Poliolefino vamzdyno ekstruzijos formavimo proceso valdymas ir bendrų problemų sprendimas

I dalis Pagrindinis plastiko ekstruzijos principas
Plastiko apdirbimo pramonė yra labai visapusiška ir technologinė pramonė. Tai apima polimerų chemiją, polimerų fiziką, sąsajos teoriją, plastiko mašinas, plastiko apdorojimo formas, formulės kūrimo principą ir proceso valdymą. Ekstruzijos teorija daugiausia tiria plastikų judėjimą ir kitimą ekstruderyje. Santykis tarp trijų polimero fizinių būsenų ekstruderyje, veikiant tam tikrai išorinei jėgai, ir sraigto struktūros, plastinių savybių ir apdorojimo sąlygų. Kad būtų galima tinkamai kontroliuoti procesą. Siekiant pagerinti plastikinių gaminių produkciją ir kokybę. Plastikinės polimerinės medžiagos, kaitinamos esant pastoviam slėgiui, turi tris fizines būsenas: stiklo būseną, didelio elastingumo būseną ir klampų srauto būseną skirtinguose temperatūros diapazonuose. Paprastai plastiko liejimo temperatūra yra aukštesnė už klampų srauto temperatūrą.
II dalis Poliolefino vamzdyno ekstruzijos proceso valdymas
Ekstruzijos formavimo proceso valdymo parametrai apima liejimo temperatūrą, ekstruderio darbinį slėgį, sraigto greitį, ekstruzijos greitį ir traukos greitį, padavimo greitį, aušinimo formavimą ir kt.
Poliolefino vamzdyno ekstruzijos proceso valdymas ir bendrų problemų sprendimas (sukurti ekstruzijos meistrą)
1. Žaliavų pirminis apdorojimas
Poliolefinas yra nesugerianti medžiaga, turinti mažą drėgmės kiekį, kuri gali patenkinti ekstruzijos poreikius. Tačiau kai poliolefine yra sugeriančio pigmento, pavyzdžiui, suodžių, jis yra jautrus drėgmei. Be to, naudojant perdirbtas medžiagas ir užpildus, padidės vandens kiekis. Dėl vandens ne tik šiurkštus vidinis ir išorinis vamzdžio paviršius, bet ir lydalo viduje gali susidaryti burbuliukai. Paprastai žaliavos turi būti iš anksto apdorotos. Paprastai taikomas džiovinimo apdorojimas, taip pat gali būti pridėta atitinkama pagalbinė medžiaga su sausinimo funkcija. Pvz., putų šalinimo priemonė ir pan. PE džiovinimo temperatūra paprastai yra 60-90 laipsnis. Esant tokiai temperatūrai, išeiga gali būti padidinta 10 proc. - 25 proc.
2. Temperatūros valdymas
Ekstruzijos liejimo temperatūra yra būtina sąlyga, skatinanti liejimo medžiagų plastifikaciją ir plastiko lydalo tekėjimą. Tai turi labai didelę įtaką medžiagų plastifikacijai ir gaminių kokybei bei išeigai. Teorinis plastiko ekstruzijos temperatūros langas yra tarp klampaus srauto temperatūros ir skilimo temperatūros. Poliolefinų temperatūros diapazonas yra platus. Paprastai jis gali būti apdorotas virš lydymosi temperatūros ir žemesnėje nei 280 laipsnių temperatūroje. Norint teisingai valdyti ekstruzijos temperatūrą, būtina suprasti ryšį tarp apdorojamos medžiagos temperatūros ribos ir jos fizinių savybių. Tik išsiaiškinus jo charakteristikas ir dėsnius, galime pasirinkti geresnį temperatūros diapazoną ekstruziniam liejimui. Todėl nustatant kiekvienos sekcijos temperatūrą reikia atsižvelgti į šiuos aspektus: pirma, paties polimero veikimas, pvz., lydymosi temperatūra, molekulinės masės dydis ir pasiskirstymas, lydymosi indeksas ir tt Antra, atsižvelkite į įrangos veikimą. Kai kuriai įrangai maitinimo sekcijos temperatūra turi didelę įtaką pagrindinio įrenginio srovei. Trečia, stebėkite, ar ekstruzinio vamzdžio ruošinio paviršius yra lygus. Nesvarbu, ar yra burbulų, ar ne.
