Последовательный уход за трехвалковыми каландровыми валками позволяет сохранить чистоту поверхности, точность размеров и оптическое качество, необходимые клиентам, занимающимся экструзией листов. Трехвалковый каландр, обычно расположенный в вертикальной или перевернутой L-образной конфигурации, получает расплавленный полимер из матрицы и формирует из него лист точной толщины посредством контролируемого давления зажима, регулирования температуры валков и управления скоростью поверхности. Каждый рулон в стопке имеет поверхность из хромированной или закаленной стали с зеркальной поверхностью, которая переносится непосредственно на продукт. Любой дефект на поверхности рулона — царапина, отложения или локальное пятно износа — проявляется как повторяющийся дефект по всей ширине каждого метра произведенного листа, пока рулон не будет отремонтирован. Поддержание этих поверхностей, а также правильное выравнивание валков и баланс давления зажима представляют собой одну из наиболее технически сложных задач по техническому обслуживанию на экструзионном заводе. Правильное обслуживание каландров также зависит от тепловых систем, контролирующих температуру валков. Система охлаждения трехвалкового каландра должна обеспечивать равномерную передачу тепла по всей рабочей поверхности каждого валка, чтобы предотвратить термическую деформацию, вызывающую изменение толщины. Полную схему технического обслуживания, охватывающую все экструзионное оборудование, см. руководство по обслуживанию листовой экструзии.
Проверка поверхности валков и оценка хромирования
Хромированная поверхность каждого каландра является конечной точкой контакта между производственным оборудованием и продуктом. Его состояние является важнейшим фактором, определяющим качество поверхности листа.
Протокол визуального осмотра. При направленном освещении высокой интенсивности осмотрите поверхность каждого валка на медленной скорости вращения — обычно от 5 до 10 метров в минуту. Ищите царапины, линии надрезов, полимерные отложения, изменения цвета и участки, где хромирование стерлось до основного металла. Используйте увеличительное стекло или цифровой микроскоп с увеличением от 20 до 50 раз, чтобы оценить серьезность обнаруженных дефектов. Задокументируйте расположение, длину, ширину и глубину каждого дефекта на карте рулонов, которая отслеживает изменения с течением времени.
Измерение шероховатости поверхности. Используйте портативный профилометр поверхности для измерения Ra (среднеарифметическая шероховатость) в нескольких положениях по рабочей ширине каждого валка. Новые хромированные каландры обычно обеспечивают значения Ra от 0,01 до 0,05 микрометра для оптических применений. По мере накопления часов работы валка шероховатость поверхности постепенно увеличивается из-за микроскопического истирания полимера. Когда Ra превышает спецификации для производимого продукта — 0,02 микрометра для оптического листа и от 0,05 до 0,10 микрометра для стандартного листа — рулон требует повторного покрытия или перешлифовки.
Толщина хромирования. Хромирование каландров составляет от 0,05 до 0,20 мм в зависимости от применения. Магнитные толщиномеры обеспечивают неразрушающее измерение толщины покрытия в нескольких точках. Утончение хрома в зонах интенсивного контакта, особенно на кромках валков, где концентрируется давление зажима, указывает на приближение повторного нанесения покрытия. Как только толщина хрома упадет ниже 0,02 миллиметра, основной металл подвергается риску прямого воздействия и коррозионного повреждения.
Очистка валков во время производства и переналадки
Поддержание чистоты поверхностей каландровых валков во время работы предотвращает накопление полимера, которое переносится на лист в виде изменений текстуры, вкраплений частиц или матовости поверхности.
Поточная очистка валков. Многие каландры включают в себя выдвижные ракели — полоски из полированной стали или композита, которые слегка контактируют с поверхностью валков во время производства, удаляя случайные частицы полимера и предотвращая накопление отложений. Давление ракельного лезвия должно быть настроено точно — слишком легкое и образуются отложения, слишком тяжелое — лезвие царапает хромированную поверхность. Заменяйте ракельные лезвия регулярно, обычно каждые 2–4 недели, прежде чем кромка лезвия затупится и начнет повреждать валик.
