Pręty testowe i magnetyczne

Zanieczyszczenia ferromagnetyczne mogą przedostać się do materiału podczas produkcji, magazynowania, transportu lub w wyniku zużycia urządzeń technologicznych. Mogą to być metalowe wióry, opiłki, zgorzelina, fragmenty drutów, części elementów złącznych lub bardzo drobny pył magnetyczny.

Pręt magnetyczny wytwarza silne pole magnetyczne, które przyciąga te cząstki do powierzchni ze stali nierdzewnej i utrzymuje je na niej aż do momentu czyszczenia. Pomaga w ten sposób chronić maszyny, a jednocześnie zwiększać czystość przetwarzanego produktu.

Czym jest pręt magnetyczny?

Pręt magnetyczny to zamknięta rura ze stali nierdzewnej, wewnątrz której na stałe umieszczony jest rdzeń magnetyczny składający się z silnych magnesów neodymowych i nabiegunników.

Rdzeń magnetyczny w standardowym pręcie separacyjnym jest niewyjmowany. Obudowa ze stali nierdzewnej chroni magnesy przed bezpośrednim kontaktem z materiałem, wilgocią i częścią obciążeń mechanicznych.

Główne części pręta magnetycznego

• zewnętrzna rura ze stali nierdzewnej,
• trwałe magnesy neodymowe,
• nabiegunniki skupiające pole magnetyczne,
• zamknięty i trwale osadzony rdzeń magnetyczny,
• gwint wewnętrzny do mocowania do ramy lub konstrukcji pomocniczej.

Jak działa pręt magnetyczny?

Silne magnesy trwałe znajdujące się wewnątrz pręta tworzą na jego powierzchni bieguny magnetyczne. Cząstka ferromagnetyczna, która znajdzie się w ich pobliżu, zostaje przyciągnięta do rury ze stali nierdzewnej i pozostaje na niej zatrzymana.

Największa siła magnetyczna występuje zazwyczaj w miejscach nabiegunników. Wychwycone zanieczyszczenia tworzą więc na powierzchni pręta charakterystyczne pierścienie.

1. Materiał przepływa, przesypuje się lub przemieszcza wokół pręta magnetycznego.
2. Cząstki ferromagnetyczne wchodzą w pole magnetyczne.
3. Cząstki są przyciągane do powierzchni rury ze stali nierdzewnej.
4. Pozostają na pręcie aż do jego wyczyszczenia.
5. Oczyszczony materiał przechodzi do kolejnej części procesu technologicznego.

Co wychwytuje pręt magnetyczny?

Pręt magnetyczny jest przeznaczony przede wszystkim do separacji metali w pełni ferromagnetycznych oraz ich cząstek.

Typowe wychwytywane zanieczyszczenia

• żelazne wióry,
• stalowe opiłki,
• cząstki zwykłej stali magnetycznej,
• zgorzelina,
• fragmenty drutów,
• drobne wkręty, śruby i podkładki,
• cząstki powstające w wyniku zużycia maszyn,
• drobny pył ferromagnetyczny.

Czego standardowy pręt magnetyczny nie wychwyci?

Magnes trwały nie wychwytuje zwykłych materiałów niemagnetycznych ani metali nieżelaznych.

• aluminium,
• miedzi,
• mosiądzu,
• brązu,
• tworzyw sztucznych,
• szkła,
• drewna,
• niektórych rodzajów stali nierdzewnej,
• innych zanieczyszczeń niemagnetycznych.

Jaka jest różnica między prętem magnetycznym a testowym?

Pręt magnetyczny i testowy wyglądają podobnie, jednak różnią się konstrukcją i sposobem zastosowania.

Magnetyczny pręt separacyjny

Pręt magnetyczny ma stały, niewyjmowany rdzeń. Może być używany samodzielnie lub mocowany za pomocą gwintu do ramy rusztu magnetycznego.

