После восемнадцати лет ввода в эксплуатацию линий в Азии, Европе и Северной Америке я могу сказать вам, что устранение неисправностей машин для экструзии пластиковых листов редко соответствует учебнику. Настоящие проблемы проявляются в 2 часа ночи, когда ваш манометр отклоняется на 8 процентов, валки запотевают, а оператор каждые двадцать минут очищает кромку матрицы латунным скребком. В этом руководстве основное внимание уделяется диагностике первопричин, которую можно выполнить на полу, не имея степени доктора реологии.
Независимо от того, используете ли вы вкладыши для холодильников HIPS или коэкструдированные барьерные листы для блистерной упаковки фармацевтических препаратов, виды отказов одинаковы. Разница между двухчасовым простоем и пятнадцатиминутным ремонтом заключается в том, какую переменную следует изменить в первую очередь.
Разрушение расплава и поверхностные дефекты
Разрушение расплава часто встречается на высокопроизводительных линиях по производству полистирола и ПЭТ. Сначала вы увидите это как правильный спиральный узор на поверхности листа, иногда называемый акульей кожей, иногда как грубый излом. Операторы часто винят в этом матрицу. В половине случаев они ошибаются.
Настоящим виновником является несоответствие между напряжением сдвига стенки и эластичностью расплава. Если температура расплава слишком низка для производительности, которую вы обеспечиваете, полимер испытывает критическое напряжение сдвига на выходе из фильеры. Поднимите температуру расплава на пять-восемь градусов Цельсия, прежде чем прикасаться к зазору матрицы.
Наросты на кромках матрицы и нестабильность кромок
Наросты на кромках фильеры являются ранним признаком того, что расплав термически разлагается на выходе из фильеры. Окисленный материал наносится на поверхность кромки, утолщается и в конечном итоге отламывается на лист в виде черного пятнышка. На линиях по производству прозрачного ПЭТ или ПП это означает полный брак рулонов.
Решение зависит от того, имеете ли вы дело с окислительным накоплением или аддитивным поседением. Накопление окисления означает, что температура вашей головки слишком высока или время пребывания в головке слишком велико. Понизьте температуру корпуса матрицы на 10 градусов и проверьте однородность зазора матрицы.
Аддитивное цветение бывает разным. Стеарат кальция, внешние смазочные материалы и некоторые УФ-стабилизаторы мигрируют к выходу матрицы и кристаллизуются на поверхности кромки. Нарост белый или бледно-желтый, а не черный. Если вы используете Экструзионная машина для производства листов пищевого качества , уровень смазки строго контролируется. Вы не можете просто удвоить количество стеарата кальция, чтобы решить проблему обработки. Вместо этого обратите внимание на однородность температуры корней.
Нестабильность кромки обычно следует за нарастанием кромки матрицы. По мере роста наростов он зажимает край листа, образуя загнутый или волнистый край. Остановите линию, поскребите губы и проверьте уплотнения палубы. Утечка декеля позволяет засасывать воздух, который асимметрично охлаждает расплавленный мениск.
Изменение толщины и контроль толщины
Изменение калибра убивает прибыльность. На линии листа шириной 2000 мм, работающей со скоростью четыре метра в минуту, перерасход толщины на 5 процентов означает потери смолы в тысячи долларов за смену. Автоматизированные измерительные системы корректируют только то, что они могут измерить. Они не могут устранить помехи вверх по течению.
Наиболее распространенной причиной на входе является пульсация насоса расплава. Даже изменение частоты вращения шестеренного насоса на 0,5 процента проявляется в виде синусоидальной полосы манометра. Проверьте муфту привода насоса. Изношенная муфта вызывает крутильные колебания, которые преследует система управления манометром с обратной связью, но никогда полностью не устраняет.
Еще одной причиной является неравномерный нагрев штампового болта. Если ваши болты матрицы не имеют индивидуального зонального контроля, тепловое расширение корпуса матрицы будет изменять отверстие кромки на доли миллиметра. Для широких линий по производству полипропилена я использую отдельные матрицы с подогревом болтов.
Проблемы с охлаждением и дефекты стопки рулонов
Проблемы с охлаждением создают остаточное напряжение, которое впоследствии вызывает проблемы во время термоформования или обрезки на станке с ЧПУ. Вы увидите это как побеление под напряжением, коробление или растрескивание углов.