Автономная очистка при смене материалов. При переходе от полимеров с разными характеристиками адгезии, особенно при переходе от наполненных или пигментированных компаундов к ненаполненным прозрачным материалам, протрите поверхности валков утвержденными чистящими средствами. Используйте мягкую безворсовую ткань, смоченную изопропиловым спиртом или полимерным растворителем, одобренным производителем. Никогда не используйте абразивные подушечки, стальную мочалку или любые чистящие средства, которые могут повредить хромированное покрытие.
Удаление пятен и отложений. Продукты разложения полимера иногда оставляют на поверхности валков желтоватые или коричневатые пятна. Эти пятна не всегда влияют на шероховатость поверхности, но могут придать оттенок прозрачному или белому листовому изделию. Мягкие полировальные составы, специально разработанные для хромированных поверхностей, удаляют легкие пятна, не ухудшая зеркальный блеск. Сильное изменение цвета, проникающее сквозь хромовый слой, обычно требует профессионального восстановления валков.
Регулировка давления зажима и баланс нагрузки
Способность каландра производить лист одинаковой толщины по всей ширине зависит от постоянного распределения давления зажима между валками.
Обслуживание гидравлической системы зажима. Давление зажима каландра создается гидравлическими цилиндрами, которые сближают валки с усилием от 50 до 500 килоньютонов в зависимости от толщины листа, вязкости полимера и ширины валков. Техническое обслуживание гидравлической системы — проверка уплотнений, проверка уровня жидкости и калибровка давления — гарантирует, что заданное давление зажима соответствует фактическому усилию, приложенному к концам валков.
Профилирование давления зажима. Современные каландры предлагают регулируемые профили давления зажима, которые компенсируют естественное отклонение длинных валков под нагрузкой. Системы гибки валков, выравнивание опорных валков и механизмы регулировки поперечной оси равномерно распределяют усилие зажима. Эти системы требуют периодической калибровки для поддержания их эффективности — гибочный цилиндр с ухудшенными характеристиками уплотнения создает асимметричную силу, которая создает диагональное изменение толщины листа.
Проверка впечатления от защемления. Периодически проверяйте равномерность давления зажима, используя оттискную бумагу или свинцовую прокладку, продавливаемую через зажим в нескольких положениях по ширине рулона. Картина отпечатков показывает, изменилось ли распределение давления из-за износа подшипников, изменения отклонения валков или смещения гидравлической системы. Устраните любой обнаруженный дисбаланс, прежде чем он перерастет в жалобы клиентов на отклонения в размерах.
Процедуры выравнивания валков и требования к допускам
Выравнивание валков в трехвалковом каландре должно обеспечивать параллельность в пределах очень жестких допусков — обычно менее 0,02 миллиметра на метр длины валков. Несовпадение в этом масштабе приводит к разнице толщины листа, скручиванию кромок и неровной поверхности.
Методики измерения. Системы оптического выравнивания с использованием лазерных транзитных инструментов обеспечивают наиболее точные измерения параллельности стопок каландров. На предприятиях без оптического оборудования прецизионные уровни, циферблатные индикаторы и щупы обеспечивают приемлемые возможности измерения, если их используют опытные специалисты. Измерьте соосность как со стороны привода, так и со стороны оператора каждого валка, записывая зазор в каждом положении подшипника.
Общие проблемы с выравниванием. Осадка фундамента смещает корпуса подшипников от уровня в течение многих лет эксплуатации. Тепловое расширение во время прогрева временно изменяет соосность, поэтому измерения необходимо проводить при рабочей температуре. Изношенные подшипники создают люфт, который позволяет валкам смещаться в зависимости от условий нагрузки. Каждый из этих источников требует различных корректирующих действий — замены фундамента, процедур термокомпенсации или замены подшипников.
Поперечное выравнивание. Помимо параллельности, валки должны сохранять правильное осевое выравнивание — их осевые линии должны быть коллинеарны или находиться под заданным углом смещения. Несоосность поперечных осей приводит к скольжению листа поперек поверхности рулона, что приводит к проблемам с качеством кромок и нестабильной площадью контакта в зазорах. Проверяйте выравнивание поперечных осей во время капитального ремонта или при возникновении проблем с отслеживанием во время производства.
Техническое обслуживание системы термоконтроля каландров
Равномерность температуры валков по всей рабочей ширине напрямую влияет на плоскостность листа, контроль толщины и кристалличность поверхности полукристаллических полимеров, таких как ПП и ПЭТ.
