Температурные режимы экструдеров

Примечание: Интервалы температур учитывают применение в качестве сырья рецептур на основе ПВХ с индексом от 58 и до 70, а так же «дроби» разного состава. В общем случае, значения температур для сырья на основе ПВХ 58 находятся на нижней границе интервала, а для сырья на основе ПВХ 70 – на верхней. Значения температур для «дроби» могут сильно различаться в зависимости от ее происхождения. При запуске, в качестве начальных, могут быть установлены температуры из середины интервалов.

Необходимо понимать, что указанные величины температур имеют только рекомендательный характер и могут быть изменены в зависимости от ситуации, наблюдаемой в каждой конкретной ситуации. В то же время, к изменению температурных режимов экструдера следует относиться с должной серьезностью, на основе собственного опыта работы с учетом применяемого типа сырья (ПВХ или смесь) и рецептуры смеси (тип смолы, количество стабилизаторов).

Существует прямая взаимосвязь между производительностью экструдера и температурами нагрева цилиндра. При повышении производительности экструдера увеличивается вклад сдвиговых деформаций и сил трения между частицами материала в процесс его пластикации. Другими словами, температура материала в цилиндре начинает увеличиваться за счет тепла, выделяемого при трении частиц материала друг о друга, об шнеки и цилиндр. В этом случае, при недостаточно эффективной системе охлаждения цилиндра, возникает местный перегрев отдельных зон. По этой причине иногда приходится снижать температуры нагрева цилиндров при «разгоне» станков. Здесь необходимо упомянуть и обратную ситуацию: при «разгоне» экструдера иногда отмечается ухудшение степени переработки материала связанная с уменьшением времени его нахождения в разогретом цилиндре. Для такой ситуации требуется увеличение температур экструдера.

В случае если система охлаждения этих зон не справляется с добавочным выделением тепла, возникает так называемый «саморазогрев» зон цилиндра экструдера. При этом реальные температуры одной или нескольких зон выше установленных значений на несколько градусов (в отдельных случаях – до 20 градусов). Для устранения подобного явления эффективным способом является уменьшение производительности экструдера. «Разгрузка» шнека (уменьшение степени заполнения шнеков материалом) тоже может привести к исправлению ситуации. В случаях если уменьшать производительность экструдера и степень заполнения шнеков не представляется возможным, рекомендуется уменьшить температуры предыдущих зон. Все эти способы можно применять как по отдельности, так и совместно. В любом случае, действуя любым из этих методов, следует избегать «резких» изменений режимов для предотвращения возникновения ситуации, когда материал перестанет перерабатываться.

Как уже упоминалось выше, материал на выходе их экструдера может быть не только «нормально переработан», но так же и «недостаточно переработан» либо «перепластицирован». Оба последних случая могут быть причиной неудовлетворительного качества готового профиля. Ниже приводятся характерные признаки таких состояний материала.

Признаки недогрева, «недостаточной переработки» материала

Необходимо понимать, что признаки, позволяющие оценить степень «проработанности» материала на выходе из экструдера, достаточно субъективны, зависят от оператора, руководствоваться ими желательно на основе собственного опыта. В общем случае, ситуация «недостаточной» переработки материала исправляется повышением температур зон экструдера или повышением интенсивности «механической» составляющей в переработку материала за счет увеличения оборотов шнеков и дозатора (увеличением производительности) или за счет увеличения степени заполнения шнеков.

Материал недогрет или «недостаточно переработан», когда:

Жгут материала расслаивается на отдельные составляющие. Жгут материала легко рвется при растягивании («недостаточная переработка» материала, часто на запуске).
Надрываются кромки жгута материала («недостаточная переработка» материала, при первоначальном «наполнении» профиля).
Готовый профиль шероховатый, «сухой» на ощупь (недогрев, нормальный профиль гладкий, слегка «маслянистый» на ощупь).
Поверхность готового профиля матовая (недогрев, нормальный профиль имеет «небольшой» глянец).
Материал жгута чрезмерно упругий, при сдавливании быстро восстанавливает форму без оставления следов, отпечатков. Под сдавливанием понимается кратковременное сжатие полки жгута (до калибратора) плоскогубцами или пальцами. (недогрев, возможно «недостаточная переработка», нормальный материал деформируется при сжатии с оставлением отпечатков).
Отдельные ямки, неглубокие, до 3 мм в диаметре на поверхностях готового профиля, малозаметны. («недостаточная переработка», возможно недогрев, поверхность нормально переработанного материала ровная).
В колодцах дегазации видно, что материал находится в состоянии порошка или дроби. (недогрев или «недостаточная переработка», в нормальном случае материал должен выглядеть как лента с рваными краями, либо как «сборище комков» или как слипшаяся дробь).
Поверхность профиля шероховата на ощупь. Данный признак может свидетельствовать так же и о перегреве. При правильных температурных режимах поверхность жгута гладкая.
Поверхность жгута материала визуально, в просвете между фильерой и калибратором не ровная, видна рябь, мелкие «волны» по поверхности. Этот признак может свидетельствовать как о «недогреве» так и о «перегреве». В любом случае, при «нормальной переработке» материала подобной картины нет.

Признаки перегрева, «перепластикации» материала

Под «перегревом», «перепластикацией» материала понимается чрезмерная переработка сырья в цилиндре экструдера за счет повышенных температуры и сдвиговых деформаций. Перечисленные ниже признаки субъективны, руководствоваться ими желательно на основе собственного опыта. Ситуация «перепластикации» материала в общем случае исправляется понижением температур зон экструдера или понижением интенсивности вклада «механической» составляющей в процесс пластикации материала за счет уменьшения оборотов шнеков и дозатора (уменьшением производительности) или за счет уменьшения степени заполнения шнеков.

Материал перегрет или «перепластицирован», когда:

Жгут материала вязкий, хорошо вытягивается без порывов. (перегрев, перепластикация)
В жгуте материала видны «комки», утолщения которые, обычно, не разглаживаются при калибровании. (возможно перегрев, «перепластикация»)
Материал жгута чрезмерно пластичный, при сдавливании форма жгута не восстанавливается, на поверхности остаются значительные отпечатки которые значительно вытягиваются по направлению экструзии. Под сдавливанием понимается кратковременное сжатие полки жгута (до калибратора) плоскогубцами или пальцами. («перепластикация», возможно перегрев, нормальный материал немного упругий, отпечатки на нормальном материале не растягиваются)
На поверхности жгута материала вздуваются пузыри, при этом дегазация работает корректно (чистые фильтры и колодцы, вакуум не менее 0,6 бар). (возможно перегрев, «перепластикация», поверхность жгута нормального материала гладкая)
Материал жгута и готовый профиль имеют желтоватый оттенок. (перегрев, возможно скорое «сгорание» материала если не принимать мер) Признак не распространяется на подоконные смеси без добавления белого красителя (диоксид титана).
Поверхность профиля, или некоторые ее части, шероховата на ощупь. Данный признак может свидетельствовать так же и о «недогреве». При правильных температурных режимах этого не наблюдается.
Поверхность жгута материала визуально, в просвете между фильерой и калибратором не ровная, видна рябь, мелкие «волны» по поверхности. Этот признак может свидетельствовать как о «недогреве» так и о «перегреве». В любом случае, при «нормальной переработке» материала подобной картины нет.