Ekstrūdera viļņošanās: kāpēc ekstrūzijas izvade iet uz augšu un uz leju — un kā to labot

• Ekstrūdera viļņošanās: kāpēc ekstrūzijas izvade iet uz augšu un uz leju — un kā to labot

  Theskrūveātrums ir stabils. Mucas temperatūra izskatās stabila. Tomēr ekstrudāts, kas nāk no presformas, uzvedas tā, it kā kāds atkārtoti atver un aizver vārstu. Vienu brīdi materiāls izplūst ārā. Tad plūsma vājinās. Pēc neilga laika tas atkal pieaug.

  Operatori var redzēt arī citu problēmu grupu:

  • Gāzes zīmes visā izstrādājuma virsmā
  • Neregulāri iespiedumi vai bedres
  • Redzamie burbuļi
  • Pulsējoša izlāde
  • Kausējuma spiediens virzās uz augšu un uz leju
  • Plēves vai caurules biezuma svārstības
  • Slikta krāsu maisījuma dispersija

  Nomākta ir tā, ka acīmredzamie iestatījumi var izskatīties pilnīgi normāli. Temperatūra: stabila. Skrūves apgriezieni: stabils. Tātad, kāpēc ekstrūzijas izvade joprojām ir nestabila?

  Šo stāvokli parasti sauc par ekstrūdera viļņošanos, ekstrūzijas izvades svārstībām vai kausējuma spiediena svārstībām. Galvenais iemesls ne vienmēr ir skrūves ātrums vai temperatūra. Dažreiz patiesā problēma ir tā, ka ekstrūzijas sistēma nevar uzturēt stabilu līdzsvaru starp padevi, kausēšanu, degazēšanu, sajaukšanu, spiediena veidošanu un presēšanas plūsmu.

  

• Kā patiesībā izskatās ekstrūdera viļņošanās?

  Stabilam ekstrūzijas procesam vajadzētu rīkoties šādi:
  Stabila padeve → Stabila kausēšana → Stabils spiediens → Stabila izvade

  Pārrāvums darbojas vairāk kā:
  Liela plūsma → Zema plūsma → Liela plūsma → Zema plūsma

  Dažreiz svārstības ir acīmredzamas pie stangas. Šķiet, ka ekstrudāts pulsē: spēcīgs materiāla plīsums, tad vāja izlāde, tad vēl viens spēcīgs pārsprāgt.

  Citreiz pirmais brīdinājums parādās uz izstrādājuma virsmas.

  Tipiski virsmas defekti

  • Gāzes svītras
  • Burbuļi
  • Neregulāras bedres
  • Virsmas ieplakas
  • Slikta virsmas viendabība

  Šie defekti var norādīt uz iesprostotu gāzi, mitrumu, gaistošu materiālu, nestabilu kušanu vai mainīgu kausējuma spiedienu.

  1. Sāciet ar barošanu — bet nepārtrauciet ar to

  Pirmajai pārbaudei joprojām vajadzētu būt tvertnei un padevējam.

  • Piltuves tilts
  • Žurku urbšana
  • Nestabils padevējs
  • Mainīgs tilpuma blīvums
  • Augsta vai nekonsekventa slīpēšana
  • Slikta sausā maisījuma plūsma
  • Neregulāras granulas

  Ja skrūve materiālu uztver nekonsekventi, izvade galu galā svārstīsies.

  Bet, ja padeve, skrūvju apgriezieni un mucas temperatūra ir stabili, kamēr izlāde joprojām pulsē, sāciet skatīties tālāk pa straumi. Šeit arvien svarīgāka kļūst kausēšana, degazēšana, spiediena palielināšana un skrūvju/stobra stāvoklis.

  2. Problēmas var radīt arī zems kušanas spiediens

  Operatori parasti uztraucas par pārāk lielu spiedienu. Bet dažos ekstrūzijas procesos problēmas var radīt arī pārāk maza efektīva pakārtotā pretestība.

  Lai uzturētu kontrolētu kausējuma transportēšanu, homogenizāciju, degazēšanu, sajaukšanu un galīgo dozēšanu, kausējumam ir nepieciešams pietiekams piepildījums un spiediens, izmantojot pakārtoto skrūvju un presformu sistēmu.

  Ja spiediens ir pārāk zems, iespējamie simptomi ir:

  • Slikta kausējuma blīvēšana
  • Nepilnīga degazēšana
  • Gāze iesprostota kausējumā
  • Burbuļi vai gāzes svītras
  • Slikts virsmas izskats
  • Vāja sajaukšana
  • Izvades nestabilitāte

  Galvenais ir nevis “lielāks spiediens vienmēr ir labāks”. Ekstrūzijas sistēmai ir nepieciešama pietiekami kontrolēta pretestība, lai uzturētu stabilu pildījumu, sajaukšanu, degazēšanu un dozēšanu.