Ekstruzijos temperatūra apima nustatytą šildytuvo temperatūrą ir lydymosi temperatūrą. Šildymo temperatūra reiškia temperatūrą, kurią užtikrina išorinis šildytuvas. Lydymosi temperatūra reiškia medžiagos temperatūrą tarp priekinės varžto dalies ir galvutės.
Statinės temperatūros pasiskirstymas nuo padavimo zonos iki štampo galvutės gali būti plokščias, didėjantis, mažėjantis ir mišrus. Tai daugiausia priklauso nuo medžiagos taško ir ekstruderio struktūros.
Nustatyta mašinos galvutės temperatūra. Norint gauti geresnę išvaizdą ir mechanines savybes bei sumažinti lydalo išleidimo angos išsiplėtimą, mašinos kūno temperatūra paprastai kontroliuojama taip, kad būtų žemesnė, o mašinos galvutės temperatūra būtų aukštesnė. Dėl aukštos galvutės temperatūros medžiaga gali sklandžiai patekti į formą, tačiau ekstrudato formos stabilumas yra prastas ir padidėja susitraukimo greitis. Jei galvos temperatūra žema, medžiagos plastikas yra prastas, lydalo klampumas yra didelis, o galvutės slėgis didėja. Nors dėl to produktas bus per tankus, po susitraukimo greitis yra mažas, o gaminio formos stabilumas yra geras, jį sunku apdoroti, pelėsių išsiplėtimas yra didelis, o gaminio paviršius yra grubus. Tai taip pat padidins ekstruderio priešslėgį, padidins įrangos apkrovą ir energijos suvartojimą.
Formos nustatymo temperatūra ir štampo bei šerdies formos temperatūra turi įtakos vamzdžio paviršiaus apdailai. Tam tikrame diapazone štampo ir šerdies formos temperatūra yra aukšta, o vamzdžio paviršiaus apdaila yra aukšta. Paprastai kalbant, temperatūra prie štampo išleidimo angos neturi viršyti 220 laipsnių, lydymosi temperatūra štampai įleidimo angoje turi būti 200 laipsnių, o lydymosi temperatūrų skirtumas tarp matricos įleidimo ir išleidimo angos neturi viršyti 20 laipsnių. Kadangi didesnis temperatūrų skirtumas tarp lydalo ir metalo sukels ryklio odos reiškinį. Per didelė lydymosi temperatūra sukelia štampus. Tačiau detalės turėtų būti nustatomos atsižvelgiant į faktinę situaciją.
Lydymosi temperatūra reiškia tikrąją lydalo temperatūrą, išmatuotą varžto gale, todėl ji yra priklausomas kintamasis. Tai daugiausia priklauso nuo varžto greičio ir statinės nustatymo temperatūros. Viršutinė polietileno vamzdžių ekstruzijos lydymosi temperatūros riba paprastai yra 230 laipsnių. Paprastai geriau valdyti apie 200 laipsnių. Viršutinė polipropileno vamzdžių ekstruzijos lydymosi temperatūros riba paprastai yra 240 laipsnių. Lydymosi temperatūra neturi būti per aukšta. Paprastai atsižvelgiama į medžiagų skilimą. Tuo pačiu metu per aukšta temperatūra taip pat apsunkins vamzdžių formavimą.
3. Slėgio valdymas
Svarbiausias slėgio parametras ekstruzijos procese yra lydalo slėgis, tai yra galvos slėgis. Apskritai, padidinus lydalo slėgį, sumažės ekstruderio išeiga ir padidės gaminio kompaktiškumas, o tai padės pagerinti produkto kokybę. Tačiau per didelis spaudimas sukels saugos problemų. Lydymosi slėgis yra susijęs su žaliavos veikimu, sraigto struktūra, sraigto greičiu, proceso temperatūra, filtro tinklelio tinklelio skaičiumi, perforuota plokšte ir kitais veiksniais. Lydymosi slėgis paprastai reguliuojamas tarp 10-30MPa.
