Ekstruderio bangavimas: kodėl ekstruzijos išvestis kyla aukštyn ir žemyn – ir kaip tai ištaisyti

• Ekstruderio bangavimas: kodėl ekstruzijos išvestis kyla aukštyn ir žemyn – ir kaip tai ištaisyti

  Thevaržtasgreitis stabilus. Statinės temperatūra atrodo stabili. Tačiau iš štampo gaunamas ekstrudatas elgiasi taip, tarsi kažkas nuolat atidarytų ir uždarytų vožtuvą. Vieną akimirką medžiaga išbėga. Tada srautas susilpnėja. Po kurio laiko jis vėl pakyla.

  Operatoriai taip pat gali matyti kitą problemų grupę:

  • Dujų žymės ant gaminio paviršiaus
  • Netaisyklingos įlenkimai ar duobės
  • Matomi burbuliukai
  • Pulsuojanti iškrova
  • Lydymosi slėgis juda aukštyn ir žemyn
  • Plėvelės ar vamzdžio storio svyravimai
  • Prasta spalvų pagrindinė dispersija

  Vargina tai, kad akivaizdūs nustatymai gali atrodyti visiškai normalūs. Temperatūra: stabili. Varžto apsisukimų dažnis: stabilus. Taigi kodėl ekstruzijos išvestis vis dar nestabili?

  Ši būklė paprastai vadinama ekstruderio bangavimu, ekstruzijos išvesties svyravimais arba lydalo slėgio svyravimais. Pagrindinė priežastis ne visada yra varžto greitis arba temperatūra. Kartais tikroji problema yra ta, kad ekstruzijos sistema negali išlaikyti stabilios pusiausvyros tarp padavimo, lydymosi, degazavimo, maišymo, slėgio didinimo ir štampavimo srauto.

  

• Kaip iš tikrųjų atrodo ekstruderio bangavimas?

  Stabilus ekstruzijos procesas turėtų veikti taip:
  Stabilus padavimas → Stabilus lydymas → Stabilus slėgis → Stabilus išėjimas

  Viršėjimas veikia taip:
  Didelis srautas → mažas srautas → didelis srautas → mažas srautas

  Kartais svyravimai yra akivaizdūs. Atrodo, kad ekstrudatas pulsuoja: stiprus medžiagos sprogimas, tada silpnas iškrovimas, tada dar vienas stiprus sprogimas.

  Kitais atvejais pirmasis įspėjimas pasirodo gaminio paviršiuje.

  Tipiški paviršiaus defektai

  • Dujų dryžiai
  • Burbulai
  • Netaisyklingos duobės
  • Paviršiaus įdubimai
  • Blogas paviršiaus vienodumas

  Šie defektai gali rodyti įstrigusias dujas, drėgmę, lakias medžiagas, nestabilų tirpimą arba svyruojantį lydalo slėgį.

  1. Pradėkite nuo maitinimo – bet nesibaikite

  Pirmas patikrinimas vis tiek turėtų būti bunkeris ir tiektuvas.

  • Bunkerio tiltas
  • Žiurkių skylė
  • Nestabilus tiektuvas
  • Kintamasis tūrinis tankis
  • Didelis arba nenuoseklus pakartotinis šlifavimas
  • Prastas sauso mišinio srautas
  • Netaisyklingos granulės

  Jei varžtas medžiagą gauna nenuosekliai, galų gale išeiga svyruos.

  Bet jei padavimas, sraigto apsisukimų dažnis ir statinės temperatūra yra stabilūs, kol iškrova vis dar pulsuoja, pradėkite žiūrėti toliau pasroviui. Čia vis svarbesnis tampa lydymas, degazavimas, slėgio didinimas ir varžto / statinės būklė.

  2. Žemas lydalo slėgis taip pat gali sukelti problemų

  Operatoriai paprastai nerimauja dėl per didelio slėgio. Tačiau kai kuriuose ekstruzijos procesuose problemų gali kilti ir per mažas efektyvus pasipriešinimas pasroviui.

  Norint išlaikyti kontroliuojamą lydalo transportavimą, homogenizavimą, degazavimą, maišymą ir galutinį dozavimą, lydalą reikia pakankamai užpildyti ir slėgti per paskesnį sraigto ir štampavimo sistemą.

  Kai slėgis per mažas, galimi simptomai:

  • Blogas lydalo tankinimas
  • Nepilnas degazavimas
  • Dujos įstrigo lydaloje
  • Burbuliukai ar dujų dryžiai
  • Prasta paviršiaus išvaizda
  • Silpnas maišymas
  • Išvesties nestabilumas

  Svarbiausia yra ne „didesnis spaudimas visada yra geriau“. Ekstruzijos sistemai reikia pakankamai kontroliuojamo pasipriešinimo, kad būtų išlaikytas stabilus užpildymas, maišymas, degazavimas ir dozavimas.

