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PVC挤出工艺温度的设定与优化.doc

PVC挤出工艺温度的设定与优化.doc

上传者: 依旧野孩子 2013-10-25 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《PVC挤出工艺温度的设定与优化doc》,可适用于游戏领域,主题内容包含一绪言在塑料挤出行业与PVC挤出相关的技术文献中有关锥形双螺杆HYPERLINK"http:searchvogelcomcnsearchhtmlq=符等。

一绪言在塑料挤出行业与PVC挤出相关的技术文献中有关锥形双螺杆HYPERLINK"http:searchvogelcomcnsearchhtmlq=ECAEBAECBA"t"blank"挤出机工艺温度设定和控制基本有两种思路:一种是低温工艺温度设定大致在~左右一种是常温工艺。温度设定大致在一左右在温度设定趋势上有前高中低后高的“马鞍型”工艺(本人比较赞同“马鞍型”工艺模式公司的生产也采用的是这种工艺模式)也有由前到后逐步升高的“阶梯型”工艺模式。在公司不同的产品系列上还有螺筒温度设在以上的超高温度工艺(我公司穿线管生产属此情况)和螺筒温度设左右的超低温度工艺(我公司部分螺杆、螺筒临近报废的设备)。不能说采取这些工艺都能生产出质量达标的产品但其中一些完全不同的工艺却能生产出同样质量达标的产品却是不争的事实。因此本人觉得有必要对这些工艺温度的优劣进行全面、系统分析和研究以便由表及里去伪存真从各类不同工艺温度参数中提炼出一套能真正指导生产的科学、合理的工艺温度设定方法。实际上我国挤出机制造行业经过多年来的发展无论在螺杆结构压力配置还是外加热圈功率配置方面都为PVCU塑料良好、均衡塑化提供了条件。实践证明:完全可以破解以往大多数人认为“挤出工艺应当和挤出机相适应”定向思维的困扰无论什么规格、剪切性能的锥形双螺杆挤出机挤出量有多少在温度可控状态下都可以通过优化工艺温度基本实现同一工艺温度条件下挤出为公司挤出生产过程的三统一(设备统一、模具统一、配方统一)打下良好的基础。从而实现提高制品质量减缓挤出机磨损延长其工作寿命进一步降低配方成本方便管理及时发现和有效处理故障等多层次目标。现将这一优化工艺温度的基本思路和生产过程实践总结如下。由于本人水平有限错误和瑕疵在所难免不当之处敬请各工艺人员管理人员及操作工批评指正以便及时更新谢谢!二工艺温度优化的基准要优化挤出工艺温度首先应当了解与掌握设定工艺温度的基准。大量生产实践证明以下三个条件可作为基准:PVC树脂的热稳定性:PVC树脂是热敏性高聚物单纯的PVC树脂在条件下开始降解条件下降解加速。而反过来PVC在条件下才开始由玻璃化态经高弹态向粘流态转化。因此单纯的PVC树脂根本无法直接进行加工必须通过添加热稳定剂来改善树脂的热稳定性。而一般PVC树脂的稳定剂试验是在、min与、min条件下进行的。因此PVC树脂的塑化温度与时间均不应超过这个范围。塑化度:塑化度亦称凝胶化程度在PVC塑料中塑化度是制品结晶程度与PVC初级粒子熔合程度的标志。大量的研究和测试资料表明:未经改性的PVCU塑化度在时即制品中初级粒子尚未完全塑化仅大部分熔合时抗冲性能最强其中塑化度在时断裂强度最高塑化度在时断裂伸长率最大。当熔体的温度在以下时塑化度为零熔体温度在以下时制品中初级粒子清晰可见塑化度在以下熔体温度在左右时制品中初级粒子界限大部分消失仅有少数初级粒子可见塑化度为熔体温度到以上时制品初级粒子完全塑化塑化度可达以上。与CPE共混体系的加工温度:我公司所有PVC制品均为加入CPE共混增韧改性的而CPE抗冲击改性剂的温度带比较狭窄大量试验证明经CPE改性的PVC在和条件下形成的制品其微观形态相差很大。