Добрый день, уважаемые форумчане.
Меня зовут Докукин Алексей. Я руководитель группы компаний Алеко. Случайно наткнулся на эту тему и, несмотря на давность лет обсуждаемой здесь проблемы, и прочную, подтвержденную делами и временем, репутацию моей компании, мне, скажу честно, неприятно читать этот отрицательный отзыв нашего клиента.
Первым желанием после прочтенного было расписать, как было дело в фактах и датах, что бы было понятно читателю, что ситуация неоднозначная и, что мы заботимся о своих клиентах. Но потом решил, что принесу больше пользы начинающим полимерщикам и своей компании, если сочиню некоторый ликбез о том, как избежать ситуации, описанной Центурионом и о том, чем она была вызвана.
Для начала разберем, какие шнеки бывают по своей конструкции и, чем они принципиально отличаются друг от друга?
Выделяют 2 группы шнеков по своей конструкции:
- декомпрессионные;
- компрессионные.
Высокопроизводительные компрессионные барьерные шнеки с высокой скоростью вращения, которые применяются во всех современных европейских экструзионных линиях, в том числе и в обсуждаемых экструдерах «Алеко», в отличие от простых декомпрессионных шнеков, позволяют получать более качественную пленку при сложных рецептурах, благодаря высоким смесевым возможностям и лучшей гомогенизации расплава, но при этом
требуют обязательного охлаждения зоны загрузки шнека.
Рассмотрим
преимущества компрессионных шнеков над декомпрессионными на примере задач, которые они могут выполнять.
⦁
Декомпрессионные шнеки
- шнеки с одинаковым шагом и высотой витка на всех зонах.
Используют на экструзионных линиях, которые производят «простые» пленки из монополимера без высоких требований к качеству.
⦁
Компрессионные шнеки
- это шнеки, у которых высота витка уменьшается, начиная с конца зоны питания (загрузки).
Компрессионные шнеки с барьерными зонами
Компрессионные шнеки с барьерными зонами рекомендуются при необходимости:
⦁ ввода малого % красителей или других добавок (антиблоков, антислипов, УФ-стабилизаторов и др.) с гарантированным равномерным распределением их по всей массе пленки;
⦁ ввода с качественным смешением до 50% ПЭНД в ПЭВД (получение т.н. ПЭ среднего давления с характеристиками, близкими к бимодальному ПЭ);
⦁ смешения выдувного ПП с ПЭВД и даже (нестандартное решение, но хочу показать как пример- гомополимера ПП с ПЭ!);
⦁ ввода экстра большого % меловой добавки в полимер (более 50%);
⦁ наиболее близкого к идеальному, смешения полимеров с разными показателями ПТР и кристалличности.
⦁ И т.д и т.п.
Компрессионные шнеки, как и декомпрессионные, позволяют производить, в том числе, и простые пленки без особых тебований.
Декомпрессионные шнеки:
⦁ В экструдерах, в которых установлены декомпрессионные шнеки, воздушное охлаждение часто ставят только на последней зоне, т.к. такие шнеки нужно больше греть, чем охлаждать.
⦁ Охлаждение зоны загрузки для декомпрессионных шнеков совсем не важно, его может вовсе не быть. Достаточно поддерживать более высокие температуры (50-70оС), потому что на «пробку» из полимера, которая находится в загрузочной зоне, оказывается слабое обратное давление ввиду особенностей конструкции шнека. В отличие от компрессионных шнеков, в декомпрессионных шнеках полимерная пробка ведет себя стабильно, а ее длина не оказывает существенного влияния на производительность экструдера.
Компрессионные шнеки:
⦁ Воздушное охлаждение требуется по всей длинне шнека, начиная с водяного охлаждения загрузочной зоны.
⦁ В экструдерах, в которых установлены компрессионные шнеки, полимерная пробка создает и поддерживает нужное давление для нормального прохождения материала в шнеке;
⦁ Так как высота витка компрессионных шнеков постепенно уменьшается, возникает сильное обратное давление массы, особенно в шнеках с 1-ой и особенно с 2-я барьерными зонами (как у нас). Охлаждение загрузочной зоны таких шнеков (температура в зоне охлаждения должна быть в идеале ок. +20 С) необходимо для поддержания постоянного размера полимерной пробки и давления в цилиндре для стабильного продвижения сырья. Без принудительного охлаждения пробка уменьшается и позволяет происходить противотоку смеси нерасплавленной гранулы и уже расплавленного полимера, вызывая «пробуксовку» гранулы в загрузочной зоне.
По этой причине "совершенно неожиданно"
через пол года съедает шнек в загрузочной зоне,
что приводит к последующему падению производительности линии.
С охлаждением наши компрессионные шнеки стабильно работают многие годы (более 5 лет). В том числе с меловой добавкой.
Поэтому, всем своим клиентам мы настоятельно рекомендуем использовать чиллеры или, на крайний случай, градирни для поддержания необходимой температуры в системе охлаждения.
Знаю, что есть производители которые имеют проблемы на своём производстве с поддержанием качественного охлаждения, как наиболее распостранённый случай – просто не обслуживают рубашку охлаждения в зоне загрузки и теплообменник редуктора. Поэтому пойдём дальше)):
В качестве охлаждающей жидкости, как правило, используются:
-вода –
Плюсы- ничего не стоит + более высокая теплопроводность по отношению к антифризам.
