר בין משקל השקילה למשקל התאורטי. עובי הדופן באזורים שאינם נומינליים אכן משתנה וניתן לחשב אותו על סמך עובי הדופן הפרופורציונלי בטווח הסטיה המגביל.
לדוגמה, עבור מוצר חלון ודלת עם עובי דופן נומינלי של 1.4 מ"מ, המשקל למטר הוא 1.192 ק"ג/מ"ר. כדי לחשב את המשקל למטר עבור עובי דופן של 1.53 מ"מ, מיושמת שיטת החישוב הפרופורציונלית: 1.192/1.4 * 1.53, וכתוצאה מכך משקל למטר של 1.303 ק"ג/מ"ר. באופן דומה, עבור עובי דופן של 1.27 מ"מ, המשקל למטר מחושב כ- 1.192/1.4 * 1.27, וכתוצאה מכך משקל למטר של 1.081 ק"ג/מ"ר. ניתן ליישם את אותה השיטה על עוביי דופן אחרים.
בהתבסס על תרחיש של עובי דופן של 1.4 מ"מ, כאשר כל עוביי הדופן מותאמים, הפרש המשקל בין משקל השקילה למשקל התאורטי הוא כ-7% עד 9%. לדוגמה, כפי שמוצג בתרשים הבא:
3. הפרש משקל הנגרם על ידי עובי שכבת טיפול פני השטח
פרופילי אלומיניום המשמשים בבנייה מטופלים בדרך כלל באמצעות חמצון, אלקטרופורזה, ציפוי בהתזה, פלואורוקרבון ושיטות אחרות. הוספת שכבות הטיפול מגדילה את משקל הפרופילים.
3.1 עלייה במשקל בפרופילי חמצון ואלקטרופורזה
לאחר טיפול פני השטח באמצעות חמצון ואלקטרופורזה, נוצרת שכבה של סרט תחמוצת וסרט מרוכב (סרט תחמוצת וסרט צבע אלקטרופורטי), בעובי של 10 מיקרון עד 25 מיקרון. סרט טיפול פני השטח מוסיף משקל, אך פרופילי האלומיניום מאבדים משקל מסוים במהלך תהליך הטיפול המקדים. עלייה במשקל אינה משמעותית, ולכן השינוי במשקל לאחר חמצון וטיפול אלקטרופורזה הוא בדרך כלל זניח. רוב יצרני האלומיניום מעבדים את הפרופילים מבלי להוסיף משקל.
3.2 עלייה במשקל בפרופילי ציפוי ריסוס
פרופילים מצופים בהתזה כוללים שכבת ציפוי אבקה על פני השטח, בעובי של לא פחות מ-40 מיקרון. משקל ציפוי האבקה משתנה בהתאם לעובי. התקן הלאומי ממליץ על עובי של 60 מיקרון עד 120 מיקרון. לסוגים שונים של ציפויי אבקה יש משקלים שונים עבור אותו עובי שכבה. עבור מוצרים המיוצרים בייצור המוני כגון מסגרות חלונות, קורות חלון וזכוכית חלון, מרוסס שכבה אחת בעובי שכבה על ההיקף, וניתן לראות את נתוני האורך ההיקפי באיור 4. את עליית המשקל לאחר ציפוי ההתזה של הפרופילים ניתן למצוא בטבלה 1.
לפי הנתונים בטבלה, העלייה במשקל לאחר ציפוי ריסוס של פרופילי דלתות וחלונות מהווה כ-4% עד 5%. עבור טון אחד של פרופילים, מדובר בכ-40 ק"ג עד 50 ק"ג.
3.3 עלייה במשקל בפרופילי ציפוי ריסוס צבע פלואורוקרבון
העובי הממוצע של הציפוי על פרופילים מצופים בהתזה בצבע פלואור-קרבון אינו פחות מ-30 מיקרון לשני שכבות, 40 מיקרון לשלוש שכבות ו-65 מיקרון לארבע שכבות. רוב מוצרי ההתזה בצבע פלואור-קרבון משתמשים בשתיים או שלוש שכבות. בשל הסוגים השונים של צבע פלואור-קרבון, הצפיפות לאחר הייבוש משתנה גם היא. אם ניקח לדוגמה צבע פלואור-קרבון רגיל, ניתן לראות את העלייה במשקל בטבלה 2 הבאה.
