Пластикалық трубаларды экструзиялау процесінде кездесетін жиі кездесетін сапа проблемаларын қалай шешуге болады?

Пластикалық трубаларды экструдерлеу кезіндегі сапа ақауларының негізгі себептері

Ылғалдылық, жылулық деградация және балқыған массаның тұрақсыздығы. Пластикалық гранулаларда қалған ылғалдылық экструдерлеу кезінде бу түзуіне әкеледі, ол өнімде көпіршіктер мен бос орындар пайда болуына себепші болады. Егер пластикалық материалдың температураға төзімділігі асырылса, полимер тізбегі ыдырап, пластикалық материал түсі өзгеруі мүмкін. Ылғалдылық, температура және гранулалардың пішіні әртүрлі беттік ақауларға әкелуі мүмкін. «Полимерді өңдеу журналында» экструдерлеу кезіндегі 100 проблеманың шамамен 37-сі материалға байланысты мәселелерге байланысты деп хабарланған.

Жабдыққа байланысты себепкерлер: калыптың тозуы, құралдардың дұрыс орналаспауы және вакуумдық өлшемдеу қораптарының ластануы

Калыптың тозуынан пайда болатын калып саңылауының ығысуы PVC трубалардың қабырғасының қалыңдығын 0,3 мм-ден астам дәрежеде тұрақсыз және айнымалы етеді. Құралдардың осьтік бағытта 0,5 градусқа ғана дұрыс орналаспауы радиалды масса таралуын бұзады; сондай-ақ, ластанған немесе тұрғызылған вакуумдық өлшемдеу қораптары пішінді бақылау үшін қажетті сорғылау қысымын қамтамасыз ете алмайды. Бұл өнімнің көлемдік өлшемі мен бетінің жағдайы үшін проблемалық болып табылады. Сала бойынша хабарламаларға сәйкес, өнімнің өлшемдік ақауларының шамамен 3-тен 5-і жабдыққа байланысты, ал беттік ақаулардың шамамен 30%-ы нашар вакуумдық жүйелерге байланысты. Механикалық ақаулар өндірушілерге реттеулерді, тозуды бақылауды, техникалық қызмет көрсетуді және тазартуды уақытында жоспарлауды қажет етеді.

Пластиктық трубаларды экструдерлеу кезіндегі беттік ақаулар және олардың шешімдері

Балқыған массаның қирылу құбылысы: акула терісі, апельсин терісі және калыптың шетінің ластануы

Акустикалық қабыршақ және апельсин қабығы сияқты беттік ақаулар — эластикалық қалпына келу мен ағыс тұрақсыздығы салдарынан матрицаның шығу аузында пайда болады. Литниктің жиегіндегі ластану мен литник бойынша жылу таралуының нашар болуы салдарынан туындайтын мәселелер күшейе түсуі мүмкін. Полимердің жылу әсерінен және артық ығысу кернеуінен ыдырауы орын алған кезде ақаулар көрінектірек болады. 2023 жылы Plastics Today журналының соңғы өнеркәсіптік есептеріне сәйкес, HDPE жолдарының үштен бірі осы сапа ақауларын хабарлады. Бақытқа орай, бұл ақаулардың әсерін азайтатын шаралар бар, бірақ бұл шараларды тереңірек қарастыруымыз қажет.

Түзету шараларына мыналар жатады:

1. Ламинарлы ағысты қалпына келтіру үшін литниктің жиегін полировкалау арқылы қабырғалардағы қабыршақтарды алып тастау
2. Өндіріс қуатын төмендетпей, ығысу кернеуін азайту үшін жолдың жылдамдығын төмендету
3. Литник аймақтары бойынша балқыған массаның температурасын ±5°C шегінде ұстап тұру үшін температураны бақылауды қатаңдату
4. Балқыған массаның реологиясын нақты уақытта бақылау және оны басқару жүйелеріне интеграциялау пилоттық зерттеулерде балқыған массаның сызаттануының жиілігін 40% азайтқаны анықталды.

Механикалық тербеліс ақаулықтары: вакуум мен суыту жүйесінің ақаулықтарынан пайда болған тербеліс сақиналары мен ойыстар

Тербеліс сақиналары мен спираль тәрізді ойыстар механикалық резонансты көрсетеді, бұл негізінен дұрыс орналастырылмаған вакуум калибраторлары немесе суыту жүйесіндегі турбулентті ағыстардан туындайды. 2023 жылы өнеркәсіптік зерттеу бойынша, аталған ақаулықтардың 68%-ы тартқыштардың синхрондауының тепе-теңдігінің бұзылуы мен вакуум сорғысының подшипниктеріне байланысты циклдық қысым тербелістеріне байланысты болды.

Қолданылатын шаралардың бірнешеуі:

- Өлшемдік муфталар мен вакуум калибраторларын лазерлік түзету

- Вакуум берілетін желілерге пульсациялық саңылауыштарды орнату

- Суытқыштың ағыс жылдамдығы мен таратылуын оптимизациялау арқылы турбуленттілікті жою

Вакуум қысымын 0,5 бар ауытқу терезесінде ұстау ойысқа байланысты қалдықтардың азаюын 75% деңгейінде тұрақтандырады. Пластикалық трубаларды экструдерлеудегі өлшемдік тұрақсыздықтар

