HDPE裝置切粒機(jī)系統(tǒng)開(kāi)車的故障及分析和對(duì)策

周軻

【摘 要】中韓（武漢）石油化工有限公司30萬(wàn)噸/年高密度聚乙烯裝置（HDPE）2012年11月28日中交，2013年6月倒開(kāi)車，2013年8月正式開(kāi)車。裝置年生產(chǎn)能力30萬(wàn)噸。其中擠壓機(jī)是由日本神戶制鋼所生產(chǎn)制造的，主要由混煉機(jī)和熔融泵及切粒機(jī)等設(shè)備組成。切粒機(jī)有切刀24把，模孔3200個(gè)。本文將對(duì)擠壓機(jī)切粒機(jī)實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的故障結(jié)合開(kāi)車與日常生產(chǎn)中的實(shí)際情況對(duì)其存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，最后給出可能性解決方案。

【關(guān)鍵詞】高密度聚乙烯；擠壓造粒；切粒機(jī)；切粒水室；切刀

切粒機(jī)作為擠壓造粒單元最重要的部分之一，是擠壓機(jī)的“后衛(wèi)”，起著水下切粒并輸送的作用，作為承上啟下的部分，其重要性不言而喻，可以說(shuō)每次擠壓機(jī)開(kāi)車的成功與否基本上就由切粒機(jī)決定。我們先從切粒機(jī)開(kāi)車的程序進(jìn)行分析。

1 切粒機(jī)的作用

高密度聚乙烯裝置擠壓造粒單元切粒機(jī)的作用是將從擠壓機(jī)模板擠出的190℃左右的聚乙烯樹(shù)脂長(zhǎng)條在60-70℃的水下進(jìn)行冷卻，并用24把不停旋轉(zhuǎn)的切刀對(duì)其進(jìn)行切割并切成長(zhǎng)度2.5±0.5mm，直徑3.2-4.5mm左右的圓柱體小顆粒。使聚乙烯產(chǎn)品方便包裝儲(chǔ)存，防止樹(shù)脂氧化，同時(shí)改變樹(shù)脂性能使產(chǎn)品多樣化，以便下游用戶對(duì)其進(jìn)行改造加工。

2 切粒機(jī)的開(kāi)車的條件及步驟

切粒機(jī)是擠壓機(jī)開(kāi)車的最后一步——在此之前首先要做好磨刀等準(zhǔn)備工作。

2.1 開(kāi)車條件

磨刀是切粒機(jī)開(kāi)車之前的最重要的步驟之一。如果磨刀不好，將直接影響開(kāi)車的成功率，且生產(chǎn)出的顆粒形狀也會(huì)不規(guī)則，達(dá)不到要求，甚至?xí)饠嗟叮箶D壓機(jī)被迫停車。

進(jìn)退刀風(fēng)壓是由儀表風(fēng)來(lái)提供動(dòng)力控制的，將直接影響切粒機(jī)開(kāi)車的成功率。除此之外，還有一些開(kāi)車所必備的條件。其中切粒水溫會(huì)影響到切刀的壽命，熔融泵（G/P）出口溫度與壓力與模板溫度會(huì)影響模板開(kāi)孔率，而鎖定刀軸與合水室的動(dòng)力由液壓油提供。生產(chǎn)不同的牌號(hào)，樹(shù)脂的物理性能不同，所需的條件也不同。

