Валкавая печ для вулканізацыі гумы: парады па кантролі тэмпературы

By Майк Чэн, дырэктар па вытворчасці | Больш за 12 гадоў вопыту ў гумавай вытворчасці |LinkedIn

Асноўныя высновы

• ПІД-рэгуляванне тэмпературы падтрымлівае тэмпературу печы для зацвярдзення ў межах ±1-2°C ад зададзенага значэння, што мае вырашальнае значэнне для раўнамернай шчыльнасці зшывання па ўсіх дэталях партыі.
• Ролікавыя печы з васьміграннымі барабанамі дасягаюць лепшай аднастайнасці тэмпературы, чым статычныя печы, таму што бесперапыннае кручэнне падвяргае ўсе паверхні дэталяў цыркулюючаму гарачаму паветру.
• ПІД-кантролер Omron з выхадам SSR 4-20 мА прадухіляе перавышэнне тэмпературы награвальніка, пастаянна мадулюючы магутнасць, а не цыклічна ўключаючы і выключаючы награвальнік.
• Падвойныя сістэмы абароны ад перагрэву ў сучасных ролікавых печах аўтаматычна адключаюць награвальнік, калі асноўны кантролер выходзіць з ладу, прадухіляючы пажар і пашкоджанне прадукту.

Ролікавыя печы для вулканізацыі гумы выконваюць іншыя функцыі, чым прэсы для першаснай вулканізацыі. Другасная вулканізацыя, якую таксама называюць поствулканізацыяй, завяршае працэс зшывання, які пачынаецца ў прэс-форме або форме для ін'екцый. Паколькі фізічныя ўласцівасці гумовых сумесяў працягваюць развівацца падчас другаснай вулканізацыі, пастаянны кантроль тэмпературы ў вулканізацыйнай печы непасрэдна ўплывае на якасць канчатковага прадукту.

У гэтым артыкуле разглядаюцца сістэмы кантролю тэмпературы, якія выкарыстоўваюцца ў ролікавых печах для вулканізацыі гумы, практычныя парады па падтрыманні раўнамернага нагрэву і аптымізацыі параметраў працэсу для розных гумовых сумесяў і памераў партый.

Чаму кантроль тэмпературы ў печы для вулканізацыі гумы ўплывае на якасць прадукцыі

Зацвярдзенне гумы адбываецца ў залежнасці ад часу і тэмпературы, што вызначаецца крывой зацвярдзення сумесі. На кожныя 10°C павышэння тэмпературы зацвярдзення хуткасць рэакцыі прыблізна падвойваецца. Змяненне тэмпературы ўсяго на 5°C у партыі дэталяў можа прывесці да вымерных адрозненняў у трываласці на разрыў, падаўжэнні пры разрыве і дэфіцыце сціску ў межах адной вытворчай серыі.

ПерASTM D573іІСО 188Згодна са стандартамі цеплавога старэння гумы, сувязь паміж тэмпературай і змяненнем уласцівасцей прадказальная пры дакладным кантролі тэмпературы. Прадукты, якія прайшлі вулканізацыю ў ніжнім дыяпазоне спецыфікацый, могуць мець няпоўнае зшыванне, што прыводзіць да ніжэйшага модуля пругкасці і большай дэфармацыі пры сціску. Прадукты ў верхнім дыяпазоне могуць перавузнікаць, становячыся далікатнымі са зніжаным падаўжэннем. Валкавая печ для вулканізацыі гумы з дакладным кантролем тэмпературы ліквідуе гэтыя адрозненні ад партыі да партыі і ад дэталі да дэталі.

Падчас нашых заводскіх выпрабаванняў больш чым 200 партый другаснай вулканізацыі з выкарыстаннем ролікавай печы XCJ-K600 мы назіралі, што дэталі, зацвярдзелыя пры тэмпературы, рэгуляванай ПІД-злучэннем, у межах ±1,5°C ад зададзенага значэння, паказалі на 23% меншыя адхіленні цвёрдасці па Шору А ў параўнанні з дэталямі, зацвярдзелымі ў печах з ваганнямі тэмпературы ±5°C.

Сістэмы кантролю тэмпературы ў ролікавай печы для вулканізацыі гумы

Сучасныя валковыя печы для вулканізацыі гумы аб'ядноўваюць тры сістэмы кіравання, якія працуюць разам для падтрымання стабільных умоў апрацоўкі.

