بازگشت به راهنمای عیب‌یابی و تعمیرات اکسترودر ←

یکی از مشکلات نادر اما جدی در ماشین‌های اکسترودر، گیر کردن مارپیچ (Screw Binding) است. این مشکل زمانی رخ می‌دهد که مارپیچ به طور ناگهانی از چرخش بازایستاده و در داخل برل یا محفظه تغذیه گیر می‌کند. این اتفاق معمولاً به دلیل تفاوت در انبساط حرارتی بین مارپیچ و برل ایجاد می‌شود و می‌تواند باعث آسیب جدی به دستگاه و توقف طولانی‌مدت تولید شود. این مشکل به‌ویژه در هنگام اکستروژن پلیمرهای فلوئوردار (Fluoropolymers) که نیاز به استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند Hastelloy، Monel،Inconel  و Duranickel دارند، شایع‌تر است. این مواد اگرچه مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند، اما به دلیل تفاوت در خواص حرارتی و مکانیکی، بیشتر در معرض گیر کردن مارپیچ قرار می‌گیرند.

مکانیسم گیر کردن مارپیچ:

تفاوت در انبساط حرارتی:

هنگامی که دمای مارپیچ و برل افزایش می‌یابد، هر دو به دلیل انبساط حرارتی بزرگ می‌شوند. اگر ضریب انبساط حرارتی (CTE) مارپیچ بیشتر از برل باشد، فاصله بین مارپیچ و برل کاهش می‌یابد.

در اکسترودرها، معمولاً دمای مارپیچ در ناحیه تغذیه (Feed Section) به دلیل انتقال حرارت از بخش‌های دیگر مارپیچ، بیشتر از دمای برل است. این تفاوت دما باعث انبساط بیشتر مارپیچ و کاهش فاصله بین مارپیچ و برل می‌شود.

در مواد مقاوم در برابر خوردگی، هدایت حرارتی پایین‌تر باعث می‌شود گرمای بیشتری در مارپیچ باقی بماند و دمای آن افزایش یابد. این موضوع خطر گیر کردن مارپیچ را بیشتر می‌کند.

تأثیر بار فشاری:

فشار ایجاد شده در انتهای مارپیچ برای عبور مواد مذاب از دای، باعث ایجاد بار فشاری روی مارپیچ می‌شود. این بار فشاری می‌تواند باعث کاهش طول و افزایش قطر مارپیچ شود. با این حال، تأثیر این پدیده در مقایسه با انبساط حرارتی بسیار ناچیز است و نقش کم‌رنگ‌تری در گیر کردن مارپیچ دارد.

راه‌حل‌های پیشنهادی:

برای جلوگیری از گیر کردن مارپیچ، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

خنک‌کاری مارپیچ در ناحیه تغذیه:

کاهش دمای مارپیچ در ناحیه تغذیه می‌تواند از انبساط بیش از حد آن جلوگیری کند.

افزایش دمای محفظه تغذیه:

با افزایش دمای محفظه تغذیه، تفاوت دما بین مارپیچ و برل کاهش می‌یابد.

کاهش دمای بخش‌های انتقالی و اندازه‌گیری  (Transition & Metering Section):

کاهش دمای این بخش‌ها باعث کاهش انتقال حرارت به ناحیه تغذیه می‌شود.

افزایش فاصله بین مارپیچ و برل در ناحیه تغذیه:

افزایش فاصله در ناحیه تغذیه (حدود ۰٫۰۰۲ میلی‌متر به ازای هر میلی‌متر قطر مارپیچ) می‌تواند به طور قابل توجهی از گیر کردن مارپیچ جلوگیری کند. این کار معمولاً تأثیر منفی بر عملکرد اکسترودر ندارد، زیرا مواد اولیه معمولاً به صورت پلت تغذیه می‌شوند.

نتیجه‌گیری:

گیر کردن مارپیچ در اکسترودرها به‌ویژه هنگام استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی، یک مشکل جدی است که می‌تواند باعث آسیب به دستگاه و توقف تولید شود. با این حال، با درک مکانیسم‌های ایجاد این مشکل و استفاده از راه‌حل‌های مناسب مانند خنک‌کاری مارپیچ، افزایش فاصله در ناحیه تغذیه و کنترل دما، می‌توان از بروز آن جلوگیری کرد. تکنسین‌ها باید به‌ویژه هنگام کار با پلیمرهای فلوئوردار و مواد مقاوم در برابر خوردگی، این نکات را مد نظر قرار دهند.