双螺杆加工排障：如何通过“对症下药”根治生产中的“顽疾”与“微恙”？

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（来源：链塑网）

导读

在改性造粒过程中，“排障”这一概念既可以定义为针对改性料质量问题的处理，也可以定义为针对加工过程中出现问题的解决。

加工过程中的问题对于终端客户来说可能是“隐形”的，但对于改性厂而言，这直接意味着生产力的损失，例如：断条、排气口冒料等 。无论是哪种情况，确定归因（并寻找对策）的首要策略是：首先判断该问题是慢性（长期存在）的，还是瞬时（临时发生）的。

双螺杆挤出机的故障诊断与我们生病时候的诊断之间存在相似之处。

• 慢性加工问题（疾病）：类似于“疾病”，它们始终存在，治愈需要大范围的“治疗”。

• 瞬时加工问题（微恙）：可以看作是“感冒或轻症”，通常是暂时的，处理起来相对简单。

如果每次运行特定配方时，结果都如出一辙——每一批次都出现相同的物理性能变差、黑点、断条、模头孔冻结或排气口结垢等，那么我们将其定义为慢性问题。 在这种情况下，问题通常不是由某一特定批次的原料、挤出机组件磨损或其他临时状况引起的。

慢性问题的征兆通常暗示着工艺本身存在缺陷，例如：螺杆或模头设计不当，以及/或者操作条件设置不合理 。解决此类问题需要重新设计螺杆组合或彻底优化加工工艺。

输送螺纹元件的磨粒磨损会导致输送能力下降。此类磨损的典型症状包括：主喂料口、侧喂料口以及机头建压区（排气口冒料）出现积料回涌，这些现象最终都会导致生产效率下降。虽然可以通过降低产量来暂时缓解（“创可贴”式的权宜之计），但彻底的解决办法仍需更换磨损部件。

相反，如果某个品种过去生产一直很稳定，而今天运行情况突然发生了变化，这就是“微恙”的症状。此时，我们必须确定当前状况发生的原因，以及它究竟是导致了产品质量问题还是加工性能问题。在这里，我们假设该问题与特定批次的原材料无关。

那么，批次之间会有哪些变量发生变化？它们又是如何表现出来的？按照对加工过程和质量影响程度的先后顺序，潜在的变动来源如下：

1. 螺杆设计 (Screw Design)

• 组合错误：如果工厂频繁拆卸和更换螺杆组合，那么安装错误的螺杆组合是有可能的。如果螺杆组件未按规定顺序排列，加工表现和产出的材料属性都会发生偏差。

• 磨损影响：螺杆和机筒的磨损可能导致相隔数周或数月生产的批次之间出现加工和质量问题。磨损的影响通常在时间跨度较长后最为明显 。

• 输送区磨损：喂料口或下游添加磨蚀性填料后的输送段磨损，会导致间隙增大、输送能力下降，甚至引起喂料口返料，迫使操作员降低产量。

• 建压区磨损：模头建压区的磨损会降低输送效率，导致熔体进入真空排气口。这不仅影响操作，还会因真空效率降低导致粒子产生气孔或断条。

• 熔融/混合段磨损：熔融段捏合块磨损会降低熔融效率，导致下游填料分散不均，物理性能下降。混合段的过度磨损还会导致断条和换网频率增加。

2. 螺杆转速 (Screw Speed)

除非操作员刻意调整，否则螺杆转速不太可能在不同批次间发生意外变动。

3. 喂料速率 (Feed Rate)

• 误区：失重秤常被归咎为故障源，但它们通常不是批次间差异的主因。

• 设置问题：虽然喂料机本身的短期波动是固有的，但如果安装了错误的喂料螺杆，系统可能会被迫以异常速度运行以维持设定值。

• 配方偏离：如果失重秤因设置不当而在特定批次中运行异常，会导致配方比例改变（通常通过灰分测试检出），并根据物料特性的不同，引起扭矩、压力或熔体温度的变化。

4. 挤出机/模头温度 (Extruder/Die Temperature)

虽然温控系统（如加热圈烧毁、电磁阀卡死）是常见的变动源，但热能对综合物理性能的贡献相对较小 。这些波动很少直接改变物理性能，但会对加工过程造成严重干扰，例如模头加热不当导致出料流动性差，进而影响切粒。

5. 环境因素 (Environment)

• 季节与湿度： 对于吸湿性物料，大气湿度或室外气温的变化会反映在加工过程中。

• 气候影响： 在寒冷地区，夏季和冬季运行同一配方会有显著差异，尤其是当原材料储存在室外料仓或铁路货车中时。

挤出机的“顽疾”会导致每一批次的产品物理性能均表现不佳，或者引发长期的操作问题，例如排气口冒料或掉条。在这种情况下，问题出在造粒工艺本身，需要通过重新设计螺杆组合和/或调整工艺参数来解决。

总结

排障的“难点”在于操作人员往往缺乏对机械配置、工艺参数与原材料三者之间相互作用的深度理解。

1. 专业培训：对一线人员进行系统的双螺杆挤出技术培训，能让他们掌握快速诊断问题的工具，从而提高生产效率。

2. 预防性维护：完善的预防性维护计划必不可少，它可以从源头上消除那些导致故障的“常客”（如组件磨损或机械失效）。