Naraščanje ekstruderja: zakaj gre izhod ekstrudiranja navzgor in navzdol - in kako to popraviti

• Naraščanje ekstruderja: zakaj gre izhod ekstrudiranja navzgor in navzdol - in kako to popraviti

  Thevijakhitrost je stabilna. Temperature cevi so videti stabilne. Kljub temu se ekstrudat, ki prihaja iz matrice, obnaša, kot da nekdo vedno znova odpira in zapira ventil. V enem trenutku material prihrumi ven. Nato tok oslabi. Kmalu zatem spet naraste.

  Operaterji lahko vidijo tudi drugo skupino težav:

  • Oznake plina po površini izdelka
  • Nepravilne udrtine ali jamice
  • Vidni mehurčki
  • Pulzirajoči izcedek
  • Tlak taline se premika gor in dol
  • Nihanje debeline filma ali cevi
  • Slaba disperzija barvne matične smole

  Frustrirajoče je, da so očitne nastavitve morda videti povsem običajne. Temperatura: stabilna. Število vrtljajev vijaka: stabilno. Zakaj je torej rezultat iztiskanja še vedno nestabilen?

  To stanje običajno imenujemo val ekstruderja, nihanje izhodne moči ekstrudiranja ali nihanje tlaka taline. Osnovni vzrok ni vedno hitrost vijaka ali temperatura. Včasih je resnična težava v tem, da ekstruzijski sistem ne more ohraniti stabilnega ravnovesja med dovajanjem, taljenjem, razplinjevanjem, mešanjem, ustvarjanjem tlaka in pretokom matrice.

  

• Kako dejansko izgleda valovanje ekstruderja?

  Stabilen postopek iztiskanja bi se moral obnašati kot:
  Stabilno dovajanje → Stabilna talina → Stabilen tlak → Stabilen izhod

  Surging se obnaša bolj kot:
  Visok pretok → Nizek pretok → Visok pretok → Nizek pretok

  Včasih je nihanje očitno na matrici. Videti je, da ekstrudat utripa: močan izbruh materiala, nato šibek izpust, nato še en močan izbruh.

  Včasih se na površini izdelka prikaže prvo opozorilo.

  Tipične površinske napake

  • Plinske proge
  • Mehurčki
  • Nepravilne jamice
  • Površinske depresije
  • Slaba enakomernost površine

  Te napake lahko kažejo na ujet plin, vlago, hlapljiv material, nestabilno taljenje ali nihanje tlaka taline.

  1. Začnite s hranjenjem – vendar se ne ustavite pri tem

  Prvi pregled naj bo še vedno lijak in podajalnik.

  • Premostitev lijaka
  • Podganjanje
  • Nestabilen podajalnik
  • Spremenljiva nasipna gostota
  • Visoko ali nedosledno ponovno brušenje
  • Slab pretok suhe mešanice
  • Nepravilni peleti

  Če vijak sprejema material nedosledno, bo izhod sčasoma nihal.

  Toda če so dovajanje, število vrtljajev vijaka in temperatura cevi stabilni, medtem ko izpust še vedno utripa, začnite iskati dlje navzdol. Tam postanejo taljenje, razplinjevanje, ustvarjanje tlaka in stanje vijaka/cevi vse bolj pomembni.

  2. Tudi nizek talilni tlak lahko povzroči težave

  Operaterje običajno skrbi prevelik pritisk. Toda pri nekaterih postopkih ekstrudiranja lahko težave povzroči tudi premajhen učinkovit spodnji upor.

  Talina potrebuje zadostno polnjenje in pritisk skozi spodnji sistem polža in matrice za vzdrževanje nadzorovanega transporta taline, homogenizacije, razplinjevanja, mešanja in končnega odmerjanja.

  Ko je pritisk prenizek, možni simptomi vključujejo:

  • Slabo zgoščevanje taline
  • Nepopolno razplinjevanje
  • Plin, ujet v talino
  • Mehurčki ali proge plina
  • Slab videz površine
  • Šibko mešanje
  • Izhodna nestabilnost

  Ključna točka ni "več pritiska je vedno bolje." Ekstruzijski sistem potrebuje dovolj nadzorovanega upora, da vzdržuje stabilno polnjenje, mešanje, razplinjevanje in odmerjanje.

