LanguagesGuida all'estrusione di PE: progettazione delle viti, temperatura e risoluzione dei problemi
Estrusione di polietilene PE: una guida completa alla progettazione delle viti, alla temperatura e alla risoluzione dei problemi
LDPE, MDPE, HDPE e LLDPE non condividono una vite. Questa guida spiega cosa cambia effettivamente tra le famiglie, come impostare il rapporto L/D, il rapporto di compressione e il profilo della temperatura e come leggere gli otto problemi che si presentano su una linea PE in funzione.
ESTRUSIONE POLIETILENE PE · ESTRUSIONE TUBI HDPE · RAPPORTO L/D E COMPRESSIONE VITE PE · PROBLEMI DI ESTRUSIONE POLIETILENE
Tubo di pressione in HDPE. La tolleranza dello spessore della parete su una linea di tubi in PE viene decisa a monte della filiera, dalla velocità con cui i misuratori a vite fondono, non dal trascinamento.
- 1. Cos'è effettivamente l'estrusione di PEIl polietilene è la plastica con il volume più elevato al mondo e la maggior parte di esso passa attraverso aestrusore monovite almeno una volta. Nella sua forma più semplice, l'estrusione di PE significa alimentare la resina di polietilene (pellet, granuli o scaglie) in un barile riscaldato, convogliandola e comprimendola lungo una vite rotante, fondendola in una massa fusa omogenea e spingendo la massa fusa attraverso una filiera per realizzare tubi, pellicole, fogli, rivestimenti di cavi o pellet.La vite svolge quattro funzioni in un unico passaggio: trasportare, comprimere, fondere e dosare. Tutto a valle (spessore della parete, spessore della pellicola, finitura superficiale, stabilità dell'uscita) viene deciso dal modo in cui queste quattro fasi sono bilanciate per la particolare famiglia di PE presente nella tramoggia. Ecco perché una vite che funziona perfettamente su un tubo in HDPE può sotto-miscelare un tipo di pellicola LLDPE e sotto-tagliare un composto sensibile al calore sulla stessa macchina.APPROFONDIMENTI CHIAVEIl PE non è un materiale. La densità e l'indice di fusione determinano quanto attrito i solidi generano nella zona di alimentazione, quanto taglio sarà tollerato dalla fusione e quanto rigonfiamento dello stampo è necessario compensare in testa. Specificare “una vite PE” è la scorciatoia più comune – e più costosa – nell’estrusione.2. Le quattro famiglie di PE non sono intercambiabiliDensità e indice di fusione sono i due numeri che decidono la geometria della vite. La densità determina la cristallinità, la rigidità del letto solido e il rigonfiamento dello stampo; l'indice di fusione imposta la viscosità della fusione e la quantità di taglio che subirà il polimero prima che inizi a comportarsi male. Se ne muovi uno, la vite adatta all'ultimo lavoro ora sarà sbagliata, ecco perchébimetallicoo il dibattito sul nitrurato segue il riempitivo, non il marchio.
Famiglia Densità (g/cm³) Indice di fusione tipico Comportamento dell'alimentazione dei solidi Muori alla grande Cosa significa per la vite LDPE 0,910–0,925 0,2–4,0 (pellicola) Morbido, ad alto attrito, si nutre facilmente Alto Tollera un'ampia finestra di temperatura; necessita di un'alimentazione sufficientemente profonda e di una buona miscelazione, non di più taglio MDPE 0,926–0,940 0,2–2,0 Attrito moderato Medio Si trova tra i design LDPE e HDPE: la vite di compromesso che non funziona perfettamente HDPE 0,941–0,965 0,05–1,0 Più duro, con minore attrito, si nutre con riluttanza Basso Necessita di una zona di compressione più lunga e di un reale aiuto per l'alimentazione; l'usura della canna è inferiore ma la coppia è maggiore LLDPE 0,915–0,925 0,5–3,0 Morbido ma scivoloso, intervallo di fusione ristretto Medio-alto Ha bisogno di più miscelazione piuttosto che di più taglio; la classica fonte di frattura della fusione e instabilità delle bolle - La conseguenza pratica è che MDPE e HDPE vengono lavorati sulla stessa macchina raramente richiedono la stessa vite. Se il mix di prodotti si alterna davvero, pianifica aseconda vite e una canna abbinatapiuttosto che una geometria di compromesso che sottoperforma su entrambi.3. Design della vite: rapporto L/D e rapporto di compressioneIl rapporto L/D determina la lunghezza di fusione e miscelazione. Il rapporto di compressione determina l'accumulo di pressione e il taglio. Non sono indipendenti: aumentano entrambi e il tempo di residenza, la coppia e la temperatura di fusione salgono tutti insieme. Il pubblicatodimensioni della vite e del cilindroper la tua macchina sono il punto di partenza, non la risposta.