时改性剂粒子形成了一个包覆PVC初级粒子的网状结构可以获得良好的抗冲击增韧效果时PVC初级粒子完全熔融网状结构消失转变为球体分散于PVC树脂基体中导致抗冲击性能大幅度下降。从以上论述里可以看出:采用CPE共混改性的PVC加工工艺条件是比较苛刻的。同时PVC塑料是“不定性”高聚物PVC降解不仅与温度有关还和时间相关。温度越高降解的时间越短温度越低降解的时间越长。螺筒熔体温度宜控制在l~之间(这里要注意是指的熔体温度而不是螺筒显示温度二者是有很大区别的)以防止因高温熔体在机内停留时间过长发生分解。剩余的熔体温差由口模来完成口模段熔体温度则应控制~甚至更高些以便熔体到达最佳塑化度的一瞬间即刻从口模挤出以期实现既能从最佳塑化度状态下成型又不至于因受高温时间过长而分解。三工艺温度的设定挤出机螺筒各段及合流芯、模具各段温度具体设定大致如下:给料段:l依据挤出机剪切性能和挤出量大小而定确保显示温度至少>挤出量越大的这段要求温度越高以便粉料能快速受热玻璃化而形成小块状。我公司挤出生产穿线管与排水管都是高速挤出特别是穿线管在我查阅过的资料中还未见有如此快速度生产的所以我们公司的穿线管和排水硬管挤出设备给料段温度都超高普遍在以上个别机台甚至达到实际的内部料温则只在之间要到给料段末端才能接近玻璃化态需要的温度左右。压缩段:一般在也可根据实际挤出速度适当提高我们公司的穿线管生产在这一段是超过的、达到了排水管的生产大致差不多。熔融段:一般在也可根据实际挤出速度适当提高我们公司的穿线管生产在这一段是超过的、达到了排水管的生产大致差不多。计量段:计量段的温度在整过挤塑过程中是非常重要的其重要性在某种意义上甚至超过给料段。温度一般应设定在~依据挤出机剪切性能和挤出量大小而定确保显示温度l。因计量段内部剪切热很大容易造成熔体升温而过高的熔体温度会加速PVC分解形成制品发黄、变色线、发泡等等影响制品质量的情况出现。因此、必要时可采用螺杆温度、给料速度等方法分别进行调节。挤出模具模体段温度:挤出模具模体温度设定比较简单主要是为防止熔体在模体内降温一般设定在左右大部分产品的生产过程中温度设置在这区间都没问题个别产品(波纹管)比这要高、达到。口模段温度:~视产品挤出时表面光亮度与挤出压力大小而定。一般来说升高口模的温度能适当提高产品的表面的光亮度也能一定程度地降低挤出机的内部压力挤出机内部压力降低摩擦剪切力自然就降低了换句话说适当增加口模温度可以少量降低挤出机的内部的摩擦剪切热的产生(当内部摩擦剪切热过大的时候)反之亦然。我公司从事PVC挤出生产已经来年了当中已经有了一些经验丰富的挤出操作主机手大部分已经知道通过口模具的温度调节来满足制品需要的生产工艺。四工艺温度的优化机理根据各个加热段具体职能用锥形双螺杆挤出机进行PVCU挤出生产其整个过程大致可分为加温、恒温、保温等三个区域。加温与恒温主要在挤出机内以排气孔为界划分为两个相对独立又相互关联的部分保温区过程由合流芯、挤出模体及挤出口模等部分构成。在这里大家首先应清楚PVCU挤出过程中有两种热源一种是电加热器提供的外热一种是由双螺杆对PVCU物料进行剪切、压延和摩擦作用以及PVCU自身分之间的摩擦作用所产生的内热。两种热源在挤出的不同阶段发挥着不同的作用。温控装置控制的仅是外热。没有内热存在的挤出机头、口模部分的温度一般都容易控制(部分参数设计超常规的挤出模具也会产生内热)有内热存在剪切作用较强但尚未超越物料塑化需求的压缩段和主要为排气服务的熔融段相对亦比较稳定也较易控制。剪切相对比较薄弱主要依赖外加热但外加热难以满足物料塑化需求的给料段(外加热功率配置较低的挤出机尤为突出)剪切热已超越物料塑化需求的计量段往往也不受温控装置的控制。因此在整个挤出过程的温度控制中给料段、计量段是温度控制的重点和难点。