Статьи

Многие из нас не раз слышали слово – «тефлон». Сюда  обычно относят и сковородки и посуду и различные изделия.

Однако мало кто знает что это за материал и какие еще бывают у него сферы применения. В нашей статье мы кратко это разберем.

1. Что такое тефлон?

Тефлон это коммерческое наименование материала – политетрафторэтилен  (ПТФЭ).

Случайный синтез этого материала состоялся в 1938-м году химиком Роем Планкеттом. Детали этого события широко описаны в сети и нет смысла на них останавливаться.

В 1945-м году компания DuPont зарегистрировала товарное наименование (по сути бренд) – Тефлон.

Под таким названием этот материал и известен теперь по всему миру.

Тефлон нашел широчайшее применения во всех сферах промышленности. Он обладает рядом уникальных характеристик, а именно

- имеет прекрасную фрикционность.  Простым языком он очень скользкий.

- химически инертен – не выделяет и не поглощает другие химические соединения

- термически стойкий (разложение при температуре выше 420С).

Эти характеристики позволяют изготавливать из тефлона такие изделия как

- втулки скольжения

- прокладки и уплотнения

- антифрикционные материалы

- антипригарные покрытия

Наша компания много лет занимается поставками и изготовлением изделий из различных типов тефлона.

- листы и стержни

- антипригарные полотна

- листы и ленты

В следующей статье мы расскажем об антипригарных материалах на основе тефлона.

На сегодняшний день на предприятиях по выпуску экструзионной продукции остро стоит вопрос, касающийся ремонта экструзионной оснастки.

Можно выделить несколько основных типов фильер, которые приходят на ремонт в нашу компанию

- выдувные пленочные фильеры

- плоскощелевые фильеры

- трубные фильеры

- фильеры для ПВХ профилей

-

Основными неисправностями экструзионных фильер, поступающих к нам в ремонт являются

- разрушение гальванического покрытия

- физический износ рабочих поверхностей

- забои, сколы, царапины

- нарушение геометрии деталей.

Ниже представлено фото деталей, которые обычно поступают к нам в ремонт. 

Видны и механические повреждения и химическая коррозия и износ выходных щек (формующей части)

После цикла проведенных работ, деталь получает первоначальные характеристики и внешний вид

Ниже представлены типоразмеры тефлонового полотна, которые всегда есть на складе нашей компании.

Стекловолоконная ткань с тефлоновым (ПТФЭ) покрытием

Свойства

• Стабильность геометрических размеров, высокая плотность, коэффициент удлинения менее 5%.
• Хорошая теплостойкость, диапазон рабочих температур при круглосуточной эксплуатации -60…300°C.
• Низкие коэффициент трения и диэлектрическая проницаемость, хорошая изолирующая способность.
• Антиадгезионная способность и антипригарность, легкость устранения пятен и липких веществ с поверхности.
• Огнеупорность, износостойкость, хорошая устойчивость к химическому воздействию большинства реактивов, кислот, щелочей, солей.

Область применения

• Используется для футеровки и предохранения покрытий, например, микроволновых печей, духовых шкафов и т.п., от воздействия высоких температур.
• Используется в качестве антипригарного покрытия, промежуточный полупродукт.
• Используется в конвейерных лентах, в лентах прессов для дублирования и оборудовании, технологические процессы которого протекают под воздействием высоких температур с требованиями обеспечения антиадгезионных свойств и устойчивости к химическому воздействию и проч.
• Используется в качестве футеровочного и оберточного материала в нефтехимической промышленности, в качестве оберточного, изолирующего и огнеупорного материала в электронной промышленности, в качестве десульфуризирующего материала в силовых установках и т.д.

Основные технические данные

Бесшовная конвейерная тефлоновая (ПТФЭ) лента

Изделия характеризуются стабильностью геометрических размеров и высоким сопротивлением к растяжению в диапазоне рабочих температур -73…+260°C. Бесшовная (или бесстыковая) лента, входящая в состав основного оборудования машин для ламинирования с приданием эффекта глянца или бархата, обеспечивает длительный срок службы оборудования.

.Конвейерная тефлоновая (ПТФЭ) лента со швом

Лента имеет ровную глянцевую поверхность и характеризуется конкурентоспособной ценой, может использоваться в качестве альтернативы аналогичным импортным лентам.

Двухслойная лента для дублирования ткани

Лента значительно усовершенствована: повышены плотность, износостойкость, равномерность толщины; обеспечена высокая степень предотвращения деформации, достигнута отличная гладкость поверхности. Изделие идеально подходит для дублирования сверхтонких тканей.

Область применения

Основные технические данные

Серия кевларовой ткани            

Огнеупорная кевларовая ткань с ячеистой структурой является новейшим продуктом компании в котором высокая плотность структуры достигнута, благодаря обработке на высокотехнологическом оборудовании с нанесением покрытия ПТФЭ. Плотность и прочность изделия существенно превышает параметры аналогичных известных стекловолоконных материалов.

Свойства

• Теплостойкость, огнеупорность, высокая плотность, статическое сопротивление, улучшенная пластичность, бездымность и нетоксичность при горении, антикоррозионность, высокий коэффициент трения.

Область применения

• Промышленные конвейерные ленты, различные ленты сушильных конвейеров, например, красильных камер и микроволновых печей, огнестойкие перчатки, пуленепробиваемая одежда и т.д.

Основные технические данные

• Диапазон размеров: максимальная ширина 4 200 мм, толщина 0,20—1,50 мм.

                                               Ткани с фторкаучуковым покрытием

Стекловолокно с фторкаучуковым покрытием выдерживает воздействие температур до 300°C и всех видов горюче-смазочных и топливных материалов. Кроме того, изделие обладает выраженными свойствами устойчивости к воздействию большинства химических веществ, коррозионных материалов и атмосферных явлений. Область применения продукта включает авиационную промышленность, инженерно-авиационное обеспечение, химическую технологию и другие отрасли промышленности.