Famiglia/prodotto PE Tipico L/D Rapporto di compressione Profondità di alimentazione Note di progettazione LDPE, film soffiato 20–25:1 2,5–3,0 Profondo Vite a basso taglio; la sezione di missaggio conta più del rapporto di compressione LDPE, tubi e lastre 20–25:1 2,5–3,0 Profondo La geometria convenzionale è sufficiente con una potenza moderata MDPE 25–30:1 2.5–3.2 Medio Progettazione di ponti; verificare rispetto all'effettivo indice di fusione prima di impegnarsi HDPE, tubo, convenzionale 25–30:1 2.8–3.2 Medio Gola di alimentazione scanalata fortemente consigliata HDPE, tubo, ad alto rendimento 33–38:1 2.8–3.5 Meno profondo Zona di misurazione più lunga; la sezione di alimentazione decide se la velocità è utilizzabile LLDPE, pellicola 25–30:1 3.0–4.0 Medio Aggiungi elementi di miscelazione; non tentare di risolvere la frattura da fusione solo con il rapporto di compressione PE ingegnerizzato, alto riempitivo o rimacinato 30–33:1 2,5–3,5 Medio-superficiale La protezione antiusura a questo punto non è più un optional - APPROFONDIMENTI CHIAVEIl rapporto di compressione deve corrispondere alla densità apparente della materia prima, non alla parte finita. Una coclea dimensionata per pellet vergine soffrirà la fame di macinato e scaglie a bassa densità apparente, che è la ragione più comune per cui unlinea di riciclaggiofornisce risultati inferiori rispetto all'output della targhetta.
Un set di viti e cilindro per estrusione di tubi. Vite e cilindro costituiscono una coppia operativa: il gioco, il margine di usura e il tipo di lega hanno un significato solo quando entrambe le parti vengono confrontate l'una con l'altra.
- 4. Il profilo della temperaturaIl PE è semicristallino, quindi il profilo dovrebbe salire gradualmente dall'alimentazione allo stampo: i gradini ripidi creano picchi di fusione e coppia, e una zona di alimentazione fredda bloccherà il trasporto dei solidi molto prima che i riscaldatori si avvicinino al problema.
Zona LDPE MDPE MDPE LLDPE Alimentazione, zona 1 140–165 °C 150–175 °C 160–185 °C 150–175 °C Compressione, zone 2–3 165–190 °C 175–200 °C 185–215 °C 180–210 °C Misurazione, zone 4–5 180–205 °C 180–205 °C 190–215 °C 200–225 °C 200–225 °C Adattatore 190–210 °C 195–215 °C 205–225 °C 205–230 °C Testa di morte 195–215 °C 200–220 °C 210–230 °C 210–235 °C Fusione misurata 195–215 °C 200–220 °C 205–225 °C 210–230 °C - Queste sono le gamme iniziali per una linea monovite convenzionale. Verificare con la scheda tecnica del fornitore della resina: l'indice di fusione, il tipo di comonomero e il pacchetto di additivi li sposteranno di 10–20 °C. Tre abitudini mantengono onesto il profilo:· Impostare innanzitutto la temperatura di fusione- le zone dei barili sono un mezzo per raggiungere questo obiettivo, non un obiettivo in sé.· Controllare la fusione con una sonda ad ago posta sulla testa, non con la termocoppia del cilindro inserita in una fascia riscaldante.· Registrare il profilo con il lotto di resina— quando si presenta un problema tre settimane dopo, la registrazione della temperatura è la prima cosa che si chiede.5. Estrusione di tubi in PE, passo dopo passoUNLinea di tubi in PEè una catena di fasi di condizionamento, e ognuna di esse può assumersi la colpa di un problema di spessore della parete che in realtà è iniziato nella vite.
