Elek analizinde elek açıklığı ve standart seçimi

Elek analizi, bir malzemenin parçacık boyutu dağılımını belirlemenin en eski ve en yaygın yöntemlerinden biridir. Yöntem basit görünür: numune, açıklıkları giderek küçülen eleklerden geçirilir ve her elekte kalan miktar tartılır. Ancak sonuçların farklı laboratuvarlarda ve farklı günlerde tekrarlanabilir olması, elek seçiminden numune hazırlamaya kadar bir dizi ayrıntıya bağlıdır.

Elek açıklığı ne anlatır

Elek açıklığı, elek gözünün iki karşıt kenarı arasındaki nominal mesafedir ve milimetre ya da mikrometre ile ifade edilir. Bir parçacığın elekten geçip geçmediği yalnızca tek bir boyutuna değil, şekline ve elek yüzeyine hangi konumda ulaştığına da bağlıdır. Bu nedenle elek analizi, parçacığın gerçek çapını değil, geçebildiği en küçük kare açıklığa göre bir eşdeğer boyutu verir.

Analize başlamadan önce hangi boyut aralığıyla ilgilendiğinizi belirlemek gerekir. Kaba agregalar için milimetre düzeyinde açıklıklar, ince tozlar ve gıda ürünleri için ise mikrometre düzeyinde açıklıklar kullanılır. Elek seti, ilgilendiğiniz aralığı yeterli sayıda ardışık elekle kapsayacak şekilde seçilmelidir; çok seyrek seçilen elekler dağılım eğrisini kaba çizer.

Standart elek tipini belirler

Elekler iki ana yapıda üretilir. ISO 3310-1, dokuma tel elekleri tanımlar. ISO 3310-2 ise delikli plaka eleklerin gereksinimlerini kapsar. ASTM E11 de dokuma tel elekler için yaygın kullanılan bir başka standarttır. Hangi standardın istendiği, genellikle uygulanan analiz yönteminde ya da müşteri şartnamesinde açıkça yazılıdır; elek seçimi buna göre yapılmalıdır.

Dokuma tel elekler ince ve orta boyutlu malzemelerde tercih edilir. Delikli plaka elekler ise daha kaba, daha ağır ve aşındırıcı malzemelerde dayanıklılıklarıyla öne çıkar. Elek çerçevesinin çapı da önemlidir; yaygın çerçeve çapları 200 mm ve 8 inçtir (yaklaşık 203 mm) ve seçilen çap elek sarsıcının ölçüleriyle uyumlu olmalıdır. Farklı standartların elek serileri birebir örtüşmeyebilir; sonuçları karşılaştırırken bu fark akılda tutulmalıdır.

Numune miktarı ve hazırlığı

Elek analizinde en sık yapılan hatalardan biri eleği fazla yüklemektir. Aşırı numune, parçacıkların elek yüzeyiyle temas etmesini engeller ve geçmesi gereken taneciklerin üstte kalmasına yol açar. Çok az numune ise temsil kabiliyetini azaltır. Uygun miktar, malzemeye, elek çapına ve uygulanan standarda göre belirlenir; yöntem metninde yazılan değerlere uyulmalıdır.

Numune, temsil edici olacak şekilde bölünmelidir. Üst üste yığılmış bir kovadan alınan avuç dolusu malzeme, çoğu zaman ince taneleri dipte, kabaları üstte bulundurduğu için doğru bir örnek sayılmaz. Nem de sonucu bozar: ıslak malzeme topaklanır ve elek gözlerini tıkar. Numunenin yöntemin öngördüğü şekilde kurutulması gerekir. İnce tozlarda statik elektrik de topaklanmaya yol açabilir.

Sarsma süresi ve titreşim

Elekler genellikle kabadan inceye doğru üst üste dizilir; en altta toplama kabı, en üstte kapak bulunur. Bu takım elek sarsıcıya yerleştirilir ve belirli bir süre boyunca titreştirilir. Süre ne kadar uzarsa o kadar iyi sonuç alınacağı düşünülmemelidir; çok uzun sarsma kırılgan parçacıkları ufalayabilir. Çok kısa sarsma ise eleme işleminin tamamlanmadan bırakılması demektir.

Doğru süre, denemeyle belirlenir. Belirli aralıklarla elekler tartılır ve kütlenin artık anlamlı biçimde değişmediği nokta bulunur. Bu noktaya ulaşıldığında eleme tamamlanmış sayılır. Yöntem metni belirli bir ölçüt veriyorsa o ölçüt esas alınır. Sarsıcının genliği ve titreşim türü de sabit tutulmalı, her analizde aynı ayarlar kullanılmalıdır.

Bakım, kontrol ve sonuçların yorumu

Elek gözlerine sıkışan parçacıklar elek açıklığını fiilen değiştirir. Elekler her kullanımdan sonra yumuşak bir fırçayla temizlenmeli, ince teller zorlanmamalı, çerçeveye vurularak temizlik yapılmamalıdır. Hasar gören, deforme olan veya gözleri aşınan elekler kullanımdan çıkarılmalıdır. Elekler belirli aralıklarla kontrol edilmeli ve gerekirse kalibre edilmelidir.

Analiz sonunda, elekler ve kapta kalan kütlelerin toplamı başlangıçtaki numune kütlesiyle karşılaştırılmalıdır. Aradaki fark kabul edilebilir sınırı aşıyorsa tartım, toz kaybı veya numune hazırlığı yeniden gözden geçirilmelidir. Sonuçlar tablo olarak verilebileceği gibi, elek açıklığına karşı kümülatif geçen yüzde eğrisi olarak da sunulabilir; bu eğri malzemenin ne kadar homojen olduğunu bir bakışta gösterir.