Основные технические данные

                                                                                                                                                                     Сетчатые конвейерные ленты из стекловолокна с тефлоновым (ПТФЭ) покрытием

Свойства

• Теплостойкость обеспечивает продолжительную работу при температуре 140—320°C с предельной кратковременно допустимой рабочей температурой 360°C.
• Высокая теплопроводность обеспечивает предотвращение тепловых потерь и увеличение эффективности сушки.
• Антиадгезионная способность позволяет легко очищать любые липкие вещества, в том числе резину, краску, химикаты.
• Хорошая выносливость при изгибе и высокий предел прочности ленты позволяют повысить эффективность работы конвейеров с роликами малого диаметра.

Область применения

• Сушильные машины для нетканых материалов, нанесение печати на ткани, нанесение печати на шелк, красильные машины.
• Машины для противоусадочной отделки предметов одежды, сварка токами высокой частоты, сушка краски ультрафиолетовым излучением.
• Конвейерные ленты для сушилок горячим обдувом, оборудование для выпечки, оборудование быстрой заморозки.
• Промасливающие машины для пропитки бумаги воском и придания глянцевого вида, промышленная эксплуатация.
• Разделительные листы для производства ДВП.

Основные технические данные

Стекловолоконная ткань с покрытием из кремнийорганического каучука

            В качестве материала основы для стекловолоконной ткани с покрытием из кремнийорганического каучука используется стекловолокно с последующей пропиткой и покрытием одной или обеих сторон специальным компаундированным кремнийорганическим каучуком для усиления прочности, огнестойкости, термоизоляции при высоких температурах, обеспечения возможности эксплуатации изделия с озоном, кислородом, маслом, а также под воздействием солнца и атмосферных явлений.

Свойства

• Температура эксплуатации: -70…+300°C.
• Износостойкость при воздействии озона, окисей, солнца и атмосферных явлений, возможность длительного использования на открытом воздухе (до 10 лет).
• Хорошая изоляция, значение диэлектрической проницаемости: 3,0—3,2, напряжение пробоя: от 20 до 50 кВ/мм.

Область применения

• Средства защиты при сварке, теплоизоляционные маты, защитные приспособления в литейном производстве.
• Конвейерные ремни и компенсационные швы.
• Электрическая изоляция, устойчивость к химически агрессивным средам, упаковочные материалы.
• Аэрокосмическая, морская, химическая, автомобильная, строительная промышленность, силовые установки, трубогибочное производство, герметизирующее оборудование.

В этой публикации мы постараемся доступно и сжато дать пояснения об использовании основных марок сталей, применяемых для производства промышленных ножей, и технологиях. Безусловно, есть компании и специалисты, ориентирующиеся в этой области намного лучше нас, но имея обширную базу знаний и столь интересный опыт ее применения на практике, мы хотим поделиться с Вами полезной информацией:

1. Марки сталей, используемые для изготовления ножей всех видов измельчающего оборудования.

Так как измельчение (дробление) это процесс, сопряженный с ударными и шлифовальными нагрузками, то и материалы для изготовления основных элементов - ножей, бил, коронок, должны применяться особые. Главными критериями требований к сталям, применяемым для производства таких ножей, являются:

- износоустойчивость;

- ударостойкость;

- возможность неоднократной заточки;

- доступная цена материала.

Наиболее  распространенными сталями, соответствующими этим требованиям на Российском рынке, являются:

- HARDOX (Швеция)

- 9ХС (Россия)

- 6ХС (Россия)

- 6ХВ2С (Россия)

- Х12МФ (Россия)

- 40Х13 (Россия)

- RAEX (Россия)

- SIDUR

И другие, подобные стали из группы «легированных»   (легированная сталь – это сталь, содержащая кроме железа и углерода иные, искусственно вводимые в ее состав элементы).

1. Технологии изготовления ножей из вышеуказанных сталей.

Данные стали, согласно технологиям производства, можно разделить на две основные группы:

- стали с изначальной твердостью

- стали для упрочняющей термообработки

Главное их различие - это методика резки и механической обработки.

-Стали под термическую обработку (9ХС, 6ХС и аналогичные) обрабатываются стандартными методами и далее подвергаются упрочнению, для достижения необходимой твердости. Финальный этап обработки заключается в шлифовке плоскостей.

-Стали с изначальной твердостью (HARDOX, SIDUR , RAEX) уже поступают в обработку с твердостью до 62 HRC (Шкала С). Для их обработки  обязателен специализированный инструмент, но зато исключается стадия термической обработки.

Есть и другие, более тонкие нюансы отличий в указанных марках сталей, но они больше относятся к их применяемости и использованию. Об этом мы расскажем в следующей публикации.

Наши специалисты изготавливают ножи из всех вышеперечисленных марок сталей. Опираясь на согласованную техническую задачу,  мы поможем Вам подобрать наиболее оптимальную по  качеству марку стали, учитывая особенности применения для конкретного оборудования.

Наше производство  представило фото изделий из различных марок сталей (HARDOX, SIDUR, 9ХС)

Для получения оптимальной по качеству продукции методом экструзии, шнек (либо шнеки) должен обеспечивать качественный и эффективный процесс перемешивания (гомогенизации) распллава.

Частично это достигается самим процессом переработки. Однако максимально эффективный, а главное - подходящий тип смешения обеспечивается подбором одного или нескольких смесительных элементов (зон).

В зависимости от типа экструзии, типа материала (материалов), техпроцесса, выделют два основных типа смесителей

- дисперсионные смесители. 

