As máquinas sopradoras de filme ABA, como equipamento principal na área de produção de filmes plásticos, são amplamente utilizadas na produção de sacolas para embalagens flexíveis, sacolas-para camisetas e sacos de lixo. No entanto, no processo de operação-de longo prazo, o equipamento está sujeito a mau funcionamento devido à operação inadequada, desgaste de componentes ou fatores ambientais, o que afeta a eficiência da produção e a qualidade do produto. Neste artigo, os tipos de falhas comuns das máquinas de filme soprado ABA são resumidos e, de acordo com a situação real e a experiência da indústria, uma solução direcionada é apresentada para fornecer referência técnica aos operadores.
1.Problemas de estabilidade de espuma de filme fino: causas e soluções para flutuações, rupturas e oscilações
A estabilidade da bolha da membrana é um índice importante no processo de sopro do filme, e sua anormalidade levará a espessura irregular do filme, defeitos superficiais e até mesmo interrupções na produção. Problemas comuns incluem oscilação da bolha do filme, ruptura e oscilação lateral devido ao controle de temperatura, interferência no fluxo de ar e transmissão mecânica.
1.1 Oscilação e ruptura da bolha do filme
Manifestações típicas: a superfície da bolha do filme apresenta flutuações periódicas, casos graves podem parecer romper.
Razão:
Problemas de controle de temperatura: Temperaturas excessivamente altas da extrusora reduzirão a viscosidade do fundido, e a temperatura irregular da cabeça de rosca causará diferenças locais de fluxo. Por exemplo, em uma empresa, danos ao anel de aquecimento na cabeça da matriz levaram ao resfriamento de um lado, resultando em turbulência na saída e em um aumento de 30% na frequência de estouro de bolhas do filme.
Interferência no fluxo de ar: O fluxo de ar não homogêneo do anel de resfriamento ou a perturbação do fluxo de ar externo podem perturbar o equilíbrio de resfriamento da bolha do filme. Dados experimentais mostram que o diâmetro da bolha do filme flutua em até 5 mm quando a diferença de velocidade do fluxo de ar dentro do anel de ar é superior a 10%.
Incompatibilidade de tração: A incompatibilidade entre a velocidade de tração e a velocidade de extrusão pode levar a flutuações na tensão da bolha do filme. Em uma ocasião, o operador não conseguiu ajustar a tempo a velocidade de rotação dos rolos de tração, fazendo com que a bolha do filme estourasse devido à falta de tensão durante o resfriamento.
Soluções:
Calibração de temperatura: a temperatura de diferentes regiões da cabeça de rosca é medida regularmente usando termopares de alta-precisão. Se o desvio exceder ±2 graus, ajuste a potência dos anéis de aquecimento ou substitua o elemento defeituoso.
Otimização do fluxo de ar: limpeza das saídas de ar do anel de ar para garantir uma circulação uniforme do ar, instalação de telas corta-vento ao redor do equipamento para reduzir o impacto do fluxo de ar externo. Uma empresa reduziu a flutuação do diâmetro da bolha do filme para ± 1 mm, modificando a estrutura do anel de gás.
Correspondência de velocidade: A taxa de tração (geralmente entre 4:1- 6:1) é definida de acordo com a especificação do filme, e a velocidade da extrusora e dos rolos de tração é sincronizada pelo inversor.
1.2 Oscilação lateral de espuma de filme fino
Manifestação típica: A bolha do filme oscila horizontalmente de forma irregular ou periódica.
Razão:
Resistência mecânica: Rolamentos de rolos de tração desgastados podem causar resistência rotacional irregular ou o desalinhamento do estabilizador de bolha pode aumentar o atrito. Num caso, a deformação do suporte estabilizador de bolha resulta numa diferença de 20% na pressão de contato da bolha do filme, causando oscilações.
Viscosidade do fundido: A estabilidade da bolha do filme pode ser afetada pela alta ou baixa vazão do fundido da matéria-prima. Por exemplo, quando a MFR do LDPE excede 3 g/10 min, as bolhas do filme ficam propensas a oscilar devido à mobilidade excessiva.
Soluções:
Inspeção mecânica e manutenção: Verifique regularmente o estado de lubrificação do rolamento do rolo de tração e substitua os componentes desgastados. Ajuste a posição do estabilizador de bolha para alinhá-lo com a linha central da matriz.
Seleção da matéria-prima: De acordo com os requisitos do processo, a vazão do fundido é adequada à matéria-prima, adicionando pó de talco (volume de 1% 1% - 3%) para melhorar a fluidez do fundido.