ПІД-кантролер з выхадам SSR

ПІД-кантролер тэмпературы Omron у ролікавых печах XCJ-K600 і XCJ-K900 выкарыстоўвае прапарцыйна-інтэгральна-вытворны алгарытм для бесперапыннага разліку неабходнай магутнасці награвальніка. Выхадны сігнал 4-20 мА кіруе цвёрдацельным рэле (SSR), якое бесперапынна мадулюе магутнасць награвальніка, а не цыклічна ўключае і выключае яго. Гэты рэжым бесперапыннага кіравання выключае перавышэнне і паніжэнне тэмпературы, якія ўзнікаюць пры выкарыстанні простых тэрмастатаў тыпу «уключэнне-выключэнне». У выніку тэмпература ў камеры падтрымліваецца стабільнай з дакладнасцю ±1-2°C пры зададзеных значэннях паміж пакаёвай тэмпературай і 260°C.

Сістэма цыркуляцыі гарачага паветра

Высокатэмпературны рухавік з доўгім валам, які прыводзіць у рух турбінны вентылятар, забяспечвае цыркуляцыю паветра з прадукцыйнасцю 3000 куб. футаў у гадзіну. Паколькі гарачае паветра бесперапынна рухаецца праз васьмігранны барабан і над гумовымі дэталямі, паверхня кожнай дэталі атрымлівае аднолькавае цеплавое ўздзеянне. Такая цыркуляцыя прадухіляе ўтварэнне гарачых кропак каля награвальнікаў і халодных зон каля дзвярэй або кутоў. 100-міліметровая саляная бавоўнавая ізаляцыя падтрымлівае тэмпературу вонкавай сценкі ніжэй за 35°C падчас працы пры тэмпературы 200°C, зніжаючы цепластраты і паляпшаючы тэмпературную стабільнасць.

Васьмікутнае кручэнне барабана для раўнамернага ўздзеяння цяпла

Васьмігранная канструкцыя барабана выконвае двайную функцыю: ён круціць гумовыя дэталі ў патоку гарачага паветра, а фасетныя ўнутраныя сценкі ствараюць розныя вуглы падзення, якія перашкаджаюць дэталям укладвацца адна ў адну. Нерухомая куча дэталяў утрымлівае цяпло ў цэнтры, ствараючы розніцу ў хуткасці вулканізацыі паміж знешнімі і ўнутранымі дэталямі. Круцельны барабан ліквідуе гэтае расслаенне, а рухавік валіка (0,75 кВт) падтрымлівае пастаянную хуткасць кручэння незалежна ад загрузкі партыі.

Парады па кантролі тэмпературы для працы печы для вулканізацыі гумы

1. Усталюйце параметры ПІД-рэгулятара на аснове масы партыі.Партыя вагой 50 кг паглынае больш цяпла падчас пачатковай фазы разагрэву, чым партыя вагой 15 кг. Адкарэктуйце прапарцыйную паласу і час інтэгравання на PID-кантролеры Omron, каб улічыць розніцу ў цеплавой масе. Пачніце з параметраў вытворцы па змаўчанні і наладзьце іх дакладна ў залежнасці ад часу аднаўлення тэмпературы пасля загрузкі.
2. Перад загрузкай разагрэйце ролікавую печ да зададзенага значэння.Загрузка гумовых дэталяў у печ, якая не дасягнула цеплавой раўнавагі, прывядзе да падзення тэмпературы ў камеры ніжэй за зададзенае значэнне. ПІД-кантролер адрэагуе, але час аднаўлення залежыць ад магутнасці награвальніка (10,5 кВт у XCJ-K600) і масы халоднай нагрузкі. Пасля таго, як кантролер пакажа, што зададзенае значэнне дасягнута, дайце 15-20 хвілін для стабілізацыі.
3. Сачыце за аднаўленнем тэмпературы пасля загрузкі.Найбольш нізкі момант у цыкле зацвярдзення наступае праз 3-5 хвілін пасля загрузкі свежай партыі. Падзенне тэмпературы не павінна перавышаць 10°C для XCJ-K600 з загрузкай 15-20 кг. Калі падзенне тэмпературы перавышае 15°C, паменшыце памер партыі або павялічце час папярэдняга нагрэву.
4. Выкарыстоўвайце функцыю таймера для паслядоўнага кантролю цыклу.Таймер з дыяпазонам часу ад 0 да 99,99 гадзін з аўтаматычным адключэннем награвальніка і гукавым сігналам гарантуе, што кожная партыя атрымае аднолькавую працягласць зацвярдзення. Не спадзявайцеся на ручное адсочванне часу, бо зменлівасць аператара прыводзіць да непатрэбных змен у працэсе.
5. Штогод калібруйце ПІД-кантролер.Зрух датчыка тэмпературы з цягам часу ўплывае на дакладнасць кантролера. Уваходныя дадзеныя кантролера Omron неабходна правяраць з адкалібраванай эталоннай тэрмапарай не радзей за адзін раз у год. Калі паказанні адрозніваюцца больш чым на 2°C ад эталонных пры тыповай рабочай тэмпературы, правядзіце паўторную каліброўку.
6. Штотыдзень правярайце сістэму абароны ад перагрэву.Двайная абарона ад перагрэву ў ролікавых печах XCJ-K600 і XCJ-K900 уключае незалежныя датчыкі верхняй мяжы, якія адключаюць награвальнік у выпадку збою асноўнага кантролера. Праверце гэту сістэму, падняўшы зададзеную тэмпературу верхняй мяжы вышэй за рабочую тэмпературу і пераканаўшыся, што награвальнік адключаецца.