挤出控制主体是物料温度而不是螺筒和模具的温度。设定温度仅是手段而显示温度在不同工况条件下和物料温度又有不同的对应(给料段物料温度低于显示温度计量段物料温度高于显示温度)关系加上热电偶安装位置的关系显示温度仅能部分反映物料温度只是设定温度的依据和基准。下面具体说下各段的温度设置机理与重点。给料段温度:给料段是电加热器传递热给螺筒、显示的温度是该段螺筒的温度并非是物料温度。物料温度往往远远低于显示温度。当物料通过给料螺杆刚进入挤出机时温度仅有左右而螺杆产生的剪切热带来的物料温升距塑化(玻璃化)温度亦有很大的差距同时物料经由压缩段将通过排气孔需要物料在加温区域完成由玻璃态向粘流态的转化过程要求基本呈“橘皮状”没有粉状物质存在并紧紧包覆于螺槽表面方不至被真空从排气孔抽出或堵塞排气孔因此给料段的职能是重在外加热设定温度应尽量高一些以便电加热圈给物料提供足够的外热。此时电加热器启闭比较频繁甚至不停顿工作。由于物料进入给料段距离从口模挤出还有一段时间加上为预防物料在加料口“架桥”或在机内“粘壁”设定温度也不宜过高应以显示温度以上为宜。虽然给料段设定温度低一些比如温度设定为左右甚至更低也能生产出内在质量达标的产品。但由于供给的外热比较少过多依赖剪切热来提升熔体温度对螺筒的磨损加大会影响挤出机螺杆螺筒的使用寿命是得不偿失的。通过我们长期在挤出设备维护中观察发现仅经过一两年(有的甚至不到一年)使用螺筒就发会生严重磨损磨损大多都集中在压缩比比较大的双头螺绫过后的第一道单头螺绫或第二道单头螺绫部位以及计量段等较宽的工作区域最大磨损量达mm~mm这时候挤出生产会出现黄线(因物料回流在高温状态下停留时间过长造成)如对间隙进行调整又会因螺杆与螺筒局部尖点摩擦制品出现黑线和设备发出异常响声无法正常工作只得更换螺筒与螺杆。这种现象的发生分析起来尽管和制造厂家采用的钢材和热处理方法不当有密切的关系但其重要要的一点原因也是因挤出温度设定过低致使这些部位的剪切作用比较强而加剧磨损所致。给料段采用较高设定温度不仅有利于物料熔化而且可以充分利用外热来减少剪切作用对挤出机的磨损。大量实践证明在给料、挤出速度和计量段设定温度不变前提下适当提高给料段的设定温度可有效降低计量段显示温度与设定温度之间的温差充分说明给料段温度在一定程度上发挥着调整剪切热的作用。压缩段温度:物料进入剪切作用较大的压缩段在螺杆剪切力作用下升温较快。设定温度高一些有助于降低物料粘度加快流动性同给料段一样可以减少剪切热的危害。熔融段温度:熔融段的物料基本熔化因螺槽容积的变化(一般压缩比小于)熔压骤然降低可以发挥充分恒温和排气的职能。设定温度和压缩段保持一致或略高有助于防止熔体降温因熔体压力的降低会使熔体温度也呈下降的趋势。计量段温度:计量段显示的温度不是物料温度。仅是物料在剪切热作用下传递给螺筒的温度物料温度往往高于显示温度。设定温度的目的不是为了提供外热而主要是为了及时停止外加热并利用螺筒冷却装置和螺杆油温度的适当调节来转移多余的热量防止物料分解。有的磨损严重的螺筒这段的冷却装置在设备开机不久就会处于长期工作状态才能勉强保持温度不上升。因此设定温度不宜过高以显示温度l为宜。当挤出量过小显示温度过低时又可视情况适时提高螺筒、螺杆设定温度或给料速度以增加剪切。合流芯及挤出模体温度:熔体进入合流芯已完全呈熔体状态并开始由变速变压的螺旋运动转变为匀速直线运动并通过口模建立熔体压力使温度、粘度和流动速度更趋均匀为制品成型做最后的准备。由于改变运动方向建立熔体压力需牺牲一定的能量为代价同时该区域由剪切作用产生的内热已不复存在。因此温度设定宜高一些以减缓物料的热损失。从本人查阅的大量行业文献来看行业中对合流芯温度设定的意见分歧较大有的人主张将合流芯温度设定在~之间认为提高合流芯设定温度会导致主机功率和型坯熔压降低从而影响挤出制品的理化性能。