  3. Zakaj lahko zelo nizek upor škoduje mešanju

  Predstavljajte si vijak, ki preprosto potiska material naprej z zelo majhnim uporom navzdol. Talina se hitro premika skozi, vendar lahko pride do nezadostnega zadrževanja, polnjenja ali deformacije na območjih, namenjenih homogenizaciji.

  Za barvno masterbatch, polnila in večkomponentne formulacije je lahko rezultat:

  • Barvne črte
  • Slaba disperzija
  • Lokalne koncentracijske razlike
  • Neskladna temperatura taline
  • Nestabilne lastnosti izdelka

  To ne pomeni, da bi morali ustvariti čim večji protitlak. To pomeni, da morajo vijak, mešalni del in spodnji upor delovati skupaj.

  4. Nadzorovan upor lahko pomaga stabilizirati pretok

  V strojih, ki so opremljeni z ustrezno napravo za krmiljenje tlaka taline ali protitlaka, je mogoče uporabiti nadzorovano omejitev za spreminjanje spodnjega tlaka.

  Konceptualno:
  Nestabilen nizkouporni tok: Vijak → Plin / slabo mešana talina → Utripajoč izhod
  Območje nadzorovanega tlaka: Vijak → Nadzorovan upor → Homogena talina pod tlakom → Stabilen izhod

  Ob pravilni uporabi lahko nadzorovan protitlak pomaga:

  • Povečajte polnjenje taline
  • Izboljšajte stabilnost tlaka
  • Podpira mešanje
  • Zmanjšajte nizkofrekvenčna izhodna nihanja
  • Izboljšajte zgoščevanje taline
  • Izdelajte bolj enakomeren pretok matrice

  Območje taline pod pritiskom si predstavljajte kot majhen vmesni rezervoar. Namesto da vsako majhno nihanje vijaka takoj doseže matrico, se lahko del te spremembe duši, preden material izstopi.

  

  5. Nikoli ne uporabljajte protitlaka, da bi skrili pravo težavo

  Če se proizvodnja poveča zaradi premostitve lijaka, obrabljenega polža in cevi, nepravilne geometrije polža, slabega nadzora temperature, zamašenega sita ali slabe konsistence materiala, lahko preprosto povečanje protitlaka začasno prikrije simptom, namesto da odpravi vzrok.

  Preden povečate odpornost, se vprašajte: Zakaj sistem potrebuje več odpornosti kot prej?

  6. Prekomerni protitlak lahko povzroči toplotno degradacijo

  Protitlak je uporaben samo znotraj pravilnega okna obdelave. Preveč omejitev lahko poveča delo vijakov, strižno hitrost, temperaturo taline, zadrževalni čas in notranjo recirkulacijo.

  PVC
  PVC ima razmeroma ozko okno za obdelavo in je občutljiv na previsoke temperature in strige. Prevelika omejitev lahko prispeva k porumenelosti, temnim delcem, gorenju, razgradnji materiala in usedlinam.

  PLA in drugi materiali, občutljivi na razgradnjo
  PLA in drugi toplotno občutljivi polimeri zahtevajo skrbno kontrolo temperature taline, časa zadrževanja, vlage in striga. Za te materiale: večji protitlak ne pomeni samodejno boljše obdelave.

  7. Protitlak prilagodite počasi – nikoli nasilno

  Če je stroj opremljen z nastavljivim ventilom za tlak taline ali protitlačnim ventilom, mora biti prilagoditev postopna. Spremljajte tlak taline, temperaturo taline, obremenitev motorja, izhod, površino izdelka in obnašanje zračnikov.

  Prilagodite v majhnih korakih znotraj dovoljenega območja tlaka proizvajalca stroja. Pri opremi z dovolj natančnim nadzorom so lahko spremembe reda 1–2 bara naenkrat koristne kot korak opazovanja, vendar tega ne bi smeli obravnavati kot univerzalno nastavitev za vsak ekstruder.

