挤塑设备温控失调现象分析

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

挤塑设备温控失调现象分析关键字：挤塑设备 温控失调 　　生产过程中，由于挤塑设备的温度波动使加热系统失调或不均衡，常导致产品缺陷。从设备、传感器、测温控制仪表、人为因素等原因分析，可以找出相应解决办法。　　在线缆行业中，线缆的制造工艺要求挤塑设备的升温、温度的稳定保持、原料塑化、机头压力、挤塑过程等，应尽可能接近设定的理想状态。通常温度范围有相应的量化指标加以规范，以减少由温度变化引起的负面影响。在挤塑过程中，塑料粒子由固体颗粒转变为粘流状态，温度是控制其变化的主要手段。　　挤塑设备加热系统温度的变化，直接影响挤塑过程的顺利与否，进而影响线缆产品的质量。然而在实际生产过程中，有时挤塑设备的温度会在某一范围波动，在对温度进行调整时往往不能达到明显的效果，在此情况下生产的产品，尤其是对附加值高的电缆(如控制电缆、电力电缆、通信电缆、交联聚乙烯电缆等)将造成较大的浪费。通过对数台挤塑设备(φ45～φ150mm)的观察、分析及调整，导致挤塑设备温控失调原因，大致有设备自身、传感器(热电偶)、测温控制仪表、人为因素等方面。　　一、设备方面　　1.挤塑设备通常是用电加热器加热，加热片装于机筒(机身)、机脖、机头等各部位。机筒的散热(冷却)又分为水冷、风冷、或两种的结合。挤塑在加热的情况下进行，是一个连续的摩擦生热过程。由于螺杆的旋转，塑料粒子在机筒内受剪切变形和摩擦挤压，产生的热量和温升有时会大大超过塑料粒子塑化所需的温度，甚至在关闭加热电源后仍不能停止，进而超出工艺要求的温度范围。此时，若机器冷却系统的平衡失调，如散热风机功率不足、损坏、密封垫破损等，往往导致机筒的某段温度失控，引起粒子料塑化不均。若是温度超高，则会使粒子料在机筒和螺杆表面烧焦，进而使线缆绝缘层或护套层的缺陷增加，或引起线缆表面烧焦等。　　避免或减少产品缺陷的方法是在开机过程中，认真观察设备每个温度段的温度指示值，并随机头出料的塑化质量情况调节温控，发现烧焦应立即清理机头和螺杆。对于怀疑某段散热风机有故障或漏风，应会同维修人员维修处理后再开机。　　2.若所用设备的螺杆是用油冷方式冷却的，则与其模具温控器中仪表的设置、管路的通畅与否、电磁阀、油泵、油质等因素有关。若设备(螺杆和机筒)用循环水方式进行冷却，水垢、污物、水压、水流量、电磁阀故障等为主要因素。以上原因同样会引发温度失调现象，因此在开机过程中，应保持冷却油路或水路的畅通，并经常检查相关附件是否正常。可通过观察油温、水温指示及压力指示等对设备状态进行判断。　　3.螺杆放置不当、安装过程中发生碰撞、跌落，使螺杆在一定程度上产生变形、存在毛刺，或是由于粒子料中混入金属块或其他硬颗粒，导致螺杆与机筒内壁摩擦使温升加剧导致温度失控。这些往往导致仪表在无输出状态下工作，机器温度逐渐升高，处于亚失控状态(即仪表没有输出指示，但温度示值仍然缓慢升高，并在某温度点居高不下)，若发生此现象则比较麻烦，在排除风机、油冷、冷却水、热工仪表、热电偶等因素的情况下，须对螺杆变形进行确认，必要时磨削螺杆。严禁将金属物品加入机筒内，拆卸、清洗螺杆时应将螺杆垫放平稳。　　4.设备开机速度慢，出胶量少，使原料塑化过头，粒子料在机筒内打滑，导致螺杆转速波动，引起挤出压力波动，再加上螺杆磨损，引起已塑化原料在机筒内翻滚、回流，使摩擦加剧，导致温控失调。或是机脖内部锥面面积小、散热慢，加上在开机过程中因中和、换料和其他原因引起待机时间长，使粒子料烧焦、碳化并附着在机脖、机头内部造成堵塞，原料不能正常挤出，导致温控失调。