Didelės talpos plastiko ekstruzijos ir tikslaus liejimo įpurškimo operacijose varžtų ir cilindrų mazgas yra gamybos proceso esmė. Laikui bėgant neišvengiamai atsiranda mechaninis dilimas, cheminė korozija ir terminis įtempisekstruderio varžtų susidėvėjimas. Kai kritinis tarpas tarp varžtų skersinių ir vidinės statinės sienelės viršija jo inžinerinę toleranciją, gamybos efektyvumas smunka, prastėja lydalo kokybė, o proceso valdymas tampa vis nepastovus.
Tradiciškai norint išmatuoti šį pablogėjimą, reikėjo visiškai išjungti sistemą: sustabdyti gamybą, atvėsinti zonas, išvalyti sistemą ir fiziškai ištraukti didžiulį varžtą rankiniam mikrometrui matuoti. Šis įkyrus procesas gali lengvai sunaudoti nuo 12 iki 24 valandų darbo, todėl prarandama tūkstančiai dolerių.
Didelės -produkcijos B2B gamybos įmonėms labai svarbu sumažinti neplaninės priežiūros laikotarpį. Šiame išsamiame techniniame vadove tiksliai aprašytakaip patikrinti varžto nusidėvėjimą neišimant varžto, naudojant pažangius termodinaminius duomenis, skysčių dinamiką ir mikro{0}}invazines vaizdo technologijas, kad išlaikytumėte konkurencinį pranašumą.
1. Ekstruderio varžtų susidėvėjimo anatomija: kodėl tai vyksta
Prieš diegiant diagnostikos protokolus, būtina suprasti varžtų ir cilindrų techninės priežiūros tribologinę ir skysčių dinamiką.
Standartiniame vieno{0}}sraigtiniame ekstruderyje radialinis tarpas (
) tarp sraigto skrydžio žemės ir statinės paviršiaus yra suprojektuotas taip, kad būtų itin sandarus-paprastai nuo
į
varžto skersmuo (
). Pavyzdžiui, a
varžtas gali turėti nominalų radialinį prošvaisą kaip tik
į
vienai pusei.
Atgalinio srauto fizika (nuotėkio srautas)
Kai sraigtas sukasi, jis padidina ašinį galvos slėgį, kad polimero lydalas pumpuotų į priekį per štampą. Kai dėl susidėvėjimo padidėja radialinio skrydžio prošvaisa, dalis slėginio lydalo išeina atgal virš skrydžio.
Pagal klasikinę polimerų apdorojimo mechaniką, tūrinis nuotėkio srautas (
) skersai varžto eigos yra labai jautrus radialiniam tarpui (
) ir gali būti matematiškai pavaizduotas taip:
= Varžto skersmuo
= Radialinis skrydžio leidimas
= Slėgio skirtumas skrydžio metu
= Varžto spiralės kampas
= Dinaminis polimero lydalo klampumas
= Ašinis skrydžio plotis
= Ašinis skrydžio žemės ilgis
Kadangi nuotėkio srautas (
) yra proporcingaradialinio tarpo kubas (
), net ir nežymiai padidėjus susidėvėjimui, eksponentiškai didėja atgalinis nuotėkis. Šis atgalinis srautas sutrikdo greičio profilį, pakeičia buvimo laiko pasiskirstymą (RTD) ir pablogina bendrą išvesties stabilumą.
2. Kritiniai varžtų susidėvėjimo požymiai naudojant ekstruderį
Kasdienėje gamyboje palaukite{0}}ir pamatysite{1}}, kad metodai yra brangūs. Jei pastebėsite bet kurį iš toliau nurodytų dalykųekstruderio varžtų susidėvėjimo požymiųveikimas, jūsų apdorojimo sistema tikriausiai jau smarkiai pablogėjo:
Mažėjanti specifinė išeiga:Jei turite palaipsniui didinti sraigto sukimosi greitį (RPM), kad išlaikytumėte tą patį masės srautą (
) esant vienodiems temperatūros profiliams, sraigto tūrinis siurbimo efektyvumas dozavimo zonoje sumažėjo.
Nestabilaus lydalo slėgio profiliai:Galvos slėgio svyravimai (šoktelėjimas) viršija
yra pagrindinis atbulinio srauto ir slėgio nuotėkio rodiklis nusidėvėjusių skrydžių metu.
