Ugrás a tartalomra
+41 52 511 3200 (SUI)     + 1 713 364 5427 (USA)     
A polimer valós idejű reológiai mérése megolvad

Bevezetés

A polimerek a természetes termékek olcsó helyettesítőiévé váltak, és kiváló minőségű lehetőségeket kínáltak számos ipari alkalmazáshoz alacsony költségük, tulajdonságaik (nagy kémiai ellenálló képesség, magas hőmérsékleti ellenállás, nagy szilárdság / tömeg arány) és könnyűségük miatt feldolgozás. Filmszigetelésként használt szilárd, öntött forma formájában használják az autótestekhez, TV-szekrényekhez, repülőgép-alkatrészekhez, habokhoz a kávéscsészékhez és a hűtőszekrény-szigeteléshez, ruházati és szőnyegszálakhoz, ragasztókhoz, gumiabroncsokhoz és csövekhöz, festékekhez és egyéb bevonatokhoz, valamint sok más anyaghoz. egyéb alkalmazások.

A polimer extrudálása rendkívül energiaigényes, és az energiafogyasztás és az olvadékminőség valós idejű nyomon követése rendkívül szükségessé vált az új szénszabályok betartása és a rendkívül versenyképes műanyagpiac fennmaradása érdekében.

polimer-extrudálás

Alkalmazás

A polimerek fröccsöntéssel, sajtolással vagy extrudálással esnek át - mindegyik megköveteli a polimer alakra való kitöltését. A feldolgozás azonban energiaigényes. Az Egyesült Királyságban a műanyag-feldolgozás villamosenergia-költsége nagyjából évi 350 millió font. A villamosenergia-fogyasztás csökkentése hatalmas megtakarításokat és a környezeti terhek jelentős csökkentését eredményezné.

A polimer feldolgozása során felhasznált energiát két szempontból lehet felosztani: a magas szintű energiagazdálkodási rendszer és az alacsony szintű gépvezérlés. A magas szintű energiagazdálkodási rendszernél az energiafelhasználás kb. 30% -kal csökkenthető a folyamatirányítással és -karbantartással. A megfelelő folyamatirányítás nélkül az olyan nem optimális működési beállítások, mint a hőmelegítés, hűtés és a feldolgozási sebesség polimer extrudálási eljárás esetén hozzájárulnak az óriási energiaveszteséghez.

A polimer olvadék sűrűsége és viszkozitása nagyon fontos fizikai-kémiai paraméterek a polimer gyártási folyamatában. Ezek nagyon jelentős tényezők, amelyek befolyásolják a gyártási költségeket és a gyártási folyamat jövedelmezőségét. A polimerek fröccsöntéssel, sajtolással vagy extrudálással esnek át - mindegyik megköveteli a polimer alakra való kitöltését.

Az anyagok soros jellemzése növeli a népszerűségét azon kutatók körében, akik számos meglévő gyártási folyamat és az új folyamatok teljesítményének javítására törekszenek. Ezen technikák alkalmazásával járó előnyök közvetlenül kapcsolódhatnak a jobb minőséghez és a csökkentett gyártási költségekhez. A reológiai mérések felhasználhatók az anyagok jellemzésére, a feldolgozhatóság meghatározására és bemeneti adatokként a számítógépes szimulációkhoz. A reológiának vannak előnyei más módszerekkel szemben, mivel érzékeny a szerkezet bizonyos szempontjaira, például a nagy molekulatömegű farok és az elágazás. Sok esetben a reológiai jellemzés sokkal gyorsabb, mint a többi.

Az extrudálás során a termék sűrűsége a legfontosabb tényező, amely befolyásolja a gyártási költségeket és a gyártási folyamat általános jövedelmezőségét. A sűrűség csökkentése csökkenti a nyersanyagköltségeket. Ha azonban a termék sűrűségét alacsonyan tartják, akkor romlik a mechanikai tulajdonságok és a geometriai pontosság. Ezért a kritikus egyensúly elengedhetetlen az anyagköltségek csökkentése érdekében, miközben megőrzi a megfelelő szilárdságot és pontosságot. A PVC hab sűrűségét az összetett adalékanyagok típusának és mennyiségének, a feldolgozási paramétereknek (hőmérséklet, csavarsebesség) vagy mindkettőjének változtatásával lehet szabályozni.