Wychwycone zanieczyszczenia należy ręcznie zetrzeć z powierzchni lub ściągnąć za pomocą odpowiedniego narzędzia.

Magnetyczny pręt testowy

Pręt testowy jest ręcznym narzędziem kontrolnym. Posiada przesuwany rdzeń magnetyczny i plastikowy uchwyt. Służy do sprawdzania obecności zanieczyszczeń ferromagnetycznych w próbce materiału, zbiorniku lub partii produkcyjnej.

Po zakończeniu testu należy pociągnąć za uchwyt. Rdzeń magnetyczny przesunie się do górnej części, dzięki czemu wychwycone zanieczyszczenia łatwiej odpadną z dolnej aktywnej części.

Jak używać magnetycznego pręta testowego?

1. Sprawdź przydatność pręta do testowanego materiału.
2. Skontroluj czystość i stan powierzchni ze stali nierdzewnej.
3. Włóż aktywną część pręta do próbki lub zbiornika.
4. Wykonuj powolne ruchy okrężne lub wzdłużne.
5. Wyjmij pręt i sprawdź wychwycone cząstki.
6. Przenieś pręt nad pojemnik przeznaczony na odpady metalowe.
7. Pociągnij za uchwyt i przesuń rdzeń do górnej części.
8. Bezpiecznie usuń uwolnione zanieczyszczenia.
9. Wyczyść i skontroluj pręt przed kolejnym użyciem.

Czy wynik testu może potwierdzić całkowitą czystość materiału?

Nie. Pręt testowy kontroluje wyłącznie tę część materiału, z którą jego powierzchnia magnetyczna ma kontakt. Wynik zależy od wielkości próbki, czasu testowania, rozmieszczenia cząstek oraz wybranej procedury.

W przypadku regularnej kontroli jakości warto stosować wcześniej zdefiniowaną procedurę, taką samą wielkość próbki, czas testowania i sposób oceny wyników.

Pręty magnetyczne w suchych i sypkich materiałach

Pręty magnetyczne można stosować w dobrze przesypujących się jednorodnych materiałach. Materiał musi swobodnie przepływać wokół pręta i nie może tworzyć na jego powierzchni grubej, lepkiej warstwy.

Przykłady odpowiednich suchych materiałów

• mąka i drobne proszki spożywcze,
• cukier i sól po sprawdzeniu kompatybilności chemicznej,
• przyprawy,
• produkty zbożowe,
• nasiona,
• granulat i regranulat z tworzyw sztucznych,
• regranulat gumowy,
• drobne mieszanki budowlane,
• surowce ceramiczne,
• mieszanki paszowe.

Co może powodować problemy?

• słaba sypkość,
• tworzenie się mostków materiału nad prętami,
• lepkość,
• duże kawałki materiału,
• wysoka ścieralność,
• zbyt duża prędkość spadania materiału,
• zapychanie przestrzeni pomiędzy kilkoma prętami.

Pręty magnetyczne w materiałach ciekłych

Wybrane pręty magnetyczne można również umieszczać w ciekłych mieszaninach. Obudowa ze stali nierdzewnej chroni rdzeń magnetyczny przed wilgocią, jednak możliwość zastosowania zawsze zależy od składu chemicznego, pH, temperatury i lepkości cieczy.

Przykłady zastosowania w cieczach

• woda chłodząca,
• emulsje chłodzące,
• oleje techniczne,
• oleje roślinne,
• syropy,
• mleko,
• soki owocowe,
• jogurty i półpłynne mieszanki spożywcze,
• szkliwa ceramiczne i płynne masy.

Konkretny produkt może mieć ograniczony zakres pH, maksymalną temperaturę medium lub maksymalną wielkość cząstek. Informacje te należy sprawdzić w jego instrukcji.

Pręty magnetyczne do budowy rusztu magnetycznego

Poszczególne pręty magnetyczne można przymocować do ramy za pomocą gwintów i stworzyć z nich ruszt magnetyczny. Ruszt obejmuje większą powierzchnię przepływu i zmusza materiał do przechodzenia w pobliżu kilku aktywnych punktów magnetycznych.