Ekstremalus šlyties{0}}sukeltas karštis (lydymosi temperatūros šuoliai):Susidėvėję tarpai priverčia polimero lydalą patirti pakartotinį, stiprų vietinį šlytį, kai jis slysta atgal per skrydžio nusileidimą. Šis per didelis šlyties greitis mechaninę energiją paverčia šilumine energija, todėl lydymosi temperatūra gerokai viršija termoporos nustatytas vertes.
Nekontroliuojamos statinės temperatūros zonos:Kai kaitinimo juostos matavimo arba suspaudimo zonose yra nuolat neaktyvios (
galia), kol aušinimo ventiliatoriai veikia
darbo ciklas, tai rodo, kad vidinės šlyties šilumos generavimas viršija proceso šiluminius reikalavimus -klasikinis radialinio tarpo nusidėvėjimo požymis.
Ilgesnis regeneravimo (plastifikavimo) laikas liejant įpurškimą:Įpurškimo liejimo atveju liejimo varžtų susidėvėjimas pasireiškia kaip užsitęsę atkūrimo ciklai, įpurškimo pagalvėlės kitimas ir varžtas, kuris neišlaiko slėgio{0}}laikymo padėties ir lėtai slenka į priekį laikymo fazės metu.
3. Kaip patikrinti varžtų nusidėvėjimą nenuimant varžto: 4 pramonės-patikrinti metodai
Norėdami tiksliai diagnozuoti ekstruzijos linijos fizinę būklę ir nereikalaujant brangiai išardyti, procesų inžinieriai remiasi keturiomis pagrindinėmis nuspėjamomis ir mikro{0}}invazinėmis diagnostikos metodikomis.
1 metodas: dinaminis lydalo slėgio ir tūrinio efektyvumo bandymas
Ši technika yra labai patikimas analitinis vidinio nusidėvėjimo įvertinimo metodas. Jis lygina esamas proceso išvesties charakteristikas su pradine metrika, užregistruota, kai buvo naujai sumontuotas varžtas ir cilindras.
Žingsnis{0}}po-žingsnis:
Stabilizuokite sistemą:Paleiskite standartinį didelio{0}}klampumo kalibravimo polimerą (pvz., mažo -lydymosi-srauto frakcijinį polipropileną arba polietileną) esant fiksuotam temperatūros profiliui.
Nustatykite fiksuotą tiekimą ir greitį:Nustatykite sraigto greitį į tam tikrų bandymų intervalų seriją (pvz.,
, 
, ir
). Įsitikinkite, kad gravimetrinis arba tūrinis tiekimo greitis yra pastovus arba veikia užliejimo{1}}tiekimo konfigūracijos.
Įrašyti slėgį ir išėjimą:Išmatuokite lydalo slėgį iš karto prieš pertraukiklio plokštę (
) ir apskaičiuokite specifinį pralaidumą (
), apibrėžiamas kaip:
Įvertinkite nuokrypį:Palyginkite šias metrikas su originaliomis OĮG našumo kreivėmis. Konkrečios pralaidos sumažėjimas viršija
kartu su reikšmingu pastovaus -galvos slėgio sumažėjimu rodo didelį susidėvėjimą, ypač dozavimo ir maišymo zonose.
Jei naudojate liejimo mašinas, stebėkite varžtų atsigavimo laiką. Jei laikas, reikalingas varžtui atitraukti iki dozavimo ribos, padidėja daugiau nei
esant identiškiems priešslėgio ir apsisukimų dažnio nustatymams, grįžtamasis srautas per atbulinį vožtuvą (atbulinis vožtuvas{0}}) arba sraigtas skrieja.
2 metodas: statinio lydalo slėgio mažėjimo ir atgalinio srauto greičio įvertinimas
Šis slėgio{0}}laikymo testas įvertina, kaip efektyviai skrydžio prošvaisos gali užsandarinti suslėgtą lydalą, kai sukimosi sąlygos nėra{1}}nulio. Tai labai praktiška atlikti keičiant medžiagas ar planuojamus laikinus sustabdymus.
Žingsnis{0}}po-žingsnis:
Valymas etalonine derva:Užpildykite statinę termiškai stabiliu, didelio{0}}klampumo valymo mišiniu arba etalonine derva.
Užsandarinkite išmetimą:Įdėkite akląjį flanšą arba uždarykite ekrano-keitiklio slydimo plokštę, kad visiškai užblokuotumėte lydalo išleidimo kelią. Įpurškimo liejimo mašinose tiesiog nuleiskite antgalį prie tvirto išvalymo bloko arba formos užtvaros.
