如何合理地进行清机

作者:Sun Plastech公司  Jarred Packard 文章来源:PT塑料网 点击数:0 发布时间:2018-07-11
正确进行清机可以使加工商每年减少很多生产上的损失,同时帮助提升产量并防止废料的产生。
如何合理地进行清机

本文改编自Jeremy Cooley于2017年10月18~20日在美国北卡罗来纳州举行的塑料技术2017年挤出会议上的技术报告。Cooley是Asaclean-Sun Plastech公司的技术销售代表,过去15年里他一直专注于帮助加工商开发高效的清机方案。本文中的8项建议旨在帮助加工商提高产量、降低生产成本和废品率,并减少停机时间。

选择适当的牌号

所有的清机料都不相同。一些牌号可能对某些应用和树脂非常有效,但是在其他情况下完全无效。因此,在将东西放入设备之前,要对加工情况有一定的了解。想要选择一款合适的商业清机料(CPC),先确定清机料与所加工树脂的相容性是一个比较好的策略。

基于此,要在开始之前对自己提出几个问题:

1.    对这种清机料的期望是什么?

2.    面临的挑战有哪些?

3.    是否正被污染(黑色斑点、颜色等)问题所困扰?

如果能设定可量化的目标,就可以在试验结束时对结果进行评估。根据具体的设备、应用和上述问题的答案,化学清机料可能有优于机械清机料的明显优势,当然,也可能正好相反。机械清机料利用设备的动力在机筒中产生压力和搅动,所依靠的是较高的黏度、添加剂和无机矿物料来清洁机筒。化学清机料适用于低压应用,如挤出、吹塑等。这种清机料通过吸热化学反应发生膨胀,从而产生清洁机筒所需要的压力和搅动。根据牌号和问题的严重程度,这种反应通常需要5~30min的在机筒中浸泡的时间。如果您不能确定使用的牌号是否正确,那您面对的污染和转换问题可能无法得到改善。

转换

对于几乎所有的加工商来说,转换都是不可避免的。在需要更换树脂或颜色时,之前的树脂/颜色有时会留在机筒中,从而产生废料。材料会沿着阻力最小的路径穿过机筒,这导致树脂层会随着时间的推移而堆积。而树脂无法像清机料那样有效地去除这些堆积层。由于设备没有处于稳定状态,所以树脂或颜色的转换为这些堆积层提供了一个“松动”的契机。图1显示了污染和分层是如何发生的。如果在转换过程中不清机,操作人员可能就会看到在下一个产品中出现一些这样的堆积层。换句话说,在每次转换过程中都会因为没有清机而带来连锁反应。

图1 材料会沿着阻力最小的路径穿过机筒,这导致树脂层会随着时间的推移而堆积,本图显示了污染和分层是如何发生的。
图1 当物料流过机筒时,它会沿着阻力最小的路径行进。沉积物留在流道的边缘,随着时间的推移它们会形成层

为了真正了解清机料的工作情况,理解设备总的停机成本至关重要。这需要收集一些数据,同时有必要将清机试验量化。如此一来,你可以根据具体的数据做出决策,而不是通过主观判断是否一切正常。

图2是对一台型材挤出机转换过程的实际成本节省分析。这个特殊的加工商使用纯HDPE清机。转换过程耗时2h,经计算,设备运行成本是100美元/h,因此每次转换的停机成本为200美元。他们每次转换使用25lb(1lb=0.4536kg)的清机材料,价格为75美分/lb,即转换材料成本为18.75美元。加上设备停机成本相当于总的清机成本为218.75美元。假设这家型材加工商每星期进行5次转换,一年48个星期,则每年计算下来为52500美元。如果增加生产线上的工作人员来帮助加快转换速度,那人工方面需要增加多少清机成本呢?

