Металлические включения в полимерном сырье: как защитить оборудование от повреждений
Одна гайка в потоке гранулята может повредить шнек и остановить линию. Металл в полимерное сырье попадает часто, особенно если предприятие работает с дробленкой и вторичными материалами. Поэтому стоит разобраться в том, откуда он берется, какой ущерб наносит и как выстроить защиту на входе в линию. Нужно помнить, что оборудование для переработки пластиков уязвимо к металлу. Рекомендации технологам, главным механикам и руководителям производств, где идет экструзионная переработка пластмасс, которые помогут предупредить серьезные поломки.
Откуда металл попадает в полимерное сырье
Первичные гранулы приходят с завода чистыми, но до бункера проходят фасовку, перевозку, пересыпаются и подвергаются пневмотранспортировке. На каждом этапе контроль ослабевает. Вторичное сырье несет еще больше рисков. В отходы случайно попадают посторонние предметы, а подготовка дробленки оставляет металл в массе.
Изделия со вставками также создают проблемы. Корпуса, крышки и детали с закладными гайками, шурупами и пружинами попадают в дробилку целиком. И мелкие металлические элементы смешиваются с чистой крошкой. Визуально такую смесь не отличить от обычной дробленки, особенно в большом бункере.
Основными источниками загрязнения считаются:
- износ ножей, сит и крепежа дробилок и грануляторов, из-за чего в сырье попадает металлическая стружка;
- скобы, проволока, обвязка и фрагменты тары в собранных отходах;
- болты, шайбы и мелкие детали, забытые в бункерах и смесителях после ремонта;
- частицы износа конвейеров, питателей и пневмолиний.
Эти источники объединяет одно: металл смешивается с сырьем незаметно и проявляется только после выхода оборудования из строя. Поэтому защиту нужно строить до загрузки в бункер, а не после первой поломки.
Какие металлы попадают в сырье и почему важно учитывать их тип
Черные металлы, то есть сталь и чугун, притягиваются магнитом. Алюминий, медь и латунь не магнитятся. Нержавеющая сталь аустенитного класса слабо реагирует на магнит или не реагирует совсем. Поэтому одного магнита для защиты недостаточно. Он улавливает только часть возможных включений, а цветные металлы и нержавейку обнаруживает металлодетектор.
Размер частицы тоже влияет на последствия. Мелкая стружка забивает фильтрующие сетки, крупная деталь заклинивает шнек. Самыми коварными считаются частицы средних размеров. Они проходят загрузку, не вызывают мгновенной остановки оборудования и постепенно царапают рабочие поверхности, пока износ не станет заметен по качеству изделий.
Почему металлические включения опасны
Экструдер для пластиков уязвим к воздействию металлических элементов, независимо от производителя и мощности. И нужно разобраться, какие узлы оборудования повреждаются первыми.
Шнек и цилиндр
Твердая частица попадает в зазор между гребнем шнека и стенкой цилиндра и оставляет задиры. Зазор увеличивается, расплав начинает проскальзывать, производительность снижается, а давление становится нестабильным. Если частица крупная, то шнек заклинивает, и привод получает ударную нагрузку.
Фильера и калибратор
Царапина на формующей поверхности отпечатывается на каждом метре изделия в виде продольной полосы. Дефект заметен сразу, а устранить его можно только остановкой линии и ремонтом оснастки.
Сетки и готовое изделие
Стружка забивает ячейки фильтра расплава, давление перед ним растет, а сетки приходится менять чаще. Металл внутри пленки, трубы или листа превращает партию в брак.
Зачастую все выглядит так. Линия работает на дробленке, оператор замечает рост давления перед фильерой и появление полосы на профиле. Линию останавливают, разбирают и находят на шнеке задир от стальной частицы. Затем следуют простой, ремонт, а партия изделий выбраковывается. Замена пары шнек–цилиндр стоит дорого, поэтому вопрос о цене оборудования для переработки пластика стоит дополнять вопросом об устойчивости его узлов к воздействию посторонних включений.