Taikykite statinį slėgį:Sraigtą pasukite labai lėtai, kad susidarytų maždaug tikslinis slėgis
prie statinės galo, tada nedelsdami sustabdykite varžto sukimąsi.
Stebėkite slėgio mažėjimą:Per 5 minutes užrašykite slėgio kritimą per pirminį lydalo slėgio keitiklį.
Sveikos sistemos profilis:Lydymosi slėgis turėtų mažėti lėtai ir asimptomotiškai, išlaikant didelę pradinio slėgio procentinę dalį dėl sandaraus varžto skersinio sandarinimo prie cilindro.
Sugadintas sistemos profilis:Susidėvėjusioje sistemoje polimero lydalas lengvai slysta atgal per išsiplėtusius radialinius tarpus. Dėl to greitai, beveik{1}}vertikaliai krinta slėgis (dažnai jis prarandamas
slėgį per mažiau nei 60 sekundžių).
3 metodas: termodinaminis šilumos balansas ir variklio sukimo momento analizė
Šis diagnostikos metodas naudoja šiuolaikinių PLC valdiklių duomenų registravimo sistemas, kad būtų galima analizuoti elektros ir šilumines tendencijas, tiksliai nustatyti zoną, kurioje susidėvėjimas yra sutelktas.
Žingsnis{0}}po-žingsnis:
Log variklio sukimo momentas ir srovės stipris:Išanalizuokite dabartinę ekstruderio pavaros variklio apkrovą. Kai plečiasi radialinė prošvaisa, didėja polimero lydalo plėvelės storis skrydžio metu, o tai žymiai sumažina varžto klampumą.
Jei variklio sukimo momentas esant nurodytam išėjimui yra
į
mažesnis nei jūsų istoriniai pradiniai duomenys, varžtas per mažai apkrautas dėl per didelio medžiagos nuotėkio.
Nurodykite šiluminės energijos balansą:Stebėkite šilumos{0}}valdymo kilpos darbo ciklus visose statinės zonose.
Pašarų zonos nusidėvėjimas:Susidėvėję skrydžiai kietoje{0}}transportavimo sekcijoje sumažina ašinio slėgio padidėjimą, todėl blogas išankstinis -šildymas. Stebėsite didelius šildymo-juostos darbo ciklus (
) 1 ir 2 zonose.
Matavimo zonos nusidėvėjimas:Jei temperatūra galutinėse zonose nuolat viršija nustatytąją tašką, kol aušinimo ventiliatoriai veikia nepertraukiamai, mechaninė energija dėl stipraus atgalinio srauto virsta per dideliu vietiniu šlyties karščiu. Tai tiesiogiai rodo dozavimo sekcijos susidėvėjimą.
4 metodas: aukštos temperatūros pramoninė endoskopija (mikro{2}}invazinė vizualinė apžiūra)
Kai reikalingas fizinis patikrinimas neištraukiant viso varžto mazgo, naudojant aukštos{0}}temperatūros pramoninį vaizdo endoskopą, techninės priežiūros komandos nariai gali vizualiai apžiūrėti kritines labai{1}}dėvėjusias varžto dalis.
Žingsnis{0}}po-žingsnis:
Raskite prieigos prievadus:Nustatykite įtaisytas{0}}procesų prieigos angas savo kompiuteryje. Dažniausiai pasitaikantys prieigos taškai yra šie:
Ekstruderio ventiliacijos angos arba vakuuminiai kupolai(paprastai dekompresijos arba degazavimo zonose).
Statinės iškrovimo pabaiga(pasiekiama nuimant štampavimo mazgą arba ekrano keitiklį suplanuoto ekrano keitimo metu).
Įpurškimo antgalis(pasiekiama liejimo mašinose, atsitraukiant nuo vežimėlio ir nuimant purkštuko galvutę kaitinant).
Paruoškite endoskopą:Įsitikinkite, kad jūsų pramoninis endoskopas turi didelės-raiškos, šarnyrinį antgalį, standų šiluminį ekraną ir didelio{1}}intensyvumo šviesos šaltinį. Zondas turi būti įvertintas taip, kad atlaikytų ne žemesnę kaip temperatūrą
į
trumpiems įterpimams.
Įterpti ir dokumentuoti:Atsargiai įkiškite zondą į atvirą angą. Sufokusuokite kamerą į varžtų viršūnes.
Išanalizuokite vaizdus:
Sveiki varžtai:Ieškokite aštrių,{0}}gerai apibrėžtų kampų su nepažeistomis paviršiaus dangomis arba nitritais sluoksniais.