图2是对一台型材挤出机转换过程的实际成本节省所进行的分析。与采用纯树脂想必,采用清机料将转换时间缩短了83%,将转换成本减少了77%
图2 与采用纯树脂相比,通过采用清机料,型材加工商将转换时间缩短了83%,将转换成本减少了77%

关机和密封

清机料最常被忽视的功能之一是可以使用它来关机和密封。除非您的设备是365天全天候运行,否则总会遇到因为假期和周末而延长停机时间的情况。即使是全天候运行,最终也会关机进行预防性维护和维修。在这些情况下,用清机料密封机筒有助于防止因降解产生的氧气进入机筒,从而减少碳沉降到系统中。这样做的另一个好处是启动更容易,因为可以在清除清机料后直接运行加工用的树脂,因为机筒清洁且无污染物。这意味着使用此方法可以省略启动步骤。

拉出螺杆

对于较难的转换(如从黑色转换到天然色或白色),将螺杆拉出可能是一种有效的选择。然而,拉出螺杆耗时且劳动强度大,而使用清机料可以显著减轻负担。将机筒中装满某些清机料运行,然后拉出螺杆,技术人员需要使的力量明显变小,并且手动清洁的工作量也变少了,因为清机料承担了大部分的清洁任务,这缩短了整个转换时间。市场上甚至有一种牌号不会粘附在机筒/螺杆上,并且可以像剥离香蕉一样把它从螺杆上剥离(如图3所示)。

图3 有一些清机料(CPC)不会粘附在机筒/螺杆上,可以像剥香蕉一样将它从螺杆上剥离
图3 像Asaclean公司EX牌号这样的清机料(CPC)不会粘附在机筒/螺杆上,可以像剥香蕉一样将它从螺杆上剥离。这样的清机料可以节省抽出螺杆的时间

预防性的清除

如果您希望提高产量并降低废品率,那么预防性清机是一种比较有效的方式。制定预防性清机方案的第一步是开始跟踪生产率、转换时间,甚至是在转换过程中使用的清机料的量。当生产率开始下降时,即使不需要进行生产转换,也可能是要进行预防性清机的时候了。此方法可有效去除处于初始状态的沉积物并防止它们沉降变得更难以去除。

遵循指示

使用清机料的一个常见错误是不遵循供应商的说明。虽然鼓励进行试验,但还是要逐步遵循清机说明,在建立一条基准线后才能进行试验。可以尝试使用或不使用模头进行清机,或者使用滤网叠进行清机。也可以考虑使用其他牌号的清机料,并在需要额外清洁的地方(如重污染区域)将温度提高约50℉(27.78℃)。优化始终是每个流程的最终目标,清机方案也不例外,但在自己进行试验之前,请咨询清机专家。

分析成本因素

聪明的公司会彻底并持续地检查流程,以评估可以降低成本的环节。如果您还没有跟踪转换时间、废品率以及由于停机导致的生产损失,那么请立即开始,只有知道问题所在,才能确定清机是否有效。另外,保持一致性对于准确了解你的效率是否正在提高也是至关重要的。

加工商不愿使用清机料的最常见原因之一是它们的价格比回收料或纯树脂贵。但是您应该考虑上述的相关成本,并且要明白如果不使用清机料,则废品率会提高、转换时间也会延长。

如果将购买清机料的费用平摊到每次清机的成本中,你就会发现使用清机料实际上会节省大量的时间和金钱。再次参考图2,如果使用5lb的Asaclean U牌号清机料进行试验,转换需要20min,设备的停机成本从200美元降低到33美元,并将转换材料成本从18.75美元减少到16.7美元。这会使采用清机料的总转换成本减少为49.7美元,而不是218.75美元。假设一年48个星期、每星期进行相同的5次转换,则每年的成本为11928美元。换言之,客户只需通过使用清机料代替纯树脂,即可节省40572美元。

自制清机料的效果如何?有些人认为内部的清机料更好,因为它们更便宜。但是,如果你正在使用内部清机料,请问一下自己这些问题:我的内部清机料是否耐氧化?如果我关机并用我的内部清机料密封,当再次启动时,是否能生产出无缺陷的产品?是否肯定我的内部清机料不会使污染加重?如果这些问题的答案是否定的,那么你可能需要更换清机料。

DISCO清机

这种技术专用于挤出加工,甚至对双螺杆挤出机也有效。如前所述,如果不是每次生产转换都进行清机,可能导致长期的污染问题。但是,使用清机料和一种被称为“disco清机”的技术可让设备完成工作并去除这些堆积层。

具体操作是:操作员以最大的安全速度运行设备,然后突然停止螺杆,重复该过程数次。这使清机料可以在设备不运行时沉降到那些堆积层中,但是当设备再次启动时,会产生更多的湍流,清机料可以在此作用下去除这些堆积层。重复这个过程会去除越来越多的层,最终剩余的污染物将在运行下一个产品之前松动脱落。

版权声明:版权归弗戈工业在线-PT塑料网所有,转载请与我们联系!