  3. Kāpēc ļoti zema pretestība var kaitēt sajaukšanai

  Iedomājieties skrūvi, kas vienkārši virza materiālu uz priekšu ar ļoti mazu pretestību lejup pa straumi. Kausējums ātri pārvietojas, bet homogenizācijai paredzētajās zonās var būt nepietiekama uzturēšanās, piepildīšanās vai deformācija.

  Krāsu maisījumam, pildvielām un daudzkomponentu preparātiem rezultāts var būt:

  • Krāsu svītras
  • Slikta izkliede
  • Vietējās koncentrācijas atšķirības
  • Nekonsekventa kausējuma temperatūra
  • Nestabilas produkta īpašības

  Tas nenozīmē, ka jums vajadzētu radīt pēc iespējas lielāku pretspiedienu. Tas nozīmē, ka skrūvei, maisīšanas sekcijai un pakārtotajai pretestībai ir jādarbojas kopā.

  4. Kontrolēta pretestība var palīdzēt stabilizēt plūsmu

  Iekārtās, kas aprīkotas ar atbilstošu kausējuma spiediena vai pretspiediena kontroles ierīci, var izmantot kontrolētu ierobežojumu, lai mainītu pakārtoto spiedienu.

  Konceptuāli:
  Nestabila zemas pretestības plūsma: Skrūve → Gāze / slikti sajaukts kausējums → Pulsējoša izeja
  Kontrolēta spiediena zona: Skrūve → Kontrolēta pretestība → Spiediens homogēns kausējums → Stabila jauda

  Pareizi piemērojot, kontrolēts pretspiediens var palīdzēt:

  • Palieliniet kausējuma pildījumu
  • Uzlabojiet spiediena stabilitāti
  • Atbalsta sajaukšanu
  • Samaziniet zemas frekvences izejas svārstības
  • Uzlabot kausējuma blīvēšanu
  • Izveidojiet vienmērīgāku presēšanas plūsmu

  Padomājiet par spiediena kušanas zonu kā nelielu bufera rezervuāru. Tā vietā, lai katras mazākās svārstības no skrūves nekavējoties sasniegtu veidni, daļu no šīs svārstības var slāpēt pirms materiāla izejas.

  

  5. Nekad neizmantojiet pretspiedienu, lai slēptu patieso problēmu

  Ja izvade strauji palielinās tvertnes tilta, nolietotas skrūves un cilindra, nepareizas skrūves ģeometrijas, sliktas temperatūras kontroles, bloķēta ekrāna vai sliktas materiāla konsistences dēļ, vienkārši palielinot pretspiedienu, simptoms var īslaicīgi slēpt, nevis novērst cēloni.

  Pirms palielināt pretestību, jautājiet: kāpēc sistēmai ir nepieciešama lielāka pretestība nekā iepriekš?

  6. Pārmērīgs pretspiediens var izraisīt termisku degradāciju

  Pretspiediens ir noderīgs tikai pareizajā apstrādes logā. Pārāk lieli ierobežojumi var palielināt skrūvju darbību, bīdes ātrumu, kušanas temperatūru, uzturēšanās laiku un iekšējo recirkulāciju.

  PVC
  PVC ir salīdzinoši šaurs apstrādes logs, un tas ir jutīgs pret pārmērīgu temperatūru un bīdi. Pārāk daudz ierobežojumu var veicināt dzeltenumu, tumšas daļiņas, dedzināšanu, materiāla degradāciju un nogulsnes.

  PLA un citi pret degradāciju jutīgi materiāli
  PLA un citiem siltumjutīgiem polimēriem nepieciešama rūpīga kausējuma temperatūras, uzturēšanās laika, mitruma un bīdes kontrole. Šiem materiāliem: lielāks pretspiediens automātiski nenozīmē labāku apstrādi.

  7. Lēnām noregulējiet pretspiedienu — nekad nevardarbīgi

  Ja iekārta ir aprīkota ar regulējamu kausējuma spiediena vai pretspiediena vārstu, regulēšanai jābūt pakāpeniskai. Pārraugiet kausējuma spiedienu, kausējuma temperatūru, motora slodzi, jaudu, izstrādājuma virsmu un ventilācijas atveres darbību.

  Noregulējiet ar nelielu soli mašīnas ražotāja atļautajā spiediena diapazonā. Iekārtām ar pietiekami smalku vadību var būt noderīgas izmaiņas par 1–2 bāriem vienā reizē kā novērošanas solis, taču to nevajadzētu uzskatīt par universālu iestatījumu katram ekstrūderim.