A működési beállítások folyamatos beállításának fő célja az állandó olvadékminőség garantálása. Kutatások kimutatták, hogy az olvadék viszkozitása valószínűleg az olvadék minőségének legjobb mutatója (Cogswell, 1981). A viszkózusabb anyagoknál nagyobb erőt kell biztosítani, és más körülményeket, például hőmérsékletet kell beállítani. A gyártóknak gondosan meg kell érteniük ezeket az információkat a megfelelő feltételek és az erőforrások lehető legjobb felhasználása érdekében. A működési beállítások optimalizálásához az olvadék viszkozitásának valós idejű monitorozása szükséges.

Kihívások

Az egy- és kétcsavaros extrudálás a legszélesebb körben alkalmazott extrudálási technika. A műanyag granulátumokat egy csavar tolja meg, amely az adagolási zónából a sajtolóba mozog, és a granulátumok olvadnak hővel a nyírófeszültség és a hordó melegítése során.

Alkalmazással kapcsolatos

A legtöbb polimer anyag rendkívül bonyolult viselkedést mutat, különösen a polimer olvadás esetén. Az alkalmazás mérést igényel nagyon nehéz körülmények között - magas nyomáson (50-100 MPa) és magas hőmérsékleten (körülbelül 150-300 ° C). A HPHT esetében magas a pontossági és megbízhatósági problémák kockázata.

Probléma a folyamatfigyeléssel a motor energiafogyasztásakor

Kevés műanyag feldolgozó vállalat figyeli az extruder motor motorfogyasztását, hogy megvizsgálja az olvadék stabilitását, a végtermék minőségét és az energiahatékonyságot. Ennek a technikának azonban néhány kihívása van:

  • Minden egyes extruder számára a fogyasztásmérők telepítése drága, és a folyamatbeállításokon alapuló matematikai modellek jobb alternatíva lehetnek
  • A meglévő modellek nagymértékben függenek az extruder és a polimer anyagok geometriájától, nehéz ugyanazt a modellt különböző felhasználási esetekben újraképzés nélkül használni.

Problémák az olvadási nyomással történő folyamatfigyelésnél

Az iparban az olvadéknyomást a csavarhegy közelében általában elfogadják az olvadékminőség fő mutatójaként. Kevés korlátozás ezzel a technikával:

  • A nyomásról ismert, hogy arányos a csavar sebességével, ám ezt kissé befolyásolja az olvadék hőmérséklete, a csavar geometriája és a feldolgozandó polimer anyag.
  • Az instabil olvadéknyomás ingadozást okoz az áteresztőképességnél és a végtermék minőségének változásait.

A hagyományos viszkozitásmérési technikák korlátozásai

A legtöbb polimer anyag reológiai viselkedése meglehetősen bonyolult. A viszkozitás mind nyírási, mind hőtörténeti függ. A polimer viszkozitását gyakran offline módon mérik. A polimervegyület mintáját megolvasztják és egy speciális kapilláriscsőbe (üvegviszkóméterbe) helyezik, vagy online mérések esetén az extruderrel párhuzamosan felszerelt kapilláriscsövet tartalmaznak. Mindkét módszer hosszú időtartamú késleltetést von maga után, amely abból adódik, hogy az olvadék átáramoljon a tranzitvezetéken és a kapillárison. Bizonyos esetekben viszkozimétereket szerelnek fel az extrudáló vezetékekre, amelyek mérik a szerszám falának a feszültséget a nyomásesés mérésével egy rés vagy kapilláris mentén, és az áramlási sebességet egy extra áramlásmérővel mérik. Bár ezek a módszerek viszkozitási méréseket végeznek, amelyek relevánsabbak az extrudálási folyamat szempontjából, az áramlásmérő gyakran zavarja az olvadékáramot, megváltoztatva az eredeti áramlási jellemzőket.

