Problemi i rješenja u ekstruziji plastike
Odjeljak 1 Osnovni principi ekstruzije plastike
Industrija prerade plastike je veoma sveobuhvatna industrija{0}}bazirana na tehnologiji. Uključuje hemiju polimera, fiziku polimera, teoriju interfejsa, plastične mašine, kalupe za obradu plastike, principe dizajna formula i kontrolu procesa, itd. Teorija ekstruzije uglavnom proučava kretanje i promenu pravila plastike u ekstruderu. Plastika u ekstruderu je pod određenom vanjskom silom i odnosom između tri fizička stanja visokog polimera u različitim temperaturnim rasponima, strukturom vijka, plastičnim svojstvima i uvjetima obrade. Kako bi se izvršila razumna kontrola procesa. U cilju postizanja svrhe poboljšanja proizvodnje i kvaliteta plastičnih proizvoda. Kada se plastični polimerni materijali zagrijavaju pod stalnim pritiskom, oni će se pojaviti u tri fizička stanja: stakleno stanje, visoko elastično stanje i stanje viskoznog fluida u različitim temperaturnim rasponima. Općenito, temperatura oblikovanja plastike je iznad temperature viskoznog protoka.
Odjeljak 2 Kontrola procesa ekstruzije poliolefinskih cijevi
Kontrolni parametri procesa ekstruzionog oblikovanja uključuju temperaturu oblikovanja, radni pritisak ekstrudera, brzinu puža, brzinu ekstruzije i brzinu vučenja, brzinu dodavanja, hlađenje i podešavanje itd.
1. Predtretman sirovina
Poliolefini su ne-upijajući materijali i obično imaju nizak sadržaj vlage, što je dovoljno za ekstruziju, ali kada poliolefini sadrže pigmente koji upijaju vodu-, kao što je čađa, osjetljivi su na vlagu. Osim toga, kada se koriste reciklirani materijali i punila, sadržaj vode će se povećati. Vlaga ne samo da uzrokuje hrapavost na unutrašnjoj i vanjskoj površini cijevi, već može uzrokovati i pojavu mjehurića zraka u talini. Sirovine obično treba prethodno obraditi. Obično se koristi tretman sušenjem, a mogu se dodati i odgovarajući aditivi sa funkcijom odvlaživanja. Kao što su sredstva protiv pene, itd. Temperatura sušenja PE je uglavnom 60-90 stepeni. Na ovoj temperaturi, prinos se može povećati za 10% - 25%.
2. kontrola temperature
Temperatura ekstruzionog presovanja je neophodan uslov za promicanje plastifikacije kalupnog materijala i protoka plastične taline. Ima veoma važan uticaj na plastifikaciju materijala i kvalitet i izlaz proizvoda. Teoretski temperaturni prozor za plastičnu ekstruziju je između temperature viskoznog protoka i temperature degradacije. Temperaturni raspon je širi za poliolefine. Obično se može obraditi iznad tačke topljenja i ispod 280 stepeni. Za ispravnu kontrolu temperature ekstruzionog presovanja potrebno je razumjeti odnos između temperaturne granice obrađenog materijala i njegovih fizičkih svojstava. Samo saznavanjem njegovih karakteristika i pravila može se odabrati bolji temperaturni raspon za ekstruziono oblikovanje. Stoga, sljedeće aspekte treba uzeti u obzir pri podešavanju temperature svake sekcije: Prvo, svojstva samog polimera, kao što su tačka topljenja, veličina i distribucija molekulske težine, indeks topljenja, itd. Zatim razmotrite performanse uređaja. Za neku opremu, temperatura napojne sekcije ima veliki uticaj na struju domaćina. Opet, posmatranjem da li je površina prazne cijevi ekstrudirane glavom cijevi glatka. Da li postoje mehurići i drugi fenomeni za prosuđivanje.
Temperatura ekstruzije uključuje podešenu temperaturu grijača i temperaturu taline. Temperatura grijanja se odnosi na temperaturu koju osigurava vanjski grijač. Temperatura taljenja se odnosi na temperaturu materijala između prednjeg dijela vijka i spoja između glave mašine.
Raspodjela temperature bačve od zone napajanja do matrice može biti ravna, rastuća, opadajuća i mješovita. To uglavnom ovisi o materijalnoj tački i strukturi ekstrudera.
