Забыли данные входа?   Регистрация  

Про "волну"

Такой дефект встречается на всех типах профилей, на острых краях и кромках поверхностей профиля. Ухудшает внешний вид готового профиля. Определяется и контролируется визуально, иногда «на ощупь».

На фотографии профиль с волной по кромке (1) приложен к другому, «контрольному» куску профиля (2). Черными овалами выделены области, где видны щели, образованные «волнистостью» кромки.На фотографии профиль с волной по кромке (1) приложен к другому, «контрольному» куску профиля (2). Черными овалами выделены области, где видны щели, образованные «волнистостью» кромки.

Причин, по которым на экструдируемом профиле появляется «волна» две:

  • Несоответствие «пропускной способности» калибратора существующим параметрам жгута расплава. О способах исправления ситуации в таких случаях и будет рассказывать дальнейший материал.
  • «Пульсация» материала на выходе из экструдера. Случай, когда расплав выдавливается из экструдера неравномерно, «толчками». Несмотря на то, что достаточно часто график параметров экструдера показывает наличие пульсации давления/нагрузки (что, предположительно, создает условия для неравномерного выхода материала), мне не удавалось как-либо зафиксировать такую неравномерность. Так же я не отмечал существование какой-либо связи между наличием пульсаций давления расплава на «графике экструдера» и образованием «волны» на профиле.

Про устранение «волны»

Сначала, необходимо упомянуть следующее обстоятельство: иногда «волну» не получается устранить никак. Совсем никак. Такое бывает редко но всё-таки случается. Тогда вам останется либо придумать что-либо свое, либо остановить линию на чистку (что помогает)

 

Первый шаг – осмотр «жгута» расплава.

Предположим, вам выпало устранять волну. Первым делом, надо дойти до экструдера и посмотреть, как именно «заходит» в калибратор расплав материала. Если вы заметили что «жгут» материала выглядит «раздутым», так, как будто он не помещается в калибратор, при этом некоторые поверхности профиля «шевелятся» (совершают частые колебательные движения в различных направлениях), в таком случае у вас, возможно, осталось только несколько секунд до момента, когда расплав застрянет в калибраторе. Поэтому, если вы видите такую картину, вам следует незамедлительно увеличить скорость вытяжки экструзионной линии до значений, при которых исчезнут колебания поверхностей и/или частей жгута расплава (для предотвращения «нештатной» остановки линии) а потом уже разбираться с произошедшими явлениями.

Если вы на входе в калибратор наблюдали картину, описанную в предыдущем абзаце, значит ваша линия работала в режиме «несовпадения» количества проходящего через калибратор материала с пропускной способностью самого калибратора. Такой режим, кроме того, что является причиной «волны», часто приводит к застреванию (запиранию) материала в калибраторах с последующим обрывом жгута профиля. Он возникает из-за нескольких причин, а именно:

  1. Недавние изменения кем-либо скорости протягивания (в сторону уменьшения) или производительности экструдера (в сторону увеличения).

  2. Скачкообразным изменением насыпной плотности сырья. (к примеру: на линию загружена новая партия сырья, изготовленная из компонентов «свежей поставки»)

  3. Возникновением проскальзывания профиля в тянущем устройстве. (изменение давления в магистрали сжатого воздуха из-за некорректной работы компрессора, шаловливые руки упаковщика)

  4. Ухудшения охлаждения калибратора. (засорение «водяных каналов» калибратора, падение давления в системе циркуляции охлаждающей воды)

 В любом случае, избавившись от «волнения\шевеления» материала на входе в калибратор, вы уменьшаете вероятность возникновения «волны» на готовом профиле.

 

Шаг второй – простые методы устранения «волны»

В случаях, когда явного «волнения\шевеления» материала на входе в калибратор нет, (а это наиболее часто встречающаяся ситуация) можно предпринять ряд простых шагов для исправления «волны». Все эти шаги легки в исполнении, равноценны и могут быть применены в любой последовательности, как по отдельности, так и в их комбинации.

 

Проверка охлаждения калибратора.