A szokásos mechanikai és elektromechanikai viszkozimétereket, amelyeket elsősorban laboratóriumi mérésekre terveztek, nehéz integrálni a vezérlő és megfigyelő környezetbe. A jelenlegi tesztelési módszer a helyszíni laboratóriumokban nem optimális és költséges a szállítás logisztikai kihívásai és a magas rögzített költségek miatt. A motoron vagy a kompresszoron belül zajló komplex változásokat gyakran nem lehet rutinszerű olajmintákból meghatározni, mivel az ilyen minta által képviselt adatok egyszerűen tükrözik az olaj állapotának pillanatképét a minta felvételekor, és a hagyományos műszereket befolyásolhatja nyírási sebesség, hőmérséklet és egyéb változók.

Miért fontos a valós idejű online reológiai mérés?

Számos motivációs előnye származik a költségek, a környezetvédelem és a logisztika szempontjából az online valós idejű viszkozitásfigyelésről a polimer előállítási folyamatában. Kiváló eszköz az anyagok jellemzésére és egyéb hibaelhárítási célokra. A legfontosabb előnyök a következők:

Gazdasági és logisztikai előnyök, csökkentett gyártási költségek: Az online viszkozitási elemzés csökkentené a helyszíni laboratóriumokba küldött minták számát és az ezzel járó költségeket. A helyszíni elemzések folyamatos eredményei szintén csökkentik a szállítási munkaerőt / költségeket és a mintavételi hibákat.

A reológiai mérések elősegíthetik a polimer feldolgozása során a hibaelhárítást és csökkenthetik a hibákat:

  • Cápabőr: Azok az anyagok, amelyek nem nagyon nyírják el a vékonyodást, viszonylag alacsony átviteli sebességgel hajlamosak a cápabőrre. Az anyag viszkozitási információi a feldolgozási hőmérsékleten (az ajak régiójában) alapvető fontosságúak lehetnek a nyírófeszültség csökkentésében, a sajtoló hőmérsékletének növelésében vagy olyan adalékanyagok használatában, amelyek elősegítik a csúszást és megelőzik a hibát.
  • Buborék instabilitása a film fújásakor: Az anyag alacsony olvadási szilárdsága ezt a hibát okozhatja. Az anyagok kiterjedt viszkozitási és / vagy olvadási szilárdsági értékei felhasználhatók a különböző anyagok buborék stabilitásának összehasonlítására és az alkalmazáshoz megfelelő anyag kiválasztására. A hűtés hozzájárulhat a buborék hőmérsékletének csökkentéséhez és ezáltal növeli az olvadék szilárdságát.
  • Két polimer rossz keverése: Ha a keverésre kerülő két polimer viszkozitása közötti különbség nagy (pl. Ötször több), akkor a keverés rendkívül nehéz, mivel a mátrix által a magasabb viszkozitású diszpergált fázisra kifejtett nyírófeszültség nem elég nagy ahhoz, hogy felbomlasson. Javító lépés egy magasabb viszkozitású mátrix használata.

Jobb végtermékminőség: A nyersanyagból és a végtermékből végzett reológiai mérések jellemzik a termék tulajdonságait, például ütésállóságot, optikát, hullámosságot, törékenységet stb. A folyamatos monitorozás segíthet észlelni az extrudálási folyamat során esetlegesen bekövetkező módosításokat vagy lebomlást.

Csökkent energiafelhasználás: A működési beállítások optimalizálása érdekében az olvadék viszkozitásának valós idejű monitorozására van szükség. Az erőforrások és a villamos energia optimális felhasználása a termelésben, a folyamatok szigorú ellenőrzésével valós idejű, reológiai mérésekkel biztosított.

Fokozott munkavállalói biztonság: Más tényezők, például az oldószerekkel való munkavégzés egészségügyi és biztonsági követelményei, a környezet figyelembevétele és a szakemberek igénye ezen vizsgálatok elvégzésére (amelyeket laboratóriumban kell elvégezni) növelik az oldószermentes módszer nagy népszerűségét.

Gyorsabb válaszidők: Az in situ viszkozitás (és sűrűség) elemzése csökkentené / kiküszöböli a késleltetést a mintavétel és a laboratóriumi válasz beérkezése között.