经本人结合生产实际分析和试验证明其实那是一个误区因为提供或输出热量与否并不完全由设定温度高低来决定主要和加热对象的实际温度和设定温度的差值有关。当设定温度远远大于物料温度时如给料段物料温度那样提高设定温度可以给物料提供大量的外热当设定温度小于物料温度时不但没给物料加热反而起着降温的作用。前面已经讲过经过计量段的熔体实际温度是高于显示温度的如果显示温度在左右那么物料温度也大致在以上。合流芯及模体设定温度的目的不是为了加热只是为了保护熔体热量不因合流芯和模体温度过低而被散失掉。同时熔体在机内被挤出时靠近螺筒附近的熔体因与螺筒内壁摩擦流动速度会低于熔体中心速度发生所谓的“边际”效应。所以设定温度高一些反而可有效调节熔体截面的流动速度。当设定温度低于合流芯部位熔体实际温度时其熔体不仅得不到外热反而会处于完全散热状态表面熔体流动速度则会减慢与芯部熔体发生不均衡流动则会影响口模挤出制品成型质量。甚至在模具分流锥流通截面阻力大的部位因物料滞留出现黄线。当然提高合流芯设定温度是针对计量段熔体温度而言的。合流芯设定温度过高表面熔体流动过快也会使截面流动速度不均衡。还有人认为(我公司大部分操作人员也是如此认为的):合流芯温度设定高一些会导致合流芯“糊料”。实际上合流芯发生“糊料”主要是合流芯内壁光洁度过低连接部位不平整或存在过渡抬肩使物料发生滞留或者开机升温后没有紧固连接螺栓连接部位出现间隙造成的并非设定温度过高所致。为了防止合流芯糊料有意降低合流芯设定温度无疑是不正确的过低的合流芯温度反而会使靠近合流芯壁的物料因降温硬化而流动减慢边角地方甚至不流动造成因受热时间过长而分解糊料产生适得其反的效果。口模温度:口模设定温度主要是为成型和调整流速及表面光亮度服务的由于熔体进入口模在分流锥导向下已由圆柱体转化为呈产品需要形状的薄壁熔体依靠外加热也可以将型坯熔体温度均匀提升到最佳塑化度区域。因此、口模温度直接关系到产品的外在成型质量值得指出的是当挤出制品轻微塑化不良时还可以通过适当提高口模温度来解决。但当挤出制品出现严重塑化不良时过度依赖提高口模温度来解决也是不当的。会因表面温度过高熔体从口模挤出发生不均匀膨胀同时也会因熔体压力的降低而改变设备内部的摩擦和剪切程度反而加剧物料的塑化不良这时候还是要通过螺筒各段的温度综合调节来解决。螺杆温度:螺杆温度的控制一般有两种装置一种是螺杆自调温利用热管对流原理实施热量在螺杆内部的均衡交换不用外加能量但换热效率较低。我国目前在型以下的锥形双螺杆挤出机大致都是这种配置一种是外加热与冷却装置通过外加能量调节螺杆加热区和恒温区的温度。螺杆温度的的设定主要依据加温区和恒温区的设定与显示的温差来确定。其主要职能是辅助给料段加温或为计量段降温平衡两者的温差(我们公司的双螺杆都是采用的这种装置)。从目前实际的挤出机情况和存在的问题来看主要是发挥后者的作用。工艺温度控制机理小结:挤出温度设定之所以要求为“马鞍型”主要是为确保物料和熔体温度呈“阶梯型”由低到高始终处于平稳上升均衡塑化状态而不至于因物料在加温区域设定温度太低物料至排气孔时还未能塑化从排气孔冒料在恒温区域因设定温度过高导致物料发生降解。行业文献中有人主张将设定温度呈“阶梯型”设置显然是一个误区。当显示温度处于受控状态时外热和内热是可以相互调节和平衡的。在设定温度一定条件下当因剪切作用大内热较高时外加热圈会自动减少工作时间和加热量辅助以从外部提供风冷(或油冷)内部提供油冷进行冷却以防止物料分解当因剪切作用小内热较低时外热圈也会自动增加工作时间从而自动保持所供热量和所需热量的平衡。提高设定温度在增加外供热量的同时因物料粘度减少流动性增加导致剪切热减少反过来说如果降低设定温度在减少外供热量的同时因物料粘度增加流动性减少导致剪切热增加。