Внутренние контуры охлаждения валков. В большинстве каландров используются просверленные циркуляционные каналы, по которым проходит жидкость с регулируемой температурой — вода, масло или пар — через корпус валка для поддержания однородной температуры поверхности. Накопление окалины в этих внутренних каналах снижает скорость потока и создает горячие точки на поверхности валка, которые проявляются в виде полос толщины на листе. Удаление накипи из внутренних контуров ежегодно или чаще при работе с жесткой водой обеспечивает постоянную теплопередачу.
Обслуживание ротационного соединения. Поворотные соединения на каждом конце валка соединяют стационарный трубопровод подачи жидкости с вращающимся валком. Негерметичные вращающиеся соединения загрязняют поверхность роликов и корпуса подшипников водой или термомаслом. Проверяйте элементы уплотнений и поверхности подшипников во вращающихся соединениях во время планового технического обслуживания и заменяйте уплотнения при первых признаках просачивания, а не дожидаясь полного выхода из строя, который может привести к затоплению зоны роликов.
Калибровка регулятора температуры. Убедитесь, что контроллер каждой температурной зоны считывает показания и реагирует точно, сравнив отображаемую температуру с независимым эталонным термометром. Контроллер, отображающий 80 градусов, в то время как фактическая температура поверхности составляет 85 градусов, создает смещение на 5 градусов, что может быть значительным для термочувствительных материалов. Выполняйте повторную калибровку контроллеров ежегодно или всякий раз, когда проблемы с качеством продукции предполагают температурный дрейф. Эти процедуры по уходу за роликами дополняют более широкий Контрольный список ежедневного технического обслуживания , охватывающий всю производственную линию.
Состояние поверхности каландровых валков напрямую определяет оптическое качество и качество поверхности каждого произведенного листа, что делает уход за валками одним из наиболее важных мероприятий по техническому обслуживанию. JWELL предоставляет подробные инструкции по уходу за валками, включая протоколы измерения шероховатости поверхности, рекомендуемые чистящие средства, сохраняющие целостность хромирования, а также процедуры проверки выравнивания с использованием щупов и методов отпечатка - методы технического обслуживания, которые поддерживают качество зеркальной поверхности, необходимое для листовой продукции оптического и знакового качества.
Часто задаваемые вопросы
Как часто следует измерять шероховатость поверхностей каландровых валков? Ежемесячные измерения шероховатости предоставляют адекватные данные о тенденциях для большинства операций экструзии листов. Линии, производящие листы с оптическим или зеркальным блеском, должны измерять шероховатость еженедельно, поскольку даже незначительное ухудшение поверхности изделия сразу видно. Всегда измеряйте каждый раз в одних и тех же местах, чтобы обеспечить последовательное сравнение тенденций.
Можно ли отремонтировать поцарапанные хромированные валки в полевых условиях? Незначительные царапины, не проникающие сквозь хромовый слой, иногда могут быть отполированы квалифицированными специалистами с использованием более мелких абразивов. Царапины, достигающие основного металла, требуют отправки рулона в специализированный ремонтный цех для повторного покрытия. Попытка ремонта глубоких царапин в полевых условиях может привести к дальнейшему повреждению и увеличению времени простоя, если ремонт окажется неудачным.
Что вызывает отклонение крена и как оно компенсируется? Отклонение валка происходит, когда сила зажима сгибает тело валка, создавая профиль зазора, который шире в центре и уже по краям — или наоборот, в зависимости от конфигурации валка. Методы компенсации включают в себя шлифовку валков до бочкообразной формы, гидравлические системы гибки валков и регулировку скрещенных осей. Каждый метод имеет ограничения, и подходящий метод зависит от размеров валков, рабочего давления и требований к продукту.
Как температура валков влияет на качество листа, помимо контроля толщины? Для полукристаллических полимеров температура поверхности валков влияет на скорость кристаллизации на поверхности листа, что напрямую влияет на матовость, блеск и ударную вязкость. Для аморфных материалов температура влияет на блеск поверхности и образование двойного лучепреломления, вызванного ориентацией, в оптических приложениях. Неравномерность температуры приводит к изменению этих свойств по ширине листа, даже если толщина остается в пределах спецификации.