Перед началом телодвижений по устранению «волны» я рекомендую убедиться в том, что ваш калибратор в целом и по частям охлаждается правильно. В любом случае, такую проверку надо выполнить, перед тем как переходить к «сложным» способам устранения волны. Для этого вам надо:

  • Проверить температуру воды на экструзионной линии по термометру или на ощупь. Для «среднестатических» условий производства, температура охлаждающей воды лежит в диапазоне от 12 до 16 градусов Цельсия (если у вас на производстве применяется вода, охлажденная до другой температуры, сравните с этой, приввычной для вас температурой). В случае, если термометра нет или он не исправен, положитесь на свои ощущения: на ощупь вода должна быть холодной, температура воды на входе и на выходе из калибратора не должна существенно отличаться.

  • Проверить значение «давления» воды в системе калибрационного стола. Обычно, при открытых кранах подачи воды на инструмент давление в системе стола не должно быть меньше чем 1 бар. (если у вас используются другие значения давления, сравните с ними). Очень часто причиной пониженного давления воды в системе стола является засорение фильтров.
  • Если позволяет конструкция калибратора, проверьте наличие вытекания воды из каждой «пластины» первого калибратора. Оцените силу струи и температуру вытекающей воды из каждой пластины. Продуйте сжатым воздухом каналы тех пластин, из которых вода либо совсем не вытекает, либо течет слабой струей, либо температура вытекающей воды выше чем температура воды, вытекающей из соседних пластин. Продувку можно выполнять прямо на работающей линии «в противоход» течению воды, т.е. подавать сжаты воздух в трубки, из которых осуществляется вытекание воды. (Не всегда удается прочистить «водяные» каналы продувкой, может потребоваться остановка линии, «расчеканивание» и «шомполение» этих каналов).
  • Достаточно часто конструкция калибратора не позволяет оценить протекание воды через отдельные пластины, из которых он состоит. В этом случае можно проверить температуру этих пластин на ощупь, пальцем. Проверка выполняется с торца калибратора, обращенного к фильере. Палец прикладывать поочередно к пластинам на расстоянии ~1 см от жгута расплава. Пластина с полностью или частично забитыми «водяными» каналами будет значительно горячее соседних пластин.
  • В любом случае, если вы обнаружили нарушения в охлаждении калибратора, которые вы не можете полностью устранить «на ходу», правильным решением будет остановка линии с последующим устранением найденных недостатков.

Перемещение калибратора.

 

направления перемещения калибратора

 На фотографии запечатлен «жгут» расплава между фильерой и калибратором. Вид сверху. Предположим, что на кромке профиля, на которую указывает стрелка, у нас есть «волна». В таком случае нам надо переместить калибратор в направлении стрелки «А» до тех пор, пока не станет заметно смещение входного отверстия калибратора относительно выходных каналов фильеры. Мы как бы «задавливаем» «волнящую» кромку соответствующей стороной калибратора. Достаточно часто этого достаточно для исправления «волны» на кромке.

Недостатки метода: подобное перемещение может вызвать «волну» на кромках профиля, расположенных на противоположной стороне, с которой мы «ослабляем» прилегание жгута расплава к калибратору.

Иногда удается устранить «волну» простым увеличением расстояния калибратора от фильеры. (на фотографии: переместить калибратор в направлении стрелки «В»). расстояние калибратора от фильеры может быть достаточно большим, если при этом не ухудшаются внешние характеристики профиля (глянец поверхности, габаритные размеры, острота кромок, всевозможные радиусы и углы перехода одной поверхности в другую и др)

Недостатки метода: возможное ухудшение «геометрии» поперечного сечения профиля или качества его поверхности.

 

Увеличение веса погонного метра профиля

Метод хорош в случае, если «волна» обнаруживается на нескольких кромках. Достаточно часто, «волна» на кромке профиля свидетельствует о «нехватке» материала на этой кромке. Поэтому увеличение веса погонного метра профиля, его «наполнение», дает положительный эффект, устраняя локальную нехватку материала на «волнящей» кромке одновременно увеличивая количество материала в других частях профиля. Необходимо понимать, что если для устранения волны вам надо увеличить вес профиля более чем на несколько процентов, то для вас более рациональным решением будет применить другие методы устранения волны.

Недостатки: увеличение веса погонного метра профиля а значит, увеличение его себестоимости.

 

Локальное охлаждение «волнящих» кромок профиля

трубки локального охлаждения 

 Иногда «волну» на кромке профиля удается устранить «обдувом» соответствующей кромки сжатым воздухом (см фото: обдув производится на участке между фильерой и калибратором). Приспособление, позволяющее обдувать различные части жгута, не входит в стандартное оборудование экструзионной линии, но самостоятельно соорудить его достаточно просто.