挤出机提供的能量总是和设定温度保持协调一致。并不因挤出机剪切性能强弱挤出量大小而变化。在较高的加工温度、较低的剪切作用下可获得与较低加工温度与较高的剪切作用下相同的塑化度。因此无论挤出机剪切性能强弱挤出量大小挤出工艺温度的设定应基本一致不应当有太大的不同。这也是本人近期在参考了大量行业文献和充分考虑物料塑化的同时兼顾如何利用外加热减缓剪切热在确保挤出制品塑化质量的基础上减少螺筒磨损延长其工作寿命的新思路。五超负荷挤出、温度不受控状态与对策上述新思路是有前提的是建立在正常挤出条件下以显示温度处于受控状态为基准的。若不适当地提高挤出效率时亦会发生给料段所供热量难以满足物料塑化所需热量需求显示温度不受控往往低于设定温度物料至排气孔未能良好塑化仍有部分粉料被真空从排气孔抽走这时候大部分的操作人员会提高后段的温度来弥补压缩段和溶融段的危害还不大主要危害在计量段计量段总热量本来就超越熔体恒温所需热量的需求是因为挤出速度的增加带来计量段剪切摩擦热的大量增加而造成使显示温度不受控往往会高于设定温度导致挤出制品局部过热、分解。这种现象随挤出效率提高的幅度而变化挤出效率提的越高设定温度与显示温度的温差越大产生的不良后果越严重。给料段螺杆剪切热或外加热功率配置偏低的挤出机此现象尤为突出。当显示温度不受设定温度控制时所谓工艺优化是难以取得实效的。上述现象是挤出机所供热量与物料塑化所需热量失衡的表征。供料段设定温度与显示温度的温差大小是外加热或剪切热欠缺程度的标志计量段设定温度与显示温度温差大小是剪切热过剩程度的标志。目前我国生产的挤出机在给料段热量匹配上分别采取了两项措施:一是提高加热圈功率如型锥形双螺杆挤出机给料段功率配置已达kW二是改革螺杆螺纹结构在给料段或压缩段双头螺纹后设置一单头螺纹有效提高螺槽的压缩比。挤出机给料段热量供给欠缺现象已比过去明显改观。但计量段剪切热过剩依然制约着挤出效率的提高。在这个问题上我们也进行了专门的研究现在我们的所有挤出机使用双螺杆都是特殊定做的其参数都是经过调整适当增加了计量段螺菱与螺菱之间的间隙以适应我们的超高速挤出的。剪切热除受螺杆结构的制约外还直接受给料速度与挤出速度比的影响。当降低计量段设定温度加热圈已停止加热冷却装置不停顿工作显示温度控制无效时可根据需要依照如下程序采取相应措施以有效降低计量段显示温度:一是降低螺杆设定温度降低螺杆设定温度可以用油冷却的方法转移计量段多余的剪切热。但降低螺杆设定温度亦会降低给料段物料温度。当挤出机给料段配置加热圈功率较低时降低螺杆设定温度应兼顾给料段控温度的需要不要顾此失彼。二是适当降低给料速度适当降低给料速度可以减少剪切热(我们称降低扭矩)。在挤出机螺杆转速一定条件下提高或降低给料速度是调整剪切热的有效手段。但降低给料速度亦会降低给料段物料温度给料段与计量段物料对剪切热的需要是互为矛盾的。同螺杆温度设定一样当挤出机给料段配置加热圈功率较低时降低给料速度也要兼顾给料段温度控制的需要。同时过度降低给料速度导致计量段熔体不能完整包裹螺槽也会加大螺绫与螺筒的磨损出现所谓的“扫樘”(及螺杆螺筒的中间部分过度磨损)症状。三是适当降低挤出速度与给料速度比给料速度和挤出速度同是和挤出量有关的概念又各自有不同的职能。给料速度宜与外供热相协调以调整剪切热大小与物料塑化程度挤出速度宜与牵引速度相协调以调整挤出量和壁厚。当采用给料速度调整计量段显示温度无法兼顾给料段显示温度时才有必要降低挤出速度与给料速度比一方面减少了计量段熔体的剪切热另一方面延长了物料在给料段的停留时间以利塑化。应当指出:降低计量段设定温度主要是控制剪切热防止物料降解并非设置温度越低越好。当加热圈已停止加热冷却装置不停顿工作这种情况下温度设定得再低亦是没有意义的。当计量段显示温度虽然高于设定温度但在区间亦属正常范围不必要调整。