  Princips ir:
  Nedaudz noregulējiet → pagaidiet stabilizāciju → novērojiet → noregulējiet vēlreiz

  8. Materiāliem ar augstu pildvielu ir nepieciešama īpaša piesardzība

  Apstrādājot PVC ar augstu CaCO3 saturu, ar minerālvielām pildītu PE/PP, WPC, pildvielu pamatsavienojumu vai otrreizēji pārstrādātus savienojumus ar cietu piesārņojumu, arī paši spiediena kontroles komponenti var tikt nolietoti.

  Augsta minerālu pildvielu slodze var palielināt abrazīvo nodilumu:

  • Skrūvju lidojumi
  • Mucas urbums
  • Vārstu virsmas
  • Plūsmas ierobežojumi
  • Maināmi ieliktņi

  Ja spiediena regulēšanas vārsts pakāpeniski zaudē spēju regulēt plūsmu, ekstrūzijas process atkal var kļūt nestabils.

  Lietojot daudz pildvielu, pārbaudiet, vai vārstā, ierobežotājā, kausējuma kanālā, sieta komplektā un presformas ieejā nav abrazīva nodiluma vai nogulsnes. Pirms izslēgšanas ievērojiet mašīnas un materiālu piegādātāja apstiprināto attīrīšanas procedūru. Savienojumiem, kuriem ir nosliece uz noārdīšanos, uzkrāšanos vai smagām pildvielu nogulsnēm, pareiza attīrīšana var samazināt materiāla palikšanu šaurās plūsmas ejās.

  9. Nestabila degazēšana var izskatīties kā straujš

  Ja jūsu ekstrūderim ir ventilācijas atvere vai vakuuma atvere, uzmanīgi novērojiet to.

  • Atkārtota ventilācijas atvere applūšana
  • Kausējums kāpj un krīt ventilācijas atverē
  • Bieža materiālu pārnešana
  • Redzama gāzes izdalīšanās mainās cikliski
  • Produkta burbuļi, kas parādās kopā ar spiediena svārstībām

  Ja ventilācijas darbība būtiski mainās, kamēr materiāls un darbības iestatījumi paliek nemainīgi, izpētiet kušanas stāvokli, skrūvju pildījumu, ventilācijas sekcijas ģeometriju, lejupvērsto ierobežojumu un skrūvju nodilumu.

  10. Skrūvju un mucu nodilums var iznīcināt spiediena palielināšanas spēju

  Palielinoties skrūvju un stobra nodilumam, palielinās klīrenss starp stobriem. Vairāk kausējuma var izplūst atpakaļ.

  Tā vietā, lai:
  Rotācija → Sūknēšana uz priekšu → Spiediens

  jūs arvien vairāk saņemat:
  Rotācija → Iekšējā noplūde → Pazudusi sūknēšanas efektivitāte

  Tipiski simptomi ir:

  • Tam pašam kg/h nepieciešams lielāks apgriezienu skaits
  • Īpatnējā izlaide samazinās
  • Galvas spiedienu kļūst grūti izveidot
  • Izlaide sāk svārstīties
  • Nepieciešama paaugstināta pretspiediena regulēšana
  • Kušanas temperatūra paaugstinās
  • Produkta konsistence pasliktinās

  Praktisks tests: vai ekstrūderis joprojām var radīt spiedienu?

  Drošos, kontrolētos darbības apstākļos un OEM spiediena robežās salīdziniet mūsdienu spiediena palielināšanas iespējas ar vēsturiskajiem datiem.

  Piemērs:
  Pirms: 60 apgr./min → 180 bar stabils
  Tagad: 60 apgr./min. → 140 bāri

  Pēc tam kontrolētā pakārtotā pretestība tiek nedaudz palielināta, bet spiediens joprojām paaugstinās ļoti maz.

  Ja materiāls ir vienāds, kausējuma temperatūra ir salīdzināma, ekrāns ir dzidrs, formas stāvoklis nemainās un spiediena sensors darbojas, tas liecina, ka skrūve zaudē efektīvu blīvēšanas un sūknēšanas spēju.

  Pareizā pretspiediena logs

  Mērķis nav minimālais spiediens un nevis maksimālais spiediens. Tas ir stabils apstrādes spiediens.