4. Vakuuminis formavimas
Vakuuminis formavimas daugiausia kontroliuoja vakuumo laipsnį ir aušinimo greitį. Paprastai, atsižvelgiant į vamzdžių išvaizdos kokybę, vakuumo laipsnis turi būti kuo mažesnis, kad vamzdžių vidinis įtempis būtų mažas, o gaminių deformacija laikymo metu būtų nedidelė.
5. Aušinimas
Aušinimo vandens temperatūra polietileno vamzdžių ekstruzijos formavimo metu paprastai yra žemesnė, paprastai žemesnė nei 20 laipsnių. Gaminant PPR vamzdžius, pirmojoje sekcijoje temperatūra gali būti šiek tiek aukštesnė, o antroje sekcijoje žemesnė, todėl susidaro temperatūros gradientas. Taip pat labai svarbu reguliuoti aušinimo vandens srautą. Srautas per didelis, o vamzdžio paviršius šiurkštus, todėl susidaro dėmės ir duobės. Jei srautas per mažas, šviesios dėmės ant vamzdžio paviršiaus gali lengvai sulaužyti, pvz., netolygus pasiskirstymas, netolygus vamzdžio sienelės storis ar elipsė.
6. Sraigto greitis ir ekstruzijos greitis
Sraigto greitis yra sunkiosios pramonės parametras, skirtas kontroliuoti ekstruzijos greitį, produkciją ir produkto kokybę. Vieno sraigto ekstruderio sukimosi greitis didėja, o išeiga didėja. Tariamasis lydalo klampumas mažėja didėjant šlyties greičiui. Tai skatina medžiagų homogenizaciją. Tuo pačiu metu dėl geros plastifikacijos didėja tarpmolekulinė jėga ir didėja mechaninis stiprumas. Tačiau sraigto greitis yra per didelis, variklio apkrova per didelė, lydymosi slėgis per didelis, šlyties greitis yra per didelis, padidėja štampo išsipūtimas, pablogėja paviršius, o ekstruzijos tūris yra nestabilus.
7. Traukos greitis
Traukos greitis tiesiogiai veikia sienelės storį, matmenų toleranciją, gaminio veikimą ir išvaizdą. Traukos greičio santykis turi būti stabilus, o traukos greitis turi atitikti vamzdžio ekstruzijos greitį. Traukos greičio ir ekstruzijos linijinio greičio santykis atspindi galimą gaminio orientaciją. Šis santykis vadinamas tempimo koeficientu, o jo reikšmė turi būti lygi arba didesnė už 1. Didėjant traukos greičiui, o aušinimo ir formavimo temperatūroms nesikeičiant, traukos greitis yra greitas, o gaminys lieka dydžio įvorėje. ir aušinimo vandens baką palyginti trumpą laiką. Po aušinimo ir formavimo gaminio viduje liks daugiau šilumos. Dėl šios šilumos traukos proceso metu gaminyje susidariusi orientacinė struktūra bus deorientuota, todėl sumažės gaminio orientacijos laipsnis. Kuo didesnis traukos greitis, tuo plonesnis vamzdžio sienelės storis ir didesnis susitraukimo greitis aušinto produkto ilgio kryptimi. Kuo lėtesnis traukos greitis, tuo storesnis yra vamzdžio sienelės storis ir tuo lengviau susikaupti medžiaga tarp štampavimo ir dydžio nustatymo įvorės. Sunaikinti įprastą ekstruzijos gamybą. Todėl ekstruzijos formavimo metu turi būti gerai kontroliuojamas ekstruzijos greitis ir traukos greitis.
8. Vamzdžių kokybės kontrolė ir tolesnis apdorojimas internetu
Poliolefinas yra kristalinis polimeras, o vamzdžio, esančio prie pat linijos, veikimas skiriasi nuo vamzdžių gaminių dydžio ir veikimo, kai jie pristatomi naudoti. Pagrindinės priežastys yra šios: pirma, kristalizacija vyksta poliolefino lydalo aušinimo proceso metu, o kristališkumas ir kristalų forma yra susiję su temperatūra, termine istorija ir laikymo trukme. Antra, prie pat linijos esančių vamzdžių temperatūra paprastai yra aukštesnė už įprastą temperatūrą. Trečia, vidinis vamzdžio, esančio prie pat linijos, įtempis yra didelis. Norint pasiekti eksploatacinių savybių ir dydžio stabilumą, bendras polietileno vamzdis turi būti neprijungtas 24 valandoms, o polipropileninis vamzdis turi būti dedamas 48 valandoms, tada eksploatacinių savybių bandymas gali būti atliktas pagal atitinkamus standartus.