Zalety rusztu magnetycznego

• większa aktywna powierzchnia separacyjna,
• bardziej równomierne wychwytywanie zanieczyszczeń,
• możliwość dopasowania liczby i długości prętów,
• zastosowanie w lejach zasypowych, rurociągach i zbiornikach,
• możliwość wymiany pojedynczego uszkodzonego pręta,
• większa skuteczność niż w przypadku pojedynczego swobodnie umieszczonego pręta.

Z czego powinna być wykonana rama rusztu?

Rama oraz elementy złączne znajdujące się w bezpośrednim sąsiedztwie prętów muszą być wykonane z odpowiedniego materiału niemagnetycznego. Konstrukcja ferromagnetyczna przyciągałaby pole magnetyczne, zmniejszała jego działanie w kierunku materiału i utrudniała montaż.

Jaki odstęp między prętami wybrać?

Odstęp musi zapewniać bezpieczny montaż, a jednocześnie wystarczający przepływ materiału. Zbyt mała szczelina może powodować tworzenie się mostków, zatykanie lub wzajemne przyciąganie prętów.

Minimalna i optymalna odległość zawsze zależy od konkretnego produktu, materiału oraz konstrukcji rusztu.

Pręty magnetyczne do filtrów tekstylnych

Specjalne separatory magnetyczne można również instalować w filtrach tekstylnych i innych systemach filtracyjnych. Zawierają jeden lub więcej prętów magnetycznych, które wychwytują zanieczyszczenia ferromagnetyczne z przepływającego ciekłego medium.

Możliwe wykonania

• separator z jednym prętem magnetycznym,
• separator z dwoma prętami magnetycznymi,
• standardowe wykonanie ze stali AISI 304,
• wykonanie ze stali AISI 316L do bardziej wymagającego środowiska chemicznego,
• wykonanie dostosowane do wymiarów filtra i sposobu podłączenia.

W przypadku zastosowania w agresywnym, kwaśnym lub wymagającym pod względem higienicznym środowisku należy dobrać odpowiednią stal nierdzewną, uszczelnienia oraz wykończenie powierzchni.

Gdzie stosuje się pręty magnetyczne i testowe?

Przemysł spożywczy

Pręty mogą pomagać usuwać cząstki ferromagnetyczne z mąki, cukru, przypraw, mleka, olejów i innych materiałów. Konkretne wykonanie musi odpowiadać wymaganiom higienicznym i materiałowym danego zakładu.

Rolnictwo

Stosuje się je w mieszankach paszowych, nasionach, zbożach i innych produktach rolnych.

Przemysł tworzyw sztucznych i gumowy

Pomagają chronić wtryskarki, ekstrudery, kruszarki i inne urządzenia przed zanieczyszczeniami metalowymi znajdującymi się w granulacie lub regranulacie.

Przemysł chemiczny

Pręty można stosować w proszkach chemicznych, cieczach i półproduktach, jeśli materiały separatora są chemicznie kompatybilne z daną substancją.

Przemysł ceramiczny i szklarski

Separacja magnetyczna pomaga usuwać cząstki metalowe z mas ceramicznych, szkliw i innych surowców.

Budownictwo

Pręty można stosować w drobnych sypkich mieszankach budowlanych, jeśli materiał nie jest zbyt ścierny, lepki ani gruboziarnisty.

Przemysł maszynowy

Nadają się na przykład do oczyszczania cieczy chłodzących, emulsji i wybranych olejów technicznych.

Indukcja magnetyczna i siła odrywania

W przypadku prętów magnetycznych najczęściej podaje się indukcję magnetyczną w gaussach oraz siłę odrywania w niutonach.

