“Malha 40, pureza de 99,71 TP3T” parece preciso, mas ainda não constitui uma especificação de compra. Ainda precisamos saber a distribuição granulométrica, como são medidos os resíduos de aço e de fibras têxteis, a base de umidade, o plano de amostragem e se a taxa de produção exigida é medida antes ou depois da devolução do material com granulometria acima do padrão.
Escreva cinco valores de aceitação distintos, em vez de um único número de “pureza”
Uma especificação prática para o pó de borracha separa as propriedades que são controladas por diferentes etapas da linha de produção. O tamanho das partículas decorre principalmente da moagem, classificação e retorno. O teor de aço depende da liberação e da recuperação magnética. A fibra têxtil requer uma etapa de separação específica. A umidade é fortemente afetada pelas condições de alimentação, armazenamento e embalagem. Combinar todos esses fatores em uma única porcentagem de pureza dificulta a identificação de problemas e torna as comparações entre fornecedores pouco confiáveis.
| Produto de qualidade | O que deve constar nas especificações de compra | Por que isso é importante para a planta |
|---|---|---|
| Distribuição granulométrica | Série de peneiras, grau-alvo, material retido ou passante em cada peneira de controle (%), tolerância para partículas acima do tamanho máximo, método de ensaio. | Define a carga de moagem, a carga do classificador, a taxa de retorno e a produção aceita. |
| Aço residual / metal magnético | Porcentagem máxima em massa, massa da amostra, ímã/método de ensaio e se a presença de fios visíveis é proibida separadamente. | Verifica a liberação do aço, além do primeiro e do segundo estágios de recuperação magnética. |
| Fibra têxtil solta | Porcentagem máxima em massa, método de coleta e base seca/tal como recebido. | Verifica a configuração do separador de fibras, o fluxo de ar, a estabilidade da alimentação e a classificação. |
| Umidade | Porcentagem máxima, método de secagem/ensaio, base de cálculo e condições de amostragem. | O pó úmido pode aglomerar-se, prejudicando a peneiração e dificultando a dosagem ou o armazenamento. |
| Lote, embalagem e amostragem | Tamanho do lote, tipo de saco, local da amostragem, número de incrementos, redução da amostra, selagem e amostra retida. | Isso torna o resultado representativo, em vez de depender de uma única colherada conveniente. |
“80 Mesh” não significa que todas as partículas tenham 180 μm
As aberturas comuns nos EUA são de cerca de 850 μm para o n.º 20, 425 μm para o n.º 40, 180 μm para o n.º 80 e 125 μm para o n.º 120. A borracha de pneu moída é irregular; portanto, um produto de qualidade comercial apresenta uma distribuição de diâmetros, em vez de um diâmetro exato.
A norma ASTM D5644-23 é especialmente útil para esta discussão, pois atribui designações de malha a partir de uma distribuição granulométrica medida.[1] Atualmente, o escopo de sua peneira vibratória mecânica abrange borracha vulcanizada reciclada com granulometria de 90 μm (malha 170) e superior. A norma também permite uma fração retida superior controlada, que varia de acordo com a faixa nominal de malha.
| Referência nominal | Abertura aproximada | O que incluir na solicitação de cotação ou no contrato |
|---|---|---|
| malha 20 | 850 μm | Peneira de controle e tamanho máximo permitido; esclarecer se, na terminologia do comprador, trata-se de pó grosso ou migalha fina. |
| malha 40 | 425 μm | Percentagens de aprovação/reprovação, além dos limites de contaminação e do peso aceito do produto acabado em toneladas por hora. |
| 60 mesh | 250 μm | PSD, regime de recirculação e local de amostragem. |
| 80 mesh | 180 μm | PSD de alta precisão, condições de temperatura e manuseio e rendimento após a classificação. |
| 100 mesh | 150 μm | Método de teste do comprador, limite entre partículas finas e partículas de tamanho excessivo e requisitos de embalagem. |
| 120 mesh | 125 μm | Rendimento de granulometria fina e aceitação de operação estável; não utilize a taxa de alimentação do moinho como capacidade de produção final. |
Para uma análise mais aprofundada, aplicativo por aplicativo, consulte o Guia sobre tamanho de malha e aplicações do pó de borracha.
O aço residual e a fibra livre exigem métodos de separação e testes diferentes
Aço: a liberação vem antes da recuperação magnética
Um ímã não consegue extrair o aço que ainda está firmemente encapsulado dentro de um grande pedaço de borracha. Em uma linha de processamento de pneus para produção de pó, a trituradora primeiro abre a borracha ao redor do cordão embutido. A recuperação magnética, em seguida, remove o aço liberado, e uma segunda passagem magnética pode capturar o aço mais fino liberado após uma redução adicional do tamanho.