Környezet: Az erőforrások felhasználását az on-line megfigyelő rendszerek révén maximalizálhatjuk, ily módon csökkentve a pazarlást, ami jó a környezetre. Fokozott fenntarthatóság a csökkent kibocsátás révén.

Rheonics megoldásai

Az automatizált, valós idejű online viszkozitásmérés kritikus jelentőségű a polimer előállítása szempontjából. A Rheonics a kiegyensúlyozott torziós rezonátoron alapuló alábbi megoldásokat kínálja a folyamatvezérléshez és a polimer feldolgozásának optimalizálásához:

  1. Sorban Viszkozitás mérések: Rheonics' SRV A egy széles körű, sorban lévő viszkozitásmérő eszköz, beépített folyadékhőmérséklet-méréssel, és képes bármilyen folyamatáram viszkozitásváltozásának valós időben történő kimutatására.
  2. Sorban Viszkozitás és sűrűség mérések: Rheonics' SRD egy egyidejű, egyidejű sűrűség és viszkozitásmérő eszköz, beépített folyadék hőmérséklet méréssel. Ha a sűrűségmérés fontos a műveletekhez, akkor az SRD a legjobb érzékelő, amely kielégíti az igényeit, az SRV-hez hasonló működési képességekkel, valamint a pontos sűrűségmérésekkel.

Az automata soros viszkozitásmérés az SRV vagy az SRD segítségével kiküszöböli a mintavétel és a laboratóriumi technikák azon eltéréseit, amelyeket a viszkozitásméréshez a hagyományos módszerekkel használnak. Az érzékelő sorban van elhelyezve úgy, hogy folyamatosan mérje a viszkozitást (és a sűrűséget SRD esetén). Az SRV / SRD használata a folyamatfigyeléshez javíthatja a termelékenységet és növeli a haszonkulcsokat. Mindkét érzékelő kompakt forma tényezővel rendelkezik az egyszerű OEM és utólagos felszerelés érdekében. Nem igényelnek karbantartást vagy újrakonfigurálást. Mindkét érzékelő pontos, megismételhető eredményeket kínál, függetlenül attól, hogy és hol vannak felszerelve, anélkül, hogy szükség lenne speciális kamrákra, gumi tömítésekre vagy mechanikus védelemre. Fogyóeszközök nélkül az SRV és az SRD rendkívül egyszerűen kezelhető.

Kompakt forma, nincs mozgó alkatrész és nem igényel karbantartást

A Rheonics SRV és SRD nagyon kicsi a tényező az egyszerű OEM és utólagos felszereléshez. Lehetővé teszik a könnyű integrációt bármilyen folyamatáramba. Könnyen tisztíthatók, és nem igényelnek karbantartást vagy újrakonfigurálást. Kis lábnyomuk lehetővé teszi az Inline telepítését bármilyen folyamatban, elkerülve minden további helyigényt vagy adaptert.

Nagy stabilitás és érzékeny a beépítési körülményekre: Bármely konfiguráció lehetséges

A Rheonics SRV és SRD egyedi szabadalmaztatott koaxiális rezonátort használ, amelyben az érzékelők két vége egymással ellentétes irányba csavar, megszüntetve a szerelési reakció nyomatékát, és ezáltal teljesen érzéketlenek a beépítési körülményekre és az áramlási sebességre. Ezek az érzékelők könnyen megbirkózhatnak a rendszeres áthelyezéssel. Az érzékelő elem közvetlenül a folyadékban helyezkedik el, nincs szükség speciális házra vagy védőkosárra.

Azonnali pontos leolvasás a folyamat körülményeiről - Teljes rendszeráttekintés és prediktív vezérlés

A Rheonics szoftver nagy teljesítményű, intuitív és kényelmesen használható. A valós idejű viszkozitást egy számítógépen lehet ellenőrizni. Több érzékelőt kezelhetünk egyetlen, a gyári padlóra elosztott műszerfalról. A szivattyúzás nyomás pulzációjának nincs hatása az érzékelő működésére vagy a mérési pontosságra. Ütés, rezgések vagy áramlási feltételek nem befolyásolják.