Susidėvėję varžtai:Patikrinkite, ar ant vidinės statinės sienelės nėra užapvalintų skrydžio kraštų, mikro{0}}įdubimų išilgai stūmimo pusės, lokalizuotų metalo skilimų ir gilių įbrėžimų žymių.
4. Trikčių šalinimo palyginimas: diagnostikos metodai
Siekiant padėti techninės priežiūros komandoms pasirinkti optimalų diagnostikos būdą, toliau pateiktoje lentelėje palyginami keturi neardomieji varžtų susidėvėjimo tikrinimo metodai.
|
Diagnostikos metodas |
Pirminis pritaikymas |
Reikalinga įranga |
Laiko investicijos |
Tikslumo lygis |
Pagrindinė praktinė metrika |
|
1. Tūrinio efektyvumo bandymas |
Nepertraukiamas ekstruzijos ir liejimo įpurškimas |
Standartiniai proceso instrumentai (svarstyklės, tachometrai) |
1,0 valandos |
Vidutinis{0}}Aukštas |
Specifinio pralaidumo sumažėjimas ( |
|
2. Statinio slėgio mažėjimas (5 minučių palaikymas) |
Serijinė gamyba, įpurškimas |
Lydymosi slėgio keitiklis, didelio{0}}klampumo valymo derva |
0,5 valandos |
Aukštas |
Greitas, eksponentinis palaikymo slėgio kritimas |
|
3. Termodinaminis šilumos balansas |
Didelės spartos-ekstruderiai, dvigubi-sraigtiniai{2}rotatoriai |
PLC duomenų žurnalai (HMI skydelis) |
Nepertraukiamas (realiu{0}}laiku) |
Vidutinis |
Nuolatinis aušinimo ventiliatoriaus įjungimas dozavimo zonoje |
|
4. Aukštos{1}}tempos endoskopija |
Vėdinimo / dekompresijos zonos,{0}}pabaigos sekcijos |
Aukštos{0}}temperatūros artikuliacinis endoskopas |
2,0 valandos |
Puikus (tiesioginis vaizdas) |
Vizualus skrydžio žemių apvalinimas ir paviršiaus skilimas |
)
5. Prevencinės varžtų ir statinės priežiūros kontrolinis sąrašas
Sudarius tvirtą ekstruderio priežiūros grafiką išvengiama staigių gedimų ir išlaikoma aukšta gaminio kokybė. Naudokite šį veiklos kontrolinį sąrašą kas mėnesį ir kas ketvirtį, kad pastebėtumėte nusidėvėjimą, kol jis nepaveiks jūsų pelno.
Kasmėnesiniai įprastiniai patikrinimai:
Žurnalo specifinė išvestis:Įrašyti išvesties svorį (
) palyginti su varžto greičiu (
) dėl didelio{0}}produkto kiekio. Palyginkite su savo mašinos pradine veikimo kreive.
Peržiūrėkite šildymo zonų profilius:Atkreipkite dėmesį į šildymo juostų elektros galios procentą visose zonose. Ištirkite bet kurią zoną, kurioje nuolat lieka šildymo juostos
galia, kai aušinimo sistemos yra visiškai aktyvios.
Stebėkite galvos slėgio stabilumą:Įsitikinkite, kad galvos slėgio svyravimai neviršija
pastovios būsenos{0}}darbo sąlygomis.
Patikrinkite magnetines groteles:Patikrinkite, ar tiekimo bunkerio magnetuose nėra itin{0}}smulkių metalinių susidėvėjusių šiukšlių, kurios gali rodyti metalo-ant-metalinį kontaktą statinėje.
Kas ketvirtį atliekami diagnostikos patikrinimai:
Atlikite statinio slėgio mažėjimo testą:Planuojamo išjungimo arba medžiagų keitimo metu atlikite 5-minučių slėgio palaikymo testą. Nuspėjamai techninės priežiūros tendencijų analizei užrašykite mažėjimo kreivę.
Patikrinkite atbulinio{0}}vožtuvo veikimą:Jei naudojate liejimo liejimo įrenginius, užregistruokite varžto laikymo padėties poslinkį laikymo fazės metu.
Peržiūrėkite pavaros variklio apkrovą:Palyginkite vidutinį variklio srovės stiprumą amperais su istoriniais tų pačių polimerų rūšių ir pralaidumo greičių įrašais.