2. Espessura de filme irregular: Otimização colaborativa da cabeça de rosca, resfriamento e parâmetros de processo
A irregularidade da espessura do filme é o fator chave que afeta a qualidade do produto. Problemas comuns incluem flutuações de espessura longitudinal e diferenças de espessura transversal. A razão básica está no design da matriz, na eficiência do resfriamento e na configuração dos parâmetros do processo.
2.1 Flutuações Longitudinais de Espessura
Manifestação típica: a espessura do filme muda periodicamente ao longo da direção de extrusão.
Razão:
Folga da borda da matriz: O ajuste da folga da borda do molde ou desgaste local levará à descarga irregular do material. Num caso, a folga entre os moldes era de 15 mm, fazendo com que a espessura longitudinal do filme flutuasse em mais de 15%.
Bloqueio da tela do filtro: Depósitos de carbono ou impurezas no filtro podem causar flutuações na pressão de fusão. O experimento mostra que a flutuação da espessura do filme triplicou quando a diferença de pressão da tela do filtro excede 15 MPa.
Soluções:
Calibração da cabeça de rosca: A folga da matriz é medida com um medidor de tentáculos. Se o desvio exceder 0,02 mm, ajuste o parafuso ou substitua a borda do molde. Limpe regularmente os depósitos de carbono na parede interna da cabeça de roscar para manter a superfície lisa.
1. Substituição do filtro: de acordo com as características da matéria-prima, estabeleça um ciclo de substituição do filtro (geralmente 200-500 horas), adote telas de filtro de malha alta (malha 80–120), melhore a eficiência da filtração.
2.2 Diferenças de Espessura Lateral
Manifestação típica: A distribuição da espessura do filme não é uniforme em toda a largura.
Razão:
Anel de Ar de Resfriamento: Falhas de projeto ou distribuição desigual do fluxo de ar dos anéis de ar podem levar a diferenças na velocidade de resfriamento. Num caso, o ângulo da palheta do anel de ar desviou-se em 5 graus, resultando numa diferença de espessura de 0,02 mm entre a borda e o centro do filme.
Taxa de expansão-: Taxas de expansão- excessivamente altas (geralmente mais de 3:1) podem exacerbar o estiramento lateral desigual da bolha do filme.
Soluções:
Modificação do anel de ar: escolha o anel de vento de saída dupla ou instale placas guia de fluxo para otimizar a distribuição do fluxo de ar. Limpe regularmente a poeira dentro do anel de ar para garantir uma boa circulação de ar.
Ajuste de parâmetro: dependendo das características do material, defina uma proporção de expansão apropriada (o LDPE geralmente é 2,5: 1-3: 1) para compensar as diferenças de espessura lateral ajustando a folga da borda da matriz.
3. Defeitos superficiais: controle geral de matérias-primas, processos e limpeza
Defeitos superficiais (como partículas de gel, listras e olhos de peixe) afetam diretamente a aparência e as propriedades dos filmes. Os motivos envolvem qualidade da matéria-prima, controle de processos e limpeza de equipamentos.
3.1 Partículas e Estrias de Gel
Manifestações típicas: saliências granulares transparentes ou semi{0}}transparentes aparecem na superfície do filme.
Razão:
Impurezas de matérias-primas: Partículas não dissolvidas ou aditivos dispersos de forma desigual nas matérias-primas. Numa empresa, a densidade das partículas de gel em filmes finos aumentou cinco vezes devido ao uso excessivo de materiais reciclados (mais de 30%).
Plastificação insuficiente: Temperaturas excessivamente baixas da extrusora ou velocidades de rotação da rosca muito altas impedirão que o material derreta completamente. Dados experimentais mostram que a temperatura de fusão diminuiu 5 graus e a incidência de partículas de gel aumentou em 20 20% quando a velocidade de rotação da rosca excedeu 80 rpm.
Soluções:
Pré-tratamento de matérias-primas: Triagem rigorosa de matérias-primas para controlar a proporção de materiais reciclados (geralmente não mais que 20%). Use um secador (80 – 100 graus) para remover a umidade dos ingredientes e evitar que a hidrólise produza substâncias de baixo peso molecular.
Otimização do Processo: um perfil de temperatura apropriado da extrusora (por exemplo, temperaturas segmentadas de 160 a 180 graus) é definido de acordo com as características da matéria-prima e a velocidade de rotação da rosca é controlada na faixa de 60 a 70 rpm.
3.2 Olhos de Peixe
Manifestações Típicas: Pequenos pontos transparentes e não dissolvidos aparecem na superfície do filme.
Razão:
Limpeza da cabeça de rosca: coque residual ou impurezas no interior da cabeça de rosca podem levar à descarga irregular do material. Num caso, a taxa de defeitos olho de peixe aumentou para 5% devido a intervalos de limpeza mais longos (mais de 24 horas) entre os moldes.