Наибольший эффект обдув приносит в случае, когда «волна» образуется из-за недостатков в охлаждении калибратора или из-за чрезмерного количества материала в отдельных областях жгута.

Недостатки: возможно ухудшение качества поверхностей профиля (шершавость и др)

 

Шаг третий – изменение режимов экструдирования для устранения «волны»

Вы попробовали все способы из предыдущего раздела и не получили результата, значит самое время попытаться изменить параметры процесса для достижения своей цели. Прежде всего необходимо понимать, что изменяя параметры процесса вы можете изменить и параметры готового изделия (хрупкость, характеристики цвета и качества поверхности, изменение размеров поперечного сечения) при этом возникшие изменения не всегда заметны сразу и могут выявляться позже, когда ваша продукция будет у конечного потребителя. При описании изменений режимов, я постараюсь указать на возможные негативные эффекты, связанные с такими изменениями.

 

Изменение «жесткости» расплава.

В этом разделе разговор идет о «степени переработки» материала в экструдере. При разных параметрах работы экструдера материал может выходить из него как «жёсткий» (недостаточно переработанный, характеризуется отсутствием растяжения и повышенным усилием при отрыве, повышенным давлением расплава, температурой расплава ниже обычной) и как «мягкий» (жидкий, чрезмерно переработанный, характеризуется значительным растяжением и отсутствием усилия при отрыве, пониженным давлением расплава, температурой расплава выше обычной). Для устранения «волны» можно пытаться увеличивать или уменьшать «жесткость» расплава за счет охлаждения или нагрева экструдера соответственно. К примеру, в условиях нашего производства «жесткость» предпочитают увеличивать. Сделать это можно изменением (понижением для увеличения жесткости) температур на последних, «выходных» зонах экструдера и температур адаптера.

В условиях обычной, «среднестатической» экструзии, для изменения степени «жесткости» расплава я предлагаю менять температуры сразу не менее чем на двух зонах (адаптер может быть одной из таких зон) и не менее чем на 5 градусов. Алгоритм действий в этом случае таков:

  1. Оценить существующие значения нагрузки на привод и давления расплава. Если значения близки к критическим, изменять температуры, скорее всего, не стоит (во избежание остановки экструдера по «превышению» максимального давления), однако решать вам.

  2. Уменьшить не менее чем на 5 градусов две или более зоны на «выходе» экструдера.

  3. Через 5-10 минут (интервал зависит от вашего оборудования и особенностей процессов) оценить изменения в «волне» (если такие появились) и в величинах давления расплава и нагрузки на привод.

    1. Если изменений с «волной» нет, значения давления расплава и нагрузки на привод далеки от критических, повторяем пункт 2 и переходим у пункту 4.

    2. Если «волна» увеличилась, возвращаем начальные температуры, затем пробуем «нагреть» те же зоны по аналогичной методике.

    3. Если «волна» уменьшилась, значения давления расплава и нагрузки на привод далеки от критических, повторяем пункт 2 и переходим у пункту 4. Кроме того, вы можете применить один из «простых» методов устранения «волны» про которые я рассказывал в предыдущей части.

    4. Если величина давления расплава или нагрузки на привод приблизилась к критическому значению, вам следует прекратить дальнейшее изменение температуры, возможно, вернуться к прежним температурам и попробовать другой способ.

  4. Вы выполнили два шага понижения температур, положительного результата нет. Возникла ситауция, в которой я не могу давать каких либо рекомендаций, не зная особенностей именно вашего производства. В большинстве случаев, можно безопасно выполнить и третий и четвертый шаг по снижению температур, ограничением на этом пути могут быть значения параметров давления расплава, нагрузки на привод и возникновение изменений в готовом изделии связанные с понижением температур экструдера (про эти изменения можно прочесть в конце раздела). Возможно, вам следует вернуться на исходные значения температур и пробовать применить нагрев экструдера вместо его охлаждения. Кроме того, можно испытать следующий способ.
  5. Вы выполнили два шага понижения температур, «волна» уменьшилась. Можно применить один из «простых» способов из предыдущей части. Кроме того, можно продолжить двигать температуры в том же направлении с учетом условий пункта 4.