Минусы- вызывает отложения водного камня и солей металлов на стенках коммуникаций системы охлаждения (препятствуя качественной теплопередаче) и является хорошей средой для размножения биообразований даже в закрытом контуре (цветение воды).
- антифризы –
Плюсы- позволяют избегать проблем, связанных с биологической активностью и отложениями.
Минусы- их довольна высокая стоимость и меньшая теплопроводность, чем у воды на 15-30%, вязкость в 2-3 раза выше.
Таким образом, системы охлаждения, в которых используется антифриз, отличаются от тех систем, где тепло носителем выступает вода. Для использования систем с антифризом требуется увеличить до 30% тепловую мощность чиллера для достижения тех же заданных показателей температуры, что и при работе на воде и требуется более мощный насос для преодоления динамического сопротивления более вязкого антифриза и увеличения скорости циркуляции.
Поэтому для закрытых систем охлаждения (через чиллер), где нет прямого соприкосновения с атмосферой, наиболее выгодным является использование в качестве теплоносителя т.н. деминерализованной воды (прошедшей через систему обратного осмоса) с присадками ингибиторами коррозии и биоцидами. Такая вода практически очищена от солей и других растворённых в воде примесей, а присадки не позволят возникать нежелательным процессам, описанным выше. Рекомендуется раз в год контролировать состав такой воды в системе и, при необходимости, добавлять химию.
Для открытых систем (через градирню, расположенную на улице) использование деминерализованной воды носит отрицательный характер в силу нескольких причин:
- в открытых участках системы при соединении деминерализованной воды с кислородом возникает очень агрессивная коррозионная реакция с металлом;
- необходимость организации постоянной подпитки в связи с испарением воды. По этой причине использование деминерализованной воды становится существенно более дорогим по отношению к водопроводной воде.
Поэтому, для открытых систем охлаждения рекомендуется использовать в качестве теплоносителя водопроводную воду с добавлением специализированной химии. Важно производить регулярные проверки состава воды в системе и, при необходимости добавлять химические реагенты.
Важно!
При использовании обычной водопроводной воды необходимо проводить регулярную очистку системы охлаждения от накипи загрузочных зон и теплообменников.
По нашему опыту, самым лучшим и быстрым способом такой очистки являются специальные сложные химические составы в том числе сразу содержащие в своём составе и ингибиторы коррозии (их достаточно представлено на рынке, гугл в помощь). Так как накипи , образующиеся на границе тепло-холод могут содержать карбонаты, силикаты, диоксид кремния и сульфаты (зависит от хим. состава воды который индивидуален в разной местности), в состав таких средств входят различные кислоты, которые борются с с разными отложениями. Например : соли плавиковой кислоты хорошо справляются со специфическими накипями из диоксида кремния и силикатов . Если очищать накипь соляной кислотой, то с силикатами и диоксидом кремния они справятся хуже. Но так как основными отложениями являются карбонаты, то в большинстве случаев подойдут растворы с проверенной временем:
-соляной кислотой 2% (можно работать по меди, особенно хорошо разрушает все карбонаты. Эфективнее подогреть до 50-60 гр С)
-ортофосфорной кислотой 5-12% (хорошо разрушает силикаты. Подогреть до 50-60 гр С)
После чего провести обязательную промывкой водным раствором , содержащим 1-2% гидроксида натрия -NaOH или гидрокарбоната натрия (сода пищевая) - NaHCO3 или 1 – 1,5% раствором едкого натра и промыть проточной водой, чтобы удалить нерастворимые соли, образующиеся при реакции нейтрализации ).
Так же можно использовать:
-Сульфаминовую кислоту 10% (не нагревать выше 50 гр С ! т.к может при нагревании в водных растворах гидролизоваться до сульфата аммония, который может провоцировать отложение сульфатной накипи, как говорится с чем боролись. . .)))
-Азотную 2% для умеренных -10% для сильных отложений (работает только карбонату кальция и не рекомендуется использовать там где есть резиновые уплотнители и медь) .
-Лимонную кислота 2% ,подогретой до 60 гр. С, который работает, но менее эффективен.
Чистить систему охлаждения эффективнее и быстрее в противоположном направлении от обычного движения теплоносителя и обязательно с помощью насоса. (совет для Кулибиных – можно использовать насос для стиральной машинки).
Необходимость очистки зоны охлаждения определяется опытным путем:
Если заходит холодная вода (прохладная) и выходит такая же – это говорит о необходимости очистки данной зоны. Когда зона охлаждения качественно очищена, в нее входит вода холодная (прохладная), а выходит теплая (горячая), т.е. происходит теплосъем.
Кому-то данная информация покажется очевидной и простой, но мне известны предприятия, которые не придают этому должное значение и, как следствие, сталкиваются с описанными мной проблемами. Возможно, уважаемые форумчане в моей статье что-то исправят или дополнят - от этого мы все только выиграем. От себя же хочу всем читателям пожелать заботливо поддерживать работоспособность Вашего оборудования долгие годы.
С уважением,
Докукин Алексей.