Taxa de resfriamento: O fluxo de ar excessivo do anel de resfriamento pode causar uma rápida solidificação do fundido, prendendo partículas não dissolvidas na superfície.
Soluções:
Manutenção da cabeça de roscar: Limpe o interior da cabeça de roscar a cada 8 horas com raspadores de cobre para remover o material carbonizado. Remova os cabeçotes periodicamente para limpeza profunda (por exemplo, imersão em tricloroetileno).
Ajuste de resfriamento: Defina a vazão apropriada da câmara de ar (geralmente 0,5–1,0 m3/min) de acordo com a espessura do filme para evitar resfriamento excessivo localizado.
4. Falhas Mecânicas: Estratégias de Manutenção Preventiva e Substituição de Componentes
A falha mecânica é a causa direta da paralisação do equipamento. Problemas comuns incluem desgaste de parafusos, anomalia de ruído da caixa de redução, danos nos anéis de aquecimento, etc. Para reduzir a taxa de falhas, é necessária manutenção regular e substituição oportuna de peças.
4.1 Desgaste do Parafuso
Manifestações Típicas: Diminuição do volume de extrusão, flutuação da pressão de fusão.
Motivo: o uso-de longo prazo pode levar ao desgaste da superfície do parafuso ou impurezas metálicas na matéria-prima podem acelerar o desgaste. Numa empresa, a taxa de desgaste do parafuso triplicou porque não havia separador magnético.
Soluções:
Substituição preventiva: Defina um ciclo de substituição (geralmente 5.000-8.000 horas) com base no material do parafuso (por exemplo, 38 CrMoA) e meça regularmente a folga entre o parafuso e o cilindro (substitua o parafuso se o desvio exceder 0,3 mm).
Controle de Impurezas: Instalação de um separador magnético (intensidade do campo magnético de pelo menos 8.000 Gs) na entrada para filtrar impurezas metálicas das matérias-primas.
4.2 Ruído anormal da caixa de engrenagens de redução
Desempenho típico: Ocorre ruído anormal periodicamente durante a operação.
O motivo: Rolamentos desgastados ou mau engrenamento das engrenagens causarão vibração. Em um caso, o lubrificante na caixa de engrenagens da caixa de engrenagens se deteriorou, fazendo com que a temperatura do rolamento subisse para 80 graus, causando ruído anormal.
Soluções:
Manutenção da lubrificação: o óleo é substituído a cada 500 horas (usando óleo para engrenagens industriais L-CKC220) e os níveis e a qualidade do óleo são verificados regularmente.
Substituição de componentes: Se o ruído anormal persistir, remova a caixa de redução, verifique se há desgaste nos rolamentos e engrenagens e substitua os componentes danificados, se necessário.
V. Especificações Operacionais e resposta a emergências: chave para reduzir o risco de falha
Além da otimização técnica, operações padronizadas e capacidades de resposta a emergências são essenciais para reduzir perdas por falhas. As seguintes medidas devem ser tomadas:
Procedimentos Padronizados: Desenvolver procedimentos operacionais para partida, fechamento e ajuste de parâmetros do equipamento para evitar degradação do derretimento devido a parada e partida abruptas. Por exemplo, a temperatura da extrusora deve ser reduzida para menos de 120 graus e o fundido residual na cabeça da matriz deve ser limpo antes de fechar.
Plano de contingência: Estabelecer um mecanismo de resposta rápida para falhas repentinas, como ruptura de bolha de filme e desvios de espessura. Por exemplo, quando a bolha do filme se rompe, reduza imediatamente a velocidade de tração (pelo menos 30%) e verifique a temperatura e o fluxo de ar.
Registro de dados: registre os principais parâmetros do processo (como temperatura, pressão e velocidade) e fenômenos de falha e use o controle estatístico do processo (SPC) para identificar riscos potenciais. Uma empresa evitou uma interrupção inesperada usando a análise de dados para prever o desgaste dos parafusos com duas semanas de antecedência.
Conclusão:
A operação estável do soprador ABA requer medidas abrangentes de controle de temperatura, otimização do fluxo de ar, gerenciamento de matéria-prima, manutenção mecânica e especificação de operação. Ao implementar a manutenção preventiva, estabelecer um banco de dados de falhas e melhorar as habilidades operacionais dos operadores, a taxa de falhas pode ser bastante reduzida e a eficiência da produção e a qualidade do produto podem ser melhoradas. No futuro, com a aplicação da Internet das Coisas (IoT) e (IA), a previsão de falhas de equipamentos e o ajuste automático se tornarão a tendência da indústria, promovendo ainda mais o desenvolvimento inteligente de processos de filme soprado.