  Spiediena zona	Tipisks rezultāts
  Pārāk zems	Slikta pildīšana / vāja homogenizācija / iespējama nestabila degazēšana / plūsmas svārstības
  Pareizi	Stabils kausējums / laba sajaukšana / kontrolēta degazēšana / stabila jauda
  Pārāk Augsts	Augsts bīdes siltums / lielāka enerģija / pārmērīgs uzturēšanās laiks / noārdīšanās risks

  

  Ekstrūdera viļņošanās: ātrāka diagnostikas matrica

  Simptoms	Pirmā izpētes zona
  Izejas impulsi kopā ar padevēju	Piltuves / barošana
  Burbuļi + gāzes svītras + nestabila izvade	Mitrums / degazēšana / spiediens
  Vent atkārtoti applūst	Kušanas / iepildīšanas / spiediena līdzsvars
  Krāsu galvenais maisījums ir slikti sajaukts	Sajaukšanas sadaļa / uzturēšanās / procesa pretestība
  Pie lieliem apgr./min	Kušanas jauda / skrūves dizains
  Kušanas temperatūra svārstās	Apkures/dzesēšanas kontrole
  Spiediens augšpusē turpina pieaugt	Ekrāna / mirstības ierobežojums
  Tai pašai izejai ir nepieciešams lielāks apgriezienu skaits	Skrūvju un mucu nodilums
  Spiedienu nevar veidot kā iepriekš	Klīrenss / sūknēšanas efektivitāte
  Lielāks pretspiediens īslaicīgi stabilizē plūsmu	Izpētiet, kāpēc dabiskais spiediens/sajaukšana ir vājinājusies

  Kā PIPLL novērš šāda veida problēmas

  Kad klients mums saka: "Ekstrūzijas plūsma turpinās augšup un lejup", mēs neiesakām nekavējoties nomainīt skrūvi. Mēs sadalām sistēmu piecos posmos:

  • Barošana — vai materiāls tiek pastāvīgi ievadīts?
  • Kušana — vai skrūve var izkausēt cietās vielas vajadzīgajā ātrumā?
  • Degasēšana — vai iesprostotā gāze, mitrums vai gaistošās vielas var pareizi izplūst?
  • Sajaukšana un spiediena veidošana — vai ir pietiekami kontrolēta pildīšana un pretestība viendabīgai kausējuma padevei?
  • Skrūves un mucas stāvoklis — vai palielināts klīrenss ir samazinājis blīvēšanas un sūknēšanas efektivitāti?

  Iespējamie PIPLL risinājumi

  • Optimizēta skrūvju ģeometrija — neatbilstošai padevei, kausēšanai vai mērīšanas jaudai.
  • Barjerskrūve — lietojumiem, kur kontrolēta kušana ir ierobežojošais faktors.
  • Pielāgota sajaukšanas sadaļa — sliktai krāsas, pildvielas vai piedevu homogenizācijai.
  • Rievota padeves muca + saskaņota skrūve — PE/HDPE lietojumiem, ko ierobežo cieto vielu pārvietošana.
  • Nodilumizturīga skrūve un muca — augstas pildvielas, pārstrādātiem vai abrazīviem savienojumiem.
  • Bimetāla / Liner Solutions — lietojumiem, kur atkārtots abrazīvs nodilums saīsina kalpošanas laiku.

  

  Neatrisiniet viļņošanos, pagriežot vienu pogu

  Kad plūsma pēkšņi kļūst nestabila, ir vilinoši atkārtoti regulēt temperatūru, skrūves ātrumu un pretspiedienu. Tas padara diagnozi grūtāku.

  Labāka secība ir:
  Padeve → Spiediena tendence → Ventilācijas/gāzes darbība → Kušanas temperatūra → Ekrāna un štancēšanas pretestība → Īpaša izvade → Skrūves un mucas stāvoklis

  Tikai tad jums vajadzētu mainīt komponentu dizainu.

  Vai jūsu ekstrūderis pulsē, lai gan apgriezieni minūtē un temperatūra ir stabili?

  Sūtīt PIPLL:

  • Ekstrūdera modelis
  • Skrūves diametrs / L/D
  • Materiāla sastāvs
  • Pildījuma vai atkārtotas slīpēšanas procents
  • Skrūves RPM
  • Pašreizējā izvade
  • Vēsturiski stabila produkcija
  • Kušanas spiediena tendence
  • Kušanas temperatūra
  • Fotogrāfijas vai video par ventilācijas uzvedību
  • Virsmas defektu fotogrāfijas
  • Skrūves/stobra rasējums, ja pieejams

  Īpaši noderīgs var būt īss video, kurā parādīts manometrs un spiediena izlāde viena pilna pārsprieguma cikla laikā.

  PIPLL var palīdzēt noteikt, vai nestabilitāte ir saistīta ar padevi, degazēšanu, sajaukšanu, spiediena līdzsvaru, skrūves ģeometriju vai skrūves/stobra nodilumu.

Contact us