在挤出机生产小规格制品时挤出量较低导致剪切热过少计量段显示温度低于时还需根据情况适时提高螺筒、螺杆设定温度或给料速度以保持物料温度始终在理想的温度区域运行。在挤出机螺杆各段压缩比允许条件下提高加料速度才能对剪切热发挥作用。反之则会产生两种不同结果:当给料量大于给料段螺槽容积时会出现加料孔“冒料”现象使原料直接从加料口溢出洒落在设备工作台和地上既污染环境又浪费原材料当给料段螺槽容积大于熔融段容积时会出现真空孔“冒料”现象从而堵塞真空排气管路造成无法排气影响产品质量而无法正常生产。因此提高给料速度也是有限度的。六设备、电器等故障状态与对策在挤出生产的整个过程中除了正确设定温度外关键在于对显示温度(熔体温度)进行有效控制。除挤出机超负荷运行外当设备、电器等发生故障时显示温度亦会处于不受控状态直接带来熔体温度的变化。挤出机螺筒与螺杆严重磨损挤出机螺筒与螺杆严重磨损带来径向间隙加大导致物料在挤出过程中从压力高的区域向压力低的区域流动发生所谓的“正流”或“逆流”现象。以螺杆结构为l头数的挤出机分析可知:当物料由给料段双头螺槽并联运动至第一个单头螺槽开始串联运动压力骤升然后又由单头螺槽串联运动至双头螺槽开始并联运动压力骤降当再一次进入单头螺槽开始串联运动压力骤升。当第一、二个单头螺绫和对应部位的螺筒在剪切作用下磨损有部分物料可能由单头螺槽向前面的双头螺槽泄漏即发生逆向流动也可能向后面的三头螺槽泄漏即发生正向流动熔体由熔融段三头较大螺槽向计量段三头较小螺槽容积流动时因计量段螺绫和对应部位的螺筒在剪切作用下磨损有部分熔体可能由计量段螺槽向熔融段螺槽泄漏即发生逆向流动。物料或熔体的不规则流动尤其是逆向流动导致其在机内停留时间延长发生“过塑化”、局部降解将会沿制品轴向出现“黄线”。因此此时一些有经验的操作人员以降低设定温度提高物料粘度减少逆流的方法勉强维持继续挤出生产。其实这种现象在行业类也普遍存在所谓“超低温工艺”其最初原因概源于此。因熔体温度过低塑化不均衡挤出制品质量是难以得到有效保证的。挤出机螺杆加工、装配不当导致两螺杆轴向最小间隙偏小。挤出机两螺杆轴向单向设计间隙一般都在mm以上但由于加工偏差不少螺杆的实际串动量仅有mm左右即螺杆各功能段每边轴向最小间隙仅能保证mm。如果在装配过程中不精心加以控制和调整致使某功能段最小轴向间隙就可能在mm左右甚至更小或直接碰撞产生打架现象。挤出机工作一段时间若推力轴承磨损也会发生螺杆轴向串动使轴向间隙变化这是因为两盘推力轴承的磨损程度不可能完全一样所致。挤出生产过程就会发生局部过热一些所谓的高手这时候一般采用提高设定温度降低物料粘度增强物料流动性的方法勉强维持生产。所谓“超高温工艺”其最初原因也概源于此。因温度过高不仅影响产品内外质量和色泽还会因物料的局部分解导致氯化氢析出和群青(指加了群情的制品我们的型材就加了群青的)发生反应致使制品铅污染变色。同时氯化氢有超强的吸水性与水结合而成盐酸对设备和模具有强烈的腐蚀作用。我们每次从因糊料而拆开的模具内掏出的黑色糊料块在放置一段时间后表面会出现类似水珠的东西其实就是氯化氢吸收空气中的水分而形成的盐酸小颗粒。电气仪表故障致使显示温度处于失控大致有以下几种情况a)热电偶:热电偶故障大致可分两种。第一种是未安装到位或安装孔内存在杂物及热电偶线路轻微短路不能如实传递螺筒温度往往显示温度低于设定温度造成不间断加热使物料实际温度偏高甚至糊料。第二种是热电偶断路(开路)这时候会使显示温度到刻度满度或者直接显示断偶致使加热控制器停止输出加热指令加热器会因接触器会断开而停止加热慢慢的物料就会因无外热加温而无法继续生产(断偶的情况出现在螺筒给料段和模具及合流芯上危害尤为明显)。b)电加热器线圈部分或者与导线连接处因接触不良而发热烧毁加热器实际功率变小或直接到零功率显示温度偏低。