Термохимические краски или ловим перегрев расплава

[Kokos662]

В умных книгах пишут, что чем больше экструдер, тем проще "поймать" перегрев расплава из-за соотношения объем/поверхность и большого радиального градиента температур. Проблема дополнительно обостряется, если у машины толком нет контроля температуры именно расплава (неглубокие гильзы у нагревателей по секциям и... все). В случае узкого рабочего температурного диапазона переработки материала (нам повезло и здесь) проблема становится критичной: деструкция, нагар, брак. Учитывая, что адресат расплава каст-голова, а наша продукция - прозрачная пленка, становится совсем грустно
Модифицировать линию дополнительным контролем температуры надо, но долго. А пока хочется более простым способом подтвердить свои догадки. Поэтому в столь же умных книгах отмечено решение, основанное на термохимических красителях: меняют цвет при определенной температуре. Даже есть ТУ на них: ТУ 133-67, т.е. это не сказочный зверь, в природе встречаются. Располагая нужным красителем, его можно добавить во входящий поток сырья и быстро сделать точный вывод о достижении пороговой температуры его разложения. Идея красивая, но найти где купить нужный термохимический краситель нам пока не удаётся. Возможно, кто-то из уважаемых коллег использовал в своей работе описанный приём и сможет дать азимут в наших поисках? Ну или может есть другое простое решение?

[Shadow]

Пирометр

[AlexsandrN]

Пирометр

А где измерять? Пирометром можно измерить только в конечной точке. И то нужно учитывать множество параметров. Самое первое - не каждый пирометр подойдет для полимерных расплавов. А во вторых - каким образом при помощи пирометра узнаете температуру расплава внутри экструдера?

[технолог54]

Я тоже согласен с коллегой пирометром, годен он для полимеров или нет это вопрос решаемой в паспорте изделия должно об этом написано, второе заметили вы температуры по зонам в голове экструдере и если есть сильное в заданной температуре и фактической надо разбираться в причине этого несоответствия по моему основна, масса ориентируется на такую схему, потому что сам материал не может перегревагреваться без причины, единственное конечно если шнек не изношен.

[AlexsandrN]

Я тоже согласен с коллегой пирометром, годен он для полимеров или нет это вопрос решаемой в паспорте изделия должно об этом написано

В паспорте изделия какого именно? Пирометра? В документации на пирометр указывают не материал, а спектральный диапазон. Наиболее распространены с диапазоном 8–14 мкм. Да, их можно использовать, но для относительных измерений. Вчера холоднее был расплав, а сегодня горячее. Но пирометр не даст точную температуру расплава. Даже для оценки дельты между показаниями пирометра и температурой расплава необходимо измерить фактическую температуру расплава контактным способом, то есть погружением чувствительного элемента измерителя температуры в расплав. И получим дельту между фактом и измерением. Есть пирометр имеет регулировку коэффициента излучения, то есть возможность выполнить корректировку измерений. И в последующие измерения, при вводе коэффициента излучения перед измерением, будут уже более реалистичными.
Но повторюсь - это только температура расплава уже на выходе. Но при прохождении по экструдеру температура может сначала нарастать по зонам, превысив какое то критическое значение, а потом, при дальнейшем продвижении, может снизиться. А на выходе из головы (фильеры), так вообще может быть меньше на 15 - 30 градусов. И что тогда даст измерение температуры расплава пирометром?

[AlexsandrN]

В случае узкого рабочего температурного диапазона переработки материала (нам повезло и здесь) проблема становится критичной: деструкция, нагар, брак.

Насколько узок температурный диапазон переработки материала?

[технолог54]

Теоретически Вы правы, но на практике нужно понимать какова причина вызывающая перегрев расплав и кроме пирометра определить где идёт перегрев на экструдере очень тяжело практически невозможна, потом я не согласен с с тем что расплав при выходе из экструдера в голову будет остывать за счёт чего? Даже если допустить что отключить зоны нагрева то расплав будет разогреваться за счёт трения. Единственная причина которая не попадает под мои рассуждения это неудачная конструкция головы, в этом случае вы будете правы.

[технолог54]

Просто тут наверное для того чтобы правильно рекомендовать надо понимать причину перегрева а для этого надо знать на каком сырьё работаете первичка вторичка, какие температуры на экструдере на голове, просто при ламинации полиэтина на бумагу температура на голове держится около 300 градусов поэтому надо знать причины а потом тогда давать рекомендации.

[AlexsandrN]

но на практике нужно понимать какова причина вызывающая перегрев расплав и кроме пирометра определить где идёт перегрев на экструдере очень тяжело практически невозможна

Использование только пирометра нечего не даст. Нужен комплексный подход: использование информации по оборудованию, профилю шнека, материал. Если оборудование в работе, то собиралась или не собиралась информация (статистика) по работе оборудования: производительность, температуры (с том числе и пирометр. При большом количестве измерений несоответствие измеренного значения не столь важно, его можно сравнивать с другими параметрами уже по статистике), обороты шнека, токи и мощности привода шнека, токи нагревателей, качество продукции, рецептура как по маркам сырья, так и процентном соотношении компонентов, .... список можно продолжать нужно исходить из конкретной ситуации.
Если оборудование только запускается, то сложнее. Значений по статистке немного, и много гипотез теоретических. Которые нужно проверять, тщательно все фиксируя и анализируя.

Даже если допустить что отключить зоны нагрева то расплав будет разогреваться за счёт трения.

Из практики. Во вложении упрощенная модель экструдера, со значениями температур. Имеется два датчика температуры расплава, которые погружены в расплав, и много датчиков температуры по оборудованию, которые установлены в отверстиях, то есть не на поверхности. Значения температур приведены при нормальной работе.
Частично отказал один из нагревателей в начале экструдера. Температура в точке Т-2 просела, при этом регулятор задавал 100 % мощность на нагрев. Но мощности оставшихся ТЭН было недостаточно. Сырье было не в полной мере проплавлено. И увеличилось трение в последующих зонах. И температура в Т-3 выросла более задаваемой, а регулятор задавал нулевую мощность на нагрев (что логично, измеренная же температура выше заданной). Какая была температура по факту - неизвестно. Так как датчик то измеряет не температуру расплава, в тела цилиндра. При этом вырос ток электродвигателя привода экструдера, и снизилась мощность на ТЭН в точке Т-4. Ведь туда приходил более нагретый расплав, чем обычно. А на выходе головы все было нормально, что по датчикам на голове, что при измерении пирометром.
То есть не исключен перегрев расплава внутри экструдера, и только пирометр это не поможет выявить. Нужен многокомпонентный анализ. В том числе и термонохромных красителей. Но при помощи красителей можно определить максимальное значение температуры от загрузки до головы, но где именно это происходит - это изменением режимов, сбор статистики.

Но самое первое, с чего нужно начинать - это проверка системы измерения температур. Не только датчиков, а именно системы: соответствие значения на датчике температуры и показываемой на измерительном приборе.