  3. Kodėl labai mažas pasipriešinimas gali pakenkti maišymui

  Įsivaizduokite varžtą, kuris tiesiog stumia medžiagą į priekį su labai mažu pasipriešinimu pasroviui. Lydalas juda greitai, tačiau homogenizuoti skirtose vietose jis gali nepakankamai išsilaikyti, prisipildyti ar deformuotis.

  Naudojant pagrindinį spalvų mišinį, užpildus ir kelių komponentų kompozicijas, rezultatas gali būti:

  • Spalvoti dryžiai
  • Prasta sklaida
  • Vietiniai koncentracijos skirtumai
  • Nenuosekli lydymosi temperatūra
  • Nestabilios produkto savybės

  Tai nereiškia, kad turėtumėte sukurti kiek įmanoma didesnį priešslėgį. Tai reiškia, kad varžtas, maišymo sekcija ir pasipriešinimas pasroviui turi veikti kartu.

  4. Kontroliuojamas pasipriešinimas gali padėti stabilizuoti srautą

  Mašinose, kuriose yra tinkamas lydalo slėgio arba priešslėgio valdymo įtaisas, slėgiui pasroviui pakeisti galima naudoti kontroliuojamą apribojimą.

  Konceptualiai:
  Nestabilus mažo pasipriešinimo srautas: Sraigtas → Dujos / prastai sumaišytas lydalas → Pulsuojantis išėjimas
  Valdoma slėgio zona: Sraigtas → Reguliuojamas pasipriešinimas → Suslėgtas homogeninis lydalas → Stabilus išėjimas

  Tinkamai pritaikytas kontroliuojamas priešslėgis gali padėti:

  • Padidinkite lydalo užpildymą
  • Pagerinkite slėgio stabilumą
  • Palaikykite maišymą
  • Sumažinkite žemo dažnio išėjimo svyravimus
  • Pagerinkite lydalo tankinimą
  • Sukurkite tolygesnį štampavimo srautą

  Pagalvokite apie slėgio lydymosi zoną kaip apie nedidelį buferinį rezervuarą. Vietoj to, kad kiekvienas mažas varžto svyravimas iš karto pasiektų štampą, dalis šio pokyčio gali būti slopinama prieš išeinant medžiagai.

  

  5. Niekada nenaudokite priešslėgio, kad paslėptumėte tikrąją problemą

  Jei išėjimas kyla dėl bunkerio tiltelio, susidėvėjusio varžto ir cilindro, neteisingos varžto geometrijos, blogos temperatūros kontrolės, užsikimšusio ekrano arba prastos medžiagos konsistencijos, tiesiog padidinus priešslėgį simptomas gali laikinai paslėpti, o ne pašalinti priežastį.

  Prieš didindami pasipriešinimą, paklauskite: kodėl sistemai reikia didesnio pasipriešinimo nei anksčiau?

  6. Per didelis priešslėgis gali sukelti šiluminę degradaciją

  Priešslėgis naudingas tik tinkamame apdorojimo lange. Per didelis apribojimas gali padidinti sraigto darbą, šlyties greitį, lydymosi temperatūrą, buvimo laiką ir vidinę recirkuliaciją.

  PVC
  PVC turi santykinai siaurą apdorojimo langą ir yra jautrus pernelyg aukštai temperatūrai ir šlyčiai. Per dideli apribojimai gali prisidėti prie pageltimo, tamsių dalelių, nudegimų, medžiagų irimo ir nuosėdų susidarymo.

  PLA ir kitos degradacijai jautrios medžiagos
  PLA ir kitiems karščiui jautriems polimerams reikia atidžiai kontroliuoti lydymosi temperatūrą, buvimo laiką, drėgmę ir šlytį. Šioms medžiagoms: didesnis priešslėgis automatiškai nereiškia geresnio apdorojimo.

  7. Lėtai reguliuokite priešslėgį – niekada žiauriai

  Jei mašinoje yra reguliuojamas lydymosi slėgio arba priešslėgio vožtuvas, reguliavimas turėtų būti laipsniškas. Stebėkite lydalo slėgį, lydalo temperatūrą, variklio apkrovą, galią, gaminio paviršių ir ventiliacijos angos elgseną.

  Sureguliuokite nedideliais žingsniais mašinos gamintojo leistinoje slėgio diapazone. Įrangoje su pakankamai tiksliu valdymu, 1–2 barų eilės pakeitimai vienu metu gali būti naudingi kaip stebėjimo veiksmas, tačiau tai neturėtų būti traktuojama kaip universalus nustatymas kiekvienam ekstruderiui.

