Štandardná skúšobná metóda ASTM D3802 pre tvrdosť aktívneho uhlia v guľovej panvici

Norma Americkej spoločnosti pre testovanie a materiály (ASTM) s názvom „ASTM D3802 Štandardná testovacia metóda pre tvrdosť aktívneho uhlia v guľovej panvici“ opisuje testovaciu metódu na stanovenie tvrdosti granulovaného aktívneho uhlia v guľovej panvici. Na účely tejto skúšky sa granulovaným aktívnym uhlím rozumie uhlie s 90 percentami častíc väčších ako 80 mesh (180 μm), ako je definované v norme „ASTM D2862 Štandardná testovacia metóda pre distribúciu veľkosti častíc granulovaného aktívneho uhlia“.

V minulosti sa na stanovenie odolnosti aktívneho uhlia voči degradácii veľkosti častíc za prevádzkových podmienok používali rôzne metódy vrátane metódy s guľôčkovou panvicou, metódy s miešadlom a metódy elutriácie prášku. Žiadna z nich nebola úplne uspokojivá pre všetky aplikácie a všetky boli spochybnené Výborom pre aktívne uhlie ASTM ako testy na stanovenie odolnosti voči degradácii. Metóda s guľôčkovou panvicou sa však v minulosti široko používala a má dlhú históriu v priemysle aktívneho uhlia na meranie vlastnosti zhruba definovanej ako tvrdosť. V tejto súvislosti je test užitočný na stanovenie merateľnej vlastnosti uhlíka. Vzhľadom na to, že test v skutočnosti nemeria odolnosť voči degradácii počas prevádzky, možno ho použiť na určenie porovnateľnosti šarží rovnakej triedy uhlíka.

Na účely tohto štandardu platia nasledujúce pojmy a definície:

• Nominálna veľkosť častíc: prírodné, granulované a nepravidelne tvarované častice uhlíka: Rozsah veľkosti častíc vyjadrený pomocou veľkostí sít, pričom menšia časť vylučuje viac ako 5 percent distribúcie veľkosti častíc a väčšia časť vylučuje viac ako 5 percent distribúcie (hmotnostne).
• Nominálna veľkosť častíc: peletované uhlie: Rozsah veľkosti častíc vyjadrený pomocou veľkostí sít, pričom menšia časť vylučuje viac ako 10 percent distribúcie veľkosti častíc a väčšia časť vylučuje viac ako 5 percent distribúcie (hmotnostne).
• Nominálna veľkosť častíc pre malé častice: Vzťahuje sa na veľkosť častíc, ktorá definuje časť distribúcie veľkosti častíc vylúčenú z kategórie malých častíc v súlade s vyššie uvedenými kritériami.

Preosiata a odvážená vzorka uhlíka sa umiestni do špeciálnej nádoby na tvrdosť so sadou guľôčok z nehrdzavejúcej ocele a potom sa podrobí kombinovanej rotácii a nárazu počas 30 minút. Po uplynutí tejto doby sa miera degradácie veľkosti častíc určí meraním hmotnosti množstva uhlíka zadržaného na site najbližšie k polovici otvorov sita, ktoré definujú minimálnu nominálnu veľkosť častíc pôvodnej vzorky.

Pokyny na odber vzoriek granulovaného aktívneho uhlia sú uvedené v norme ASTM E300.

Váhy by sa mali kalibrovať pomocou štandardných laboratórnych metód. Sitá by sa mali kalibrovať v primeraných intervaloch podľa postupu opísaného v norme ASTM E11.

Proces testovania pozostáva z nasledujúcich krokov:

• Nominálna veľkosť častíc vzorky sa určí podľa štandardnej testovacej metódy ASTM D2862 a obsah vlhkosti sa určí podľa štandardnej testovacej metódy ASTM D2867.
• Ďalšia reprezentatívna vzorka obsahujúca približne 125 ml uhlíka sa odoberie podľa normy ASTM E300.
• Táto vzorka sa preoseje na nominálne rozdelenie veľkosti častíc pomocou štandardnej testovacej metódy ASTM D2862. Frakcie nad väčšou nominálnou veľkosťou častíc a pod menšou nominálnou veľkosťou častíc sa vyradia. V rámci nominálneho rozsahu veľkosti pórov sa získa najmenej 100 ml materiálu.
• V prípade potreby sa použije ďalší získaný materiál.
• 100 ml preosiatej vzorky sa odmeria do tarovaného odmerného valca podľa štandardnej testovacej metódy ASTM D2854 a odváži sa s presnosťou na 0,1 g.
• Nádoba na meranie tvrdosti sa umiestni do štandardnej spodnej prijímacej nádoby. Preosiata a odvážená vzorka sa nasype do nádoby na meranie tvrdosti a pridajú sa oceľové guľôčky.
• Päť sít plnej veľkosti a kryt síta sú naukladané na vrchu nádoby na tvrdosť, čím sa dopĺňa stoh sít. V tomto prípade ďalšie sitá slúžia len na vytvorenie stohu, ktorý naplní trepačku, čím sa eliminuje potreba zmien v miešaní a opätovného nastavovania držiaka stohu sít.
• Sitová zväzka sa umiestni na sitovač a trasie sa ňou 30 – 60,5 minúty, zatiaľ čo úderové kladivo pracuje.
• Na konci trasenia sa sitová zväzok vyberie z trepačky a zo sitovej zväzok sa vyberie nádobka na meranie tvrdosti. Sito na skúšku tvrdosti sa umiestni na prijímaciu nádobku.
• Vyberte oceľové guľôčky z nádobky na tvrdosť a preneste vzorku do sita na skúšku tvrdosti, pričom oprášte všetky priľnuté častice. Umiestnite päť sít plnej veľkosti a kryt sita cez sito na skúšku tvrdosti a zbernú nádobku, potom sito umiestnite na trepačku. Trepte 10 minút a 6 sekúnd, kým je kladivo v prevádzke.

