Medición de Recocido

POLARISCOPIO Y DISCOS DE RECOCIDO ESTÁNDAR

1.0  Procedimiento básico

1.1  Utilizando el polariscopio se puede inspeccionar envases a través del fondo del envase, girando el envase 360ª  para ver la peor condición de tensión.

1.2 Compare el color y la intensidad con los discos de recocido.      

1.3 El Temple aparente se determina como sigue:

• Temple 1 - menos de un (1) disco.

• Temple 2 - menos (2) superior (1) disco.

• Temple 3 - menos (3) superior (2) discos.

• Temple 4 - menos (4) superior (3) discos.

• Temple 5 - menos (5) superior (4) discos.

• Temple 6 - menos (6) superior (5) discos

Efecto óptico del polariscopio (Birrefringencia).

La birrefringencia es la diferencia entre dos índices de refracción que dependerá de la magnitud de la tensión del material. Este efecto consiste en un rayo de luz linealmente polarizado de manera perpendicular, incidentes en el material (vidrio) que cambian de dirección como si el material tuviera dos índices de refacción distintos (figura). Por eso si la tensión del vidrio no es uniforme la birrefringencia varia de lado a lado. Al situar un material de este tipo (vidrio) y someterlo a esfuerzos mecánicos, se observa un patrón de franjas coloreadas que refleja el estado de tensiones o esfuerzos en el interior del material (vidrio).

POLARIMETRO Y ANALIZADOR 

Procedimiento Básico.

1.1 Con la placa de colores colóquelo para inspeccionar el fondo del envase girando la muestra 360º para ver la peor condición de tensión

1.2 Cuando la peor condición de tensión es localizada remueva el plato de colores.

1.3 Para evaluar el área con la peor tensión observada, gire el analizador hasta que el color azul-Gris sea  desplazado por un color marrón consistente.

1.4 Convierta el área de rotación del analizador a grados de temple aparente aprox. por cada 7.5º de rotación es igual a un (1) grados de recocido aparente o un (1) Disk.
   ANALIZADOR        TEMPLE
         0  a  7.2                   1
       7 .3  a  14.5               2
      14.6  a  21 .7              3
      21 .8  a  29                 4
      29.1  a  36.2               5
      3ó.3  a  43.4               6
      43.5  a  50.7               7
      50.8  a  57.9               8
      58.0  a  ó5.1               9
      65.2  a  72.4             10

RECOCIDO REAL VS APARENTE 

El grado del temple aparente en estos  métodos  de  ensayo determina  el  grado  de  recocido de una manera óptica dependiendo  principalmente de la magnitud y distribución en el vidrio

Este método resulta insignificante al examinar el fondo del envase, cuando es necesario tener en cuenta el espesor del vidrio en el fondo del envase y utilizarlo siguiendo la fórmula que define un temple real en función del temple aparente

  

GRADOS DE TEMPLE APARENTE

                                 Recocido(Aparente) x Peso

Recocido (Real) = _______________________

                                      Espesor de vidrio

                                                4   x  0.160 kg.

RECOCIDO REAL   =   ________________  =  4 grados (Recocido real)

                                                    0.160”

El valor de recocido ideal, debe ser de 2 grados o menor del recocido "REAL”

Tipos y componentes de un Archa

TIPOS DE ARCHAS 

Las archas o túneles de recocido han demostrado ser la herramienta más eficiente para el control de recocido en las plantas formadoras de envases de vidrio. Aunque existe una gran variedad de modelos y fabricantes de estas archas, su principio de funcionamiento es el mismo, calentar y enfriar los envases de vidrio en forma controlada.

Sin embargo los tipos y diferencias de estas archas, se encuentran en lo siguiente: 

CONSTRUCCIÓN MODULAR. Este concepto facilita la capacidad e instalación del archa.

INTERIOR DEL ARCHA. Los materiales utilizados en las zonas de calentamiento están normalmente recubiertos con acero inoxidable y las de enfriamiento con acero de alta calidad.

MATERIAL DE AISLAMIENTO. Las archas están aisladas con mantas de fibra, cerámica o algunos minerales. La eficiencia térmica de este aislamiento reduce los consumos de energía, controlando las pérdidas de calor a través de las superficies del archa.

RETORNO DE LA MALLA. El sistema de retorno de la malla interno y externo

TRACCIÓN DE LA MALLA. Este sistema permite un estable transporte del envase en todo su recorrido a través del archa.

DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA. La geometría de los dùctos de aire de recirculación mejora la uniformidad en la distribución de la temperatura.

CONTROLES DEL PROCESO. La temperatura de cada zona es regulada automáticamente de manera independiente. Después de establecerse una curva de temperatura en el panel de control, la respuesta es rápida y precisa. Las temperaturas mantienen su uniformidad, sin importar la carga de vidrio o la velocidad de la malla. 

QUEMADORES. Basados en sus necesidades, las archas de recocido y decorado pueden operar calentando con gas, electricidad, aceite diesel, kerosén, gas propano, gas butano o tener combustión dual. La capacidad de conversión de un combustible a otro puede venir incluida en el archa. Si un suministro de combustible cambia, el archa se puede adaptar al cambio. 

Sin importar el sistema de quemado (calentamiento) que use el archa, su funcionamiento para la que fue diseñada es el mismo, buscar el punto de recocido del envase.