Fare un passo Che succede Ciò che decide il risultato 1. Essiccazione e manipolazione Resina e macinato condizionati prima che raggiungano la tramoggia Contenuto di umidità e livello di contaminazione 2. Alimentazione Dosaggio gravimetrico o volumetrico nella gola di alimentazione Dosaggio gravimetrico o volumetrico nella gola di alimentazione Consistenza del mangime; sull'HDPE, la condizione della gola scanalata 3. Fusione e omogeneizzazione I solidi convertiti in una fusione uniforme lungo la vite Geometria della vite e profilo della temperatura della canna 4. Filtrazione per fusione La confezione dello schermo intrappola gel e contaminazione Selezione della mesh e stabilità della pressione 5. Testa del tubo Il mandrino a spirale distribuisce la fusione attorno alla circonferenza Uniformità della temperatura del fuso in ingresso alla testa 6. Dimensionamento e raffreddamento Il dimensionamento del vuoto calibra il diametro esterno; i bagni d'acqua raffreddano il muro Livello di vuoto, lunghezza di raffreddamento, velocità della linea 7. Traino e taglio Tubo tirato a tensione costante e tagliato a misura Stabilità del traino e sincronizzazione della sega - I passaggi da 3 a 5 rappresentano il punto in cui si incontrano la geometria della vite, le condizioni del cilindro e il design dello stampo. UNvite usurata o foro apertosi manifesta qui per primo, come un lento spostamento dello spessore della parete piuttosto che un cambiamento di passo.6. Estrusione di film in PE: dove differisceLa pellicola è il punto in cui la differenza tra LDPE e LLDPE è più forte. L'LDPE ha una catena ramificata lunga, quindi trattiene bene la bolla e tollera un ampio divario tra gli stampi. L'LLDPE è lineare: ha una resistenza del fuso inferiore, un intervallo di fusione più ristretto e una tendenza molto più forte alla frattura da fusione, quindi il gap della filiera deve diminuire e la temperatura del fuso deve aumentare.· Muore il divario— L'LLDPE presenta generalmente un gap più ristretto rispetto all'LDPE; ampi spazi invitano la pelle di squalo alla stessa uscita.· Linea gelo— una linea di gelo bassa e stabile è ciò che trattiene la bolla. Muovilo e cambierai l'ottica e la stabilità.· Forza di fusione— l'instabilità delle bolle su una miscela ricca di LLDPE è solitamente un problema di resistenza alla fusione, non un problema di anelli d'aria.· Lato vite- più mixaggio, non più compressione. UNbarriera o sezione Maddockguadagna il suo posto qui molto più di un rapporto di compressione più elevato.
Film estensibile LLDPE. Il PE lineare ha una resistenza al fuso inferiore rispetto all'LDPE, quindi la stabilità delle bolle viene decisa dalla temperatura di fusione e dallo spazio tra gli stampi molto prima che venga decisa dall'anello d'aria.
- 7. Otto problemi di estrusione del PE e cosa sono solitamenteLa maggior parte di questi arrivano come output o come reclamo superficiale. Solitamente solo due degli otto sono un problema delle viti: il resto è alimentazione, temperatura o contaminazione, e questo è anche il motivol'estrusore si sollevaviene spesso interpretata erroneamente come una vite usurata.
