HDPE裝置切粒機系統(tǒng)開車的故障及分析和對策

周軻

【摘 要】中韓（武漢）石油化工有限公司30萬噸/年高密度聚乙烯裝置（HDPE）2012年11月28日中交，2013年6月倒開車，2013年8月正式開車。裝置年生產(chǎn)能力30萬噸。其中擠壓機是由日本神戶制鋼所生產(chǎn)制造的，主要由混煉機和熔融泵及切粒機等設(shè)備組成。切粒機有切刀24把，?？?200個。本文將對擠壓機切粒機實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的故障結(jié)合開車與日常生產(chǎn)中的實際情況對其存在的問題進行分析，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；切粒水室；切刀

切粒機作為擠壓造粒單元最重要的部分之一，是擠壓機的“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，可以說每次擠壓機開車的成功與否基本上就由切粒機決定。我們先從切粒機開車的程序進行分析。

1 切粒機的作用

高密度聚乙烯裝置擠壓造粒單元切粒機的作用是將從擠壓機模板擠出的190℃左右的聚乙烯樹脂長條在60-70℃的水下進行冷卻，并用24把不停旋轉(zhuǎn)的切刀對其進行切割并切成長度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)品方便包裝儲存，防止樹脂氧化，同時改變樹脂性能使產(chǎn)品多樣化，以便下游用戶對其進行改造加工。

2 切粒機的開車的條件及步驟

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

2.1 開車條件

磨刀是切粒機開車之前的最重要的步驟之一。如果磨刀不好，將直接影響開車的成功率，且生產(chǎn)出的顆粒形狀也會不規(guī)則，達不到要求，甚至?xí)饠嗟?，使擠壓機被迫停車。

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

以下是生產(chǎn)各個牌號的產(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

閘門溫度：247-249℃

G/P入口溫度：224℃

閘閥開度：45-49%

模板溫度：180-182℃

1.HD5502W：小中空MI：0.20g/10min（2.16Kg）

進刀風(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

閘門溫度：225℃

G/P入口溫度：220-221℃

閘閥開度：48-50%

模板溫度：189-191℃

3.J47-15：膜料 MI：15-20g/10min（21.6Kg）

進刀風(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

閘門溫度：210-211℃

G/P入口溫度：217℃

閘閥開度：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）對模板溫度的要求有一定的差異，這是因為兩者的物理性能有區(qū)別，鈦系催化劑的產(chǎn)品要較鉻系催化劑的產(chǎn)品更硬。

進退刀風(fēng)壓影響磨刀與開車的成功率；切粒機的轉(zhuǎn)速則影響粒料大小——粒料的大小與切粒機轉(zhuǎn)速成反比；切粒水流量過低會使粒料送不及時，造成切粒水室故障，過高則可能會引起下游脫水困難。

2.2 切粒機的開車步驟及注意事項

（1）開車閥處樹脂均勻流出時，啟動熔融泵，將開車閥打向直通位進行模板拉料；

（2）當(dāng)模板?？着艢饨Y(jié)束并有樹脂均勻流出時將開車閥打旁通位，停熔融泵；

（3）此時，開車閥拉料，清理模板，模板噴硅油，合切粒水室。

在上述開車步驟中，要注意滿足開車條件，時刻關(guān)注樹脂形態(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，任何小問題都可能會造成開車失敗。

3 實際生產(chǎn)中切粒機的開車與日常生產(chǎn)中遇到的問題

3.1 開車不成功的案例

2016年6月1日，檢修結(jié)束開車，切粒機出現(xiàn)異響，機子振動大，后發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了墊刀；

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

3.2 日常生產(chǎn)中遇到的問題

斷刀：2015年2月12日，前崗切換牌號后開車，1：45發(fā)現(xiàn)粒料拖尾，有長條料，提高切粒機轉(zhuǎn)速仍無法解決問題，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：2016年6月4日開車，發(fā)現(xiàn)問題，提高轉(zhuǎn)速無效，擠壓機自然運行3天左右后，粒料恢復(fù)大小。

4 分析與解決方法

4.1 影響切粒機運行的因素

在上述案例中，我們發(fā)現(xiàn)切粒機運行的穩(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其造成一定的影響，因此高密度裝置擠壓機切粒機的經(jīng)驗據(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）切刀進刀或退刀壓力波動；

（4）進退刀壓差大；

（5）切刀轉(zhuǎn)速太高；

（6）刀盤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。刀盤上使用的金屬橡膠瓦，使刀盤在軸向具有一定的彈性，可補償?shù)侗P承壓后產(chǎn)生的部分變形量。金屬橡膠瓦老化損壞，刀盤在軸向失去了彈性，會使切刀磨損加劇。

（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行接觸，切刀刀刃與模板切粒面之間形成一對剪切刃，切刀的質(zhì)量對其壽命至關(guān)重要。

（8）模板溫度不合適；

模板溫度過低時樹脂發(fā)硬，不利于切割，易出現(xiàn)長條粒子，加速切刀的磨損；溫度過高時，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）水室合攏時間長，操作人員不熟練；

（10）開車拉料不徹底；

（11）其他影響因素。

4.2 解決辦法

針對在上述的11個影響因素，我們在日常生產(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，應(yīng)進行調(diào)整。模板表面平面度或粗糙度超標(biāo)時，應(yīng)對模板進行研磨或更換。根據(jù)CWP公司的推薦，用在高密度聚乙烯裝置的切粒機模板每年應(yīng)進行研磨一次，造粒帶磨損量超過2mm磨板要更換造粒帶或進行報廢。

（2）確保切粒水PH值不小于9

每周對PH值進行檢測，并規(guī)定PH值小于8時通過在線補充新鮮水，使PH值升高到8以上。每月檢測一次PH值，當(dāng)顆粒水PH值小于8則打開補水閥，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）消除切刀進退刀壓力波動；

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

（4）降低進退刀壓差；

本裝置主要通過觀察粒料的形狀大小來調(diào)節(jié)。

（5）降低切刀的轉(zhuǎn)速；

盡可能地降低切刀轉(zhuǎn)速，過快的轉(zhuǎn)速會影響切刀壽命，使問題發(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，如果在其他牌號切換成PN049牌號時未改變參數(shù)，很容易影響切刀等設(shè)備的壽命甚至損壞設(shè)備。故開機正常后，應(yīng)先盡快將熔融泵G/P入口壓力設(shè)定好，并投自動，之后再去調(diào)節(jié)進刀風(fēng)壓，并投自動，之后調(diào)節(jié)好模板溫度、切粒水溫等指標(biāo)。

（7）水室合攏、切粒機進退操作要熟悉，動作要快；

高密度聚乙烯裝置開停車的頻率相對比較高，相信在不斷地鍛煉下，這個問題將逐漸得到解決。

5 結(jié)束語

因此，影響切粒機開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脂本身的特性，還有切粒機自身的工作環(huán)境，尤其要關(guān)注切刀。除了平時仔細巡檢以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患外，每次停工都要對切刀進行仔細檢查，以保障切粒機每次都能順利開車以及平時正常生產(chǎn)時能夠平穩(wěn)運行。

【參考文獻】

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

[責(zé)任編輯：朱麗娜]