Себептері мен процестік бақылау

Сыртқы диаметр (OD) және қабырға қалыңдығындағы ауытқулар қысымдық бағалаулар мен алаңдағы орнатуларды қатты қиындатуы мүмкін. Бұл мәселелердің негізгі себептері: балқыту кезінде қысым тербелістеріне әкелетін көлемдік беру толқыны, әртүрлі бөліктердің әртүрлі жылдамдықпен сығылуына әкелетін біркелкі емес салқындату және тозған калибрлеу шаблондарының дұрыс орналаспауы. Барлық бұл факторлар проблемалы геометрияға әкеледі. Сонымен қатар, вакуум жүйесіндегі сорғылау тұрақсыздығы тұтас трубаның бойлық бағытта ығысуына әкеледі. Экструзиялық инженерия бойынша зерттеулер гравиметриялық беруді қолдануға көшкен кезде беру ауытқулары мен материалдық біркелкі еместіктері 70%-ға дейін азаятынын көрсеткен. Жоғары сапалы экструзияға ұмтылатын экструзиялық компаниялар үшін сенімді процестік бақылау негізгі фактор болып табылады.

Қалып аралығының бүтіндігін сақтау үшін қалыптарды кәдімгі тексеру және лазерлік реттеу, сонымен қатар сызықтық лазерлік микрометрия арқылы қабырға қалыңдығының нақты уақыттағы кері байланысы мен автоматты қалып бұрандаларының реттелуі өнеркәсіптік стандарттарға айналды. Ағыс түзеткіштері мен бөлінген су ағысы аймақтары арқылы (вакуумды өлшеу қораптары арқылы) құрылған салқындату жүйесі де қажетті сапаны қамтамасыз етуге үлес қосады.

Бұл шаралар бірлесіп, өлшемдік дәлдікті ±0,5% шегінде тұрақты ұстайды және қалдықтарды 30%-дан асады.

Пластикалық трубаларды экструдерлеу кезіндегі жылу режимінің ақаулары

Дифференциалдық қыздыру мен салқындату: Ашық температурада қызу термополимер тізбегінің бұзылуына әкеледі және ПВХ полимерін босатады, ол полиэтилендегі сары жолақты және қара дақтарды пайда етеді. Салқындату жеткіліксіз болған кезде ішкі керілулер пайда болады, ал термопластикалық материалды өңдеу немесе сақтау кезінде ол иіліп, сопақша пішінге айналады. Экструзия процесі кезінде салқындату және/немесе қыздыру бөлімдерінде температураны 8 °C-тан жоғары немесе төмен ұстаса, шығынға ұшырайтын термопластика мөлшері 30%-дан асады. Бұл температураның әртүрлі ауқымы материалдың әртүрлі бөлімдерінде біркелкі ағуына әкеледі, соның нәтижесінде термопластика әртүрлі және толық емес қарқынмен қатаяды, сондай-ақ матрицаның әртүрлі бөлімдері арасында материалдың дифференциалды ағуына әкеледі. Температураға байланысты мәселелерді анықтау мен шешу қиын, бірақ олар көптеген жиі кездесетін технологиялық процесті реттеу мәселелерінің біріне немесе бірнешеуіне байланысты болуы мүмкін.

Баррельдегі ауысу аймақтары мен матрица аймағы(лары)ның инфрақызыл жылулық карталауы арқылы ыстық нүктелерді анықтау.

Құрғату бассейні(дері)нің гидравликасын ағыс визуализациялауы мен CFD талдауы арқылы өлі аймақтарды жою және біркелкі суға салу процесін қамтамасыз ету.

Жылдық температура реттегішін NIST стандарттары бойынша, ±1% дәлдікке дейін салыстыруға болатын стандарттарға сілтеме жасай отырып, тексеру.

Балқыту температурасының динамикасына негізделген аймаққа арналған PID реттеуі мен сумен суға салу ағысы термиялық тепе-теңдікті қамтамасыз етеді және қалпына келтіреді (деградация, бұралу және өлшемдік сақталу).

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Пластикалық трубаларды экструдерлеуде ылғалға байланысты ақаулардың пайда болуының себептері қандай?

Ылғалға байланысты ақаулар пластикалық гранулалардағы ылғал экструдерлеу кезінде буға айналғанда, соңғы өнімде көпіршік/қуыс түзілуіне әкеледі.

Құрылғыға байланысты мәселелер экструдерлеу процесінде ақауларды қалай туғызады?

Экструдерлеу матрицасының тозуы, құрал-саймандардың дұрыс орналаспауы және вакуумдық өлшемдік қораптың ластануы қабырғаның қалыңдығының, өлшемінің және бетінің тегістігінің тұрақсыздығына әкеледі.

Пластикалық трубаларды экструдерлеуде бетінде қандай ақаулар байқалады?

Беттік ақаулықтарға балқыту сызаты құбылыстары жатады: акула терісі, апельсин терісі және механикалық тербеліс, діріл сақиналары мен механикалық ойықтар.

Экструзия процесі кезінде пайда болатын өлшемдік тұрақсыздықтардың себебі неде?

Өлшемдік тұрақсыздықтарға көлемдік қоректендіру толқыны, біркелкі емес салқындату және вакуумдық жүйенің тұрақсыздығы жатады. Бұл тұрақсыздықтар сыртқы диаметрді, эллипстілікті және қабырға қалыңдығын әсерлейді.

Жылумен басқару пластиктік трубалардың сапасына әсер етеді.

Тиімсіз жылумен басқару қызуға, боялуға, иілуге немесе тіпті температуралар теңсіздігіне әкелуі мүмкін, бұл өндіріс кезінде өнімді жою жиілігін арттырады және өлшемдік бүтіндіктің бұзылуына әкеледі.