Како да се решат честите проблеми со квалитетот во процесот на екструзија на пластични цевки?

Основни причини за дефектите на квалитетот кај екструзијата на пластични цевки

Влажност, топлинска деградација и нестабилност на топењето: Останатата влажност во пластичните гранули предизвикува формирање на пара во текот на екструзијата, што создава мехурчиња и празнини во производот. Ако се надмине температурната отпорност на пластиката, полимерните вериги можат да се распаднат, а пластиката може да промени боја. Влажноста, температурата и обликот на гранулите можат да предизвикаат разни површински дефекти. Во списанието за обработка на полимери се наведува дека околу 37 од 100 проблеми при екструзија се предизвикани од проблеми поврзани со материјалот.

Фактори поврзани со опремата: износување на матрицата, лоша пораменост на алатите и запрашени кутии за вакуумско калибрирање

Поместувањето на зазорот на калапот, поради неговото изношување, води до непоследователна и променлива дебелина на PVC цевката од >0,3 мм. Аксијалното несоосност на алатите само за 0,5 степени нарушува радијалната распределба на масата; исто така, запршаните или запуштените вакуумски кутии за размерување не обезбедуваат соодветен вакуум за контрола на формирањето. Ова е проблематично за волуменското размерување и површинската завршна обработка на производот. Индустријалните извештаи покажуваат дека околу 3 од 5 дефекти во димензиите на производот се предизвикани од опремата, а скоро 30% од површинските дефекти се предизвикани од лоши вакуумски системи. Механичките проблеми бараат производителите да планираат прилагодувања, надзор на изношувањето, одржување и чистење во соодветно време.

Површински недостатоци кај екструзија на пластични цевки и решенија

Појави на топлиново прекинување: акулиска кожа, портокалова кора и запршување на устата на калапот

Дефектите на површината како што се ајкулската кожа и кората од портокал се јавуваат на излезот од дисковиот калап поради еластичното враќање и нестабилностите во текот. Проблемите на устата на калапот предизвикани од замрљаност и лоша распределба на топлината низ калапот можат да се зголемат. Кога ќе дојде до разградување на полимерот поради топлина и премногу голем смолен напрегнатост, дефектите стануваат поизразени. Според најновото индустријско извештај на Plastics Today од 2023 година, една третина од линиите за HDPE пријавуваат овие дефекти на квалитетот. Среќно, постојат опции за намалување на овие дефекти, но ќе мора да ги разгледаме овие опции детално.

Опциите за поправка вклучуваат:

1. Полирање на устата на калапот за отстранување на наслојувањата кои го воспоставуваат ламинарниот тек
2. Намалување на брзината на линијата за намалување на смолената напрегнатост без влијание врз протокот
3. Поостро контролирање на температурата на топењето така што ќе биде во границите ±5°C низ зоните на калапот
4. Реално-временски надзор на реолошките карактеристики на топењето интегриран во системите за контрола покажал намалување од 40% на честотата на фрактурата на топењето во пилот студиите.

Механички дефекти од вибрации: треперливи прстени и бразди поради проблеми со вакуумската и ладната система

Треперливите прстени и хеликоидните бразди укажуваат на механичка резонанца, најчесто предизвикана од неправилно порамнети вакуумски калибратори или турбулентни струења во ладната система. Во 2023 година, индустријско истражување открило дека 68% од гореспоменатите дефекти се должат на неурамножена синхронизација на извлекувачот и лежиштата на вакуумската пумпа, што предизвикало циклични флуктуации на притисокот.

Некои од мерките што можат да се преземат вклучуваат:

- Ласерско порамнување на калибрациските маншети и вакуумските калибратори

- Инсталирање на апсорбери на пулсациите на вакуумските доводни линии

- Елиминирање на турбуленцијата преку оптимизација на брзината на струење и распределбата на ладната течност

Одржувањето на вакуумскиот притисок во рамките на варијација од 0,5 бар стабилизира намалувањето на отпадот поврзан со браздите за 75%. Димензионални непоследователности при екструзија на пластични цевки

Причини и контрола на процесот

Варијациите во надворешниот пречник (OD) и дебелината на ѕидовите значително можат да го овозможат одредувањето на натисните оцени и инсталациите на теренот. Главните причини за овие проблеми се: волуменска флууктуација на хранењето што предизвикува промени во притисокот при топењето, неравномерно ладење кое доведува до различни стапки на свивање на поединечните делови и несоосност на износените матрици. Сите овие фактори придонесуваат за проблематична геометрија. Понатаму, нестабилноста на сосењето во вакуумската система предизвикува продолно поместување на целиот цевковод. Истражувањата во областа на екструзиското инженерство покажале дека преминот кон гравиметриско хранење намалува варијабилноста на хранењето и материјалните несогласности за до 70%. За компаниите кои произведуваат екструдирани производи и кои стремат кон по-високо качество на екструзијата, клучна улога има чврстата контрола на процесот.