Patikrinkite prieinamas zonas per ventiliacijos angas:Įkiškite aukštos{0}}temperatūros endoskopą per ventiliacijos angas, kad patikrintumėte skrydžio profilius, ar nėra ankstyvų erozijos ar įdubimų požymių.
6. Dažnai užduodami klausimai (DUK)
Kl .: Kaip dažnai turėčiau tikrinti, ar nėra ekstruderio varžtų nusidėvėjimo?
Ats.: norint standartiškai apdoroti neapdorotus, ne{0}}abrazyvinius polimerus, rekomenduojame kas 6 mėnesius atlikti neardomojo slėgio arba termodinaminę analizę. Jei apdorojate abrazyvines medžiagas (pvz., turinčias stiklo pluošto, anglies pluošto arba daug kalcio karbonato) arba korozines dervas (pvz., PVC ar fluoropolimerus), atlikite šiuos patikrinimus kas ketvirtį.
K: Kas sukelia greitą ekstruderio varžtų susidėvėjimą?
A: 1. Abrazyvinis susidėvėjimas: didelis procentas stiklo pluošto, užpildų ar pigmentinių priedų. 2.ėsdinamasis susidėvėjimas: rūgščių skilimo produktai, pvz., druskos rūgštis, išsiskirianti perkaitant PVC. 3.Klijų susidėvėjimas (metalo -prie-metalo kontakto), sukeliantis per didelį slėgį tarp pavarų dėžės, varžto ir varžto, cilindro arba skrydis nusileidžia ir trinasi į statinės sienelę. 4.Šalti paleidimai: sraigto sukimosi paleidimas, kol polimeras visiškai neištirpsta, tiek varžtų eilėms, tiek vamzdžiui tenka didžiulė mechaninė apkrova.
Kl.: Ar susidėvėjusį varžtą galima pataisyti, ar jį reikia pakeisti?
A. Daugumą aukštos kokybės{0}}sraigtų galima atnaujinti, jei diagnozuojami prieš įvykstant rimtam gedimui. Jei susidėvėjimas pastebimas anksti (pvz., skrydžio aukštis sumažėja nuo 2 mm iki 3 mm), skrydžiai gali būti atstatyti naudojant specializuotą -dėvėjimuisi atsparių lydinių suvirinimą (pvz., „Stellite“ arba „Colmonoy“), o tada tiksliai{7}}įžeminti iki pradinių specifikacijų. Tačiau, jei varžto šaknis arba netaurieji metalai yra giliai įtrūkę arba surūdiję, norint užtikrinti saugų ir efektyvų veikimą, reikia visiškai pakeisti.
Kl.: ar dvigubo-sraigtinio ekstruderio susidėvėjimas elgiasi kitaip nei vieno-sraigtinis?
A: Taip. Kartu besisukantys dviejų sraigtinių ekstruderių Kadangi dvigubos{5} sraigtinės sistemos naudoja modulinius varžtų segmentus, dažnai galite pakeisti tik susidėvėjusius minkymo blokus arba atskirus varžtų elementus, o ne visą varžto veleną. Dėl šios modulinės konstrukcijos tikslinė endoskopija per ventiliacijos angas yra labai efektyvi nustatant konkrečias susidėvėjusias zonas.
Kl .: Kaip sužinoti, ar susidėvėjęs varžtas ar cilindras?
A: Statinės paprastai gaminamos su bimetaliniais įdėklais arba nitritais paviršiais, kurie yra kietesni už varžtus. Todėl dažniausiai pirmiausia nusidėvi sraigtai. Tačiau jei aukštu slėgiu naudojate abrazyvinio stiklo pripildytas dervas, abu komponentai gali susidėvėti vienu metu. Jei statinio slėgio smukimo bandymas rodo didelį nuotėkį, bet endoskopinis patikrinimas rodo sveikus sraigtus, vidinė cilindro anga gali būti susidėvėjusi (ovalizacija arba vietinis išplovimas).
JWELL supranta, kad norint išlaikyti didžiausią ekstruzijos efektyvumą, reikia tikslios inžinerijos, tvirtos metalurgijos ir patikimos proceso diagnostikos. Būdami pasaulinė didelio našumo-plastiko ekstruzijos linijų lyderė, projektuojame ir gaminamevaržtai ir bimetalinės statinėssuprojektuoti taip, kad atlaikytų sudėtingiausią susidėvėjimo ir korozijos aplinką.
Optimizuokite savo gamybą naudodamiesi JWELL inžinerine patirtimi