Как построить многоступенчатую защиту оборудования
Эффективно работает схема, которая включает несколько барьеров, где каждый ловит то, что пропустил предыдущий. Порядок тут такой:
- Входной контроль сырья. Осмотр партии, проверка упаковки, отказ от сырья с многочисленными видимыми загрязнениями.
- Магнитная защита на загрузке. Решетчатые и стержневые магниты, магнитные плиты или сепараторы. Они улавливают черные металлы, но цветные пропускают, а при толстом слое гранул частица в глубине потока до магнита может не дойти.
- Металлодетектор на линии подачи. Гравитационные модели реагируют на цветные металлы и нержавейку, а отсекающая заслонка выводит загрязненную порцию из потока.
- Фильтр расплава перед формующим инструментом. Это последний барьер, который защищает фильеру и калибратор.
Фильтр расплава стоит после шнека и сам шнек не защищает. Поэтому основная нагрузка ложится на первые 3 ступени.
Система защиты закладывается в проект линии на этапе технического задания. Магнитный сепаратор или металлодетектор проще встроить в новую линию, чем устанавливать в уже действующую систему подачи, так как нужны высота для гравитационного падения сырья и место для обслуживания.
Поэтому при заказе линии нужно прописывать требования к защите в ТЗ. Оборудование для переработки пластика должно комплектоваться соответствующими узлами на этапе проектирования, а не после первого инцидента.
Что учесть при выборе экструдера
Если выбирается экструдер для пластиков, который будет работать с вторичным сырьем, то обязательно нужно проверить 4 момента:
- Износостойкость шнека и цилиндра. Желательно, чтобы поверхность была азотированной или выбирать биметаллический цилиндр.
- Возможность быстро извлечь шнек и осмотреть его после остановки.
- Наличие узла быстрой смены сеток.
- Свободное место над загрузкой для размещения магнита и металлодетектора.
Эти параметры не отменяют защиту сырья, но снижают ущерб, если металл все же прошел. Компания «Полимер-Техника» изготавливает экструзионные линии, узлы и шнеки по ТЗ заказчика, поэтому состав защиты можно согласовать на этапе проектирования.
Регламент: как защита работает каждый день
Даже эффективная система защиты не работает без дисциплины. Магниты нужно очищать каждую смену, а извлеченный металл собирать для оценки. Также рекомендуется вести журнал и фиксировать в нем:
- дату;
- данные о партии сырья;
- тип извлеченного металла;
- предполагаемый источник.
По записям видно, откуда идет загрязнение: от поставщика или с участка дробления.
Металлодетектор проверяют контрольными образцами из черного, цветного металлов и нержавейки. Если он пропускает образец, то чувствительность нужно настраивать.
При резком росте давления или появлении полос на изделии линию следует остановить. Работа «до конца смены» превращает небольшой задир в серьезный износ. В цехе, где работает оборудование для переработки пластика, час простоя стоит дороже защитных устройств, а регулярная проверка занимает несколько минут. Там, где идет экструзионная переработка пластмасс с использованием вторичного сырья, журнал и проверки становятся обязательной частью технологической дисциплины.
Вывод
Металл в сырье не исчезает сам. Он попадает в него с отходами, в результате износа дробилок, во время проведения ремонтов и из пневмолиний. Ущерб при этом накапливается незаметно. Появляются задиры на шнеке, царапины на фильере, засоряются, и растет процент брака.
При этом есть методы предупреждения таких повреждений, которые подтверждаются практикой эксплуатации. Нужно помнить, что магнит ловит только черные, а цветные металлы и нержавейку находит металлодетектор. При этом фильтр расплава шнек не защищает.
Поэтому нужна схема из нескольких ступеней, которую закладывают в ТЗ. Не менее важно наличие регламента обслуживания защитных устройств, его соблюдение и ведение журнала.
Начать следует с аудита собственного сырья. Важно определить, какая доля поступает в виде дробленки, и проверить, как защищена загрузка. Цена оборудования для переработки пластика должна включать стоимость устройств защиты. Она обходится дешевле, чем ремонт или замена шнека.
Подберите оборудование для переработки пластиков под ваше сырье вместе с инженерами «Полимер-Техника». Расскажите о типе сырья и производительности, и наши специалисты предложат конфигурацию линии с эффективной защитой от металлических включений.