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密煉機熱電偶測溫精度問題的分析及對策

作時間:2019-04-20  來源:  作者:
   

 摘要 :密煉機是以輪胎為典型代表的橡膠制品企業(yè)所廣泛采用的設備。每車次排料時間的確定,不僅影響生產(chǎn)效率,也影響煉膠品質(zhì),同時,一些特殊配方要求以膠料溫度作為控制點。目前,行業(yè)大多采用以熱電偶檢測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熱電偶測溫精度的可能性進行分析,并提出相應的對策和建議,以期對行業(yè)有指導和幫助。ZHn壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
1 問題背景
密煉機是以輪胎為典型代表的橡膠制品企業(yè)所廣泛采用的設備,具有生產(chǎn)效率高、環(huán)保性好(對比開煉機和加壓式捏煉機)和自動化程度高等凸出優(yōu)點。從實踐看,密煉機又是輪胎等橡膠制品生產(chǎn)的源頭設備,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。一般行業(yè)以膠料投入后關(guān)閉加料門作為一個混煉周期的開始,以上頂栓升起、卸料門打開排料作為一個混煉周期的結(jié)束。混煉周期的長短,直接影響著生產(chǎn)效率和煉膠品質(zhì)。混煉周期的確定,取決于排料時間點的選擇,而對于何時,目前主要有表 1 所示的幾種控制方式。
控制方式問題原因
其中,溫度控制能反映膠料的實際混煉狀態(tài)(更能代表和表達膠料的物理狀態(tài))和設備的磨損漸進歷程(設備磨損后,到達同樣排料溫度所需要的時間會延長),所以被大多數(shù)企業(yè)所采用。但是,就如前文所述,溫度控制煉膠對熱電偶測溫精度依賴性大,是需要關(guān)注的內(nèi)容。
 
近幾年來,一些企業(yè)反映遇到密煉機熱電偶測溫不準的問題,也就是操作柜顯示的排料溫度與調(diào)過手持針入式測溫儀實測的密煉機排出的膠料溫度偏離較大,≥ ±5℃。熱電偶測溫不準,不僅影響排膠的實際品質(zhì)。更重要的是,如果熱電偶測溫不準造成膠料溫升過高,而橡膠又屬于低燃點易燃物品,溫升過高的膠料一旦遇到空氣就會立即燃燒,且不易被撲滅,如果引起火災將會產(chǎn)生更大的損失。因火災對輪胎企業(yè)造成重大損失的案例,不勝枚舉。所以,對熱電偶測溫不準的問題要充分的重視。
 
2 問題分析
根據(jù)密煉機及熱電偶的工作原理,其檢測精度不夠的原因可能如表 2 所示。
當然,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),也會導致熱電偶伸出過短。
 
3 問題對策
3.1 提高熱電偶質(zhì)量
熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件,它直接測量溫度,并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號,通過電氣儀表 ( 二次儀表 ) 轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。根據(jù)測溫范圍的不同,熱電偶有如下的幾個分度號 :B 型測溫范圍為 600~1 700℃ S ;R 型測溫范圍為 0~1 600℃ ;K、N 型測溫范圍為-40~1 300 ℃ ;E 型測溫范圍為 -40~900 ℃ ;T 型測溫范圍為 -200~350 ℃ ;J 型測溫范圍為 -40~750℃ ;C 型測溫范圍為 0~2 300℃。其中,密煉機上應用#多的是 J 分度的,E 分度也有個別使用的。
 
通過近些年的實踐,國產(chǎn)熱電偶與進口件的差距越來越小,尤其是檢測精度(實驗室檢測)都可以滿足要求。不過,熱響應速度國產(chǎn)比進口件稍慢。因為在一個典型的煉膠周期內(nèi),溫度曲線是持續(xù)上升的,所以響應速度滯后在一定程度上會導致熱電偶測量精度不準的現(xiàn)象。
 
3.2 保證熱電偶合適安裝
一般來說,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。兩支熱電偶檢測的溫度都進 PLC,以其中的一支作為操作柜顯示和排料控制信號點,另一支做監(jiān)控。當兩支熱電偶檢測的溫度誤差超過設定值時報警,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,側(cè)壁上的輔助做參考。一般來說,從功率曲線看,在投料初期,卸料門和側(cè)壁熱電偶檢測膠溫差異較大,越到混煉后期,兩個值越接近甚至持平。熱電偶探入密煉室內(nèi)多少(見圖 1 中的尺寸 B),直接影響著檢測精度 :
 熱電偶探出入密煉室長度示意
(1)探入尺寸太少,頭部不能被物料有效包裹和摩擦,測量溫度會比膠料的實際溫度低。但優(yōu)點是使用壽命會長很多 ;
(2)探入尺寸太多,測量溫度會比膠料的實際溫度高。而且熱電偶壽命也會變短。
 
所以,在安裝尤其是用戶現(xiàn)場自行更換熱電偶備件時,一定要保證熱電偶探出卸料門的長度尺寸(以“ 大橡塑 ”270/370 密煉機為例,探出長度 25 mm 為宜)。同時,密煉機制作廠家在結(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致探入密煉室長度變小。
 
3.3 合格的補償導線
要使用熱電偶專用補償導線,并且在安裝到機體前和安裝后要進行校準檢測。在現(xiàn)場,可使用手持式校準儀模擬熱電偶給機體接線盒一個溫度信號,然后在操作柜上查看實際顯示值,觀察差值有多大。一般可以接受的差值在 ±2℃左右。如果差值過大,說明補償導線不合格需要更換。
 
3.4 工藝調(diào)整
通過多年的實踐可以看出,不同的膠料配方或者同一配方的不同工段,熱電偶檢測精度會有差異,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)對熱電偶檢測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,測量誤差往往比較大,±10℃左右。而成團排出的膠料,尤其是充油量比較大的,測量精度往往比較高。所以,如果可以的話,建議進行工藝調(diào)整,改善下排料狀態(tài)以提高熱電偶測溫精度。另外,填充系數(shù)不足的話,加料密實性不夠,熱電偶不能與物料有效充分接觸,也會影響熱電偶的測量精度。所以,要根據(jù)配方的比重、設備的磨損狀態(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和排料狀態(tài),對熱電偶的檢測精度也有很大的影響,這也值得關(guān)注。
 
一般來說,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)會高一些,熱電偶精度相對也高一些。排料時,分散效果好的膠料,熱電偶檢測精度相對也高一些。
 
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))也會影響熱電偶的檢測精度。所以,要保證設備各處的冷
卻時刻處于良好的工作狀態(tài),根據(jù)水質(zhì)不同,定期酸洗設備。
 
4 結(jié)語
一般情況下密煉機是所有橡膠制品生產(chǎn)的源頭設備,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)營情況。所以,有必要對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精度。
 
當出現(xiàn)操作柜顯示與排料后實測膠料溫度不一致時,應shou先排查熱電偶或者補償導線是否有硬件的故障,然后再有針對性的參照上文進行分析和處理。在此文的撰寫及實踐試驗對比過程中,得到了上海國申公司的大力支持,在此表示感謝!
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