Könnyű telepítés és nincs szükség újrakonfigurálásra / újrakalibrálásra

Cserélje ki az érzékelőket anélkül, hogy kicserélné vagy újraprogramozná az elektronikát, az érzékelő és az elektronika csepegtető cseréjét firmware-frissítések és kalibrációs együttható-változtatások nélkül. Könnyű felszerelés. Csavarok ¾ ”NPT menetbe tintavonalas illesztésben. Nincs kamra, O-gyűrűs tömítés vagy tömítés. Könnyen eltávolítható tisztítás vagy ellenőrzés céljából. Az SRV karima- és háromkapcsos csatlakozással kapható az egyszerű felszerelés és leszerelés érdekében.

Alacsony fogyasztás

24 V DC tápegység 0.1 A-nál kevesebb áramfelvételtel normál működés közben

Gyors reakcióidő és hőmérsékleten kompenzált viszkozitás

Rendkívül gyors és robosztus elektronika az átfogó számítási modellekkel kombinálva teszi a Rheonics eszközöket az ipar egyik leggyorsabb és legpontosabb eszközévé. Az SRV és az SRD valós idejű, pontos viszkozitási (és sűrűségű SRD) méréseket ad másodpercenként, és az áramlási sebesség változásai nem befolyásolják őket!

Széles működési képességek

A Rheonics műszereit úgy építették fel, hogy a legnehezebb körülmények között méréseket végezzenek. Az SRV a legszélesebb működési tartományt kínálja az inline folyamat viszkoziméterek piacán:

  • Nyomástartomány 5000 psi-ig
  • Hőmérséklet -40 és 200 ° C között lehet
  • Viszkozitási tartomány: 0.5 cP-től 50,000 XNUMX cP-ig

SRD: Egyszeres műszer, hármas funkció - Viszkozitás, hőmérséklet és sűrűség

A Rheonics SRD egyedülálló termék, amely három különböző műszert vált fel a viszkozitás, a sűrűség és a hőmérséklet mérésére. Ez kiküszöböli a nehézséget három különböző műszer elhelyezésével, és rendkívül pontos és megismételhető méréseket biztosít a legkeményebb körülmények között is.

Tiszta a helyén (CIP)

Az SRV (és SRD) figyeli a vezetékek tisztulását azáltal, hogy a tisztítási fázis alatt ellenőrzi az oldószer viszkozitását (és sűrűségét). Az érzékelő bármilyen apró maradékot észlel, amely lehetővé teszi a kezelő számára, hogy eldöntse, mikor a vezeték tiszta a rendeltetéshez. Alternatív megoldásként az SRV információkat szolgáltat az automata tisztítórendszernek a teljes és megismételhető tisztítás biztosítása érdekében a futások között, az üvegkapillárisoktól eltérően.

Kiváló érzékelő kialakítás és technológia

A kifinomult, szabadalmaztatott harmadik generációs elektronika meghajtja ezeket az érzékelőket, és kiértékeli reagálásukat. Az SRV és az SRD ipari szabványos csatlakozókkal kaphatók, mint például a ¾ ”NPT és az 3” Tri-clamp, amelyek lehetővé teszik az üzemeltetők számára, hogy a meglévő hőmérsékleti érzékelőket a gyártósorukban SRV / SRD-vel cseréljék, és a pontos mérés mellett rendkívül értékes és működőképes információt nyújtanak a folyamat folyadékáról, például a viszkozitásról. hőmérséklet beépített Pt1 használatával (DIN EN 1000 AA, A, B osztály rendelkezésre áll).

Az igényeknek megfelelő elektronika

A robbanásbiztos adószekrényben és a DIN sínre szerelhető kis méretű érzékelő elektronika lehetővé teszi a könnyű beillesztést a folyamatvezetékekbe és a gépek belső berendezésébe.

 

Könnyen integrálható

Az érzékelő elektronikában alkalmazott több analóg és digitális kommunikációs módszer egyszerűvé teszi az ipari PLC-hez és a vezérlőrendszerekhez történő csatlakoztatást.

 

ATEX és IECEx megfelelőség

A Rheonics gyújtószikramentes érzékelőket kínál, amelyeket az ATEX és az IECEx tanúsít, veszélyes környezetben történő felhasználásra. Ezek az érzékelők megfelelnek az alapvető egészségvédelmi és biztonsági követelményeknek, amelyek a robbanásveszélyes környezetben történő felhasználásra szánt felszerelések és védelmi rendszerek tervezésére és felépítésére vonatkoznak.