SISTEMA DE RECIRCULACION. Los primeros túneles de recocido no tenían un sistema de recirculación de aire; entonces algunos fueron improvisados con un ventilador de aire para toda el archa, sin embargo este sistema fue mejorado hasta colocar un aire de recirculación por cada zona del archa. 

La función principal de un sistema de recirculación en estas archas es mejorar los coeficientes de transferencia de calor y mejorar la homogeneidad de la temperatura por cada zona, ayudando con esto también al enfriamiento rápido en la curva de enfriamiento ideal del archa. 

El sentido del giro de los ventiladores de recirculación utilizados en las archas de recocido, es parte importante para que el sistema de recirculación del archa trabaje eficientemente. Según la configuración del módulo, tipo y fabricante del archa los sentidos de giro pueden variar, sin embargo el sentido del flujo de aire dentro del módulo es el mismo. 

PUNTO DE RECOCIDO 

Es el punto de temperatura en el que se elimina toda la fuerza y tensión en el envase de vidrio. Esta temperatura se encuentra alrededor de 1020 ªF.  

PUNTO DE DESTEMPLADO 

Mejor descrito como un "rango de destemplado". Es un rango de temperatura donde la tensión permanente en el envase puede ser re-introducida después de haber sido eliminada en el punto de recocido. La cantidad de tensiones re-introducida en este rango, representara el temple o grado final del vidrio. El rango de destemplado es aproximadamente de 990 ªF a 940 ªF.  

TEMPERATURA DE SALIDA 

La temperatura a salida de túnel, es aproximadamente de 250ªF a 300ªF, crítico para la aplicación del tratamiento. Nota: El rango de temperatura de aplicación del tratamiento Duraglas11 es de 224 ºF (106 ºC) a 275 ºF (135 ºC) y para el tratamiento 15-101 de 150ºF (65 ºC) a 224ºF (106 ºC).

Como se define el proceso de recocido en envases de vidrio

Definición del proceso de recocido

El recocido es un proceso sensible a la temperatura y tiempo, dictada por las características específicas del envase de vidrio, tales como forma, peso, temperatura a la entrada al túnel de recocido, espesor máximo y calidad en el proceso de formación del envase.

El vidrio debido a sus propiedades aislantes naturales, cuando el vidrio se enfría de un estado líquido a uno sólido, hay grandes variaciones en la tasa de enfriamiento, específicamente a través del espesor del vidrio.

Es el proceso que alivia la tensión permanente introducida térmicamente en los envases de vidrio, creados durante el proceso de formación.

Por ejemplo:

En un envase de vidrio de cuello pequeño o boca angosta, si se deja que se enfríe por si solo en el ambiente, la temperatura del aire después de su formación, puede fallar o romperse. Esto debido a un enfriamiento en la superficie exterior del envase y una velocidad mucho más lenta de enfriamiento en la superficie interior.

Como la mayoría de los materiales cuando el vidrio se calienta las moléculas se excitan y se expanden, cuando se enfría el envase, la superficie exterior se enfría más rápido que la interior, permitiendo que las moléculas sobre la superficie exterior de forma natural re-alinearse y esencialmente contraerse.

Entonces, esta superficie exterior comprimida, impide la alineación natural de las moléculas en la superficie interior del envase de vidrio, creando fuerzas opuestas de compresión y tensión en la superficie exterior y la superficie interior. Esto ocurre en todo el camino a través del espesor  del vidrio, creando capas y en general laminación de la estructura del vidrio.

La tensión, es el resultado de un recocido permanente, lo cual puede ser lo suficientemente grande para causar fallas en el envase de vidrio.

NOTA: Como regla general, la última superficie de cualquier envase para enfriar, será la superficie con mayor tensión, por eso la prueba de marca interno el envase, un método para determinar cuanta tensión permanente de recocido tiene el envase de vidrio.

Objetivos del Proceso de Recocido en envases de vidrio

OBJETIVOS DEL PROCESO DE RECOCIDO

Cuando el vidrio se templa con un típico túnel de recocido. El primer objetivo de proceso es igualar el envase de vidrio al punto de recocido (+/- 1020 ªF). Esto asegura que todas las moléculas se encuentren en un estado similar de expansión, pero no tanto como para hacer que el vidrio comience la transición a un estado líquido y no se desplome, ni se deforme (flujo viscoso).

El segundo objetivo es controlar la velocidad de enfriamiento del envase para evitar la creación de grandes variaciones de temperatura, a través del espesor de vidrio.
A medida que el vidrio se enfría, también se produce la re-alineación de moléculas a una rata de disminución de temperatura controlada, hasta que la re-alineación de moléculas es completada.

Una vez que la velocidad de enfriamiento a esta temperatura se controla, el proceso real de recocido se completa. La tensión de recocido permanente no pueden ser introducida nuevamente en el envase.

El tercer y último objetivo de proceso, el envase va a continuar su enfriamiento hacia la salida del archa de recocido a una temperatura que permita la aplicación de tratamiento, manipulación, inspección y empaque.

La ejecución exitosa de los objetivos del proceso anteriormente señalados, dependen de larelación tiempo y temperatura de los envases dentro del túnel de recocido. Los requerimientos de tiempo dependen principalmente del peso, espesor y transferencia de calor de los envases de vidrio.