以下是生產(chǎn)各個(gè)牌號(hào)的產(chǎn)品所需要的工藝指標(biāo)：

1.PN049： 管材 MI：0.27-0.3g/10min（5Kg）

進(jìn)刀風(fēng)壓：0.23MpaG

退刀風(fēng)壓：0.1MpaG

P.C.W：660m3/h（大循環(huán)）；66℃

G/P入口壓力：0.20MpaG

閘門(mén)溫度：247-249℃

G/P入口溫度：224℃

閘閥開(kāi)度：45-49%

模板溫度：180-182℃

1.HD5502W：小中空MI：0.20g/10min（2.16Kg）

進(jìn)刀風(fēng)壓：0.23MpaG

退刀風(fēng)壓：0.1MpaG

P.C.W：660m3/h（大循環(huán)）；65-66℃

G/P入口壓力：0.20MpaG

閘門(mén)溫度：225℃

G/P入口溫度：220-221℃

閘閥開(kāi)度：48-50%

模板溫度：189-191℃

3.J47-15：膜料 MI：15-20g/10min（21.6Kg）

進(jìn)刀風(fēng)壓：0.23MpaG

退刀風(fēng)壓：0.1MpaG

P.C.W：640m3/h（大循環(huán)）；67℃

G/P入口壓力：0.20MpaG

閘門(mén)溫度：210-211℃

G/P入口溫度：217℃

閘閥開(kāi)度：56%

模板溫度：192℃

可以看到，使用鉻系催化劑的產(chǎn)品（HD5502W、J47-15）與使用鈦系催化劑的產(chǎn)品（PN049）對(duì)模板溫度的要求有一定的差異，這是因?yàn)閮烧叩奈锢硇阅苡袇^(qū)別，鈦系催化劑的產(chǎn)品要較鉻系催化劑的產(chǎn)品更硬。

進(jìn)退刀風(fēng)壓影響磨刀與開(kāi)車的成功率；切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速則影響粒料大小——粒料的大小與切粒機(jī)轉(zhuǎn)速成反比；切粒水流量過(guò)低會(huì)使粒料送不及時(shí)，造成切粒水室故障，過(guò)高則可能會(huì)引起下游脫水困難。

2.2 切粒機(jī)的開(kāi)車步驟及注意事項(xiàng)

（1）開(kāi)車閥處樹(shù)脂均勻流出時(shí)，啟動(dòng)熔融泵，將開(kāi)車閥打向直通位進(jìn)行模板拉料；

（2）當(dāng)模板模孔排氣結(jié)束并有樹(shù)脂均勻流出時(shí)將開(kāi)車閥打旁通位，停熔融泵；

（3）此時(shí)，開(kāi)車閥拉料，清理模板，模板噴硅油，合切粒水室。

在上述開(kāi)車步驟中，要注意滿足開(kāi)車條件，時(shí)刻關(guān)注樹(shù)脂形態(tài)、液壓油油壓等工藝指標(biāo)以及小車軌道清潔等容易忽略的人為因素，任何小問(wèn)題都可能會(huì)造成開(kāi)車失敗。

3 實(shí)際生產(chǎn)中切粒機(jī)的開(kāi)車與日常生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題

3.1 開(kāi)車不成功的案例

2016年6月1日，檢修結(jié)束開(kāi)車，切粒機(jī)出現(xiàn)異響，機(jī)子振動(dòng)大，后發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了墊刀；

2016年7月29日，第一次開(kāi)車，開(kāi)車閥切換故障，導(dǎo)致樹(shù)脂不能進(jìn)入熔融泵而停車；第二次開(kāi)車，因液壓油油壓不足，無(wú)法合水室而停車。

3.2 日常生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題

斷刀：2015年2月12日，前崗切換牌號(hào)后開(kāi)車，1：45發(fā)現(xiàn)粒料拖尾，有長(zhǎng)條料，提高切粒機(jī)轉(zhuǎn)速仍無(wú)法解決問(wèn)題，停車后發(fā)現(xiàn)切刀斷，后在切粒水室中找到斷刀。

粒料過(guò)硬：一次停工檢查中，發(fā)現(xiàn)切刀損耗快，模板有輕微變形。

粒料偏長(zhǎng)：2016年6月4日開(kāi)車，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提高轉(zhuǎn)速無(wú)效，擠壓機(jī)自然運(yùn)行3天左右后，粒料恢復(fù)大小。

4 分析與解決方法

4.1 影響切粒機(jī)運(yùn)行的因素

在上述案例中，我們發(fā)現(xiàn)切粒機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定與否很大程度上是由切刀決定的，此外液壓油油壓與切粒水的溫度也對(duì)其造成一定的影響，因此高密度裝置擠壓機(jī)切粒機(jī)的經(jīng)驗(yàn)據(jù)觀察總結(jié)如下：

（1）模板垂直度、表面不平度超標(biāo)；

（2）顆粒水PH值偏低；[1]

（3）切刀進(jìn)刀或退刀壓力波動(dòng)；

（4）進(jìn)退刀壓差大；

（5）切刀轉(zhuǎn)速太高；

（6）刀盤(pán)上的金屬橡膠瓦出現(xiàn)老化失效；

切刀選材或結(jié)構(gòu)形式不合適。刀盤(pán)上使用的金屬橡膠瓦，使刀盤(pán)在軸向具有一定的彈性，可補(bǔ)償?shù)侗P(pán)承壓后產(chǎn)生的部分變形量。金屬橡膠瓦老化損壞，刀盤(pán)在軸向失去了彈性，會(huì)使切刀磨損加劇。