Основная проблема обычно заключается в неправильной последовательности температур валков. В стопке из трех рулонов верхний рулон должен быть самым горячим, средний — немного прохладнее, а нижний — самым прохладным. Если вы перевернете эту последовательность, вы слишком быстро кристаллизуете нижнюю сторону, блокируя дифференциальную усадку. На 3-миллиметровом полипропиленовом листе я проверяю верх-средний-низ при температуре 85, 75 и 60 градусов по Цельсию.
Рулонное остекление – еще одна проблема на уровне пола. Остатки полимера на поверхности валка создают глянцевое пятно, которое остывает медленнее, чем окружающий металл. Лист прилипает по-разному и тянется к застекленной области, создавая диагональную складку. Очистите и отполируйте рулон во время каждой запланированной остановки.
Нестабильность давления в листовой экструзионной машине со сменой сит
Экструзионная машина для листового проката со сменой сит предлагает огромные преимущества при работе с загрязненным сырьем или при работе с продуктами высокой чистоты. Фильтр-пакет удаляет гели, металл и разложившийся полимер еще до того, как он достигнет матрицы. Но это также приводит к падению давления, которое меняется по мере загрузки сит мусором.
Если давление в экструдере повышается более чем на 5 процентов в час, ваши экраны ослепляют быстрее, чем следовало бы. Проверьте поступающую смолу на наличие мелких частиц и пыли. На вторичных линиях из-за недостаточной стирки остаются бумажные этикетки и фрагменты фольги, которые за считанные минуты закрывают сетку размером 200 меш. Предварительно отфильтруйте измельченный продукт.
При запуске смены экрана наблюдайте за кривой восстановления давления. Здоровые изменения демонстрируют резкое падение с последующей быстрой стабилизацией. Если давление колеблется в течение десяти минут после замены, ваша пластина прерывателя повреждена или сеточный фильтр не прилегает точно к уплотнительному кольцу. Этот зазор позволяет полимеру проходить мимо, что позже проявляется в виде гелей и черных пятен.
Не увеличивайте размер области экрана, чтобы избежать изменений. Слишком большая открытая площадь снижает сдвиговой нагрев и может привести к недостаточной температуре расплава на входе в матрицу. На большинстве линий по производству полиэтиленовых листов я планирую менять сетку каждые четыре-шесть часов.
Проблемы с вентиляцией в листовом экструдере с вентиляцией
Экструдер для листов с вентиляцией необходим, когда вы работаете с гигроскопичными смолами, такими как ПЭТ, ПА или ПЛА, без предварительной сушки до уровня сухости. Вентиляционное отверстие удаляет влагу, остаточный мономер и низкомолекулярные летучие вещества перед конечной секцией дозирования. Когда он выходит из строя, появляются пузыри, серебряные полосы и ухудшаются механические свойства.
Первая проверка — уровень вакуума. Я ходил по этажам, где работал вакуумный насос, но манометр показывал абсолютное давление 120 миллибар. Это не вакуум. Для эффективного удаления летучих веществ вам необходимо 25 миллибар абсолютного давления или ниже. Проверьте масло вакуумного насоса, температуру уплотнительной воды и перелив через вентиляционное отверстие. Закупоренное вентиляционное отверстие заполняется полимером, блокирует путь вакуума и вынуждает расплавить вентиляционную трубу.
Вторая проверка — скорость подачи в зависимости от заполнения вентиляционной зоны. Если вы пропустите слишком большую пропускную способность через первую ступень, вторая ступень не сможет откачать ее полностью, и вентиляционная зона затопится. Если ваш винт был рассчитан на 800 килограммов в час, а сейчас вы набираете 1100, то вентиляционная зона зальется. Вам нужен более глубокий канал второй ступени или более низкая скорость.
Риски загрязнения на линиях экструзионного оборудования для производства листового сырья
Эксплуатация экструзионной машины для производства листов пищевого качества – это совсем другая дисциплина. Вы производите продукт, который будет контактировать с пищевыми продуктами в соответствии с такими нормативными актами, как FDA 21 CFR 177.1520 или EU 10/2011. События загрязнения не просто приводят к образованию отходов. Они вызывают воспоминания.