Para aceitar, é preciso distinguir pelo menos duas ideias: fio visível e perigoso e metal magnético por massa. Uma amostra pode parecer limpa, mas ainda assim conter fragmentos metálicos minúsculos. Por outro lado, um único fio visível pode descumprir a regra de manuseio do cliente, mesmo que a porcentagem total de metal seja baixa.
Fibras: a contaminação não magnética requer fluxo de ar e classificação
A fibra têxtil é leve, irregular e não magnética. Ela pode se misturar a resíduos de borracha, formar pontes nas transferências ou aparecer como fiapos em um saco. A remoção da fibra, portanto, depende da separação, da classificação das partículas, do fluxo de ar controlado e de uma carga estável, em vez de ímãs.
Um fluxo de ar excessivo não é necessariamente melhor. Ele pode arrastar partículas finas de borracha comercializáveis; portanto, a fábrica deve equilibrar a remoção de fibras com a perda de borracha. A especificação final deve indicar se o limite se refere a tecido visível livre, a uma fração de tecido seca e pesada ou a outro método acordado.
O completo fábrica de pó de borracha de pneu de alta pureza inclui a liberação do aço, a recuperação magnética, a granulação, a classificação e a separação de fibras antes da moagem fina final. Essa sequência de processos é importante porque o moinho deve receber granulado de borracha já limpo, em vez de ter que corrigir a contaminação ocorrida nas etapas anteriores.
Meça a umidade de acordo com critérios definidos e proteja o lote após o teste
É fácil não perceber a presença de umidade, pois o processo de moagem de pneus não adiciona água à borracha de forma intencional como ingrediente do produto. O pó final ainda pode absorver umidade proveniente da matéria-prima úmida, do ar úmido, de processos anteriores relacionados à lavagem, do armazenamento a céu aberto ou de sacos danificados.
No caso de pós finos, a umidade é importante de três maneiras práticas. Primeiro, partículas úmidas podem formar aglomerados moles e alterar o resultado da peneiração. Segundo, elas podem afetar a dosagem e a mistura na fábrica do cliente. Terceiro, um lote que seja aprovado em um teste de fábrica pode chegar em condições diferentes se a embalagem não estiver vedada ou se o armazenamento não for bem controlado.
- Indique se a umidade é informada com base no produto recebido ou na forma seca.
- Indique o método de secagem, a combinação de temperatura e tempo ou a norma de referência.
- Retire a amostra nas mesmas condições em que o comprador receberá o produto.
- Defina os requisitos relativos ao saco, ao revestimento interno, à vedação, à identificação do lote e ao armazenamento.
O Teste 385 da Califórnia oferece um exemplo útil do motivo pelo qual o método deve constar na especificação: seu procedimento de CRM (material de referência de controle) para asfalto-borracha registra as massas das amostras originais e das amostras secas em estufa antes da análise por peneiramento.[2] Isso é um exemplo de teste específico para a aplicação, e não um limite universal de umidade para todos os mercados de pó de borracha para pneus.
A cinza pode ser útil, mas isso não significa que seja a mesma coisa que terra
Um pneu já contém enchimentos minerais e ingredientes inorgânicos como parte de sua formulação original. Portanto, um resultado de cinzas não significa automaticamente “sujeira estranha”. Areia da estrada, pedras ou contaminação mineral podem elevar o resultado, mas o mesmo pode ocorrer com ingredientes legítimos da composição do pneu. Se as cinzas forem utilizadas como critério de aceitação, o contrato deve especificar o método de ensaio, a família de matérias-primas esperada e o motivo pelo qual o processo posterior necessita desse limite.
A norma ASTM D8268-19(2023) é útil neste contexto, pois trata a avaliação da composição como parte do controle de qualidade e da classificação de borracha particulada vulcanizada reciclada e orienta os usuários sobre os métodos padronizados de ensaio de composição.[3] Para um fornecedor de equipamentos, a lição prática é simples: Não se deve definir uma especificação universal para as cinzas com base apenas nos dados da máquina. O valor deve ser determinado com base nos requisitos do comprador em relação ao material e em um método laboratorial acordado.
Contaminação do processo
A presença de materiais indesejados, como aço, tecidos, pedras, madeira, solo e outros, deve ser controlada por meio de inspeção e separação dos matérias-primas. Trata-se de questões relacionadas à qualidade do processo.