Рутинските инспекции на матриците и ласерските подесувања за одржување на интегритетот на зазорот на матрицата, како и обратната врска во реално време за дебелината на ѕидовите и автоматското подесување на болтовите на матрицата преку линиска ласерска микрометрија станаа индустриски стандарди. Инженерскиот систем за ладење (со користење на кутии за вакуумско димензионирање) со уреди за израмнување на текот и сегментирани зони за проток на вода исто така придонесуваат за постигнување бараното квалитет.

Заедно, овие мерки последователно ги задржуваат димензионалните толеранции во опсег од ±0,5 % и намалуваат отпадот за повеќе од 30 %.

Неуспеси во термичкото управување во текот на екструзијата на пластични цевки

Диференцијално загревање и ладење: Прегревањето предизвикува деградација на топлинската полимерна верига и ослободување на PVC полимер што предизвикува жолти, мрљави и тъмни PE точки. Внатрешни напрегнатости се создаваат кога ладењето е недоволно, а кога термопластичниот материјал се обработува или чува, тој се извива и станува овален. Количината на термопластичен материјал кој ќе биде отпадок е поголема од 30% ако температурата се одржува над или под 8 степени Целзиусус во секциите за ладење и/или загревање во текот на процесот на екструзија. Ова се должи на фактот дека променливите температурни опсези ќе предизвикаат неравномерно протекување на материјалот во различните секции и ќе резултираат со неравномерно и неполно затврдување на термопластичниот материјал, што исто така ќе предизвика диференцијално протекување на материјалот помеѓу различните секции на матрицата. Проблемите поврзани со температурата не се лесни за откривање или решавање, но може да се поврзани со еден или повеќе од најчестите проблеми со контрола на процесот.

Идентификација на топли точки преку инфрацрвена термална мапирање на премините на цевката и зоната(ите) на матрицата.

Визуелизација на текот и CFD анализа на хидравликата на ладната вана(и) за елиминирање на мртви зони и постигнување униформно гаснење.

Годишна верификација на контролерот на температурата според стандардите на NIST, проследлива до ±1% стандарди.

Специфично за зона PID-тунинг и проток на ладна вода врз основа на динамиката на температурата на течниот полимер постигнуваат и вратуваат термичка рамнотежа (деградација, извивка и запазување на димензиите).

ЧПЗ

Што предизвикува дефекти поврзани со влажност кај екструзијата на пластични цевки?

Дефектите предизвикани од влажност настануваат кога влажноста во пластичните гранули ќе се испари во текот на екструзијата, што води до формирање на мехурчиња/празнини во готовиот производ.

Како опремата-поврзаните проблеми предизвикуваат дефекти во процесот на екструзија?

Дефектите предизвикани од носечката на екструзиска матрица, несоосност на алатите и замрсување на вакуумската кутија за димензионално усогласување доведуваат до непоследователна дебелина на ѕидовите, неточни димензии и неравномерна површинска гладина.

Кои дефекти се забележуваат на површината на пластичните цевки произведени со екструзија?

Површинските дефекти вклучуваат феномени на распаѓање на топењето: кожа на ајкула, кора на портокал и механичка вибрација, треперливи прстени и механички бразди.

Што ги објаснува димензионалните несогласности кои се појавуваат во процесот на екструзија?

Димензионалните несогласности вклучуваат волуменско неравномерно хранење, неравномерно ладење и нестабилност на вакуумскиот систем. Овие несогласности влијаат врз надворешниот пречник, овалноста и дебелината на ѕидовите.

Топлинското управување влијае врз квалитетот на пластичните цевки.

Неефикасното топлинско управување може да предизвика прегревање, промена на бојата, извивanje или дори температурен дисбаланс, што може да доведе до зголемување на стапката на отпад при производството и да влијае врз димензионалната интегритет.