Рэкамендаваная тэмпература ў печы для вулканізацыі распаўсюджаных гумовых сумесяў

Тэмпературы разлічаны на агульныя рэкамендацыі па падрыхтоўцы кампаундаў. Фактычныя параметры павінны быць узгоднены з пастаўшчыком кампаундаў і правераны шляхам выпрабаванняў на механічныя ўласцівасці ў адпаведнасці са стандартамі ASTM D412 і ASTM D395.

Распаўсюджаныя праблемы кантролю тэмпературы ў печах для вулканізацыі гумы

Большасць праблем з кантролем тэмпературы можна выявіць шляхам рэгулярнага маніторынгу дысплея сістэмы кіравання Delta, які дае інфармацыю аб працоўным стане ў рэжыме рэальнага часу.

Выбар правільнай ролікавай печы для вулканізацыі гумы

Ролікавыя печы XCJ-K600 і XCJ-K900 ад кампаніі Xiamen Xingchangjia прапануюць два аб'ёмы апрацоўкі для розных маштабаў вытворчасці. XCJ-K600 мае камеру аб'ёмам 600 літраў з памерамі 1300 мм (Ш) х 1600 мм (В) х 1100 мм (Т), што падыходзіць для малой і сярэдняй вытворчасці. XCJ-K900 забяспечвае камеру аб'ёмам 900 літраў пры памерах 1300 мм (Ш) х 1600 мм (В) х 1300 мм (Т) і прызначана для аперацый па зацвярдзенні з вялікім аб'ёмам.

Абедзве мадэлі маюць адну і тую ж сістэму кантролю тэмпературы ў асноўным корпусе — ПІД-кантролер Omron, награвальнік магутнасцю 10,5 кВт, цыркуляцыйны вентылятар прадукцыйнасцю 3000 куб. футаў/г і падвойную абарону ад перагрэву. Унутраная і знешняя канструкцыя з нержавеючай сталі 304 з таўшчынёй сценак 1,5 мм прадухіляе карозію на працягу многіх гадоў эксплуатацыі. Рэгуляваны дыяпазон тэмператур ад пакаёвай тэмпературы да 280°C пакрывае ўсе распаўсюджаныя патрабаванні да другаснай вулканізацыі для кампаундаў NBR, EPDM, FKM, сілікону і HNBR.

Выснова: Пастаянная тэмпература вулканізацыі азначае пастаянную якасць гумы

Кантроль тэмпературы з'яўляецца найважнейшым фактарам другаснай вулканізацыі. Ролікавыя печы для вулканізацыі гумы з ПІД-рэгуляваннем, эфектыўнай цыркуляцыяй гарачага паветра і васьмігранным кручэннем барабана забяспечваюць раўнамерныя ўмовы нагрэву, неабходныя для паслядоўнай шчыльнасці зшывання ва ўсіх дэталях у кожнай партыі. ПІД-кантролеры Omron з выхадам SSR 4-20 мА ў спалучэнні з цыркуляцыяй паветра 3000 куб. футаў/г і ізаляцыяй 100 мм забяспечваюць стабільнасць тэмпературы, неабходную для адпаведнасці стандартам ISO 188 і ASTM D573.

Аператары, якія сістэматычна выконваюць працэдуры кіравання тэмпературай — папярэдні нагрэў, кантроль аднаўлення, праверка аднастайнасці і падтрыманне сістэм бяспекі — дасягаюць меншай варыяцыі ўласцівасцей вулканізаванай гумы і больш высокага выхаду прадукцыі.