米重控制系统在PE、PPR、PERT、PO复合管材中的应用
2020-02-12 08:55:35在当前社会中各个行业的不断快速发展壮大的时候，PO管材增长迅速，出现了惊人的活力，很多的生产厂家投入到这项声势浩大的行动中，但是PO管材价格昂贵，PO管材原料作为聚烯烃产品中的专用料，向来被冠以价格稳定、抗跌能力强等头衔，长期以来原料价格居高不下。对生产企业来说，加强内部质量控制，可以极大地降低生产成本，在生产过程中，每批次原料的密度、熔温、流动性、电压波动、有的还加上回收料和破碎料等方面的不确定性因素，造成生产过程的高废品率。目前，各个企业都是借助米重控制系统、超声波测厚仪等手段加强生产过程控制，能够极大地提高企业生产效率，显著地减少废品率，降低生产成本。
1 米重控制系统的介绍
米重控制是维持挤出机的速率一致，从而确保产品的厚度或每层的比例稳定不变。评估称重计量喂料系统的因素有计量的准确性、混合的均匀性以及挤出控制的精确性。计量的准确性是指每种原料成分的重量百分比的实际值与设定值的差异程度；混合均匀性是指各种成分是否完全分散到混合物中；控制的精确性是指米重和共挤层间比例的控制精度。重力式计量分为失重式和增重式两种计量方法。其中，失重式计量方式适用于所有原料的称重，常用于连续生产过程中的重量计量。失重式计量方式具有以下优点：
(1)稳定的准确控制；
(2)可使用各种不同的原料；
(3)自动校准功能；
(4)设置简单且仅需极短的时间；
(5)采用重量计量，而不是用体积计量；
(6)消除模糊作业；
(7)快速的投资回报率。
增重式计量方式采用间歇批次配料方式，设备通过重量式传感器，利用数字式技术，能够精确的控制每一组分计量阀的流量，保证每一批次混料的配方的
准确，精度可达 +0.5％， 同时节约原料成本提高产品质量；优化设计的搅拌器能够使已经计量的原料得到充分的均匀搅拌和混合。增重式计量方式有以下特点：
(I)批次间歇称重；
(2)适合注射工艺、挤出工艺、吹塑工艺；
(3)采用高精度，高动态口向应重量传感器，精度高；
(4)模块化设计，维修保养，更换原料方便；
(5)工位可根据客户要求增减。
目前， 随着对产品品质、工况环境、自动化越来越高的需求，失重称的应用也越来越广泛。在大型、连续的塑料加工中，基本都需要对失重秤配以辅助的
周边设备，如储料系统、自动供料来实现完整的喂料功能。
2 米重控制系统在聚烯烃管材生产中的应用
在塑料挤出成型过程中，挤出机的原料供给通常分为3个步骤：首先是对挤出机所需的每个组分进行称重，其次是将每台挤出机共需的组分进行混合，最
后是将混合均匀的物料供给挤出机料斗，通过螺杆塑化熔融挤出。常规的做法是离线进行配重， 即主料多少包(25 kg装)配比辅料多少包，再通过人工搅拌
装入挤出机料斗。这样会导致诸如称重不准确、混料不均匀，特别是多组分配料中添加剂分散不充分等问题，有时还会由于人工配料过多造成原料的浪费和人工成本的增加，从而导致无法提供挤出机实时挤出生产量，对品质缺乏监控。另一方面，常规的挤出控制都需要操作人员设定挤出机的转速并进行手动调节，而这并不能保证挤出产量的恒定，并且随着时间的推移，由于温度和压力的波动、过滤网的状况及其他相关工艺的变化，挤出生产量往往会发生周期性的变化，同时由于螺杆和牵引机的速度相对恒定，导致生产的制品在米重上即产品的纵向发生厚薄偏差，严重影响产品的质量。
2．1 开机过程中的原料浪费
开机时操作工人因担心管材壁厚偏薄，往往会在牵引时将牵引速度开慢，这样管材不会变薄，但此时管材往往偏厚，等管材出切割机后再根据管材壁厚调
整牵引速度，每次调整周期长，有时调整多次，有时又会调过头，管材偏厚当然是合格品，但是这是以牺牲原料成本为代价。如果有米重控制器，在开机过程中可以根据管材米重进行调控，缩短调控周期，减少原料的浪费。
2．2 主机电流波动造成的原料浪费
单靠操作工人观察主机电流的变化是很难时刻调得好，因为原料密度、熔温、流动性、电压波动、回收料和破碎料均匀度都是变化的，不规则的，有时当
主机电流变大时操作工人把主机速度调小，可是管材还没出来时下一周期电流会更小 ，那么管材就更薄了，这就是“调反了”，像这种情况只有米重控制才会及时调整过来，因为系统本身就是时刻测量和运算。生产时将壁厚控制在下限和将壁厚控制在上限，水管的每米单重相差高达近l0％-20％(见表1，PE管材)。
同种规格管材在同一设备上生产时，使用米重计控制与手动控制壁厚波动差异较大(见图1)，图3为31 5×0．8 MPa给水管材生产过程壁厚波动图，从图1中可以看出利用米重计控制壁厚曲线相对平缓，同一点壁厚纵向波动最大值为0．3 mm，手动控制壁厚曲线相对陡峭， 同一点壁厚纵向波动最大值为0．6 mm，利用米重控制系统， 工人可以将管材的壁厚控制无限接近下限，而手动控制，工人会有意的将管材壁厚堆厚，这样壁厚纵向波动时不容易产生废品。
壁厚控制越厚，原料浪费就越多，成本越高，现将3 15×0．8 MPa给水管材每天成本分析如下：从表2和表3中可以看出两种控制下米重相差0.465 kg／m，每根管材9米长，每天生产75根，因此可以计算出利用米重计控制每天节省原料313kg。按原材料11000元/KG计算。每天可节约3443元，每年按200天计算，可节约68万元。
2.3更换不同厂家原材料出现废管问题
生产过程中更换不同的原材料，由两种材料熔指不一造成管材厚度的纵向波动，如人为控制，就会有偏差。如果利用米重控制系统，控制器会根据米重、挤出速度等参数自行调整，不会出现废品。
2．4 料罐不满时造成废品的问题
原料下料靠料罐内重力喂料， 当主机转速恒定，料罐内原料越来越少时，管材壁厚就会越来越薄，甚至出现废品。
3、小结
综上所述，米重控制设备在生产中可以的效控制生产成本，可以预防生产过程中各种不稳定现象，降低废料率。特别在是小口径PPR、PERT、PO铝塑复合管控制壁厚、稳定米重应用越来越多。对生产企业来说，加强内部质量控制，可以极大地降低生产成本，在生产过程中，每批次原料的密度、熔温、流动性、电压波动、有的还加上回用破碎料等方面的不确定性因素，造成生产过程的高废品率。目前，各个企业都是借助米重控制系统、超声波测厚仪等手段加强生产过程控制，能够极大地提高企业生产效率，显著地减少废品率，降低生产成本。