A Rheonics rendelkezik a gyújtószikramentes és robbanásbiztos tanúsítással egy létező érzékelő testreszabását is, lehetővé téve ügyfeleink számára, hogy elkerüljék az alternatívák azonosításával és tesztelésével kapcsolatos időt és költségeket. Egyedi érzékelők biztosíthatók olyan alkalmazásokhoz, amelyekhez egy egységre van szükség, akár több ezer egységre is; a hetek átfutási időivel szemben a hónapokkal.

Rheonika SRV & SRD mind ATEX, mind IECEx tanúsítvánnyal rendelkeznek.

ATEX (2014/34 / EU) tanúsítvánnyal

A Rheonics ATEX tanúsítvánnyal rendelkező, gyújtószikramentes érzékelői megfelelnek az ATEX 2014/34 / EU irányelvnek, és a belső biztonság szempontjából tanúsítottak. Az ATEX irányelv meghatározza az egészségre és a biztonságra vonatkozó minimum- és alapvető követelményeket a veszélyes légkörben dolgozó munkavállalók védelme érdekében.

A Rheonics ATEX tanúsítvánnyal rendelkező érzékelőit Európában és nemzetközi szinten is elismerték. Valamennyi ATEX tanúsított alkatrészt „CE” jelöléssel jelzik, hogy megfeleljenek.

IECEx tanúsítvánnyal

A Rheonics gyújtószikramentes érzékelőit az IECEx, a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság tanúsítja a robbanásveszélyes környezetben használt berendezésekre vonatkozó szabványok tanúsítására.

Ez egy nemzetközi tanúsítás, amely biztosítja a veszélyes területeken történő alkalmazás biztonságát. A Rheonics érzékelők tanúsítvánnyal rendelkeznek az Ex i belső biztonság szempontjából.

Implementáció

Közvetlenül telepítse az érzékelőt a folyamatáramba, hogy valós idejű viszkozitást és sűrűséget mérjen. Nincs szükség bypass-vonalra: az érzékelőt vonalba lehet meríteni, az áramlási sebesség és a rezgések nem befolyásolják a mérés stabilitását és pontosságát. Optimalizálja a döntéshozatali folyamatot ismételt, egymást követő és következetes tesztek elvégzésével a folyadékon.

Rheonics hangszerválasztás

A Rheonics innovatív folyadékérzékelő és -figyelő rendszereket tervez, gyárt és forgalmaz. A Svájcban épített precíziós Rheonics online vonzómérőinek az alkalmazás által megkövetelt érzékenység és megbízhatóság szükséges ahhoz, hogy túléljék a zord működési környezetet. Stabil eredmények - még kedvezőtlen áramlási körülmények között is. A nyomásesésnek vagy az áramlási sebességnek nincs hatása. Ugyanilyen jól alkalmazható a laboratóriumi minőség-ellenőrzés mérésére.

Javasolt termék (ek) az alkalmazáshoz

• Széles viszkozitási tartomány - a teljes folyamat figyelemmel kísérése
• Megismételhető mérések mind newtoni, mind nem newtoni folyadékokban, egyfázisú és többfázisú folyadékokban
• Minden fém (316L rozsdamentes acél) konstrukció
• Beépített folyadék hőmérséklet mérés
• Kompakt forma-tényező az egyszerű telepítéshez a meglévő folyamatsorokban
• Könnyen tisztítható, nincs szükség karbantartásra vagy újrakonfigurációra

• Egyetlen eszköz a folyamat sűrűségének, viszkozitásának és hőmérsékletének mérésére
• Megismételhető mérések mind newtoni, mind nem newtoni folyadékokban, egyfázisú és többfázisú folyadékokban
• Minden fém (316L rozsdamentes acél) konstrukció
• Beépített folyadék hőmérséklet mérés
• Kompakt forma-tényező a meglévő csövekbe történő egyszerű telepítéshez
• Könnyen tisztítható, nincs szükség karbantartásra vagy újrakonfigurációra

Keresés