  Načelo je:
  Malo prilagodite → počakajte na stabilizacijo → opazujte → ponovno prilagodite

  8. Materiali z visoko vsebnostjo polnil zahtevajo dodatno previdnost

  Če obdelujete PVC z visoko vsebnostjo CaCO3, PE/PP z mineralnim polnilom, WPC, polnilo masterbatch ali reciklirane spojine s trdno kontaminacijo, se lahko obrabijo tudi same komponente za nadzor tlaka.

  Visoka obremenitev mineralnega polnila lahko poveča abrazivno obrabo na:

  • Vijačni leti
  • Izvrtina cevi
  • Površine ventilov
  • Omejitve pretoka
  • Zamenljivi vložki

  Če ventil za regulacijo tlaka postopoma izgubi sposobnost uravnavanja pretoka, lahko postopek iztiskanja ponovno postane nestabilen.

  Pri aplikacijah z visoko vsebnostjo polnila preglejte ventil, omejevalnik, talilni kanal, sito in vstop v matrico glede abrazivne obrabe ali usedlin. Pred zaustavitvijo sledite postopku čiščenja, ki ga je odobril dobavitelj stroja in materiala. Za spojine, ki so nagnjene k razgradnji, kopičenju ali težkim usedlinam polnila, lahko pravilno čiščenje zmanjša ostanke materiala v ozkih pretočnih prehodih.

  9. Nestabilno razplinjevanje je lahko videti kot valovanje

  Če ima vaš ekstruder zračnik ali vakuumsko odprtino, ga pozorno opazujte.

  • Odzračevalna odprtina se večkrat poplavi
  • Talina se dviga in pada v odprtini
  • Pogost prenos materiala
  • Vidno sproščanje plina se ciklično spreminja
  • Mehurčki izdelka se pojavljajo skupaj z nihanjem tlaka

  Če se obnašanje zračnikov znatno spremeni, medtem ko nastavitve materiala in delovanja ostanejo enake, raziščite stanje taljenja, polnjenje vijaka, geometrijo zračnika, omejitev navzdol in obrabo vijaka.

  10. Obraba vijaka in cevi lahko uniči sposobnost dvigovanja pritiska

  Ko se obraba vijaka in cevi povečuje, se razdalja od leta do cevi povečuje. Več taline lahko uhaja nazaj.

  Namesto:
  Vrtenje → Črpanje naprej → Tlak

  vedno bolj dobivate:
  Vrtenje → Notranje puščanje → Izgubljena učinkovitost črpanja

  Tipični simptomi vključujejo:

  • Isti kg/h potrebuje višje vrtljaje
  • Specifična proizvodnja se zmanjša
  • Pritisk glave postane težko ustvariti
  • Proizvodnja začne nihati
  • Potrebna je naraščajoča nastavitev protitlaka
  • Temperatura taline se dvigne
  • Konsistenca izdelka se poslabša

  Praktični preizkus: ali lahko ekstruder še ustvarja pritisk?

  V varnih, nadzorovanih delovnih pogojih in v mejah tlaka proizvajalca originalne opreme primerjajte današnjo zmogljivost dvigovanja tlaka s preteklimi podatki.

  primer:
  Prej: 60 vrt/min → 180 barov stabilno
  Zdaj: 60 vrt/min → 140 barov

  Nato se nadzorovani spodnji upor nekoliko poveča, vendar tlak še vedno zelo malo narašča.

  Če je material enak, je temperatura taline primerljiva, zaslon je čist, stanje matrice nespremenjeno in senzor tlaka deluje, to močno nakazuje, da vijak izgublja učinkovito tesnjenje in zmogljivost črpanja.

  Pravilno protitlačno okno

  Cilj ni najmanjši tlak in ne največji pritisk. Je stabilen obdelovalni tlak.