Данный тим смесителей применяется в том случае, когда требуется разагломерировать (раздробить) несмешиваемые материалы до состояния гомогенизации. Такой тип смешения применяется чаще всего при экструзии пленочных матеиралов, волокнистых материалов, тонких листов, нитей итп.

Самый распространенный тип смесителя дисперсионного типа - смеситель Лероя (другое название - смеситель Мэддока). В среде переработчиков данный смеситель известен как барьерный смеситель. Большой плюс данного типа смесителя это высокая сдвиговая способность. При прохождении материала над барьерным витком, происходит создание высокого напряжения с последующим повторением цикла при поступлении неразмешанной массы.

Основным недостатком данного смесителя является большая потеря давления в зоне смешения и обращование застойных зон. Указанный недостаток не позволяет применять смеситель при переработке материалов с низкой термической стабильностью. На фото представлен классический смеситель Лероя (Мэддока). Патент США 5.932.159.

В слудющей статье мы расскажем о более современных и эффективных типах дисперисонных смесителей.

В случае значительной потери производительности вследствие износа или аварийной поломки деталей шнековой пары экструдера возможны два выхода из сложившейся ситуации – заказ и покупка деталей или же их ремонт. Выбор первого варианта решения проблемы зачастую связан с большими потерями средств и времени. Дело в том, что ввиду слабой и отсталой машиностроительной базы современной России подавляющее количество работающих на российских предприятиях и поступающих на внутренний рынок экструдеров являются зарубежными, разноо- бразными по конструкции и качеству и, в том числе, уже бывшими в эксплуатации. Это вынуждает обращаться к услугам зарубежных поставщиков повторно за комплектацией дорогостоящими запасными деталями для ремонта экструдеров.
Другим вариантом решения указанной проблемы является капитальный ремонт. Шнеки и цилиндры экструдеров вполне ремонтопригодны – как в случае износа, так и при аварийной поломке, что позволяет продолжить эксплуата- цию экструдера на протяжении определенного времени или до получения новых деталей.
Актуальности данной проблеме добавляют существующий в настоящее время режим санкций и современное состояние российской экономики, в том числе в секторе индустрии полимерных материалов. Девальвация рубля делает невыгодным приобретение ремонтных комплектов к работающим в России экструдерам не только на Западе, но и, например, в Китае.

1. Ремонтопригодность шнековой пары

Конструктивные особенности совместно работающих шнека и цилиндра экструдера, наряду с характером эксплуатационных повреждений и поломок, определяют их ремонтопригодность, а именно, выбор технологии ремонта, его трудоемкость и стоимость. Ремонтопригодность во многом зависит от свойств металла, из которого сделаны шнек и цилиндр, а также от свойств упрочненной рабочей поверхности этих деталей. При этом обычно используются стали с содержанием углерода С = 0,3–0,4 %, легированные хромом и никелем (Cr = 2–3 %, Ni = 0,4–0,7 %), обеспечивающими достижение высоких механических свойств при термообработке (закалка с отпуском до твердости по сечению 25–30 HRC, которая позволяет производить последующую мехобработку) и сохранение запаса вязкости разрушения при возможных длительных нагревах свыше 250 оС благодаря легированию молибденом (Mo = 0,3–0,5 %) и добавкам вольфрама или ванадия для измельчения структуры металла. Этим требованиям отвечают стали, используемые для изготовления орудийных стволов, или их гражданские аналоги типа 38ХН3МФА (по оценке НИИ Стали, ближайшим отечественным аналогом немецкой стали для изготовления шнековых пар является марка 30Х3МФ). Вышеуказанные стали относят к группе «азотируемых», то есть способных образовывать износостойкие нитриды на поверхности деталей при длительной выдержке в смеси азота и диссоциированного аммиака при темпе- ратурах 300–450 оС. При этом твердость слоя снижается по экспоненте от максимальной на поверхности (700–800 HV5) до твердости сердцевины на глубине 0,3–0,5 мм. Сталь 38Х2МЮА, зачастую используемая для изготовления шнековых пар, способна давать твердость на поверхности до 1100 HV5 благодаря нитридам алюминия (Al = 0,7–1,1 %), которые, однако, слишком хрупкие и подвержены сколам на кромках. Поэтому, как правило, рабочая поверхность шнековых пар подлежит шлифованию на глубину 0,05 мм, после чего ее твердость становится сопоставима с твер- достью вышеуказанных сталей. Износ шнековой пары приводит к возрастанию противотока расплава перераба- тываемого полимерного материала через щель между гребнем шнека и гладкой внутренней поверхностью цилин- дра. Давление на выходе падает, а сохранение производительности экструдера за счет увеличения числа оборотов шнека ведет к возрастанию энергопотребления и ограничено возможностями привода.