Da bi se podesila temperatura glave mašine, kako bi se dobio bolji izgled i mehanička svojstva i smanjilo širenje izlaznog otvora taline, temperatura tela mašine se generalno kontroliše da bude niska, a temperatura glave mašine visoka. Visoka temperatura glave mašine može učiniti da materijal glatko uđe u kalup, ali stabilnost oblika ekstrudiranog proizvoda je loša i brzina skupljanja se povećava. Ako je temperatura glave mašine niska, plastika materijala će biti loša, viskoznost taline će biti visoka, a pritisak glave mašine će porasti. Iako će ovo učiniti proizvod previše gustim, stopa naknadnog skupljanja je mala, a stabilnost oblika proizvoda je dobra, ali je obrada teža, ekspanzija otpuštanja kalupa je velika, a površina proizvoda je hrapava. To će također dovesti do povećanja povratnog pritiska ekstrudera, velikog opterećenja opreme i povećanja potrošnje energije. Temperatura podešavanja matrice, temperatura matrice i kalupa za jezgro imaju utjecaj na završnu obradu cijevi. Unutar određenog raspona, što je viša temperatura kalupa i jezgre, to je veća završna obrada cijevi. Uopšteno govoreći, temperatura na izlazu iz matrice ne bi trebalo da prelazi 220 stepeni, temperatura taline na ulazu u glavu treba da bude 200 stepeni, a temperaturna razlika između ulaza i izlaza taline ne bi trebalo da prelazi 20 stepeni. Jer veća temperaturna razlika između taline i metala će dovesti do fenomena kože morskog psa. Previše visoke temperature topljenja dovode do taloga. Ali o tome treba odlučivati u skladu sa stvarnom situacijom. Temperatura taline se odnosi na stvarnu temperaturu taline mjerenu na kraju vijka i stoga je zavisna varijabla. To uglavnom zavisi od brzine zavrtnja i temperature podešavanja cevi. Gornja granica temperature taljenja za ekstruziju polietilenskih cijevi općenito je specificirana kao 230 stupnjeva. Općenito, bolje ga je kontrolisati na oko 200 stepeni. Gornja granica temperature taljenja za ekstruziju polipropilenskih cijevi je općenito 240 stupnjeva. Temperatura topljenja ne smije biti previsoka. Generalno, uzima se u obzir degradacija materijala, a istovremeno će previsoka temperatura otežati oblikovanje cijevi.
3. Kontrola pritiska
Najvažniji parametar pritiska u procesu ekstruzije je pritisak taline, odnosno pritisak glave. Uopšteno govoreći, povećanje pritiska taline će smanjiti izlaz ekstrudera i povećati kompaktnost proizvoda, što je pogodno za poboljšanje kvaliteta proizvoda. Ali prevelik pritisak može dovesti do sigurnosnih problema. Pritisak taline je povezan sa svojstvima sirovina, strukturom vijka, brzinom vijka, temperaturom procesa, brojem mreže filtera, perforiranom pločom i drugim faktorima. Pritisak taline se obično kontroliše između 10-30MPa.
4. podešavanje vakuuma
Podešavanje vakuuma uglavnom kontroliše dva parametra stepena vakuuma i brzinu hlađenja. Obično, pod pretpostavkom zadovoljavanja kvaliteta izgleda cijevi, stupanj vakuuma bi trebao biti što manji, kako bi unutrašnji napon cijevi bio mali, a deformacija proizvoda tokom skladištenja mala.
5. ohladiti
Potreba za temperaturom rashladne vode u ekstruzijskom presovanju polietilenskih cevi je generalno niska, obično ispod 20 stepeni. Prilikom proizvodnje PPR cijevi, temperatura u prvoj fazi može biti nešto viša, a temperatura u drugoj fazi može biti niža, čime se formira temperaturni gradijent. Takođe je veoma važno podesiti protok rashladne vode. Ako je protok prevelik, površina cijevi će biti hrapava, što će rezultirati mrljama i rupama. Ako je protok premali, na površini cijevi će se pojaviti svijetle mrlje koje je lako razbiti, kao što su neravnomjerna distribucija, nejednaka debljina stijenke cijevi ili elipsa.
6. Brzina zavrtnja i brzina ekstruzije
Brzina zavrtnja je težak parametar za kontrolu brzine ekstruzije, izlaza i kvaliteta proizvoda. Brzina ekstrudera s jednim-pužom se povećava, a izlazni učinak se povećava. Kako se brzina smicanja povećava, prividni viskozitet taline opada. To je pogodno za homogenizaciju materijala. Istovremeno, zbog dobre plastifikacije, povećava se sila između molekula i poboljšava mehanička čvrstoća. Međutim, brzina vijka je previsoka, opterećenje motora preveliko, pritisak taline je previsok, brzina smicanja je previsoka, ekspanzija matrice je povećana, površina je oštećena, a volumen ekstruzije je nestabilan.