Недостатки метода изменения «жесткости» расплава.

При понижении температур экструдера:

  • Возможно увеличение, вплоть до критических, значений давления расплава, что помимо возможной остановки линии (из-за ограничений по давлению) приводит к перераспределению выхода материала (из фильеры) по сечению профиля, а значит, к изменению геометрии поперечного сечения. В случае плоских профилей (панели, подоконники) проявляется утолщение стенок и перегородок по краям изделия. В случае оконных профилей весьма вероятны изменения размеров паза под уплотнитель.
  • Изменение цветовых характеристик профиля. Если вы контролируете цвет профиля с помощью прибора, происходит смещение по желто – синей шкале в сторону синего оттенка. Кроме того возможно незначительное смещение по красно – зеленой шкале в сторону красного. Если инструментального контроля нет, то профиль будет выглядеть белее того же профиля, выпущенного на более высоких температурах.
  • Изменение прочностных характеристик профиля. При понижении температур переработки материала возможно увеличение хрупкости готового изделия.
  • Возможно ухудшение качества поверхностей готового изделия («ямки», «включения»). Глянец поверхности уменьшается.

При повышении температур экструдера:

  • Возможно уменьшение значения давления расплава, что приводит к перераспределению выхода материала (из фильеры) по сечению профиля, а значит, к изменению геометрии поперечного сечения. В случае плоских профилей (панели, подоконники) проявляется утолщение стенок и перегородок в центре изделия. В случае оконных профилей весьма вероятны изменения размеров паза под уплотнитель.
  • Изменение цветовых характеристик профиля. Если вы контролируете цвет профиля прибором, происходит смещение по желто – синей шкале в сторону жёлтого оттенка. Кроме того возможно незначительное смещение по красно – зеленой шкале в сторону зелёного. Если инструментального контроля нет, то профиль будет выглядеть темнее того же профиля, выпущенного на более низких температурах. Возможно появление желтого оттенка, заметного «невооруженным» глазом.
  • «Кипение» материала. При повышении температур экструдера можно получить режим, когда система дегазации расплава перестанет справляться со своей функцией. В этом случае газ (чаще всего это водяной пар) не удаляется из расплава, а образует множество маленьких пузырьков в материале профиля. Такой случай легко распознается осмотром внутренних (некалибруемых) поверхностей и перегородок. «Кипение» может приводить к повышению хрупкости профиля и к ухудшению качества лицевых поверхностей готового изделия.

 

Изменение «скорости экструдирования»

Отношение к изменению скорости изготовления профиля может меняться от отрицательного до нейтрального в зависимости от существующих на вашем производстве «заморочек». Говоря про изменение скорости, я подразумеваю изменение скорости «экструдирования» не менее чем на 10%. Менять скорость более чем на 25% не представляется нужным в большинстве случаев. Кроме того, если от запуска к запуску инструмент не обеспечивает «контрактных» скоростей (и вы не «химичили» с сырьем в это время) вам надо задуматься о проверке всей технологической цепи (состояние оборудования, эффективность охлаждения, нарушения при чистке, состояние самого инструмента)

Для устранения «волны», вам необходимо снизить (редко увеличить) скорость экструдирования. После изменения скорости и корректировки погонного веса профиля, оцените изменения в интенсивности «волны». Если положительных сдвигов нет, попробуйте «сдвинуть» скорость в другую сторону. (я сталкивался с инструментом, который «волнил» в широком диапазоне скоростей и «успокаивался» только при незначительном превышении «контрактной» скорости)

Если вы заметили положительные изменения после изменения скорости, у вас есть выбор: либо продолжать менять скорость экструзии в том же направлении (не всегда удачное решение) либо попробовать применить один или несколько способов упомянутых ранее уже в условиях экструдирования на новой скорости.

Если улучшений «ситуации с волной» не не отмечено, (при этом вы уже пробовали все упомянутые в этой статье способы) будет правильным задуматься об остановке линии.

Недостатки метода устранения «волны» с помощью снижения скорости:

  • Снижение производительности линии (не все «производства» приветствуют такое)
  • Возможное изменение геометрических размеров поперечного сечения профиля.
  • Возможное изменение цветовых характеристик профиля.
  • Редко, возможны изменения прочностных характеристик профиля.

reklama

Реклама