2. Ремонт шнековой пары в случае износа

2.1. Ремонт изношенного шнека
Износ гребня винта по длине шнека является обычно неравномерным и зависит от ряда факторов, основными из которых являются:
• изменение твердости металла по глубине поверхностного слоя;
• наличие твердых примесей в перерабатываемом полимерном материале;
• нарастание осевого давления по мере продвижения материала по шнеку;
• вид соединения шнека с валом привода (шпоночное или шлицевое);
• масса шнека, отношение длины шнека к диаметру и др.
Восстановление первоначального диаметра шнека возможно наплавкой вручную гребня винта с припуском на шлифование. С учетом неровностей поверхности наплавки величина припуска по всей длине наплавленного гребня должна быть достаточной для обеспечения требуемой ширины гребня после шлифования. Наплавку рекомендуется выполнять током обратной полярности электродами марки ОЗН-6, обеспечивающими получение наплавленного металла твердостью HRCэ ≈ 62 с повышенной стойкостью к образованию трещин при многослойной наплавке. Для ремонта шнеков, подверженных воздействию коррозионных сред при работе в составе экструдеров, пред- назначенных, например, для переработки ПВХ и т.п., целесообразно применение электродов марки Т-590, содержащих 25 % хрома. Но склонность металла к образованию трещин не позволяет наплавлять свыше одного слоя, толщина которого составляет 0,5–0,8 мм при использовании электродов диаметром 3 мм (при ширине гребня винтовой поверхности 6–8 мм в шнеках c диаметром 45–65 мм) и 1,0–1,5 мм – для электродов диаметром 4 мм (при ремонте шнеков c диаметром 100 мм и более). При этом величина сварочного тока не должна превышать 20–25 А на 1 мм диаметра электрода. В противном случае давление столба сварочной дуги «заваливает» кромки гребня. Рекомендуется подбирать силу тока, позволяющую сварщику совершать поперечные колебания электродом, не- обходимые для вымешивания сварочной ванны на гребне и выдавливания шлака на боковые поверхности. Вероятность появления трещин в наплавленном слое снижается, если сварку производить непрерывно, начиная с прогретого сваркой конца шнека. В целях уменьшения остаточных напряжений перед началом эксплуатации целесо- образно прогреть отремонтированный шнек в течение нескольких часов непосредственно в экструдере при максимальной температуре переработки.
Упрочненный поверхностный слой гребня винта, окисленный в процессе эксплуатации, является источником порообразования при сварке. Поэтому перед наплавкой целесообразно очистить гребень и боковые поверхности винта от окислов угловой шлифовальной машинкой с лепестковым кругом. Началу ремонта предшествует осмотр шнека для уточнения характера повреждений, степени износа по длине и объема необходимых трудозатрат, вы- явления дефектов изготовления или предыдущего ремонта. Если использована деформированная заготовка, шнек сохраняет остаточный прогиб по внутреннему диаметру, который усиливается при наплавке гребня за счет усадки шва и неустраним при шлифовании наружного диаметра. Металл может иметь недостаточный запас вязкости в результате неправильной термообработки и, вследствие этого, быть склонным к растрескиванию при наплавке. Наконец, в ремонт может поступить шнек, уже подвергавшийся наплавке, имеющий трещины на гребне вплоть до отслоений, а также искривление оси, если наплавка гребня производилась участками без проворота шнека в опорах.
Очистка шнека от остатков перерабатываемого материала может быть выполнена с помощью фильерной пасты по разогретой поверхности. Сколы и нарушения геометрии профиля винта в местах разделки трещин, а также участки износа поверхности глубиной свыше 0,5 мм следует заваривать с использованием электродов для сварки нержаве- ющей стали, обеспечивающих высокую пластичность наплавленного металла. При этом – с учетом последующей наплавки твердого слоя – высота буферного слоя должна быть на 0,5–1,0 мм ниже требуемой высоты гребня винта.

2.2. Ремонт изношенного цилиндра

Износ цилиндра по длине так же неравномерен, как и шнека, но значительно меньше, поскольку площадь истираемой поверхности у цилиндра на порядок больше площади гребня винта. В «пленочных» экструдерах с диаметром шнека не более 90 мм, у которых передача крутящего момента на шнек осуществляется, как правило, через шлицевое соединение, обеспечивающее соосность с приводом, следует ожидать максимального износа внутренней поверхности цилиндра в зоне компрессии на выходе расплава. Восстановление такого цилиндра возможно расточкой изношенного конечного участка и запрессовкой закаленной гильзы длиной, равной 4–6 диаметрам шнека, или отжигом цилиндра для разрушения азотированного слоя с последующими операциями растачивания и шлифования в больший диаметр с повторным азотированием. Цена такого ремонта приближается к стоимости изготовления нового цилиндра.
В экструдерах, предназначенных для рециклинга полимерных материалов и имеющих диаметр шнека свыше 100 мм, передача момента осуществляется, как правило, через шпонку. При сборке радиальный зазор полностью выбирается и шнек прижимается к внутренней стенке цилиндра одной стороной по всей длине сопряжения. Это приводит к более равномерному износу шнековой пары по длине. Однако отверстие цилиндра в результате износа приобретает форму эллипса. Если цилиндр сильно изношен по всей длине и азотированный слой больше не препятствует мехобработке, то становится возможной его развертка в больший диаметр специальным инструментом. При этом шлифование наплавленного гребня шнека с подгонкой под увеличенный диаметр цилиндра позволяет на некоторое время восстановить производительность экструдера. Однако лишенный упрочненного слоя цилиндр будет подвержен ускоренному износу при дальнейшей эксплуатации.

Фото 1. Отремонтированный комплект «шнек – цилиндр» к вьетнамскому экструдеру (все иллюстрации: автор статьи)