Stručne povedané, norma ASTM D3802 obsahuje metódu na stanovenie tvrdosti granulovaného aktívneho uhlia na guľôčkovej panvici. Táto metóda meria schopnosť materiálu odolávať oderu (rozpadu na menšie častice) pri mechanickom namáhaní. Test simuluje fyzikálne namáhanie, ktorému je aktívne uhlie vystavené počas manipulácie, nakladania alebo prevádzkového použitia vo filtračných systémoch. Tvrdosť sa vyjadruje v percentách, pričom vyššie hodnoty naznačujú väčšiu odolnosť voči degradácii. Táto norma je súčasťou testovacej sady aktívneho uhlia ASTM a zabezpečuje konzistentnú kvalitu pre aplikácie vyžadujúce silné adsorpčné materiály.

Norma ASTM D3802 sa vzťahuje na granulované aktívne uhlie vrátane materiálov získaných zo zdrojov, ako sú uhlie, kokosové škrupiny alebo drevo, a používa sa na:

• Úprava vody: Na odstránenie kontaminantov, ako sú organické zlúčeniny alebo pachy, z pitnej alebo odpadovej vody.
• Čistenie vzduchu a plynov: Na adsorpciu znečisťujúcich látok alebo prchavých organických zlúčenín (VOC) v priemyselných alebo environmentálnych aplikáciách.
• Chemické spracovanie: V katalytických alebo čistiacich procesoch, kde je štrukturálna integrita aktívneho uhlia kritická.
• Kontrola kvality: Overiť, či aktívne uhlie spĺňa požiadavky na trvanlivosť vo výrobe a konečnom použití.

Táto norma je uplatniteľná pre výrobcov, dodávateľov a koncových používateľov, ktorí chcú zabezpečiť, aby aktívne uhlie odolalo mechanickému namáhaniu bez výraznej fragmentácie častíc, ktorá by mohla znížiť jeho účinnosť alebo upchať filtračné systémy.

Norma ASTM D3802 je kľúčová z nasledujúcich dôvodov:

• Zaručenie trvanlivosti: Zaisťuje, že aktívne uhlie odolá mechanickému namáhaniu počas prepravy, nakladania alebo prevádzkového použitia, čím sa zabráni nadmernej tvorbe prachu alebo strate materiálu.
• Spoľahlivosť výkonu: Tvrdosť sa vzťahuje na schopnosť uhlia udržiavať si svoju štruktúru a adsorpčnú kapacitu vo filtračných systémoch, čím sa zabezpečuje konzistentný výkon.
• Kontrola kvality: Znižuje riziko zlyhania produktu tým, že poskytuje štandardnú metódu pre výrobcov a dodávateľov na overenie, či aktívne uhlie spĺňa špecifikácie zákazníka.
• Cenová efektívnosť: Odolné aktívne uhlie znižuje potrebu častej výmeny alebo údržby filtračných systémov, čím sa znižujú prevádzkové náklady.
• Súlad s predpismi: Podporuje súlad s priemyselnými normami pre úpravu vody, čistenie vzduchu a ďalšie aplikácie, kde je aktívne uhlie regulované.

V dôsledku toho je norma ASTM D3802 kľúčovou normou na hodnotenie tvrdosti granulovaného aktívneho uhlia po odlupovaní guľôčok a na zabezpečenie jeho trvanlivosti a výkonu v aplikáciách, ako je úprava vody, čistenie vzduchu a chemické spracovanie. Poskytovaním štandardizovanej a opakovateľnej metódy podporuje kontrolu kvality, dodržiavanie predpisov a nákladovú efektívnosť pre výrobcov a koncových používateľov. Jej prijatie v rôznych odvetviach zdôrazňuje jej dôležitosť pri dodávaní spoľahlivých a vysoko kvalitných produktov z aktívneho uhlia.

Naša organizácia, ktorá slúži už mnoho rokov a starostlivo sleduje globálny vývoj vo vede a technike, vykonáva testovanie, meranie a analýzy v širokej škále oblastí pre podniky vo všetkých sektoroch so skúseným tímom a rozsiahlou infraštruktúrou. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou ASTM D3802, Štandardná testovacia metóda pre tvrdosť aktívneho uhlia na guľovej panvici.