Composição do material
O teor de cinzas, o teor de polímeros e outros dados de composição descrevem o próprio material de borracha. Esses valores podem variar de acordo com o tipo de pneu — de passageiro, de caminhão ou misto —, mesmo quando a linha está operando corretamente.
Distinguir entre uma declaração contida em folheto, uma garantia de projeto e um COA de rotina
Os indicadores de qualidade tornam-se mais confiáveis à medida que as evidências se aproximam do projeto real. Um site ou catálogo pode descrever a faixa normal de desempenho da máquina. Uma cotação pode definir a base de teste proposta. Um FAT pode demonstrar o funcionamento da linha com uma amostra representativa. Registros de produção de rotina ou certificados de análise (COAs) mostram, então, se os lotes subsequentes continuam a atender às especificações acordadas.
| Evidências | Para que serve | Para que não deve ser usado |
|---|---|---|
| Imagem do site / catálogo | Avaliação inicial da linha de máquinas e do conceito de processo. | Um substituto para uma norma de aceitação de materiais específica do comprador. |
| Especificações da cotação | Define as premissas relativas à matéria-prima, a malha-alvo, os métodos de teste, os limites e os critérios de aceitação antes de fazer o pedido. | A alegação de que o mesmo resultado se aplica a qualquer composto de pneu ou condição de operação. |
| Relatório da FAT | Demonstra o produto acordado com uma carga representativa durante uma operação estável realizada na presença de testemunhas. | Comprovação de consistência ao longo do ano inteiro, sem registros operacionais e de controle de qualidade. |
| Registro rotineiro do COA / lote | Apresenta os índices de PSD, contaminação e umidade para lotes de produção definidos após o comissionamento. | Um documento relevante caso faltem o plano de amostragem, o método ou a identificação do lote. |
Um bom exame laboratorial vale pouco se a amostra não for representativa
O pó de borracha pode sofrer segregação durante o transporte e a embalagem. O material mais fino pode se concentrar de maneira diferente das partículas mais grossas, enquanto as fibras leves podem ser transportadas pelo ar. Uma amostra coletada do ponto mais limpo ou de um saco qualquer pode, portanto, fornecer um resultado melhor do que o próprio lote de produção.
Antes de um teste de aceitação em fábrica (FAT), é preciso definir onde as amostras serão coletadas, quantas amostras serão coletadas e como elas serão combinadas. Para materiais ensacados, um plano de amostragem em vários locais é muito mais confiável do que a coleta com uma pá em um saco aberto. A norma Caltrans CT 385, por exemplo, prevê a coleta de amostras de sacos a granel em várias posições e níveis antes da composição da amostra.[2] O plano exato para um projeto com pó de borracha pode variar, mas o princípio é útil: colete amostras de todo o lote e, em seguida, reduza a amostra composta sem selecionar manualmente.
Recorde de produção
Registre a composição da mistura de pneus, o estado dos grânulos a montante, a malha alvo, o horário de início e término e o material encaminhado de volta para remoagem.
Exemplo de registro
Identifique o ponto de amostragem, o tempo, o número de incrementos, a massa composta, o método de divisão, a porção de ensaio e a amostra de referência retida.
Registro de teste
Indique o resultado da peneiração, o metal magnético, a fibra livre, a umidade, o método de ensaio, o código do equipamento e quem presenciou o ensaio.
Recorde de capacidade
Meça o pó acabado aceito de acordo com as especificações exigidas. Registre as devoluções internas separadamente da produção comercializável.
Relacionar a qualidade do produto com a produção aceita em toneladas por hora
| Item FAT | O que combinar antes do teste | O que gravar |
|---|---|---|
| Condição da ração | Tipo de pneu ou alimentação de grânulos limpos, faixa de tamanho, contaminação e nível de umidade. | Fotos reais do confinamento e fotos representativas/amostra. |
| Pó de alvo | Cronograma de malha/PSD e limites de partículas grandes e finas. | Resultado completo da peneiração para cada amostra de ensaio exigida. |
| Limpeza | Limites para aço, fibras e matérias estranhas (opcional), além dos métodos correspondentes. | Resultado medido e massa de contaminante recuperada. |
| Umidade | Limite e base de teste. | Massa tal como recebida e/ou massa seca, conforme exigido pelo método. |
| Duração da corrida | Exclusão do aquecimento, período de funcionamento estável e intervalos de amostragem. | Hora de início/término, interrupções e motivo de qualquer pausa. |
| Capacidade aceita | Concluído t/h com a qualidade exigida. | Massa do produto aceito; devoluções por excesso de tamanho e rejeitados mantidos separados. |
| Amostra retida | Quantidade, lacração, etiquetas e custódia. | Duplique os IDs das amostras, assinados por ambas as partes, quando for o caso. |
Se você ainda estiver decidindo quais equipamentos de moagem e classificação utilizar antes de redigir o FAT, o Guia do comprador de máquinas para produção de pó de borracha explica como o tamanho da alimentação, a malha alvo, o resfriamento, a peneiração e a carga de retorno influenciam a escolha da máquina.