В современных двухшнековых экструдерах шнеки состоят из набора втулок с гребнями, насаженными на шлицевые валы, а цилиндры собраны из баррелей на фланцевых разъемах. Это позволяет заменять изношенные шнековые элементы и запрессованные в баррели гильзы. Ремонт в этом случае предполагает использование фирменных запасных деталей и пресса с оснасткой для выпрессовки изношенных и запрессовки новых гильз. Наплавка гребня винта у шнека затруднена склонностью к растрескиванию металла высокопрочных втулок, а также остаточной деформацией по оси, выходящей за пределы щелевого зазора между гребнями соседних шнеков. Однако использование цилиндра, собранного из нескольких баррелей с гильзами из чугуна, может быть рекомендовано также для одношнековых экструдеров для рециклинга полимерных материалов в целях повышения их ремонтопригодности (фото 1). Такое решение позволяет растачивать изношенные баррели в больший рабочий диаметр без вы- прессовки чугунных гильз и наплав- лять изношенный шнек с последующим шлифованием в размер отре- монтированного цилиндра.
При производстве пленок нередко используют шнек с обратным конусом на внутреннем диаметре в зоне загрузки и цилиндр с рифами вдоль оси с охлаждаемой наружной поверхностью. Это увеличивает производительность подачи гранул полимерного материала из загрузочного бункера внутрь цилиндра. При этом шнек прессует гранулы с обра- зованием пробки в зоне 3–6 витков. Цилиндр «забивается» перерабатываемым материалом по всей длине, что улучшает контакт с разогретой внутренней поверхностью цилиндра и прогрев по межвитковому объему, повышая тем самым производительность экструдера. Износ режущих кромок на винтовой поверхности шнека и рифах цилиндра, упрочненных азотированием на глубину 0,3–0,5 мм, как было указано выше, довольно быстро достигает крити- ческих значений, нарушая условия образования пробки (фото 2, а). Ремонт шнека в этом случае возможен с изготовлением новой привинтной хвостовой части и шлифовкой в рабочий диаметр в сборе (фото 2, б).

Для ремонта цилиндра с изношенными рифами необходима замена рифленой втулки. Ремонтный комплект из хвостовой части шнека и рифленой втулки целесообразно изготавливать из инструментальной стали, обладающей высокой твердостью после термообработки (например, из стали марки 9ХС, 7Х3, ХВГ и др.). Аналогичное решение, кстати, можно встретить и в экструдерах, предназначенных для рециклинга полимерных материалов. Но вместо дробления и перетирания гранул между режущими кромками у шнека и рифов цилиндра происходит подпрессовка агломерата и отжатие из него влаги в отверстие на дне цилиндра.

3. Ремонт шнековой пары в случае поломки

Экструдеры, прерабатывающие полимерные материалы и отходы производства с низкой насыпной плотностью, могут иметь рабочий объем, состоящий из конического прессующего участка и цилиндрического – с зонами плавления и компрессии расплава. В этом случае под действием циклического нагружения изгибающим моментом в месте пере- хода диаметров становится возможным усталостное разрушение шнека (фото 3, а).

Ремонт такого шнека может быть осуществлен свинчиванием на самозатягивающейся под нагрузкой резьбе противоположного направления (фото 3, б), что предусматривает:
• сверление нового отверстия в конической части шнека с изготовлением цилиндрической центрующей посадки и мелкой левой резьбы;
• проточку оставшейся цилиндрической части шнека с сопрягаемыми размерами по посадке и резьбе;
• изготовление наконечника с мелкой левой резьбой, компенсирующего в сборе укорочение шнека, вызванного устранением поломки;
• устранение износа цилиндрической части шнека наплавкой износостойкого покрытия на гребень винта с последующим шлифованием в рабочий размер и полированием винтовой поверхности.
Для переработки агломерата из отходов полимерных пленок нередко используют так называемую тандемную установку, состоящую из двух экструдеров, в первом из которых происходит прессование, нагрев и плавление материала, а расплав отдает часть растворенных в нем газов в процессе перетекания во второй экструдер, соединенный на конце с шиберным фильтром и гранулятором. Это дает возможность оптимизировать процесс за счет разницы диаметров шнековых пар и скоростей вращения шнека. Конструкции одношнековых экструдеров, имеющих зону дегазации расплава на участке с увеличенным межвитковым объемом шнека и отверстием для выхода газов в обогреваемом цилиндре, решают ту же задачу и позволяют уменьшить металлоемкость и энергоемкость оборудования. Но при этом повышаются требования к однородности перерабатываемого полимерного материала и более точной настройке технологических параметров. Для локализации зоны со стороны поступления материала в шнеке организуют барьерный участок, препятствующий падению давления в зоне компрессии. Шнек становится сложнее, так как вышеуказанные фазы переработки реализуются в одном рабочем объеме при постоянстве скорости вращения шнека. Длина шнека возрастает на величину зоны дегазации, а его надежность снижается. Из технологических соображений шнеки общей длиной свыше 3 м обычно изготавливаются составными с разъемом на левой резьбе на участке, локализующем объем зоны дегазации со стороны привода. Наличие в этом месте изгибной составляющей от неравномерного пятна контакта в торце сопряжения, а также циклическое нагружение прогибом с кручением, усиливающееся по мере износа гребня винта, способно привести к усталостному разрушению от концентраторов напряжений, обусловленных неоднородностью геометрической формы этого участка. Ремонт шнека здесь возможен аналогично случаю с устранением поломки шнека в экструдере для переработки отходов пленочного производства (см. фото 3).
Если постепенный износ шнека снижает производительность экструдера, оставляя возможность планирования ремонта по срокам и средствам для его выполнения, то аварийная поломка требует принятия экстренных мер, обеспечивающих возможность дальнейшей эксплуатации экструдера до получения вновь заказанных комплектующих, изготовление и поставка которых обычно превышает один месяц. Этому должно предшествовать выяснение причин и обстоятельств возникновения аварии. Из наиболее часто встречающихся случаев следует отметить:
• включение привода вращения шнека при непрогретом цилиндре;
• попадание твердого предмета в экструдер;
• усталостные разрушения от несоосности шнека и цилиндра, а также в месте изменения диаметров в хвостовой части;
• снижение запаса вязкости разрушения металла от длительных перегревов при эксплуатации.
Соединение обломков сваркой не обеспечивает равнопрочности основному металлу в условиях циклического нагружения прогибом при вращении шнека (фото 4). Аварийный ремонт в этом случае предусматривает механическую обрезку гребня обломка шнека по внутреннему диаметру на длине 1,5 шага винтовой линии, зачистку упрочненного слоя и проточку на станке центрирующего пояска с нарезкой наружной левой мелкой резьбы. Соответственно, таких же размеров поясок и внутренняя резьба растачиваются во вновь изготовленной хвостовой части, на что имеются указания на схеме ремонта с изготовлением привинтной части шнека. Следует иметь в виду, что при включении экструдера с отремонтированным шнеком резьба в разъеме «тянется», перераспределяя нагрузку. Сварка кольцевым швом по месту разъема возможна, но рабочее сечение такого шва не способно воспринять всю полноту нагрузки. Поэтому такой шов следует рассматривать в качестве связующего (герметизирующего разъем) и выполнять его электродами, обеспечивающими максимальный запас вязкости металла шва, передающего без разрушения крутящий момент на резьбу при включении экструдера.
Шнеки в экструдерах для переработки отходов зачастую имеют привинтной наконечник, достигающий трети их длины и содержащий зоны дегазации и компрессии расплава, необходимой для продавливания через шиберный фильтр и гранулятор.