Indukcja magnetyczna w Gs

Indukcja magnetyczna opisuje natężenie pola magnetycznego w konkretnym punkcie pomiarowym. Najwyższe wartości występują zazwyczaj na powierzchni pręta w obszarze nabiegunników.

Siła odrywania w N

Siła odrywania określa siłę potrzebną do oderwania zdefiniowanego stalowego wzorca od powierzchni magnetycznej.

Co jest ważniejsze – wartość Gs czy N?

Oba parametry należy oceniać łącznie. Wysoka indukcja magnetyczna pomaga oddziaływać na małe cząstki, natomiast siła odrywania informuje o zdolności utrzymania określonego stalowego przedmiotu na powierzchni.

Na końcową skuteczność wpływają również:

• odległość cząstki od pręta,
• grubość obudowy ze stali nierdzewnej,
• prędkość przepływu lub przesypywania,
• właściwości materiału,
• wielkość i kształt zanieczyszczenia,
• warstwa już wychwyconych cząstek,
• odstęp pomiędzy kilkoma prętami.

Jaką średnicę i długość pręta magnetycznego wybrać?

Standardowe pręty magnetyczne produkowane są w kilku średnicach i długościach. Rozmiar musi odpowiadać dostępnej przestrzeni, powierzchni przepływu oraz ilości materiału.

Średnica pręta

Większa średnica może umożliwiać zastosowanie mocniejszego rdzenia magnetycznego i zapewniać większą aktywną powierzchnię. Jednocześnie zajmuje jednak więcej miejsca w strumieniu materiału.

Długość całkowita

Długość całkowita obejmuje również części końcowe i gwint. Nie musi być taka sama jak rzeczywista długość aktywnej powierzchni magnetycznej.

Długość powierzchni magnetycznej

Określa część pręta, na której znajduje się aktywne pole magnetyczne przeznaczone do separacji. Podczas projektowania rusztu należy zapewnić, aby powierzchnia ta obejmowała wymaganą część strumienia materiału.

Gwint

Rozmiar i długość gwintu muszą odpowiadać ramie lub konstrukcji pomocniczej. Wkręcanie należy wykonywać ostrożnie, używając niemagnetycznych narzędzi lub odpowiednich pomocy montażowych.

Jak wybrać odpowiedni pręt magnetyczny?

Siła magnetyczna

W przypadku większych cząstek i ochrony urządzeń technologicznych może wystarczyć niższa moc magnetyczna. Do wychwytywania drobniejszych cząstek ferromagnetycznych potrzebny jest silniejszy pręt oraz odpowiednio zaprojektowany kontakt materiału z jego powierzchnią.

Przepływ materiału

Zbyt duża przestrzeń wokół pręta może umożliwiać cząstkom przechodzenie poza skutecznym polem magnetycznym. Zbyt mała przestrzeń może natomiast ograniczać przepływ lub powodować tworzenie się mostków materiału.

Odporność temperaturowa

Standardowe pręty neodymowe są zazwyczaj przeznaczone do pracy w temperaturze około 80 °C. W przypadku wyższych temperatur konieczne jest zastosowanie specjalnego gatunku magnesu oraz odpowiedniej konstrukcji.

Materiał rury ze stali nierdzewnej

AISI 304 nadaje się do wielu standardowych i spożywczych zastosowań. W bardziej agresywnym środowisku chemicznym może być konieczne zastosowanie AISI 316L lub innego specjalnego wykonania.

Sposób czyszczenia

W zastosowaniach wymagających częstego czyszczenia bardziej praktyczny może być kompletny ruszt z wysuwanymi rdzeniami lub innym systemem łatwego czyszczenia niż kilka pojedynczych prętów stałych.

Czy pręty magnetyczne nadają się do materiałów ściernych?

Obudowa ze stali nierdzewnej jest zazwyczaj bardzo cienka ze względu na konieczność uzyskania wysokiej mocy magnetycznej. Materiał ścierny może stopniowo ją ścierać, zmniejszać jej grubość lub całkowicie przetrzeć.