Quando um lote apresenta falha, a propriedade com falha deve apontar para uma verificação de processo
| Resultado fora das especificações | Áreas de processo que provavelmente deverão ser analisadas | Não presuma |
|---|---|---|
| Excesso de tamanho grande | Carregamento do moinho, condição da peneira, capacidade do classificador, caminho de retorno, estabilidade do tamanho do material alimentado. | Que o simples aumento da potência do motor, por si só, corrigirá o PSD. |
| Aço acima do limite | Liberação do raspador, camada de material no ímã, posição do ímã/condição da correia, segunda passagem magnética. | Que “grânulos sem fio” significam automaticamente ausência total de partículas finas de metal. |
| Fibra acima do limite | Granulação, classificação, fluxo de ar do separador de fibras, picos de alimentação, perda de partículas finas de borracha. | Esse aumento no volume de ar sempre melhora o resultado líquido. |
| Umidade acima do limite | Armazenamento de ração, exposição após a moagem, revestimento/vedação do saco, condições de amostragem. | O fato de uma superfície com aparência seca representar o saco inteiro. |
| Variação entre lotes | Mistura de pneus na alimentação, recirculação, desgaste da peneira, segregação no silo, disciplina de amostragem. | Essa única amostra de laboratório de boa qualidade comprova que a produção é contínua. |
Dúvidas sobre as especificações de qualidade do pó de borracha
Uma alta porcentagem de pureza é suficiente para especificar o pó de borracha para pneus?
Não. Um valor de pureza deve ser respaldado por limites mensuráveis específicos para a distribuição granulométrica, aço, fibras têxteis, umidade e qualquer outro contaminante relevante para o comprador. O método e o plano de amostragem também precisam ser acordados.
Qual é a diferença entre malha nominal e distribuição granulométrica?
A malha nominal é uma classificação aproximada. A distribuição granulométrica mostra a quantidade de material retida ou que passa por cada peneira de controle. A distribuição granulométrica (PSD) é a melhor base de aceitação, pois a borracha moída real contém partículas de tamanhos diferentes.
O aço e a fibra devem ser incluídos em uma única porcentagem de contaminação?
Normalmente, não. O aço é magnético e é controlado por liberação e separação magnética, enquanto a fibra têxtil é não magnética e é controlada por granulação, classificação e fluxo de ar. Limites distintos tornam tanto a aceitação quanto a resolução de problemas mais claras.
Por que a umidade é importante para o pó fino de borracha?
A umidade pode contribuir para a aglomeração, alterar o comportamento na peneira, afetar o armazenamento e a dosagem e fazer com que uma amostra de fábrica seja diferente do material recebido após o transporte. O limite deve, portanto, incluir a base do ensaio e as condições de embalagem.
Como deve ser feita a amostragem do pó de borracha durante um FAT?
Retire amostras representativas durante um ciclo de operação estável previamente acordado, combine-as em uma amostra composta, reduza a amostra por um método previamente acordado, teste as propriedades exigidas e mantenha uma amostra retida lacrada. Evite selecionar uma concha que seja conveniente ou excepcionalmente limpa.
Qual capacidade deve ser garantida para pó de malha 80 ou 120?
Utilize a quantidade aceita de toneladas de produto acabado por hora, de acordo com os limites exigidos pelo PSD e de pureza. Não substitua a produção de produto acabado comercializável por pneus inteiros como matéria-prima, alimentação do triturador ou carga de circulação interna.
Definir a especificação de aceitação da produção antes da seleção final da máquina
Envie as especificações do seu material de alimentação (pneus ou grânulos), a malha alvo, os requisitos de PSD, os limites de aço e de fibras, os requisitos de umidade, as especificações de embalagem e a capacidade de produção em t/h exigida. O escopo da trituração, classificação e separação poderá então ser adaptado a um produto final que possa ser testado.
Referências
- ASTM D5644-23 – distribuição granulométrica e designação da malha.
- Teste da Califórnia 385 – exemplo de amostragem, granulometria e umidade.
- ASTM D8268-19(2023) – avaliação da composição e controle de qualidade.