Фото 4. Внешний вид шнека с отломанной хвостовой частью (поломка после ремонта с применением сварки)

Износ по гребню винта вызывает увеличение радиального зазора и прогиб шнека, приводящий к его усталостному разрушению в месте перехода диаметров резьбового сопряжения. Ремонт в этом случае заключается в изготовлении резьбовой шпильки, компенсирующей уменьшение общей длины шнека на величину обломка, а также вырезке глухих отверстий с левой мелкой резьбой в шнеке и наконечнике. Для устранения причины разрушения необходимо вос- становить первоначальный диаметр шнека наплавкой с последующим шлифовканием в сборе с отремонтированным наконечником.
Накопленный опыт ремонта шнеков соединением обломков на левой резьбе и результаты анализа схемы распределения нагрузок по длине и сечению шнека позволяют во многих случаях организовать ремонт для продления работы экструдера до тех пор, пока не будет приобретен новый шнек. Наиболее сложным является случай заклинивания шнека в цилиндре попавшим в рабочий объем твердым предметом, для извлечения которого приходится механически вырезать в цилиндре отверстие с последующей доработкой цилиндра и сборкой посредством резьбовой трубчатой стяжки с жестким бандажом. Следует учитывать при этом, что огневые методы разрезки вызывают остаточную деформацию материала. Если при заклинивании шнек оказался сломанным, то его обломки свинчивают, а укорочение учитывается при доработке цилиндра по длине.
С увеличением рабочего диаметра шнековой пары экструдера возрастает вероятность разрушения цилиндра. Причинами могут быть неравномерное раскрепление на раме установки и в люнете, а также циклический изгибающий момент, вызванный радиальным смещением оси вращения шнека, возрастающим по мере износа пары трения «шнек – цилиндр». В практике встречаются конструкции экструдеров, у которых цилиндр имеет размеры, не отвечающие условиям равнопрочности и ремонтопригодности. Соотношение цен цилиндра и шнека, примерно равное 10:7 для пленочных экструдеров с рабочим диаметром 45–70 мм, имеет тенденцию роста вследствие возрастания металлоемкости заготовки цилиндра и увеличения затрат на ее механическую и термическую обработку, а также доставку до потребителя. Поэтому капитальный ремонт цилиндров больших диаметров, например, для производств, занятых в рециклинге полимерных материалов, является актуальным.

4. Пример организации и проведения ремонта

Рассмотрим в качестве примера ремонт цилиндра китайского экс- трудера для рециклинга полимерных материалов, не потерявшего производительности в результате появления трещин в процессе эксплуатации. Цилиндр имеет следующие конструктивные особенности и недостатки:
• диаметр d фланца, равный 550 мм, более чем в 3 раза превышает диаметр цилиндра (d = 160 мм), что создает большой изгибающий момент в случае неравномерной затяжки болтов крепления фланца к приводу экструдера;
• соединение фланца с цилиндром со стороны привода свинчиванием на резьбе М160×3 длиной 45 мм неравнопрочно аналогичному резьбовому соединению с шибером на другом конце, имеющем длину 70 мм;
• дренажное отверстие диаметром 20 мм (коэффициент концентрации напряжения К = 3,05) находится на расстоянии 15 мм от фланца в зоне действия максимальных статических (от изгибающего момента) и циклических (от крутящего момента) напряжений;
• рифы для формирования пробки агломерата в зоне загрузки выполнены на внутренней поверхности относительно тонкой гильзы (с толщиной стенки всего 20 мм), что делает ее неремонтопригодной в случае износа рифов.
Выполненный ремонт с подваркой трещин в шве приварки фланца без разделки кромок не дал результата, но только ухудшил положение, вызвав закалочные структуры и остаточные после сварки напряжения, возникновение которых привело к уменьшению запаса прочности металла по вязкости разрушения. Трещины возникли в вершине отверстия загрузки (фото 5, а) и в месте подварки дренажного отверстия (фото 5, б).

Целью ремонта цилиндра было ужесточение его соединения с фланцем за счет бандажа (фото 6, а), приваренного кольцевым швом с разделкой кромок к фланцу стыковки с приводом и угловым кольцевым швом внахлест к корпусу коллектора водяного охлаждения (фото 6, б).

Выбранный способ ремонта позволил избежать значительных остаточных сварочных деформаций, способных нарушить соосность шнека и цилиндра, а также образования хрупких закалочных структур в металле цилиндра, изготовленного из легированной стали, имеющей ограничения по сварке.

Вывод

Шнеки и цилиндры экструдеров ремонтопригодны как в случае износа, так и в некоторых случаях аварийной поломки, что позволяет оперативно организовать дальнейшую эксплуатацию экструдера до получения новых деталей, а в ряде случаев – существенно продлить срок службы шнековой пары. Выбор схемы ремонта во многом определяется характером повреждений, свойствами металла, из которого сделаны детали, а также доступными средствами проведения ремонтных работ.