7. brzina vuče
Brzina vuče direktno utječe na debljinu stijenke proizvoda, toleranciju dimenzija, performanse i izgled. Omjer brzine vuče mora biti stabilan, a brzina vuče mora odgovarati brzini ekstruzije cijevi. Odnos brzine vuče i brzine ekstruzione linije odražava stepen orijentacije koji se može pojaviti u proizvodu. Ovaj omjer se naziva omjer rastezanja i njegova vrijednost mora biti jednaka ili veća od 1. Kada se vučna brzina povećava, a uvjeti hlađenja i temperature podešavanja ostaju nepromijenjeni, brzina vuče je velika. , proizvod ostaje u navlaci za dimenzioniranje i spremniku vode za hlađenje relativno kratko vrijeme, a unutar proizvoda će ostati više topline nakon hlađenja i oblikovanja, što će uzrokovati formiranje orijentacijske strukture proizvoda tokom procesa vuče. , što rezultira smanjenjem stepena orijentacije proizvoda. Što je veća brzina vuče, to je tanja debljina stijenke cijevi i veća je stopa skupljanja ohlađenog proizvoda u uzdužnom smjeru. Što je sporija brzina povlačenja, što je deblja stijenke cijevi, to je lakše izazvati nakupljanje materijala između matrice i čahure za dimenzioniranje. Ometati normalnu proizvodnju ekstruzije. Stoga se brzina ekstruzije i brzina povlačenja moraju dobro kontrolirati u ekstruzijskom kalupu.
8. On-online kontrola kvaliteta i naknadna-obrada cijevi
Poliolefin je kristalni polimer i postoji jaz između performansi cijevi odmah izvan linije i veličine i performansi proizvoda cijevi kada se isporuči. Glavni razlozi su sljedeći: prvo, kristalizacija se događa tokom procesa hlađenja poliolefinskog rastapa, a kristalnost i kristalni oblik su povezani s temperaturom, termičkom istorijom i vremenom skladištenja. Drugo, temperatura cijevi odmah izvan montažne trake je obično viša od normalne temperature. Treće, unutrašnji napon cijevi koji se nalazi neposredno uz montažnu traku je relativno velik. Da bi se postigle performanse i stabilnost dimenzija, opće polietilenske cijevi trebaju biti isključene - 24 sata, a polipropilenske cijevi 48 sati prije izvođenja testova performansi prema odgovarajućim standardima.
Odjeljak 3 Uobičajeni problemi i rješenja u proizvodnji poliolefinskih cijevi
Poliolefinske taline su viskoelastične. U obradi se često pojavljuju dvije pojave, a to su bubrenje i lom taline. Ovdje to neće biti detaljno objašnjeno. Uobičajene abnormalnosti u proizvodnji cijevi, njihovi uzroci i metode liječenja navedeni su u nastavku.
Uzroci abnormalnih stanja Preporučena rješenja
1. vlaga sirovine
2. Temperatura topljenja nije prikladna
3. Istopljeni materijal ekstrudiranog ekstrudera je neravnomjeran
4. Rukav za dimenzioniranje je prekratak
5. Odsjek za oblikovanje kalupa je prekratak
1. Predtretman sirovina
2. Podesite temperaturu
3. Povećajte povratni pritisak, koristite finiji filter i dizajnirajte odgovarajuću strukturu vijaka
4. Produženi rukav za dimenzioniranje
5. Prošireni dio za formiranje kalupa. the
površinske mrlje
1. Postoji vlaga u sirovini
2. Mjehurići u cijevima u sudoperu
1. Suhe sirovine
2. Uklonite mjehuriće zraka. Podesite temperaturu procesa. the
Vanjska površina je svijetli i prozirni blok (poznatiji kao očni čist)
1. Temperatura glave je previsoka
2. Voda za hlađenje je premala ili nedovoljna, ili neravnomjerna
1. Smanjite temperaturu glave mašine
2. Otvorite vodu za hlađenje ili očistite navlaku za dimenzioniranje
Redovne oznake na glatkoj vanjskoj površini cijevi Cijev ima tendenciju da prianja za navlaku za dimenzioniranje Povećajte protok rashladne vode za čišćenje plovnog puta ili smanjite brzinu
Duboka rebra na vanjskoj površini cijevi. Matrica čahure za dimenzioniranje nije centrirana. Centrirajte ga i držite kutiju za dimenzioniranje i matricu na istoj osi.