因给料段外加热圈启闭比较频繁甚至长期工作这种现象常常发生。模具段则因经常拆装接线不良的情况较多。c)交流接触器因开启频繁而每次开闭都会产生弧光弧光的温度是很高的大家可以想想电焊机的焊接就是利用弧光的典型例子。弧光有时候会引发交流接触器触点的表面融化发生离合器粘结导致电加热器不间断工作显示温度偏高长时间的反复粘连、机械力脱开、再粘连就会逐渐烧毁触点造成断路而使加热器无法工作是显示温度低于设定温度。d)加热主线路保险开路或断路器跳闸大部分是因后面线路或加热器短路产生瞬时大电流造成。这时候虽然加热指示灯亮显示加热但仪表显示数字或指针不涨反降指示温度越来越低。加热圈安装不当:加热圈安装不当和螺筒或口模接触不紧密、存在间隙使加热圈的热量散失无法传递给螺筒或口模加热圈不停顿工作显示温度依然偏低影响物料塑化。这种情况还有烧毁加热器的危险安装加热器是应当引起足够重视真空排气不良:真空度过低或出现冒料堵塞排气孔排气不良致使物料夹带空气或挥发物不仅影响物料塑化还会使制品出现发泡。螺杆温度:所谓螺杆温度显示的并不是螺杆的真实温度而是螺杆油泵输送进螺杆内部进行流动的高温导热油的温度有的设备干脆就直接标示成“螺杆油温”。其不正常也分两种情况第一种是油路堵塞螺杆内根本就没通油而我公司根据生产速度普遍偏快这一实际情况大部分螺杆油加温功能是关闭了的这时候的螺杆油温显示往往很低大概在左右(因高温油根本没有从螺杆内流动此时螺杆的各段温度和物料在各段的温度是一样高的)造成螺杆这一功能丧失无法实施定向调温职能导致给料段显示温度偏低计量段显示温度跑高失控。第二种是水路堵塞由于水路是对油路进行冷却的职能是带走油路从螺杆内带出来的多余热量因而水路的堵塞没油路的堵塞那么容易发现危害也没那么大但仍然可产生油路带出来的热无法散发造成高温油箱温度逐步升高无法控制最后丧失散热调温功能仅保留平衡给料段和计量段温度这点功能。过高的油温还会造成油路、高温电磁阀、油泵密封件(多为含氟橡胶)的损坏造成高温导热油的泄露既浪费高温油又污染工作环境。由此可见要实施挤出工艺温度的优化设定和控制首先必须保证挤出机和温控系统的工作质量。螺杆的更换:更换新螺杆前先必须对其加工质量进行严格验收并认真进行装配确保螺杆装配的最小径向与轴向间隙处于最佳状态挤出机工作一段时间定期调整螺杆与螺筒径向间隙逐步转移磨损部位加宽其磨损空间以提高挤出机螺筒与螺杆工作寿命并定期检查挤出机推力轴承是否串动及时维修。螺筒与螺杆磨损至最大量时及时进行更新修复温控系统出现失控时应及时查明原因处理严防带病工作安装加热圈一定要保持平整和螺筒、合流芯、口模等严密合缝无散热间隙挤出生产过程中一定要严密观察排气孔是否堵塞真空度是否过低发现异常及时处理螺杆显示温度跑高和跑低失控时应随时疏通冷却水管路及油路以确保显示温度沿着理想的轨道运行。七原料、配方、捏合等影响因素与对策原料、配方、混料等因素发生变化都会对PVCU物料的塑化度产生影响。原料:PVC树脂分子量过高或过低直接影响熔体塑化度。分子量低的树脂比分子量高的树脂有较高的塑化度因此原料如果选用混杂或本身的质量问题造成分子量分布区域过宽对PVCU的挤出生产无疑是致命的。我公司根据生产实际情况考虑到生产难度和产品综合性能两方面的因素挤出产品采用的全部是疏松型SG(分子量)PVC树脂以保证较高的产品内在性能。注塑产品大部份采用的是疏松型SG(分子量)PVC树脂及少量疏松型SG(分子量)PVC树脂充分兼顾了内在性能及加工工艺性。配方:配方中加工助剂与润滑剂选择配搭不当或者是加入的量不合适亦会致使物料塑化提前或推后配方中填充剂的多少也直接影响制品内在的各项理化性能指标。配方无疑就是PVC制品生产最最重要的一环节。