ИСТОЧНИК СТАТЬИ:
О. А. Луцук, ООО «Ярпленка» (г. Ярославль), Полимерные материалы 2015 / No 6

Полный цикл производства пакетов майка и фасовка состоит как правило их трех этапов:
1) Получение пленки на выдувном экструдере.
2) Печать на пакете с помощью "флексы".
3) Получениеготового пакета на пакетоделательной машине (пакетке).
Для первого этапа Вам, кроме экструдера, потребуется так же миксер для подготовки смеси из нескольких компонентов. Но это только в том случае, если используете больше одного компонета при получении пакета. Как правило для фасовки используют один компонент. Но если Вы займетесь производством пакетов "майка", то для удешевления себестоимости Вы будете использовать другие компоненты, кроме основного сырья. Некоторые производители преобретают обычную бетономешалку вместо миксера. Но если Вы, к примеру , мешаете 50/50 компонеты с разной плотностью, то лучше все таки миксер.

Для второго этапа Вам потребуется флексографическая машина (флекса), краска и несколько инетресных вещей, описанных в другой рекомендации по флексографии . Теоретически, можно преобрести флексу, которая встраивается в экструдер. На первый взгляд это экономит время и электроэнергию, а так же одного человека в смену. Плюс стоимость встроенной флексы ниже автомномной и встроенная занимает меньше места. Но где плюсы там и минусы... Главный недостаток в том, что экструзия это процесс непрерывный, т.е. Вы флексу остановили, а экструдер продолжает работать (если его периодически останавливать, то пока Вы снова выйдите на нужные параметры пленки, уйдет время, а это дополнительные расходы на электоэнергию и брак). Останавливать флексу необходимо будет периодически - смена флексоформы для другого тиража или замена печатного вала для изменения шага печати. Так же возможно во время работы смещение флексоформы, и Вам опять необходимо останавливать флесографическую машину. Второй минус - скорость. Скорость печати флексомашины должна быть от 60 м/мин. и выше. Это связано с тем, что чем ниже скорость, тем больше краска стекает по валу и рисунок будет более размытым. Так же при понижении скорости печати увеличиться расход краски и растворителя за счет испарения. Поэтому подбирать экструдер в этом случае надо будет так, что бы скорость его вытяжки (скорость намотки) могла быть 60-70 м/мин. при нужной Вам толщине и ширине пленки. Таким образо, встраиваемая флекса идеально подходит или для печати одного цвета больших тиражей.
Вам так же понадобиться коронатор. Он нужен для передачи коронного разряда на пленку, что бы краска с нее не сползала. Его можно устанавливать как на экструдере, так и на флексе.

Для третьего этапа Вам нужна пакетоделательная машина (пакетка). На ней из рулона получается уже готовый продукт. Постарайтесь ищзбегать "универсальных" пакеток. Такие пакетки обычно практичны в отдаленных регионах с плохой логистикой и низкой плотностью населения, где наценка на готове изделия превышает себестоимость в несколько раз. Такая наценка может покрыть расходы, связанные со сменой вида производимой продукции на производстве. Рекумендуется для фасовки и майки использовать разные машины.

По персоналу - как подсказывает опыт, лучше мотивировать людей на сдельную работу, чем на почасовую. Для эктсрудера и флексы Вам понадобиться более квалифицированный персонал, чем для пакетки. Если будете искать человека с опытом работы, указывайте в вакансии "экструдерщик" (для экструдера) и "печатник" (для флексы).

В настоящее время на территории СНГ все большую популярность приобретает использование меловых суперконцентратов при изготовлении различных изделий из полимеров. В данной статье мы хотим пояснить некоторые тонкости при использовании этого продукта, дать полезные рекомендации переработчикам и предложить некоторые готовые решения от лица нашей компании.

В Российской Федерации на сегодня существует не менее 10 различных марок меловых суперконцентратов. Не останавливаясь на конкретных поставщиках и марках мы разбили все существующие марки на несколько условных групп:

- меловые концентраты высокого качества и верхней ценовой ниши ;

- меловые концентраты среднего качества, неплохое соотношению цена\качество

- дешевые меловые концентраты, имеющие довольно узкие рамки практического применения и концентрации.

Практически любой меловой концентрат состоит из следующих компонентов:

- линейный полиэтилен (либо другой носитель)

- карбонат кальция различной степени чистоты и дисперсности

- прочие функциональные добавки (стеариновая кислота, воска)

Важно понимать, что конечное качество мелового суперконцентрата состоит в совокупности из качественных показателей каждого компонента. Если один из основных компонентов не будет отвечать заданным параметрам или будет бракованным, то весь конечный продукт не только не будет выполнять свои функции, но и приведет к большим затратам в процессе его адаптации к оборудованию и основному полимерному сырью на площадке потребителя. Говоря простым языком – будет много брака, испорченного сырья, в худших случаях испорченных компонентов оборудования (шнековые пары, фильеры, сварочные ножи пакетных машин).

Исходя из наших наблюдений и сотен отзывов наших клиентов о различных марках меловых добавок, можем сделать вывод – наиболее выгодно применять меловые концентраты средней и высшей ценовой категории. Причины этого, на первый взгляд не логичного вывода с точки зрения удешевления стоимости сырья следующие:

- Высококачественные дорогие меловые добавки сделаны на основе качественного тонкодисперсного природного мела, с высоким качеством обработки (как правило, обработка стеариновой кислотой). И минимальным объемом примесей и включений. Это позволяет добиться хорошего распределения добавки в полимерной матрице, минимальных изменений физических свойств расплава. Все это, в конечном счете, позволяет добиться стабильной работы в том числе и с самыми тонкими пленками 5-6 мкм.

