Làm thế nào để giải quyết vấn đề ố vàng trong quá trình ép đùn ống PVC?

Ống PVC bị đổi màu trong quá trình ép đùn: Nguyên lý + Trình tự khắc phục sự cố + Giải pháp

Dây chuyền sản xuất ống PVC Yongte được tối ưu hóa về mặt cấu trúc để giải quyết vấn đề thường gặp về sự đổi màu trong quá trình ép đùn ống PVC. Kênh dòng trục vít có các chuyển tiếp tròn để giảm thiểu tình trạng ứ đọng vật liệu trong vùng chết, ngăn chặn hiệu quả việc lưu giữ, xuống cấp hoặc đổi màu vật liệu cục bộ. Thiết bị cũng được trang bị hệ thống kiểm soát nhiệt độ làm mát trục vít độc lập cho phép điều chỉnh nhiệt độ chính xác, ngăn ngừa quá nhiệt vật liệu bên trong do nhiệt ma sát tích tụ trong trục vít. Khi kết hợp với mô-đun giám sát nhiệt độ trực tuyến tích hợp cho dây chuyền sản xuất, hệ thống này có thể thu thập dữ liệu nhiệt độ theo thời gian thực từ từng phần của thùng và đầu, phát hiện kịp thời các điểm bất thường như lệch cặp nhiệt điện hoặc quá nhiệt cục bộ, đồng thời hỗ trợ nhân viên sản xuất nhanh chóng xác định nguyên nhân gốc rễ của sự đổi màu, từ đó giảm thời gian ngừng sản xuất liên quan đến vấn đề này.

Nguyên nhân sâu xa khiến PVC bị ố vàng: ứng suất nóng hoặc ứng suất cắt gây ra sự giải phóng HCl từ PVC, dẫn đến hình thành liên kết đôi liên hợp; HCl này sau đó tăng tốc độ phân hủy hơn nữa (phân hủy kiểu dây kéo); đối với hệ thống canxi-kẽm, phải cẩn thận để tránh đốt cháy kẽm (sự phân hủy xúc tác mạnh của ZnCl₂). Phương pháp chẩn đoán nhanh: màu vàng đồng nhất tổng thể thường là do các vấn đề liên quan đến nhiệt độ, chất ổn định hoặc thời gian lưu; các vệt màu vàng hoặc màu vàng cục bộ cho thấy sự tích tụ vật liệu trong khuôn hoặc tại vùng chết vít; màu vàng sau khi khởi động hoặc tắt máy là do vật liệu bị giữ lại trong vùng gia nhiệt, dẫn đến xuống cấp.

I. Điều chỉnh quy trình (Ưu tiên điều chỉnh quy trình - những điều chỉnh này đòi hỏi phải sửa đổi với chi phí thấp nhất)

1. Kiểm soát nhiệt độ (phổ biến nhất)

Tham chiếu vùng ép đùn PVC-U cứng: Nhiệt độ khuôn: 155–170°C; Nhiệt độ đầu/khuôn: 165–175°C; Nghiêm cấm nhiệt độ khuôn vượt quá 180°C trong thời gian dài.

1. Giảm dần nhiệt độ của thùng, mặt bích và khuôn; ưu tiên giảm nhiệt độ của khuôn và đầu khuôn (vì khuôn dễ bị tích tụ vật liệu và quá nóng nhất).

2. Xác minh cặp nhiệt điện và cuộn dây đốt nóng: Độ lệch cặp nhiệt điện có thể khiến nhiệt độ hiển thị có vẻ bình thường trong khi nhiệt độ thực tế tại địa phương có thể tăng cao; kiểm tra quạt tản nhiệt.

3. Mạch dầu làm mát trục vít: Lỗi làm mát trục vít bên trong, tích tụ nhiệt do ma sát và vật liệu quá nóng bên trong (xuất hiện màu vàng) – những hiện tượng này thường dễ bị bỏ qua.