  Principas toks:
  Šiek tiek sureguliuokite → palaukite stabilizavimo → stebėkite → sureguliuokite dar kartą

  8. Daug užpildų turinčias medžiagas reikia būti ypač atsargiems

  Jei apdorojate didelio CaCO3 PVC, mineralinio užpildo PE/PP, WPC, užpildo pagrindinį mišinį arba perdirbtus junginius su kietu užterštumu, patys slėgio valdymo komponentai taip pat gali susidėvėti.

  Didelė mineralinio užpildo apkrova gali padidinti abrazyvinį susidėvėjimą:

  • Sraigtiniai skrydžiai
  • Statinės anga
  • Vožtuvų paviršiai
  • Srauto apribojimai
  • Keičiami įdėklai

  Jei slėgio reguliavimo vožtuvas palaipsniui praranda galimybę reguliuoti srautą, ekstruzijos procesas vėl gali tapti nestabilus.

  Jei naudojate daug užpildų, patikrinkite vožtuvą, ribotuvą, lydalo kanalą, ekrano paketą ir štampo įvadą, ar nėra abrazyvinio nusidėvėjimo ar nuosėdų. Prieš išjungdami, laikykitės mašinos ir medžiagų tiekėjo patvirtintos valymo procedūros. Jei junginiai linkę skaidytis, kauptis arba susikaupti didelėms užpildo nuosėdoms, tinkamas valymas gali sumažinti siauruose srauto kanaluose likusių medžiagų kiekį.

  9. Nestabilus degazavimas gali atrodyti kaip bangavimas

  Jei jūsų ekstruderis turi ventiliacijos arba vakuumo angą, atidžiai ją stebėkite.

  • Ventiliacijos anga pakartotinai užtvindyta
  • Lydulys kyla ir leidžiasi ventiliacijos angoje
  • Dažnas medžiagų pernešimas
  • Matomas dujų išsiskyrimas kinta cikliškai
  • Produkto burbuliukai atsiranda kartu su slėgio svyravimais

  Jei išleidimo angos elgsena labai pasikeičia, o medžiagos ir veikimo nustatymai išlieka tokie patys, ištirkite lydymosi sąlygas, varžto užpildymą, ventiliacijos sekcijos geometriją, apribojimą pasroviui ir varžtų susidėvėjimą.

  10. Varžtų ir statinių susidėvėjimas gali sunaikinti gebėjimą didinti slėgį

  Didėjant varžtų ir cilindrų susidėvėjimui, didėja atstumas nuo skrydžio iki statinės. Daugiau lydalo gali nutekėti atgal.

  Vietoj to:
  Sukimas → Siurbimas į priekį → Slėgis

  vis dažniau gaunate:
  Sukimas → Vidinis nuotėkis → Prarastas siurbimo efektyvumas

  Tipiški simptomai yra šie:

  • Tam pačiam kg/h reikia didesnio apsisukimų dažnio
  • Konkreti išeiga mažėja
  • Sunku sukurti galvos spaudimą
  • Išeiga pradeda svyruoti
  • Reikia padidinti priešslėgį
  • Lydymosi temperatūra pakyla
  • Pablogėja produkto konsistencija

  Praktinis testas: ar ekstruderis vis tiek gali padidinti slėgį?

  Esant saugioms, kontroliuojamoms eksploatavimo sąlygoms ir neviršydami OEM slėgio ribų, palyginkite šiandienos slėgio didinimo galimybes su istoriniais duomenimis.

  Pavyzdys:
  Prieš: 60 aps./min → 180 bar stabilus
  Dabar: 60 aps./min. → 140 barų

  Tada valdomas pasipriešinimas pasroviui šiek tiek padidinamas, bet slėgis vis tiek kyla labai mažai.

  Jei medžiaga ta pati, lydymosi temperatūra panaši, ekranas skaidrus, štampavimo būklė nepakitusi, o slėgio jutiklis veikia, tai rodo, kad varžtas praranda veiksmingą sandarumą ir siurbimo galimybes.

  Tinkamo priešslėgio langas

  Tikslas nėra minimalus ir ne didžiausias slėgis. Tai stabilus apdorojimo slėgis.