לפי הנתונים בטבלה, העלייה במשקל לאחר ציפוי ריסוס של פרופילי דלתות וחלונות בצבע פלואורוקרבון מהווה כ-2.0% עד 3.0%. עבור טון אחד של פרופילים, מדובר בכ-20 ק"ג עד 30 ק"ג.
3.4 בקרת עובי של שכבת טיפול פני השטח במוצרי ציפוי בצבע אבקה ופלואור-קרבון
בקרת שכבת הציפוי במוצרים המצופים בהתזה באבקה ובצבע פלואורו-קרבון היא נקודת בקרת תהליך מרכזית בייצור, בעיקר בשליטה על היציבות והאחידות של אבקת הריסוס או צבע מאקדח הריסוס, תוך הבטחת עובי אחיד של שכבת הצבע. בייצור בפועל, עובי מוגזם של שכבת הציפוי הוא אחת הסיבות לציפוי התזה משני. למרות שהמשטח מלוטש, שכבת ציפוי ההתזה עדיין יכולה להיות עבה מדי. יצרנים צריכים לחזק את השליטה בתהליך ציפוי ההתזה ולהבטיח את עובי ציפוי ההתזה.
4. הפרש משקל הנגרם על ידי שיטות אריזה
פרופילי אלומיניום ארוזים בדרך כלל בעטיפת נייר או עטיפת ניילון מתכווץ, ומשקל חומרי האריזה משתנה בהתאם לשיטת האריזה.
4.1 עלייה במשקל בעטיפת נייר
החוזה מציין בדרך כלל את מגבלת המשקל לאריזות נייר, שבדרך כלל לא תעלה על 6%. במילים אחרות, משקל הנייר בטון אחד של פרופילים לא יעלה על 60 ק"ג.
4.2 עלייה במשקל בעטיפת ניילון כיווץ
עלייה במשקל עקב אריזת ניילון כיווץ היא בדרך כלל כ-4%. משקל ניילון כיווץ בטונה אחת של פרופילים לא יעלה על 40 ק"ג.
4.3 השפעת סגנון האריזה על המשקל
עקרון אריזת הפרופילים הוא להגן על הפרופילים ולהקל על הטיפול. משקלה של חבילה אחת של פרופילים צריך להיות בין 15 ק"ג ל-25 ק"ג. מספר הפרופילים בחבילה משפיע על אחוז המשקל של האריזה. לדוגמה, כאשר פרופילי מסגרת החלון נארזים בסטים של 4 חלקים באורך של 6 מטרים, המשקל הוא 25 ק"ג, ונייר האריזה שוקל 1.5 ק"ג, המהווה 6%, ראו איור 5. כאשר נארזים בסטים של 6 חלקים, המשקל הוא 37 ק"ג, ונייר האריזה שוקל 2 ק"ג, המהווה 5.4%, ראו איור 6.
מהנתונים לעיל, ניתן לראות שככל שיש יותר פרופילים באריזה, כך אחוז המשקל של חומרי האריזה קטן יותר. תחת אותו מספר פרופילים לאריזה, ככל שמשקל הפרופילים גבוה יותר, כך אחוז המשקל של חומרי האריזה קטן יותר. יצרנים יכולים לשלוט במספר הפרופילים לאריזה ובכמות חומרי האריזה כדי לעמוד בדרישות המשקל שצוינו בחוזה.
מַסְקָנָה
בהתבסס על הניתוח לעיל, קיימת סטייה בין משקל השקילה בפועל של הפרופילים למשקל התאורטי. הסטייה בעובי הדופן היא הסיבה העיקרית לסטיית המשקל. ניתן לשלוט בקלות יחסית במשקל שכבת טיפול פני השטח, ומשקל חומרי האריזה ניתן לשליטה. הפרש משקל של עד 7% בין משקל השקילה למשקל המחושב עומד בדרישות התקן, והפרש של עד 5% הוא המטרה של יצרן הייצור.
נערך על ידי מאי ג'יאנג מ-MAT Aluminum
זמן פרסום: 30 בספטמבר 2023