- высококачественные меловые добавки, как правило, позволяют добиться очень высокого процента ввода в полимер (до 50%). Более дешевые добавки при проценте ввода более 25 начинают мигрировать на поверхность полимера, загрязняя ножи, что приводит к очень частым остановкам лини для очистки сварных балок. Вывод - при более высоком проценте ввода, даже более дорогая добавка позволяет добиться экономии, при неизменном качестве конечного продукта и производительности линии.

- дешевые добавки приводят к повышенному износу металлических компонентов экструдеров (шнековые пары, фильеры, ножи). Это происходит в результате того, что в дешевых марках мела нет или очень малый процент компонентов, которые обеспечивают смазывающие свойства добавки. Это можно нивелировать, используя дополнительные добавки. Но не логичнее ли купить уже готовый продукт.

- дешевые добавки значительно ухудшают сваривающие характеристики пленок. Это также можно нивелировать дополнительно введя линейных полиэтилен либо сваривающие добавки. Но в качественных марках меловых концентратов, все эти компоненты уже присутствуют в сбалансированном количестве.

- дешевые добавки обычно содержат минимально необходимый набор компонентов для распределения мела в полимерной матрице. Поэтому нет речи о сохранении эластичности расплава после добавления.

- дешевые добавки не содержат и компонент улучшающих внешний вид пленки, поэтому переработчики сталкиваются с пленкой напоминающей мелованную бумагу уде при небольших процентах ввода меловой добавки.

Наша компания на протяжении многих лет занимается, восстановлением шнековых пар экструдеров, как к машинам от нашей компании, так и многих сторонних организаций. В среднем на добавках высокого качества шнековая пара работает 3-4 года, на добавках низшего уровня качества и цены – 1-2 года. Исходя из того что шнековая пара 55 мм стоит примерно 2300 долларов, можно рассчитать «выгоду» по данному узлу в пересчете на килограмм добавки за год.

Теперь несколько слов о меловой добавки, предлагаемой нашей компанией. Мы не будем расхваливать наш продукт всеми способами, но всего лишь, на основании нашего опыта и многолетних поставок опишем некоторые гарантированные нами преимущества и качества.

1.​ Меловой концентрат CO-PLAS – высокотехнологичный композит, произведенный крупнейшим в отрасли холдингом Южной Кореи, на основе мягкого осажденного карбоната кальция, высокой чистоты, с размером частиц 0.7-0.8 мкр., поверхностная обработка которого произведена по специальной технологии, комплексом современных поверхностно-активных веществ, стабилизаторов, диспергаторов, в качестве носителя использованы полимеры производства компании Daelim corp. В состав композита так же введен комплекс запатентованных инновационных добавок, обеспечивающих улучшение целого ряда показателей. Введение специального карбоната кальция, уникального по своей природе и обработке позволяет достигнуть непревзойденного уровня диспергируемости в полимерной матрице и получить улучшенные свойства конечных изделий.

2.​ Меловой концентрат CO-PLAS позволяет добиться высокого процента ввода (до 45-50%) без потери качества полимера. При небольшом проценте ввода (20-25%) он позволяет работать с тонкими пленками.

3.​ Меловой концентрат CO-PLAS не осаждается на поверхности пленки и на оборудовании при указанных пределах ввода, что позволяет работать с данным материалом безостановочно в течение всей смены.

4.​ Меловой концентрат CO-PLAS не дает окраса пленки и не ухудшает качества сварного шва за счет дополнительных добавок.

Выводом данной статьи, как мы полагаем может послужить тот факт, что ряд наших постоянных клиентов, опробовав в некоторых случаях до 30 (!!!) различных марок меловых концентратов, останавливается на 1-2-х наиболее качественных и дорогих продуктах. Обычно наш продукт входит в этот выбор. Мы можем говорить открыто о данных фактах и часто просим консультаций у наших же клиентов, что является для нас самым ценным источником информации.

Цель данной статьи лишь подсказать переработчикам основные постулаты работы с меловыми добавками, конечное решение всегда остается за покупателем.

Благодарим за внимание.

Импульсная сварка является другим часто используемым методом термосваривания. При импульсной сварке, как и при сварке нагретым инструментом, используются две губки, но в данном случае стержни периодически нагреваются импульсом (чаще одного раза в секунду) электрического тока, подаваемого через ленту нихромовой проволоки, закрепленную на одной или обеих губках. Губки обеспечивают передачу давления к материалам как до, так и после подведения электрического тока. Протекание тока приводит к нагреванию ленты, а образованное тепло теплопроводностью переносится к свариваемым материалам. После прохождения через ленту проволоки импульса тока материалы в течение заданного промежутка времени выдерживаются между губками и начинают охлаждаться. Таким образом, импульсная сварка обеспечивает остывание материалов, пока они еще прижаты друг к другу. Этот метод позволяет успешно сваривать материалы с низкой степенью клейкости в нагретом состоянии, а также те, прочность которых при температуре сваривания имеет слишком небольшое значение и которые, следовательно, не могут перемещаться без опоры. Сваривающие губки могут охлаждаться водой, что позволяет выполнять более быстрое охлаждение свариваемых материалов. Фасонные сваривающие губки используются для запечатывания крышек на ведрах и лотках.

  В отличие от прочности адгезионной связи, прочность когезионной связи представляет собой усилие внутри материала, отражающее прочность вторичных сил  между молекулами. Общая прочность обычного клеевого соединения будет определяться прочностью адгезионной связи между адгезивом и каждым основанием, с одной стороны, и прочностью когезионной связи внутри каждого основания и внутри непосредственно самого адгезива - с другой.