2. Tốc độ cắt và thời gian lưu trú

1. Giảm tốc độ động cơ chính, tăng tốc độ cấp liệu một cách thích hợp, giảm thiểu hiện tượng gia nhiệt cắt và rút ngắn thời gian lưu trú của vật liệu; tốc độ quay càng cao thì nhiệt độ cắt càng lớn.

2. Không để máy không hoạt động trong thời gian dài; khi dừng hoạt động, thùng nguyên liệu phải được làm trống. Nghiêm cấm để vật liệu bị mắc kẹt bên trong thùng máy nóng – chỉ để ở đó trong vài phút sẽ khiến vật liệu bị thoái hóa và chuyển sang màu vàng.

3. Kiểm soát tỷ lệ vật liệu tái chế: Vì vật liệu tái chế trải qua nhiều chu kỳ gia nhiệt, điều này làm tăng mức tiêu thụ chất ổn định, nên hàm lượng vật liệu tái chế nên 15%; vật liệu tái chế phải được sàng để loại bỏ các hạt cốc; lượng vật liệu tái chế quá mức có thể gây ra màu vàng liên tục.

3. Công đoạn phối trộn (thường bị nhiều nhà sản xuất bỏ qua)

· Nhiệt độ trộn cuối cùng không được quá cao (thường là 110–120°C) và thời gian trộn không quá dài; nhiệt độ xả sau khi trộn nguội phải 50°C.

· Làm nguội hợp chất trộn nóng không đủ dẫn đến chất ổn định bị phân hủy sớm, khiến sản phẩm ép đùn dễ bị ố vàng; sự hấp thụ độ ẩm của canxi cacbonat cũng có thể cản trở hệ thống làm dẻo và ổn định.

II. Tối ưu hóa công thức (Khi sản phẩm vẫn còn màu vàng sau khi điều chỉnh quy trình – sau đó điều chỉnh công thức)

1. Chất ổn định nhiệt (Lõi)

· Hệ muối chì: Tăng lượng chất ổn định và chọn cấp ổn định nhiệt lâu dài.

· Hệ canxi-kẽm: Tránh chỉ bổ sung quá nhiều muối kẽm vì có thể dẫn đến bỏng kẽm; kết hợp với các chất ổn định phụ trợ (polyol, β-diketones, hydrotalcite) để tạo thành ZnCl₂ phức tạp và ức chế sự phân hủy xúc tác; thêm một lượng nhỏ chất chống oxy hóa phenol bị cản trở (1010).

Màu vàng đột ngột sau khi thay đổi lô chất ổn định – ưu tiên xác định chất lượng chất ổn định hoặc hàm lượng hiệu quả có đủ hay không.

2. Cân bằng bôi trơn (Tần số rất cao! Chất lỏng cũng có thể chuyển sang màu vàng nếu chất ổn định không đủ)

Bôi trơn bên ngoài không đủ: vật liệu bám vào bề mặt kim loại, dẻo hóa quá mức, ứng suất cắt tăng – dẫn đến ống bị ố vàng và giòn; bôi trơn bên ngoài quá mức: độ dẻo kém, bề mặt thành bên trong thô ráp.

· Bôi trơn bên trong (axit stearic, este): giảm ma sát bên trong trong quá trình nấu chảy; Bôi trơn bên ngoài (sáp PE, sáp oxy hóa): ngăn không cho chất nóng chảy bám vào trục vít hoặc bề mặt kim loại khuôn.

· Hệ thống canxi kẽm nhạy cảm hơn với điều kiện bôi trơn; các thông số trượt bên trong và bên ngoài phải được khớp chính xác – chỉ điều chỉnh bộ ổn định là không đủ.

3. Chất làm đầy và bột màu

· Canxi cacbonat: Sử dụng bột canxi có hàm lượng kim loại nặng và hàm lượng sắt thấp; ion sắt có thể xúc tác cho sự phân hủy PVC; bột canxi phải được sấy khô nếu nó bị ẩm.