  Slėgio zona	Tipiškas rezultatas
  Per žemas	Prastas užpildymas / silpna homogenizacija / galimas nestabilus degazavimas / srauto svyravimai
  Teisingai	Stabilus lydymasis / geras maišymas / kontroliuojamas degazavimas / stabili išeiga
  Per didelis	Didelis šlyties karštis / didesnė energija / per didelis buvimo laikas / skilimo rizika

  

  Ekstruderio bangavimas: greitesnė diagnostinė matrica

  Simptomas	Pirma sritis, kurią reikia ištirti
  Išvesties impulsai kartu su tiektuvu	Bunkeris / šėrimas
  Burbulai + dujų ruožai + nestabili išvestis	Drėgmė / degazavimas / slėgis
  Ventiliacija pakartotinai užliejama	Lydymosi / užpildymo / slėgio balansas
  Pagrindinis spalvų mišinys yra prastai sumaišytas	Maišymo sekcijos / gyvenamosios vietos / proceso atsparumas
  Šuoliai pablogėja esant dideliam apsisukimų dažniui	Lydymosi pajėgumas / varžto konstrukcija
  Lydymosi temperatūra svyruoja	Šildymo / vėsinimo valdymas
  Slėgis prieš srovę nuolat didėja	Ekrano / štampavimo apribojimas
  Tam pačiam išėjimui reikalingas didesnis RPM	Varžtų ir statinės susidėvėjimas
  Slėgis negali būti sukurtas kaip anksčiau	Klirensas / siurbimo efektyvumas
  Didesnis priešslėgis laikinai stabilizuoja srautą	Ištirkite, kodėl susilpnėjo natūralus slėgis / maišymas

  Kaip PIPLL šalina tokio tipo problemas

  Kai klientas mums sako: „Ekstruzijos srautas nuolat kyla aukštyn ir žemyn“, mes nerekomenduojame iš karto keisti varžto. Mes suskirstome sistemą į penkis etapus:

  • Maitinimas – ar medžiaga patenka nuolat?
  • Lydymas – ar varžtas gali ištirpdyti kietąsias medžiagas reikiamu greičiu?
  • Degasavimas – ar įstrigusios dujos, drėgmė ar lakiosios medžiagos gali tinkamai išeiti?
  • Maišymas ir slėgio didinimas – ar pakankamai kontroliuojamas užpildymas ir atsparumas, kad lydalas būtų tiekiamas homogeniškai?
  • Varžtų ir cilindrų būklė – ar padidėjęs tarpas sumažino sandarinimo ir siurbimo efektyvumą?

  Galimi PIPLL sprendimai

  • Optimizuota varžtų geometrija – nesuderinamai padavimo, lydymo ar dozavimo talpai.
  • Barjerinis varžtas – skirtas naudoti, kai kontroliuojamas lydymasis yra ribojantis veiksnys.
  • Individualus maišymo skyrius – prastai spalvai, užpildui ar priedams homogenizuoti.
  • Griovelio padavimo cilindras + suderintas varžtas – skirtas PE / HDPE naudojimui, ribojamas kietųjų dalelių transportavimo.
  • Dėvėjimui atsparus sraigtas ir cilindras – skirtas daug užpildų, perdirbtiems arba abrazyviniams junginiams.
  • Bimetaliniai / įdėklų sprendimai – skirti naudoti, kai pakartotinis abrazyvinis nusidėvėjimas sutrumpina tarnavimo laiką.

  

  Neišspręskite bangavimo pasukdami vieną rankenėlę

  Kai srautas staiga tampa nestabilus, kyla pagunda pakartotinai reguliuoti temperatūrą, sraigto greitį ir priešslėgį. Tai apsunkina diagnozę.

  Geresnė seka yra tokia:
  Tiekimas → Slėgio tendencija → Ventiliacijos / dujų elgsena → Lydymosi temperatūra → Ekrano ir štampo atsparumas → Specifinė išvestis → Varžto ir cilindro būklė

  Tik tada turėtumėte pakeisti komponentų dizainą.

  Ar jūsų ekstruderis pulsuoja, nors sūkiai ir temperatūra yra stabilūs?

  Siųsti PIPLL:

  • Ekstruderio modelis
  • Varžto skersmuo / L/D
  • Medžiagos formuluotė
  • Užpildo arba šlifavimo procentas
  • Varžto apsisukimų dažnis
  • Dabartinė išvestis
  • Istorinė stabili produkcija
  • Lydymosi slėgio tendencija
  • Lydymosi temperatūra
  • Nuotraukos arba vaizdo įrašas apie ventiliacijos elgesį
  • Paviršiaus defektų nuotraukos
  • Varžto / statinės brėžinys, jei yra

  Ypač naudingas gali būti trumpas vaizdo įrašas, kuriame parodytas slėgio matuoklis ir matricos iškrovimas per vieną pilną viršįtampio ciklą.

  PIPLL gali padėti nustatyti, ar nestabilumas yra susijęs su padavimu, degazavimu, maišymu, slėgio balansu, sraigto geometrija ar varžto / statinės susidėvėjimu.

Contact us