摘要 :密煉機(jī)是以輪胎為典型代表的橡膠制品企業(yè)所廣泛采用的設(shè)備。每車次排料時(shí)間的確定,不僅影響生產(chǎn)效率,也影響煉膠品質(zhì),同時(shí),一些特殊配方要求以膠料溫度作為控制點(diǎn)。目前,行業(yè)大多采用以熱電偶檢測(cè)的膠料溫度作為上述控制的依據(jù)。所以,熱電偶的精度就變得很重要。本文就可能影響密煉機(jī)熱電偶測(cè)溫精度的可能性進(jìn)行分析,并提出相應(yīng)的對(duì)策和建議,以期對(duì)行業(yè)有指導(dǎo)和幫助。ZHn壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
1 問(wèn)題背景
密煉機(jī)是以輪胎為典型代表的橡膠制品企業(yè)所廣泛采用的設(shè)備,具有生產(chǎn)效率高、環(huán)保性好(對(duì)比開(kāi)煉機(jī)和加壓式捏煉機(jī))和自動(dòng)化程度高等凸出優(yōu)點(diǎn)。從實(shí)踐看,密煉機(jī)又是輪胎等橡膠制品生產(chǎn)的源頭設(shè)備,其工作性能好壞直接影響著#終制品的品質(zhì)。根據(jù)工作原理,密煉機(jī)是間歇式工作。投入膠料→煉膠→排出膠料→投入下一車次膠料,如此往復(fù)。一般行業(yè)以膠料投入后關(guān)閉加料門作為一個(gè)混煉周期的開(kāi)始,以上頂栓升起、卸料門打開(kāi)排料作為一個(gè)混煉周期的結(jié)束。混煉周期的長(zhǎng)短,直接影響著生產(chǎn)效率和煉膠品質(zhì)。混煉周期的確定,取決于排料時(shí)間點(diǎn)的選擇,而對(duì)于何時(shí),目前主要有表 1 所示的幾種控制方式。
其中,溫度控制能反映膠料的實(shí)際混煉狀態(tài)(更能代表和表達(dá)膠料的物理狀態(tài))和設(shè)備的磨損漸進(jìn)歷程(設(shè)備磨損后,到達(dá)同樣排料溫度所需要的時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)),所以被大多數(shù)企業(yè)所采用。但是,就如前文所述,溫度控制煉膠對(duì)
熱電偶測(cè)溫精度依賴性大,是需要關(guān)注的內(nèi)容。
近幾年來(lái),一些企業(yè)反映遇到密煉機(jī)熱電偶測(cè)溫不準(zhǔn)的問(wèn)題,也就是操作柜顯示的排料溫度與調(diào)過(guò)手持針入式測(cè)溫儀實(shí)測(cè)的密煉機(jī)排出的膠料溫度偏離較大,≥ ±5℃。熱電偶測(cè)溫不準(zhǔn),不僅影響排膠的實(shí)際品質(zhì)。更重要的是,如果熱電偶測(cè)溫不準(zhǔn)造成膠料溫升過(guò)高,而橡膠又屬于低燃點(diǎn)易燃物品,溫升過(guò)高的膠料一旦遇到空氣就會(huì)立即燃燒,且不易被撲滅,如果引起火災(zāi)將會(huì)產(chǎn)生更大的損失。因火災(zāi)對(duì)輪胎企業(yè)造成重大損失的案例,不勝枚舉。所以,對(duì)熱電偶測(cè)溫不準(zhǔn)的問(wèn)題要充分的重視。
2 問(wèn)題分析
根據(jù)密煉機(jī)及熱電偶的工作原理,其檢測(cè)精度不夠的原因可能如表 2 所示。
當(dāng)然,像安裝在卸料門上的熱電偶,如果軸向定位不可靠,物料持續(xù)壓著熱電偶(尤其是上頂栓壓力高時(shí)),也會(huì)導(dǎo)致熱電偶伸出過(guò)短。
3 問(wèn)題對(duì)策
3.1 提高熱電偶質(zhì)量
熱電偶是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件,它直接測(cè)量溫度,并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過(guò)電氣儀表 ( 二次儀表 ) 轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。根據(jù)測(cè)溫范圍的不同,熱電偶有如下的幾個(gè)分度號(hào) :B 型測(cè)溫范圍為 600~1 700℃ S ;R 型測(cè)溫范圍為 0~1 600℃ ;K、N 型測(cè)溫范圍為-40~1 300 ℃ ;E 型測(cè)溫范圍為 -40~900 ℃ ;T 型測(cè)溫范圍為 -200~350 ℃ ;J 型測(cè)溫范圍為 -40~750℃ ;C 型測(cè)溫范圍為 0~2 300℃。其中,密煉機(jī)上應(yīng)用#多的是 J 分度的,E 分度也有個(gè)別使用的。
通過(guò)近些年的實(shí)踐,國(guó)產(chǎn)熱電偶與進(jìn)口件的差距越來(lái)越小,尤其是檢測(cè)精度(實(shí)驗(yàn)室檢測(cè))都可以滿足要求。不過(guò),熱響應(yīng)速度國(guó)產(chǎn)比進(jìn)口件稍慢。因?yàn)樵谝粋(gè)典型的煉膠周期內(nèi),溫度曲線是持續(xù)上升的,所以響應(yīng)速度滯后在一定程度上會(huì)導(dǎo)致熱電偶測(cè)量精度不準(zhǔn)的現(xiàn)象。