  Tlačno območje	Tipičen rezultat
  Prenizko	Slabo polnjenje / šibka homogenizacija / možno nestabilno razplinjevanje / nihanje pretoka
  Pravilno	Stabilna talina / dobro mešanje / nadzorovano razplinjevanje / stabilna proizvodnja
  Previsoko	Visoka strižna toplota / višja energija / predolg čas zadrževanja / tveganje razgradnje

  

  Prenapetost ekstruderja: hitrejša diagnostična matrica

  Simptom	Prvo področje, ki ga je treba raziskati
  Izhodni impulzi skupaj s podajalnikom	Lijak / hranjenje
  Mehurčki + proge plina + nestabilen izhod	Vlaga / razplinjevanje / tlak
  Ventilacija večkrat poplavi	Taljenje / polnjenje / ravnovesje tlaka
  Barvna masterbatch je slabo mešana	Mešalni del / bivališče / odpornost na proces
  Prenapetost se poslabša pri visokih obratih	Zmogljivost taljenja / oblika vijaka
  Temperatura taline niha	Nadzor ogrevanja/hlajenja
  Tlak navzgor narašča	Omejitev zaslona/matrice
  Enaka moč zahteva višje vrtljaje	Obraba vijaka in cevi
  Pritiska ni mogoče zgraditi kot prej	Črpanje / učinkovitost črpanja
  Več protitlaka začasno stabilizira pretok	Raziščite, zakaj je naravni pritisk/mešanje oslabel

  Kako PIPLL odpravlja to vrsto težave

  Ko nam stranka pove: "Tok iztiskanja gre gor in dol," ne priporočamo takoj zamenjave vijaka. Sistem ločimo na pet stopenj:

  • Dovajanje — Ali material vstopa enakomerno?
  • Taljenje — Ali lahko vijak stopi trdne snovi z zahtevano hitrostjo?
  • Razplinjevanje – Ali lahko ujeti plin, vlaga ali hlapne snovi pravilno uidejo?
  • Mešanje in ustvarjanje tlaka — Ali obstaja dovolj nadzorovanega polnjenja in odpornosti za homogeno dostavo taline?
  • Stanje vijaka in cevi — Ali je povečana zračnost zmanjšala učinkovitost tesnjenja in črpanja?

  Možne rešitve PIPLL

  • Optimizirana geometrija vijaka — za neusklajeno zmogljivost dovajanja, taljenja ali odmerjanja.
  • Pregradni vijak — za aplikacije, kjer je nadzorovano taljenje omejevalni dejavnik.
  • Prilagojen mešalni del — za slabo homogenizacijo barv, polnil ali aditivov.
  • Žlebasti podajalnik + ujemajoči se vijak — za aplikacije PE/HDPE, omejene s transportom trdnih snovi.
  • Vijak in cev, odporna proti obrabi — za visoko polnilo, reciklirane ali abrazivne spojine.
  • Rešitve bimetalne/obloge — za aplikacije, kjer ponavljajoča se abrazivna obraba skrajša življenjsko dobo.

  

  Ne rešujte valovanja z vrtenjem enega gumba

  Ko pretok nenadoma postane nestabilen, je skušnjava večkrat prilagoditi temperaturo, hitrost vijaka in protitlak. To oteži diagnozo.

  Boljše zaporedje je:
  Dovajanje → Trend tlaka → Obnašanje odzračevalnika/plina → Temperatura taline → Odpornost zaslona in matrice → Specifični izhod → ​​Stanje vijaka in cevi

  Šele takrat morate spremeniti zasnovo komponent.

  Ali vaš ekstruder utripa, čeprav sta število vrtljajev in temperatura stabilna?

  Pošlji PIPLL:

  • Model ekstruderja
  • Premer vijaka / L/D
  • Formulacija materiala
  • Odstotek polnila ali ponovnega mletja
  • RPM vijaka
  • Trenutni izhod
  • Zgodovinski stabilen izhod
  • Trend tlaka taline
  • Temperatura taljenja
  • Fotografije ali video posnetki obnašanja ventilov
  • Fotografije površinskih napak
  • Risba vijaka/cevi, če je na voljo

  Posebej uporaben je lahko kratek videoposnetek, ki prikazuje manometer in praznjenje matrice med enim celotnim udarnim ciklom.

  PIPLL lahko pomaga ugotoviti, ali je nestabilnost povezana z dovajanjem, razplinjevanjem, mešanjem, ravnovesjem tlaka, geometrijo vijaka ali obrabo vijaka/cevi.

Contact us