Sintomo Quello che di solito è su una linea PE Prima mossa Frattura da fusione/pelle di squalo (LLDPE) Taglio eccessivo sulla matrice con uno spazio troppo ampio Restringere lo spazio della matrice e aumentare la temperatura di fusione di 10–15 °C prima di toccare la vite Instabilità delle bolle, film soffiato Bassa resistenza al fuso con qualità lineare e raffreddamento non uniforme Abbassare la linea di gelo, correggere l'anello d'aria, ridurre la potenza Deriva dell'output durante un turno Usura della vite o del cilindro o alimentazione a ponte Misurare il diametro esterno della vite e il diametro interno del cilindro, quindi ispezionare la gola di alimentazione Picchi di coppia Nutri la fame o una zona di alimentazione fredda Sollevare la zona 1, verificare il flusso della tramoggia, ispezionare la gola scanalata Linee di fustella e strisce longitudinali Accumulo di stampi, un pacco filtro rotto o un precursore della frattura della fusione Cambiare i filtri, pulire la matrice, ricontrollare la temperatura di fusione Macchie nere Resina degradata trattenuta negli angoli morti, spesso con una vite usurata Spurgare adeguatamente, quindi effettuare un boroscopio nella sezione di miscelazione Variazione dello spessore della parete del tubo Picchi, variazione della temperatura di fusione o testa usurata e componente di controllo Verificare il controllo del riscaldatore, quindi misurare l'usura delle viti Vuoti e bolle nella parete del tubo Umidità, aria intrappolata o decompressione eccessiva Asciugare la resina, rivedere lo sfiato e regolare la contropressione - 8. Costruzione a vite e cilindro per servizio PEIl PE non è particolarmente corrosivo, quindi la decisione costruttiva riguarda quasi interamente l'abrasione - e l'abrasione arriva con il riempitivo, ilrimacinaree l'enorme numero di tonnellate spinte attraverso la botte.
Costruzione Durezza superficiale Resistenza all'usura Resistenza alla corrosione Dazio PE tipico Vita utile indicativa 38CrMoAlA nitrurato HRC 52–55 Bene Giusto PE vergine, compound a basso contenuto di carica 3–5 anni Lega bimetallica standard HRC 58–62 Eccellente Bene PE a medio riempimento, estrusione generale 5–7 anni Carburo di tungsteno bimetallico HRC 65–68 Superiore Bene Linee in PE ad alto riempimento o riciclato ad alta produttività 7-10 anni Manicotto di rivestimento interno SKD11 HRC 60–62 Eccellente Medio Composti PE altamente abrasivi, compositi WPC 5–8 anni - 8. Usura, corrosione e scelta del materiale della cannaUna volta che la geometria è corretta, la durata viene decisa da ciò che il materiale fa alla superficie metallica. Dominano due meccanismi. I riempitivi abrasivi - carbonato di calcio, talco, fibra di vetro - macinano le alette e forano. I composti corrosivi attaccano chimicamente le stesse superfici. Il PVC con elevato carico di riempitivo fa entrambe le cose contemporaneamente.Per questo motivo PIPLL pubblica quattro leghe bimetalliche e la scelta è uno scambio tra resistenza all'usura, resistenza alla corrosione e temperatura di esercizio piuttosto che la ricerca della superficie più dura disponibile.
Lega Indossare Corrosione Strato Durezza Temp. massima PIPLL01 (Fe-Ni-Cr-B) Molto bene Bene 2–3 mm HRC 58–65 ≤400°C PIPLL02 (Ni-Cr-Co-B) Bene Molto bene 1,5–2 mm 50–58 HRC ≤450°C PIPLL03 (Ni-Cr-Co-VB) Molto bene Molto bene 1,5–2 mm 55–60 HRC ≤450°C PIPLL04 (Ni-WC-Cr-B) Eccellente Molto bene 1,5–2 mm 55–65 HRC ≤600°C PIPLL produceSet di viti e cilindri in PEda Φ20 mm a Φ500 mm, fino a 12 m di lunghezza, su base 38CrMoAlA constrato di lega centrifugatadi 2–3 mm dove è specificata la costruzione bimetallica. Laddove la zona di usura dovrebbe essere sostituibile anziché rinnovata, anmanica fodera internaè l'alternativa. Vite e cilindro vengono forniti e misurati come una coppia abbinata tramite il nostrocontrollo del processo, perché un nuovo foro contro una vite usurata è un modo noto e costoso di fallire due volte.