Do materiałów ściernych mogą należeć na przykład:

• piasek,
• masy ceramiczne,
• kruszywo szklane,
• niektóre mieszanki budowlane,
• materiały zawierające ostre cząstki mineralne,
• granulaty z domieszką włókna szklanego.

Jeśli stosowanie w materiale ściernym jest dozwolone, należy częściej kontrolować stan obudowy ze stali nierdzewnej. Uszkodzony pręt należy wycofać z eksploatacji.

Czy pręty magnetyczne nadają się do materiałów lepkich?

Lepki materiał może osadzać się na powierzchni pręta, zakrywać wychwycone zanieczyszczenia i ograniczać przepływ. Pomiędzy kilkoma prętami może również dochodzić do tworzenia się mostków lub zatykania.

W przypadku gęstych, lepkich lub słabo sypkich materiałów bardziej odpowiedni może być inny rodzaj separatora, na przykład przepływowy, obrotowy lub specjalnie zaprojektowany ruszt.

Zastosowanie prętów magnetycznych w przemyśle spożywczym

Pręt magnetyczny może być odpowiedni do kontaktu z żywnością, jeśli jego materiał, wykończenie powierzchni i konstrukcja odpowiadają konkretnemu zastosowaniu oraz odpowiednim wymaganiom.

Należy sprawdzić przede wszystkim:

• gatunek stali nierdzewnej,
• gładkość i stan powierzchni,
• odporność chemiczną,
• możliwość całkowitego wyczyszczenia,
• temperaturę roboczą,
• dokumentację materiałową,
• wewnętrzne wymagania higieniczne,
• sposób montażu bez szczelin problematycznych z punktu widzenia higieny.

Samo oznaczenie AISI 304 nie gwarantuje automatycznie, że cała własna konstrukcja rusztu magnetycznego będzie odpowiednia do konkretnego zakładu spożywczego.

Jak prawidłowo zainstalować pręt magnetyczny?

1. Sprawdź przydatność produktu do konkretnego materiału.
2. Sprawdź wymiary pręta i gwintu.
3. Przygotuj konstrukcję z materiału niemagnetycznego.
4. Usuń z przestrzeni roboczej stalowe narzędzia i luźne elementy.
5. Oddziel poszczególne pręty niemagnetycznymi przekładkami.
6. Montuj pręty pojedynczo.
7. Zachowaj minimalny wymagany odstęp.
8. Sprawdź, czy konstrukcja nie ogranicza przepływu materiału.
9. Przed uruchomieniem sprawdź wytrzymałość wszystkich połączeń.
10. Przeprowadź próbne uruchomienie i kontrolę sposobu czyszczenia.

Jak daleko powinny znajdować się konstrukcje stalowe?

Silny pręt magnetyczny może przyciągać znajdujące się w pobliżu stalowe belki, stoły, leje zasypowe lub narzędzia. Powoduje to zamknięcie części pola magnetycznego w konstrukcji i zmniejszenie jego oddziaływania w kierunku separowanego materiału.

Dlatego należy przestrzegać minimalnych odległości określonych przez producenta konkretnego produktu.

Jak często czyścić pręt magnetyczny?

Nie istnieje jeden uniwersalny odstęp czasowy. Pręt należy wyczyścić, zanim warstwa wychwyconego metalu zacznie zmniejszać moc magnetyczną lub ograniczać przepływ materiału.

Na częstotliwość wpływają:

• ilość zanieczyszczeń metalowych,
• przepływ i objętość materiału,
• wielkość cząstek,
• liczba prętów,
• wymagana czystość produktu,
• ryzyko uszkodzenia kolejnych urządzeń technologicznych.

Przy pierwszym zastosowaniu kontroluj pręt częściej. Następnie na podstawie rzeczywistej ilości wychwyconych cząstek ustal regularny odstęp między czyszczeniami.

Jak czyścić stały pręt magnetyczny?