因此开机前，应做好各项准备工作，尽量缩短开机升温过程中的待机时间，换模或换料要及时、干净，若待机时间需相对延长，则可降低设定的温度来避免原料焦化现象。　　5.由于机脖或机头温度段的上下加热块中某一块损坏，导致该段上下温度有较大差别，而热电偶的取样点只有一个，所采集的温度不一定是该段的实际温度，此现象在螺杆直径较大的挤塑设备中尤为常见。常使物料塑化效果差、不均匀。因此，应经常检查加温、温控系统是否正常。操作者可以从加热段电流表的电流变化作出判断，若发现加温系统有问题，应找有关人员处理正常后再开机。　　6.由于原料(粒子料)的质量较差(回收再生料)，其中含有砂粒和其他颗粒，致使机头过滤网阻塞，机筒压力增大引起温度逐渐升高失控。若是以上几种因素的综合，则温控失调现象将进一步加剧。　　二、热电偶的影响　　热电偶在测温过程中，受测量环境、使用温度以及绝缘材料和保护管材料的沾污等影响，使用一段时间后，其热电特性将会发生变化，这一变化超过规定范围时，会使热电偶测量的温度产生失真。　　1.热电偶固定的可靠性、取样点的设置、插入深度及接触点正确与否，对温度值的真实反映有很大关系。由于从机筒到机头各段温度不尽相同，呈现低、高、低排列，取样点位置和深度为重要因素。通常热电偶取样深度是热电偶直径的5～8倍，并应有效接触。　　2.热电偶直接夹放在加热圈内，将导致该测点的温度有较大偏差，尤其在机头更是如此，因为其反映的是加热圈的温度，而不是机头的实际温度。所以机头必须选择合适的温度取样点，而不是简单的夹放。　　3.热电偶与仪表的分度号不匹配，(比如K型的错用为J型或E型)导致温度示值与实际温度偏差较大。对工艺参数的执行起误导作用。因此在更换热电偶时，要仔细辨认分度号。　　4.使用过程中，对热电偶更换、拔插频繁，特别在机头、机脖、法兰等部位，容易导致热电偶导线扭曲、绝缘下降、局部短路，使测量信号出现偏差，引起该段温度值偏离。因此，在调整和清理机头时，要防止损伤插头、热电偶导线、接线柱等，保持接触良好。　　5.发生断偶现象。温度指示值是仪表的最高值并且无输出，电流表无电流指示。断偶的结果是该加热的温度段不加热。原因有信号的补偿导线接触不良、导线断路、热电偶内部损坏等。检测时，用万用表很容易作出判断。　　三、仪表方面的因素　　1.热工仪表与热电偶之间存在偏差。对仪表进行检定时未加以修正，不能反映真实温度值。因此，若热工仪表存在偏差，则必须对仪表示值偏差进行修正。　　2.对于动圈式测温控制仪表，由于机械磨损、仪表指针触碰表盘或粉尘颗粒等使表针出现卡滞，导致表针停留在某个温度段内。只要用手指轻轻敲击仪表表面，仪表指针便会指向仪表实际温度。若卡滞现象严重，则必须修复或更换。　　3.对于数字式仪表，由于其他电器的电磁干扰使仪表产生误动作，出现仪表死机现象导致温度失控。可关闭仪表电源几秒钟后再开启，一般可恢复正常。　　4.控温仪表内部模块、继电器触点接触不良、损坏、粘死等，导致仪表输出状态呆滞，使设备温度失控，在此情况下则必须更换仪表。　　5.控温仪表与热电偶之间存在一个时间滞后参数τ，各仪表与热电偶组合的τ不尽相同。若在挤塑设备中有原料烧焦现象，机筒内表面形成一层聚合物熔膜，降低了热传导，使τ进一步增加，将影响温控。当然仪表品质差、灵敏度低导致控温精度差，也是温控失调的原因之一。　　四、人为因素　　1.责任心欠佳，开机后人员远离设备，未按工艺要求和操作规程进行操作。螺杆的转速、收线速度、机头温度、产品外径等未达到良好配合状态，联动调整不良。　　2.对设备情况、性能、原材料特点、供应商提供的原料参考温度等了解不足，凭以往经验开机。　　3.在已知设备有故障的情况下，仍然开机。