我公司使用的配方都是在大量的试验基础上、经试生产之后才普遍采用的配方中添加的加工助剂和润滑剂的量都是经过试验验证能确保摩擦和润滑性能的相对平衡并且有现场工艺人员根据实际情况随时进行微调以及对配方工序工作质量的检查等等手段以保证生产过程中配方的随时有效性和适宜性。捏合工艺:捏合(混料)出料温度设定不当热混(搅)温度过高或过低捏合时间过长或过短冷混(搅)出料温度过高均会影响混合料凝胶化程度并和挤出制品的塑化度紧密相关。因此作为塑料制品挤出过程中第一道工序的捏合作业应严防操作人员随意降低(改变)混料温度减短混料时间。刚开始混料时因热混锅是冷的每锅混料时间较长随混料锅次增加每锅达到出料温度所需的时间就会越来越短。当出料时间过短时会发生物料组分分散不匀就应适当增加热放料的温度(我们使用的方式)、或改连续混料为间歇式混料延长混料时间以保证正常出料(这点我们还未对此进行有效性试验接下来可以考虑在捏合设备充裕的情况下逐步试验有效地话可推广实施)。捏合设备:随着捏合机长期工作浆叶发生磨损而我公司的捏合设备全部采用的是自摩擦生热型的因此、浆叶的磨损会延长每锅料的混料时间。当达到出料温度所需的时间过长时会发生物料局部过热分解就应及时更换浆叶每次混料前应认真检查热电偶以免被物料包裹或线路短路、断路等等情况发生不反映真实温度一样造成长时间捏合导致糊料混料时应密切注视热混(捏合)锅或冷混锅出料阀门是否泄漏严防局部物料组分分散不匀、温度冷却不均等现象发生。特别是捏合(热混)锅如发生放料门泄露严重时会直接将温度未捏合到位的料慢慢漏入冷搅锅有的未化开的复合稳定剂也会漏下这就造成类似根本未经捏合的情况出现使挤出过程无法正常进行。每次混料后应检查混料机内是否有余料粘附锅壁和排气袋堵塞现象并及时处理掉。以杜绝各类影响混合料质量因素。八总结本文关于锥双螺杆挤出机工艺温度优化的思路主要涵盖以下内容:挤出工艺温度的设定和控制:应以PVCU熔体塑化度一为基准螺筒熔体温度宜控制在~之间口模温度则宜控制在之间以便熔体到达最佳塑化度的一瞬间即刻从口模挤出。从而实现既能从最佳塑化度下挤出又能防止物料过热时间太长产生分解降低某些性能。适当提高给料段设定温度:以给物料提供充分的外热确保物料良好塑化的同时有效降低计量段设定温度与显示温度温差减缓剪切作用对挤出机螺筒与螺杆的磨损降低计量段设定温度并非越低越好而是以显示温度不超过为基准确保物料稳步、均衡塑化防止局部过热分解。当挤出量较大已经停止外加热冷却系统不停顿工作显示温度依然高于时可视情况适当降低螺杆设定温度或给料速度当挤出量较小显示温度低于时宜适当提高螺筒、螺杆设定温度或给料速度。在挤出速度一定条件下给料速度是调控剪切热的有效手段:在减少给料速度调整计量段设定温度和显示温度温差的同时又致使给料段设定温度和显示温度温差更大时才有必要降低挤出速度以便延长物料在给料段的停留时间吸收外加热促进塑化。合流芯设定温度以确保熔体截面温度均衡、一致为依据:设定温度过低会使熔体表面流动速度过慢影响从口模挤出制品成型质量设定温度过高会使熔体表面流动速度过快同样影响从口模挤出制品成型质量。更换螺筒与螺杆:更换时一定要严格检查与调整螺杆各段轴向间隙防止因某段间隙过小致使物料或熔体局部过热挤出机工作一定时间及时调整螺杆与螺筒径向间隙以延长其工作寿命。优化挤出工艺温度:可以实现不同规格、剪切性能挤出机在不同挤出量条件下只要显示温度处于可控状态都可以实施同一工艺温度下挤出。从而实现提高制品质量减缓挤出机磨损延长其工作寿命进一步降低成本方便管理及时发现和有效处理故障的多层目标。优化工艺是有前提条件的:当挤出机超负荷挤出设备与电器、仪表处于故障状态显示温度不受控原料、配方有关助剂混料等因素影响物料塑化度时都应采取相应对策处理从而为优化工艺奠定良好的基础。

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