Przed czyszczeniem należy zatrzymać przepływ materiału. Pręt lub cały ruszt należy wyjąć z urządzenia i przenieść w bezpieczne miejsce.

1. Zatrzymaj dopływ materiału.
2. Zabezpiecz urządzenie przed przypadkowym uruchomieniem.
3. Ostrożnie wyjmij pręt lub ruszt.
4. Załóż rękawice robocze.
5. Większe cząstki przesuwaj po powierzchni w kierunku końca pręta.
6. Drobne zanieczyszczenia usuń odpowiednim niemagnetycznym narzędziem.
7. Wychwycony metal umieść w przeznaczonym do tego pojemniku.
8. Umyj lub wyczyść pręt zgodnie z procedurą zakładową.
9. Sprawdź stan obudowy ze stali nierdzewnej.
10. Umieść pręt z powrotem w prawidłowej pozycji roboczej.

Jak czyścić pręt testowy?

Pręt testowy umożliwia przesunięcie rdzenia magnetycznego poza dolną aktywną część.

1. Wyjmij pręt z testowanego materiału.
2. Przenieś go nad pojemnik na zanieczyszczenia metalowe.
3. Pociągnij za plastikowy uchwyt.
4. Rdzeń magnetyczny przesunie się do górnej części.
5. Pole magnetyczne w dolnej części znacznie osłabnie.
6. Wychwycone cząstki odpadną lub będzie można je łatwo zetrzeć.
7. Wyczyść pręt i przesuń rdzeń z powrotem do pozycji roboczej.

Jak kontrolować stan pręta magnetycznego?

• Sprawdź powierzchnię przed każdym użyciem.
• Zwracaj uwagę na rysy, wgniecenia i oznaki ścierania.
• Kontroluj stan spawów i części końcowych.
• Sprawdzaj wytrzymałość gwintu.
• Obserwuj ewentualne oznaki korozji.
• Regularnie mierz indukcję magnetyczną i siłę odrywania.
• Wyniki zawsze porównuj przy zastosowaniu tej samej metody.
• Uszkodzony pręt wycofaj z eksploatacji.

Dlaczego należy mierzyć moc magnetyczną?

Magnesy mogą osłabnąć w wyniku działania wysokiej temperatury, uszkodzeń mechanicznych lub silnego przeciwnego pola magnetycznego. Regularne pomiary pomagają dokumentować stan separatora i monitorować ewentualne zmiany.

Bezpieczeństwo podczas pracy z prętami magnetycznymi

Polecane pręty magnetyczne i testowe

Wybrane produkty obejmują długi pręt separacyjny zapewniający większą powierzchnię roboczą, kompaktowy pręt do mniejszych konstrukcji oraz ręczny pręt testowy umożliwiający łatwe usuwanie zanieczyszczeń.

Najczęściej zadawane pytania dotyczące prętów magnetycznych

Podsumowanie

Pręty magnetyczne wychwytują zanieczyszczenia ferromagnetyczne z materiałów suchych, sypkich oraz wybranych materiałów ciekłych. Można stosować je samodzielnie lub z kilku prętów zbudować ruszt magnetyczny.

Klasyczny pręt magnetyczny posiada stały, niewyjmowany rdzeń. Pręt testowy ma przesuwany rdzeń, dzięki któremu wychwycone zanieczyszczenia można łatwiej usunąć.

Przy wyborze należy zwrócić uwagę na indukcję magnetyczną, siłę odrywania, średnicę, długość powierzchni magnetycznej, odporność temperaturową, materiał obudowy oraz właściwości eksploatacyjne separowanej mieszaniny.

Pręty nie są automatycznie odpowiednie do wszystkich materiałów ściernych, lepkich, kwaśnych lub gruboziarnistych. Konkretne zastosowanie należy ocenić zgodnie z instrukcją produktu, a w bardziej wymagających przypadkach skonsultować z producentem.