راهنمای عیبیابی مشکل تجمع ذرات و تغییرات گرماژ در ورق PP

بازگشت به راهنمای عیب‌یابی و تعمیرات اکسترودر ←

۱. شناسایی مشکل

  • علائم ظاهری:

    • وجود تجمع‌های ذرات (Agglomerates) در ورق PP.

    • تغییرات قابل توجه در گرماژ (گرم بر متر مربع) و ضخامت ورق.

    • خروجی پایین و کیفیت نامناسب محصول به دلیل مشکلات اختلاط.

  • مواد اولیه:

    • ترکیبی از PP هموپلیمر، PP کوپلیمر، و مستربچ حاوی کربنات کلسیم (CaCO3) و رنگدانه‌ها.

  • فرآیند تولید:

    • استفاده از اکسترودر تک‌مارپیچ با طراحی سه‌ناحیه‌ای (قطر ۹۰ میلی‌متر، L/D = ۳۰).

    • نیاز به عملیات پیش‌اختلاط و گرانول‌سازی به دلیل عدم توانایی مارپیچ در اختلاط مناسب.

۲. تحلیل مشکل

  • بررسی طراحی مارپیچ:

    • مارپیچ سه‌ناحیه‌ای قدیمی فاقد میکسر بود و توانایی پراکندگی تجمع‌های ذرات را نداشت.

    • نسبت تراکم پایین (۲.۲:۱) برای اکستروژن PP مناسب نبود.

    • ذوب نامنظم و تأخیر در ذوب باعث ناهمگنی در مذاب شد.

  • بررسی ویسکوزیته:

    • استفاده از رئومتر مویینه برای رسم منحنی‌های ویسکوزیته در سه دمای مختلف (۲۰۰، ۲۲۰، و ۲۴۰ درجه سانتی‌گراد).

    • تأیید دمای مذاب بالا (بیش از ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد) که منجر به مشکلات شکل‌دهی و خنک‌سازی محصول می‌شد.

  • بررسی میکروسکوپی:

    • تجمع‌های CaCO3 به صورت تصادفی در ورق پراکنده بودند و جهت‌گیری مناسبی در جهت جریان نداشتند.

۳. بررسی علل احتمالی

  • طراحی نامناسب مارپیچ:

    • عدم وجود میکسرهای پراکنده یا کششی در مارپیچ قدیمی.

    • نسبت تراکم پایین و ناحیه ذوب نامناسب.

  • شرایط عملیاتی:

    • دمای بشکه و فشار معکوس بالا باعث افزایش دمای مذاب و ناهمگنی می‌شد.

    • نوسانات جریان در قالب منجر به تغییرات گرماژ و ضخامت ورق شد.

  • مواد اولیه:

    • ویسکوزیته مستربچ و پلیمر ممکن است با هم سازگار نباشند.

۴. راه‌حل‌های پیشنهادی

  • طراحی مارپیچ جدید:

    • طراحی مارپیچ با ناحیه سددار (Barrier Screw) به طول ۱۲D و میکسر کششی ۲D برای بهبود اختلاط.

    • افزایش نسبت تراکم و بهینه‌سازی ناحیه ذوب.

  • بهینه‌سازی شرایط عملیاتی:

    • کاهش دمای مذاب به ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد و فشار معکوس به ۱۶۲ بار.

    • افزایش خروجی به ۱۲۵ کیلوگرم بر ساعت در ۶۰ دور بر دقیقه.

  • استفاده از ابزارهای شبیه‌سازی:

    • استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی برای پیش‌بینی رفتار مارپیچ جدید و تأیید بهبود اختلاط.

۵. اقدامات پیشگیرانه

  • کنترل کیفیت مواد اولیه:

    • بررسی ویسکوزیته و سازگاری مستربچ با پلیمر پایه.

    • انجام آزمون‌های آزمایشگاهی برای پیش‌بینی رفتار مواد در فرآیند اکستروژن.

  • بهینه‌سازی فرآیند تولید:

    • استفاده از شبیه‌سازی کامپیوتری برای پیش‌بینی تأثیر طراحی مارپیچ بر کیفیت محصول.

    • آموزش اپراتورها برای تنظیم دقیق پارامترهای فرآیند.

  • همکاری با تامین‌کنندگان:

    • مشورت با تامین‌کنندگان مواد اولیه برای انتخاب ترکیبات مناسب PP و مستربچ.

۶. جمع‌بندی

  • مشکل تجمع ذرات و تغییرات گرماژ در ورق PP معمولاً ناشی از طراحی نامناسب مارپیچ و شرایط عملیاتی نادرست است.

  • با طراحی مارپیچ جدید شامل ناحیه سددار و میکسر کششی، می‌توان اختلاط را بهبود بخشید و مشکلات تجمع ذرات و تغییرات گرماژ را برطرف کرد.

  • استفاده از ابزارهای شبیه‌سازی و تحلیل ویسکوزیته نقش کلیدی در حل این مشکلات دارد.

  • همکاری نزدیک با تامین‌کنندگان مواد اولیه و بهینه‌سازی فرآیند تولید، کیفیت محصول نهایی را تضمین می‌کند.