III skyrius Dažnos problemos ir sprendimai gaminant poliolefino vamzdžius
Poliolefino lydalas yra viskoelastingas. Apdorojant dažnai įvyksta dviejų rūšių reiškiniai, būtent, štampo išsipūtimas ir lydymasis lūžis. Čia jis nebus išsamiai paaiškintas. Žemiau pateikiamos dažniausios vamzdžių gamybos anomalijos, jų priežastys ir tvarkymo būdai.
① Paviršius yra neryškus
Priežastis:
1. Žaliavų drėgmė
2. Netinkama lydymosi temperatūra
3. Ekstruderiu išspaudžiama išlydyta medžiaga nėra vienoda
4. Kalibravimo įvorė per trumpa
5. Burnos formavimo skyrius per trumpas
Rekomenduojami sprendimai:
1. Žaliavos išankstinis apdorojimas
2. Sureguliuokite temperatūrą
3. Padidinkite priešslėgį, naudokite smulkų filtro tinklelį ir suprojektuokite tinkamą varžto konstrukciją
4. Prailginta kalibravimo įvorė
5. Išplėskite štampavimo formą.
② Paviršiaus dėmės
Priežastis:
1. Žaliavoje yra vandens
2. Ant kriauklėje esančių vamzdžių yra burbuliukų
Rekomenduojami sprendimai:
1. Sausos žaliavos
2. Pašalinkite burbulus. Sureguliuokite proceso temperatūrą.
③ Išorinis paviršius yra ryškios ir skaidrios bloko formos (paprastai žinomas kaip Yanqing)
Priežastis:
1. Galvos temperatūra per aukšta
2. Aušinimo vanduo yra per mažas arba nepakankamas arba netolygus
Rekomenduojami sprendimai:
1. Sumažinkite galvos temperatūrą
2. Atidarykite aušinimo vandenį arba nuvalykite dydžio įvorę
Vamzdžiai su lygiu ir taisyklingu dėmėtu paviršiumi linkę prilipti prie matavimo įvorės, padidinti aušinimo vandens srautą, išvalyti vandens kelią arba sumažinti greitį
Išoriniame vamzdžio paviršiuje esantis gilus gofruotas matmenų įvorės antgalis nėra centre, o matmenų dėžutė ir štampai laikomi toje pačioje ašyje
④ Grubus vidinis paviršius
Priežastis:
1. Šlapios žaliavos
2. Formos šerdies temperatūra žema
3. Tarpas tarp matricos ir šerdies yra per didelis.
4. Burnos liejimo dalis per trumpa
Rekomenduojami sprendimai:
1. Žaliavų džiovinimas arba išankstinis apdorojimas
2. Padidinkite temperatūrą arba pailginkite laikymo laiką
3. Šerdies formos keitimas
4. Pakeiskite štampą ilgesne liejimo dalimi
⑤ Gofruota vidinė vamzdžio sienelė
Priežastis:
1. Keičiasi ekstruderio išeiga, o uždarymas yra nestabilus
2. Traukos slydimas
3. Netolygus vamzdžių aušinimas
Rekomenduojami sprendimai:
1. Sumažinkite sraigto padavimo zonos temperatūrą.
2. Sureguliuokite traukos oro slėgį.
3. Reguliuokite vandens kelią
⑥ Vidinėje vamzdžio sienelėje yra duobių
Priežastis:
1. Didelis drėgmės kiekis žaliavose
2. Užpildas prastai sklaidosi ir nėra plastifikuotas priemaišomis
Rekomenduojami sprendimai:
1. Žaliavų pašildymas ir džiovinimas
2. Degalų papildymas, temperatūros reguliavimas, žaliavų valymas
⑦ Ant vidinės vamzdžio sienelės yra apdegusių dalelių
Priežastis:
1. Ekstruderio galvutė ir vidinė štampavimo sienelė nėra švarios
2. Vietinė temperatūra per aukšta
3. Matricoje labai susikaupė medžiaga (dėl vidinio medžiagų susikaupimo kabelių pramonėje išsipūtimas)
Rekomenduojami sprendimai:
1. Klojinių valymas
2. Patikrinkite, ar termopora yra normali.
3. Išvalykite formą ir tinkamai sumažinkite štampo temperatūrą
⑧ Išorinis skersmuo arba sienelės storis keičiasi bet kuriuo metu
Priežastis:
1. Ekstruzijos greičio keitimas
2. Keičiasi arba slysta traukos greitis
3. Nestabilus šėrimas (netolygus grūdų dydis)
4. Lydymosi nestabilumas
5. Netolygus aušinimas
Rekomenduojami sprendimai:
1. Patikrinkite traktorių
2. Tinkamai padidinkite slėgį
3. Žaliavų sijavimas arba granuliavimas
4. Padidinkite medžiagos temperatūrą, sumažinkite linijinį greitį ir padidinkite štampavimo tarpą
5. Išvalykite vandens kelius
⑨ Netolygus vamzdžio sienelės storis
Priežastis:
1. Neišlygiuotas štampas
2. Netolygi štampo temperatūra
3. Traktorius, dydžio nustatymo įvorė ir štampai nesulygiuoti
4. Atstumas tarp kalibravimo įvorės ir matricos yra per didelis
Rekomenduojami sprendimai:
1. Matricos koncentriškumo reguliavimas
2. Sureguliuokite temperatūrą
3. Laikykitės tos pačios ašies
4. Uždarykite atstumą
⑩ Prasta jungtis
Priežastis:
1. Burnos liejimo dalis per trumpa
2. Žema lydymosi temperatūra
3. Plastiko dispersija štampavimo galvutėje
4. Neprotinga galvos mašinos struktūra
Rekomenduojami sprendimai:
1. Naudokite ilgą štampo formavimo sekciją
2. Padidinkite medžiagos temperatūrą
3. Nuvalykite štampavimo galvutę
4. Pakeitimas arba modifikavimas
⑪ Ankstyvas vamzdžių pažeidimas ir perforacija
Priežastis:
1. pūslelė
2. Burbulai
3. Priemaišos
4. Prasta pigmento ar užpildo dispersija
Rekomenduojami sprendimai:
1. Sausos žaliavos
2. Išdžiovinkite arba sumažinkite temperatūrą
3. Nuvalykite žaliavas arba naudokite filtro ekraną
4. Sureguliuokite temperatūrą arba pakeiskite žaliavas
⑫ Trapus vamzdžio gedimas dėl ankstyvo gedimo
Priežastis:
1. Žema medžiagos temperatūra
2. Temperatūra per aukšta, žaliava suyra
Rekomenduojami sprendimai:
1. Padidinkite medžiagos temperatūrą
2. Išvalykite formą ir sumažinkite temperatūrą
⑬ Vamzdžio įtrūkimai
Priežastis:
1. Žema galvutės temperatūra ir didelis ekstruzijos greitis
2. Aušinimo vandens kiekis per didelis
Rekomenduojami sprendimai:
1. Temperatūros kilimas ir greičio mažėjimas
2. Sumažinkite aušinimo vandens srautą
⑭ Blogas vamzdžių apvalumas ir lenkimas
Priežastis:
1. Neteisinga centrinė štampo ir šerdies padėtis
2. Netolygi temperatūra aplink galvą
3. Aušinimo vanduo yra per arti štampo
4. Aušinamasis vanduo yra per stiprus
5. Aušinimo vandens purškimas per mažas
6. Vandens lygis per aukštas
7. Per didelis traktoriaus slėgis
Rekomenduojami sprendimai:
1. Sureguliuokite koncentriškumą
2. Sureguliuokite temperatūrą
3. Sureguliuokite aušinimo vandens padėtį
4. Sureguliuokite purkštuko kampą
5. Išvalykite vandens kelius
6. Drenažas
7. Sureguliuokite oro slėgį