Viti finite in officina. La protezione dall'usura è un rivestimento su una geometria: se la geometria è sbagliata, il rivestimento fa solo durare più a lungo la risposta sbagliata.
9. Cosa inviare prima di richiedere una vite e un cilindro in PEUna citazione costruita su dati completi risulta corretta la prima volta. L'elenco seguente è breve e sono tutte informazioni che già possiedi: ilguida al progetto personalizzato del cilindro a viteillustra ciò che ciascun elemento effettivamente decide.Categoria Cosa inviare Macchina Marca e modello della macchina, diametro della vite, L/D esistente e rapporto di compressione Materiale Famiglia di PE, densità e indice di fusione e qualità effettiva del fornitore Forma di materia prima Pellet vergine, macinato, scaglie o una miscela - con percentuali approssimative Prodotto Diametro esterno e parete del tubo, larghezza e spessore della pellicola, spessore della lamiera o uscita del pellet Obiettivo prestazionale Potenza richiesta in kg/he potenza misurata attuale Punti dolenti Cosa non va adesso: deriva della produzione, macchie nere, frattura della fusione, usura precoce Dati di linea Profilo della temperatura in uso, velocità della vite, carico del motore e contropressione Interfacce Dimensioni flangia, gola di alimentazione, fascia riscaldante e testa filiera Indossa la storia Data di installazione e ultime misurazioni del foro e della vite, se presenti 10. Domande frequentiUna vite può far funzionare sia LDPE che HDPE?Può eseguire entrambi; non sarà ottimale per entrambi. Il compromesso è solitamente visibile come sottofusione sul lato HDPE o taglio eccessivo sul lato LDPE. Se la miscela di prodotti si alterna regolarmente, aseconda vite e canna abbinataè normalmente più economico dello scarto generato dal compromesso.Ho bisogno di una gola di alimentazione scanalata per l'HDPE?Per qualsiasi cosa al di sopra della produzione moderata, sì. Il pellet in HDPE ha un attrito inferiore contro la parete del cilindro rispetto all'LDPE, quindi il trasporto dei solidi, anziché la fusione, diventa la fase limitante. Una gola scanalata con raffreddamento forzato aumenta la velocità di avanzamento raggiungibile ed è ciò che rende avite ad alta velocitàaffatto utilizzabile.Come faccio a sapere se è usurata la vite o la canna?Misurarli entrambi, nelle stesse posizioni assiali, e confrontarli in coppia. ILcontrollo usura viti e canneLa procedura copre il piano di misurazione. Se il diametro esterno della vite è rimasto sostanzialmente invariato e il foro si è aperto, il problema è la canna. Se il diametro esterno della vite è diminuito, la vite lo è. Leggere un numero senza l'altro indica il modo in cui le parti buone vengono sostituite inutilmente.Vale la pena utilizzare il bimetallico per il PE non riempito?Di solito non per PE vergine e non riempito: avite e canna correttamente nitruratisopravvivrà alla prossima revisione della macchina. Ne vale la pena nel momento in cui entrano in gioco il riempitivo, il rimacinato o l'elevata produttività; ILguida alla scelta delle leghe stabilisce dove ciascuna costruzione guadagna il suo costo.Risorse PIPLL correlateHai bisogno di aiuto per specificare una vite e un cilindro per estrusione in PE?Invia la famiglia di PE e l'indice di fusione, il prodotto e i dati della linea che utilizzi oggi. Torneremo con la geometria della vite, il rapporto L/D e di compressione, la costruzione della canna e un set vite-canna abbinato indicato come una coppia. PIPLL è unproduttore di viti e cilindri per estrusorilavorando in Φ20–500 mm.