Наиболее распространенным источником является перекрестный контакт во время предыдущих запусков. Если вчера вы использовали черную маточную смесь ABS, а сегодня используете чистый APET, вам нужно нечто большее, чем просто продувка. Вам потребуется полный разбор матрицы, устройства смены сеток и насоса расплава. Углеродный газ прячется в застоявшихся карманах и истекает кровью в течение двенадцати часов.
Загрязнение металлами является вторым риском. Изношенные шнековые лопасти, поврежденные секции ствола и усталые сита сбрасывают частицы. На линиях контакта с пищевыми продуктами я устанавливаю магнитные сепараторы перед горловиной экструдера и ежегодную вихретоковую проверку всех компонентов, смачиваемых расплавом.
Запах и привкус сложнее определить количественно. Если ваша простыня имеет затхлый или химический запах, летучие вещества мигрируют. Проверьте эффективность вентиляции, условия хранения смолы и используете ли вы смазочные материалы, не предназначенные для пищевых продуктов.
Профилактическое обслуживание экструзионного оборудования для производства пластиковых листов, устранение неполадок
Устранение неполадок носит реактивный характер. Лучшие заводы тратят 80 процентов своего времени на предотвращение проблем и 20 процентов на их устранение. Надежная профилактическая программа охватывает четыре области: термическую, механическую, гидравлическую и электрическую.
Поддержание температуры означает ежегодную калибровку термопар всех зон по эталону, отслеживаемому NIST. Термопара, которая показывает температуру 15 градусов, приготовит ваш полимер бесшумно. Механическое обслуживание означает проверку лазерным выравниванием осевой линии экструдера и матрицы и параллельности стопки валков. Вертикальное смещение в 0,3 миллиметра между первым и вторым валками создает диагональную полосу калибра.
Гидравлическое обслуживание охватывает устройство смены сит, насос расплава и все тянущие валки с гидравлическим приводом. Заменяйте гидравлическую жидкость каждые 4000 часов и проверяйте давление предварительной зарядки аккумулятора ежеквартально. Слабое давление в гидроаккумуляторе увеличивает переходный режим давления во время замены экрана и приводит к провалу манометра.
Часто задаваемые вопросы об устранении неполадок экструзионного оборудования для производства пластиковых листов
Как часто мне следует чистить экструзионную матрицу?
Осматривайте и очищайте кромки матрицы каждую смену. Планируйте полный демонтаж и химическую очистку каждые 2000 часов или при смене несовместимых марок.
Какой самый быстрый способ определить, вызван ли дефект экструдером или матрицей?
Остановите тянущие ролики и дайте матрице стечь в приемный поддон. Если дефект присутствует в свободном экструдате, проблема находится наверху.
Могу ли я использовать лист ПЭТ без сушилки, если я использую экструдер с вентиляцией?
Вы можете снизить требования к сушке, но не устранить их. Экструдер с вентилируемым листом удаляет поверхностную влагу, но глубоко проникшая в кристаллизованные хлопья ПЭТ влага по-прежнему требует бункерной сушилки. Большинство операций предварительно просушивают до влажности 50 ppm и используют вентиляционное отверстие в качестве страховки.
Почему мой калибр исчезает, когда я замедляю ход лески?
Потому что частота помех изменяется относительно времени реакции процесса. На низкой скорости длина волны растягивается, и ее становится труднее обнаружить. Дефект все еще есть.
Какое количество ячеек следует использовать в экструзионной машине со сменой сеток?
Для первичной смолы типична плотность от 80 до 120 меш. Для вторичного измельчения или переработки после потребления: 200–250 меш с опорным ситом. Более мелкая сетка увеличивает перепад давления и сокращает срок службы сита.
Как предотвратить образование отложений на кромках матрицы на прозрачном пищевом листе?
Контролируйте температуру матрицы в пределах 3 градусов, минимизируйте время пребывания в зоне матрицы и избегайте чрезмерного использования внешних смазочных материалов. На экструзионной машине для производства листов пищевого качества любое изменение добавок требует проверки со стороны регулирующих органов, поэтому сначала исправьте процесс.
