Specjalny system o powierzchni 117 m² pozwala na precyzyjne pomiary laboratoryjne, nawet w trudnych warunkach

Specjalny system o powierzchni 117 m² pozwala na precyzyjne pomiary laboratoryjne nawet w trudnych warunkach

Badanie specjalistycznych papierów technicznych zgodnie z DIN ISO 187

Z tylko dwuprocentowym odchyleniem wilgotności i stałymi temperaturami: u producenta papierów specjalistycznych Neenah Gessner testy jakości muszą być przeprowadzane w laboratoriach spełniających normę DIN ISO 187. Dotychczas te testy produktów i materiałów wykonywano w dwóch klimatyzowanych pomieszczeniach w ramach wewnętrznego centrum badawczo-rozwojowego na różnych lokalizacjach firmy. Aby móc od teraz przeprowadzać wszystkie pomiary centralnie, firma Nerling Systemräume GmbH zaprojektowała wystarczająco dużą komorę testową, która spełnia zarówno warunki klimatyczne normy DIN, jak i jest wolna od przepływu powietrza i nie przepuszcza pary. Jednak już sama duża liczba jednoczesnych użytkowników stanowiła zagrożenie dla wymaganych parametrów.

„Do testowania naszych produktów stosujemy różne metody. Oprócz ogólnych właściwości, takich jak grubość, połysk i skuteczność oddzielania dla oleju, pyłu i wody, określa się między innymi wytrzymałość materiału i jego porowatość”, wyjaśnia Heinz Wagner, kierownik projektu w firmie Neenah Gessner GmbH, która produkuje specjalistyczne papiery techniczne do różnych zastosowań w dziedzinach filtracji, produkcji taśm klejących i ścierniw. Aby uzyskać poprawne wyniki tych pomiarów, konieczne jest przestrzeganie specjalnego klimatu testowego zgodnie z normą DIN: „Przede wszystkim temperatura musi być stała na poziomie 23°C, odchylenia mogą wynosić maksymalnie jeden stopień”, mówi Wagner. Ponadto konieczne jest utrzymanie wilgotności względnej na poziomie 50 procent, a dopuszczalny zakres wahań wynosi dwa procent. Te rygorystyczne wymagania są konieczne, ponieważ produkty Neenah Gessner mają tendencję do silnych zmian wilgotności w zależności od warunków otoczenia. Tylko jeśli normatywne warunki klimatyczne są przestrzegane, możliwe jest porównanie wyników pomiarów na całym świecie.

Nowa komora testowa przeznaczona dla czterech do pięciu osób

Dotychczas te testy przeprowadzano w jednym laboratorium na dwóch niemieckich zakładach produkcyjnych firmy w Bawarii. Od teraz pomiary będą wykonywane tylko w większym, centralnym pomieszczeniu testowym. Firma Nerling Systemräume GmbH, specjalizująca się w technice czystych pomieszczeń, została zlecona budowę 117 m² dużej przestrzeni, w której zapewnione będzie utrzymanie wymaganych warunków wilgotności i temperatury powietrza.

„Podczas planowania i budowy należało uwzględnić, że pomieszczenie będzie użytkowane przez cztery do pięciu osób. Ponadto w pomieszczeniu mają stać trzy komputery, do których później mogą dołączyć kolejne źródła ciepła”, wyjaśnia Olaf Nerling, dyrektor firmy Nerling Systemräume. Ta osobowo- i urządzeniowo- związana kontrola temperatury wpływa również na wilgotność powietrza, ponieważ te dwie wielkości są od siebie zależne: „Na przykład, jeśli powietrze o temperaturze 23°C i wilgotności względnej 50 procent zostanie podgrzane do 24°C, uzyskamy wilgotność względną 46,9 procent. Już tylko ta zmiana temperatury wykracza poza specyfikację Neenah Gessner”, wyjaśnia Nerling. Wartości te muszą być również utrzymane podczas zmian obciążenia w komorze testowej.

Gęstość dyfuzji i brak przepływu powietrza jako kolejne wymagania

„Na podstawie naszych doświadczeń w budowie komór testowych, utrzymanie stałej temperatury z tolerancją +/- 0,1 K/h, jak wymaga klasa jakości 1, jest wyzwaniem, ale nie problemem nie do rozwiązania”, mówi Nerling. Szczególnym wyzwaniem przy budowie pomieszczenia było jednak to, że na etapie planowania nie można było przewidzieć, jak będzie się zachowywać klimat w pomieszczeniu, gdy pięć dozwolonych osób będzie w nim jednocześnie przebywać. „Musieliśmy więc eksperymentalnie ustalić, w jakich odstępach czasowych osoby mogą wchodzić i wychodzić z pomieszczenia”, wyjaśnia twórca systemu.

Inne wymogi dotyczące budowy to szczelne wykonanie elementów pomieszczenia i brak przepływu powietrza oraz wymiana powietrza bez przepływu. Warunki te zostały spełnione m.in. przez montaż podwójnej podłogi dostępnej do chodzenia. Ze względu na ograniczoną przestrzeń między systemowym pomieszczeniem a sufitem hali, montaż był bardzo trudny: na najwyższym punkcie odległość do dachu wynosiła około 1,5 m, a na najniższym tylko około 30 cm.

Przestrzeganie trudnych specyfikacji dzięki ciągłemu rozwojowi

Nowa komora testowa w Neenah Gessner została zbudowana w ciągu dwóch tygodni. Ma 14,25 m długości, 8,25 m szerokości i jest podzielona na dwie równe części. Na koniec Nerling zainstalował w ciągu kolejnych półtora tygodnia system klimatyzacji. „Decyzja o wyborze firmy Nerling, która zapewniła zarówno pomieszczenie, jak i system klimatyzacji, była jednym z czynników decydujących”, mówi Wagner. Od jesieni 2011 roku laboratorium jest w użyciu. „Dotychczas udało się nam optymalnie utrzymać wymagane wartości temperatury i wilgotności przy istniejących zmianach obciążenia”, potwierdza kierownik projektu. To samo dotyczy gęstości dyfuzji i brak przepływu powietrza.

Zgodnie z Nerling, wynik ten opiera się na ciągłym rozwoju skutecznych i obiecujących koncepcji. Firma regularnie przeprowadza testy – zarówno we własnym zakresie, jak i u klientów. „W Neenah wkrótce wypróbujemy nową strategię regulacji”, mówi Nerling. „Chcemy się dowiedzieć, czy możemy zagwarantować jeszcze ostrzejsze warunki w przyszłych projektach. A w Neenah mamy okazję wypróbować to w warunkach rzeczywistych.”

Zdjęcie: Od jesieni 2011 roku techniczne papiery specjalistyczne w Neenah Gessner są testowane w nowej komorze klimatycznej o powierzchni 117 m², wybudowanej przez Nerling Systemräume GmbH. Źródło: Neenah Gessner GmbH