· Titanium dioxide: Đối với hệ thống cấp nước hoặc ứng dụng đường ống ngoài trời – sử dụng rutile-TiO₂, chất có khả năng chống chịu thời tiết tuyệt vời; anatase-TiO₂ dễ bị lão hóa do ánh sáng và có thể chuyển sang màu vàng theo thời gian; hàm lượng titan dioxide không đủ dẫn đến độ trắng kém và bề ngoài có màu hơi vàng.

· Chất làm trắng huỳnh quang: Đây là những chất bổ sung về mặt thị giác, không giải quyết được vấn đề thoái hóa do nhiệt; chúng chỉ cải thiện độ trắng bề mặt và không thể thay thế cho chất ổn định.

III. Thiết bị và Vệ sinh (Tập trung vào hiện tượng ố vàng dạng sọc và ố vàng gián đoạn)

1. Vít, thùng, con thoi song song và vùng chết khuôn: Thực hiện tháo gỡ và kiểm tra việc tắt máy để loại bỏ cặn cacbon và than cốc tích lũy; vật liệu ứ đọng sẽ liên tục được đưa vào khối nóng chảy, tạo thành các đường hoặc dải màu vàng.

2. Độ mòn của trục vít: Độ hở của trục vít/xi lanh tăng lên dẫn đến sự tuần hoàn vật liệu, thời gian lưu trú kéo dài và sự suy giảm nhiệt lặp đi lặp lại; mài mòn nghiêm trọng cần phải sửa chữa hoặc thay thế vít.

3. Tạp chất kim loại: Mạt sắt hoặc rỉ sét lẫn vào thùng; các ion kim loại xúc tác cho quá trình phân hủy PVC; hệ thống trộn phải được trang bị quy trình loại bỏ sắt.

IV. Quy trình khắc phục sự cố nhanh chóng (Trình tự vận hành tại chỗ)

1. Quan sát mô hình ố vàng: màu vàng đồng nhất → quy trình sản xuất/chất phụ gia bảo quản; sọc vàng → giữ vật liệu do vít khuôn; ố vàng khi khởi động hoặc tắt máy → vấn đề liên quan đến thời gian lưu giữ nguyên liệu

2. Xác minh nhiệt độ: Xác nhận xem cặp nhiệt điện và hệ thống làm mát trục vít có hoạt động tốt hay không; tiến hành chạy thử bằng cách giảm nhẹ nhiệt độ đầu máy.

3. Giảm tốc độ động cơ chính, duy trì cấp liệu ổn định và giảm thiểu nhiệt cắt.

4. Làm sạch cặn than cốc và đầu vít.

5. Kiểm tra tỷ lệ bổ sung vật liệu tái chế; tạm dừng việc xác minh sản xuất thử nghiệm vật liệu tái chế.

6. Kiểm tra quá trình trộn nóng lạnh và độ ẩm của bột canxi.

7. Điều chỉnh lần cuối công thức hệ thống bôi trơn và ổn định

V. Những cạm bẫy và cảnh báo thường gặp

1. Ngay cả khi bổ sung thêm chất ổn định, dầu bôi trơn vẫn chuyển sang màu vàng do mất cân bằng; việc tăng lượng muối kẽm trong công thức canxi-kẽm một cách mù quáng có thể dẫn đến hiện tượng làm trắng trong thời gian ngắn, sau đó là làm đen lớp kẽm theo thời gian.

2. Chất làm trắng huỳnh quang chỉ cung cấp khả năng che chắn trực quan và không thể ngăn chặn sự phân hủy nhiệt của PVC; đùn ở nhiệt độ cao vẫn sẽ dẫn đến phân hủy.

3. Tỷ lệ nén khuôn không phù hợp hoặc vùng chết của kênh dòng chảy có thể gây ra tình trạng ứ đọng vật liệu cục bộ, dẫn đến sự xuất hiện dai dẳng của đường màu vàng.