Gruba unutrašnja površina
1. sirovina mokra
2. Niska temperatura kalupa
3. Razmak između matrice i trna je prevelik. the
4. Dio za oblikovanje kalupa je prekratak
1. Sušenje sirovina ili prethodna obrada
2. Povećajte temperaturu ili produžite vrijeme držanja
3. Zamjena trna
4. Promijenite u kalup s dužim dijelom za oblikovanje
unutrašnji zid valovite cijevi
1. Izlaz ekstrudera se mijenja, a hranjenje je nestabilno
2. Trakcija proklizavanja
3. Neravnomjerno hlađenje cijevi
1. Smanjite temperaturu u zoni uvlačenja vijka. the
2. Podesite pritisak vučnog vazduha. the
3. Podesite vodeni put
Na unutrašnjem zidu cijevi postoje udubljenja
1. Visoka vlažnost sirovine
2. Slaba disperzibilnost punila bez plastifikacije, nečistoća
1. Predgrijavanje i sušenje sirovine
2. Punjenje goriva, podešavanje temperature, čišćenje sirovina
Na unutrašnjem zidu cijevi nalaze se čestice koksa
1. Unutrašnji zid glave ekstrudera i matrice nisu čisti
2. Lokalna temperatura je previsoka
3. Depoziti su ozbiljni
1. Očistite kalup
2. Provjerite da li je termoelement normalan. the
3. Očistite kalup i snizite temperaturu kalupa na odgovarajući način
Promjene vanjskog promjera ili debljine stijenke u bilo kojem trenutku
1. Varijacija brzine ekstruzije
2. Promjene brzine vuče ili proklizavanja
3. Nestabilno hranjenje (neujednačena veličina povratnih čestica)
4. Nestabilnost topljenja
5. Neravnomjerno hlađenje
1. Provjerite traktor
2. Pravilno povećajte pritisak
3. Prosijavanje sirovina ili granulacija
4. Povećajte temperaturu materijala, smanjite brzinu linije, povećajte razmak matrice
5. Očistiti vodene tokove
Neujednačena debljina stijenke cijevi
1. Kocka nije centrirana
2. Neujednačena temperatura matrice
3. Traktor, navlaka za dimenzioniranje, matrica nije poravnata
4. Udaljenost između čahure za dimenzioniranje i matrice je prevelika
1. Podesite koncentričnost kalupa
2. podesite temperaturu
3. držati na istoj osi
4. skratiti razdaljinu
Loš zavareni šav
1. Dio za formiranje kalupa je prekratak
2. Niska temperatura topljenja
3. Disperzija plastike u kalupu
4. Nerazumna struktura glave mašine
1. Koristite duži dio za formiranje kalupa
2. Povećajte temperaturu materijala
3. Očistite glavu matrice
4. Zamjena ili retrofit
Piercing prijevremenog oštećenja cijevi
1. Blister
2. balon
3. Nečistoće
4. Slaba disperzija pigmenata ili punila
1. Suhe sirovine
2. Odvlaživanje ili niža temperatura
3. Očistite sastojke ili koristite cjedilo
4. Podesite temperaturu ili zamijenite sirovine
Krhki kvar preranog kvara cijevi
1. Niska temperatura materijala
2. Temperatura je previsoka, sirovina se raspada
1. Povećajte temperaturu materijala
2. Očistite kalup i smanjite temperaturu
pucanje cijevi
1. Niska temperatura glave, velika brzina ekstruzije
2. Voda za hlađenje je prevelika
1. zagrijati, usporiti
2. Smanjite protok rashladne vode
Zaobljenost cijevi nije dobra i savijena je
1. Centralni položaj matrice i jezgre matrice nije ispravan
2. Neujednačena temperatura oko glave mašine
3. Voda za hlađenje je preblizu matrice
4. Snaga raspršivanja rashladne vode je prevelika
5. Rashladna voda je premala
6. Nivo vode je previsok
7. Pritisak traktora je previsok
1. Podesite koncentričnost
2. podesite temperaturu
3. Podesite položaj rashladne vode
4. Podesite ugao mlaznice
5. Očistiti vodene tokove
6. Odvodnjavanje
7. Podesite pritisak vazduha