3.2 保證熱電偶合適安裝
一般來(lái)說(shuō),熱電偶安裝主要有以下幾種形式 :
(1)在卸料門上安裝 1 支。
(2)卸料門上安裝 2 支。兩支熱電偶檢測(cè)的溫度都進(jìn) PLC,以其中的一支作為操作柜顯示和排料控制信號(hào)點(diǎn),另一支做監(jiān)控。當(dāng)兩支熱電偶檢測(cè)的溫度誤差超過(guò)設(shè)定值時(shí)報(bào)警,提示熱電偶故障。
(3)在卸料門上安裝 1 支或 2 支,在側(cè)壁上安裝1 支。操作柜顯示和排料控制以卸料門上的為準(zhǔn),側(cè)壁上的輔助做參考。一般來(lái)說(shuō),從功率曲線看,在投料初期,卸料門和側(cè)壁熱電偶檢測(cè)膠溫差異較大,越到混煉后期,兩個(gè)值越接近甚至持平。熱電偶探入密煉室內(nèi)多少(見(jiàn)圖 1 中的尺寸 B),直接影響著檢測(cè)精度 :
(1)探入尺寸太少,頭部不能被物料有效包裹和摩擦,測(cè)量溫度會(huì)比膠料的實(shí)際溫度低。但優(yōu)點(diǎn)是使用壽命會(huì)長(zhǎng)很多 ;
(2)探入尺寸太多,測(cè)量溫度會(huì)比膠料的實(shí)際溫度高。而且熱電偶?jí)勖矔?huì)變短。
所以,在安裝尤其是用戶現(xiàn)場(chǎng)自行更換熱電偶備件時(shí),一定要保證熱電偶探出卸料門的長(zhǎng)度尺寸(以“ 大橡塑 ”270/370 密煉機(jī)為例,探出長(zhǎng)度 25 mm 為宜)。同時(shí),密煉機(jī)制作廠家在結(jié)構(gòu)上也要保證工作狀態(tài)下,熱電偶不能被膠料逐漸擠出導(dǎo)致探入密煉室長(zhǎng)度變小。
3.3 合格的補(bǔ)償導(dǎo)線
要使用熱電偶專用補(bǔ)償導(dǎo)線,并且在安裝到機(jī)體前和安裝后要進(jìn)行校準(zhǔn)檢測(cè)。在現(xiàn)場(chǎng),可使用手持式校準(zhǔn)儀模擬熱電偶給機(jī)體接線盒一個(gè)溫度信號(hào),然后在操作柜上查看實(shí)際顯示值,觀察差值有多大。一般可以接受的差值在 ±2℃左右。如果差值過(guò)大,說(shuō)明補(bǔ)償導(dǎo)線不合格需要更換。
3.4 工藝調(diào)整
通過(guò)多年的實(shí)踐可以看出,不同的膠料配方或者同一配方的不同工段,熱電偶檢測(cè)精度會(huì)有差異,如同一配方的二段、三段往往比一段精度高。
另外,排料狀態(tài)對(duì)熱電偶檢測(cè)精度也有很大的影響。如果排料很散(如煙片膠的塑煉),熱電偶不能與物料有效充分接觸,測(cè)量誤差往往比較大,±10℃左右。而成團(tuán)排出的膠料,尤其是充油量比較大的,測(cè)量精度往往比較高。所以,如果可以的話,建議進(jìn)行工藝調(diào)整,改善下排料狀態(tài)以提高熱電偶測(cè)溫精度。另外,填充系數(shù)不足的話,加料密實(shí)性不夠,熱電偶不能與物料有效充分接觸,也會(huì)影響熱電偶的測(cè)量精度。所以,要根據(jù)配方的比重、設(shè)備的磨損狀態(tài),確定合適的填充系數(shù)(一般切線型轉(zhuǎn)子取 0.75,嚙合型轉(zhuǎn)子取 0.65)。
3.5 其它
不同的轉(zhuǎn)子型式,意味著不同的膠料流動(dòng)和排料狀態(tài),對(duì)熱電偶的檢測(cè)精度也有很大的影響,這也值得關(guān)注。
一般來(lái)說(shuō),同步狀態(tài)比異步狀態(tài)的膠料均一性(同一車次的不同部位檢測(cè))會(huì)高一些,熱電偶精度相對(duì)也高一些。排料時(shí),分散效果好的膠料,熱電偶檢測(cè)精度相對(duì)也高一些。
另外,熱電偶是安裝于卸料門或者側(cè)壁端板中,側(cè)壁或者端板的溫度(也就是冷卻效果的體現(xiàn))也會(huì)影響熱電偶的檢測(cè)精度。所以,要保證設(shè)備各處的冷
卻時(shí)刻處于良好的工作狀態(tài),根據(jù)水質(zhì)不同,定期酸洗設(shè)備。
4 結(jié)語(yǔ)
一般情況下密煉機(jī)是所有橡膠制品生產(chǎn)的源頭設(shè)備,效率和煉膠質(zhì)量的好壞及穩(wěn)定性,直接影響著#終產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)營(yíng)情況。所以,有必要對(duì)熱電偶的工作原理件分析,在此基礎(chǔ)上想辦法保證熱電偶的檢測(cè)精度。
當(dāng)出現(xiàn)操作柜顯示與排料后實(shí)測(cè)膠料溫度不一致時(shí),應(yīng)shou先排查熱電偶或者補(bǔ)償導(dǎo)線是否有硬件的故障,然后再有針對(duì)性的參照上文進(jìn)行分析和處理。在此文的撰寫及實(shí)踐試驗(yàn)對(duì)比過(guò)程中,得到了上海國(guó)申公司的大力支持,在此表示感謝!
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