（7）切刀選材或結(jié)構(gòu)形式不合適；

切刀選材與模板之間進(jìn)行接觸，切刀刀刃與模板切粒面之間形成一對(duì)剪切刃，切刀的質(zhì)量對(duì)其壽命至關(guān)重要。

（8）模板溫度不合適；

模板溫度過(guò)低時(shí)樹(shù)脂發(fā)硬，不利于切割，易出現(xiàn)長(zhǎng)條粒子，加速切刀的磨損；溫度過(guò)高時(shí)，粒子易粘連，形成大塊粒子，容易形成纏刀甚至灌腸，不利于生產(chǎn)的平穩(wěn)與產(chǎn)品的質(zhì)量。

（9）水室合攏時(shí)間長(zhǎng)，操作人員不熟練；

（10）開(kāi)車?yán)喜粡氐祝?/p>

（11）其他影響因素。

4.2 解決辦法

針對(duì)在上述的11個(gè)影響因素，我們?cè)谌粘Ｉa(chǎn)中應(yīng)采取以下措施：

（1）調(diào)整或更換模板；

切刀軸與模板垂直度超標(biāo)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。模板表面平面度或粗糙度超標(biāo)時(shí)，應(yīng)對(duì)模板進(jìn)行研磨或更換。根據(jù)CWP公司的推薦，用在高密度聚乙烯裝置的切粒機(jī)模板每年應(yīng)進(jìn)行研磨一次，造粒帶磨損量超過(guò)2mm磨板要更換造粒帶或進(jìn)行報(bào)廢。

（2）確保切粒水PH值不小于9

每周對(duì)PH值進(jìn)行檢測(cè)，并規(guī)定PH值小于8時(shí)通過(guò)在線補(bǔ)充新鮮水，使PH值升高到8以上。每月檢測(cè)一次PH值，當(dāng)顆粒水PH值小于8則打開(kāi)補(bǔ)水閥，使顆粒水保持一定的溢流，直到PH變回到8以上。另外，每次停工更換切粒水一次。

（3）消除切刀進(jìn)退刀壓力波動(dòng)；

我們要在日常巡檢中，仔細(xì)檢查切粒機(jī)的液壓油系統(tǒng)的油位、壓力、閥以及過(guò)濾器是否正常，以此來(lái)盡可能地消除液壓油對(duì)切粒機(jī)系統(tǒng)的影響。

（4）降低進(jìn)退刀壓差；

本裝置主要通過(guò)觀察粒料的形狀大小來(lái)調(diào)節(jié)。

（5）降低切刀的轉(zhuǎn)速；

盡可能地降低切刀轉(zhuǎn)速，過(guò)快的轉(zhuǎn)速會(huì)影響切刀壽命，使問(wèn)題發(fā)生的可能性增大。

（6）控制好其他工藝指標(biāo)。

鉻系催化劑產(chǎn)品較鈦系催化劑產(chǎn)品更硬，如果在其他牌號(hào)切換成PN049牌號(hào)時(shí)未改變參數(shù)，很容易影響切刀等設(shè)備的壽命甚至損壞設(shè)備。故開(kāi)機(jī)正常后，應(yīng)先盡快將熔融泵G/P入口壓力設(shè)定好，并投自動(dòng)，之后再去調(diào)節(jié)進(jìn)刀風(fēng)壓，并投自動(dòng)，之后調(diào)節(jié)好模板溫度、切粒水溫等指標(biāo)。

（7）水室合攏、切粒機(jī)進(jìn)退操作要熟悉，動(dòng)作要快；

高密度聚乙烯裝置開(kāi)停車的頻率相對(duì)比較高，相信在不斷地鍛煉下，這個(gè)問(wèn)題將逐漸得到解決。

5 結(jié)束語(yǔ)

因此，影響切粒機(jī)開(kāi)車的成功率與日常生產(chǎn)的平穩(wěn)與否的主要因素除了樹(shù)脂本身的特性，還有切粒機(jī)自身的工作環(huán)境，尤其要關(guān)注切刀。除了平時(shí)仔細(xì)巡檢以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患外，每次停工都要對(duì)切刀進(jìn)行仔細(xì)檢查，以保障切粒機(jī)每次都能順利開(kāi)車以及平時(shí)正常生產(chǎn)時(shí)能夠平穩(wěn)運(yùn)行。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李文.延長(zhǎng)高密度裝置切粒機(jī)切刀使用壽命，工程與材料科學(xué)，2013.NO.02.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]