О том, что дает производству применение компаундов мы поговорили с АНТОНОВЫМ АНДРЕЕМ — техническим специалистом «ОКАПОЛ»
Справка:
Время — Деньги! В условиях растущей конкуренции и борьбы за клиента производственные компании как никто понимают справедливость этих слов. Всё чаще приходится выполнять текущие заказы в самые короткие сроки и самого различного назначения. Далеко не редкость ситуация, когда производству нужно по 9–10 раз в неделю переходить с цвета на цвет и с материала на материал. Чтобы избежать проблем с качеством продукции, оборудование нуждается в постоянной чистке.
В нашей стране многие компании до сих пор используют устаревшие технологии и предпочитают чистить оборудование либо механическими способами, либо прогонкой первичного или вторичного полимерного материала. А вот в Европе, США, Китае наоборот практически все предприятия применяют чистящие компаунды. Для них это уже давно привычный инструмент для увеличения прибыли в компании за счет сокращения затрат на очистку оборудования.
На данный момент на российском рынке, кроме «ОКАПОЛ», только одна компания является производителем чистящих компаундов. В большинстве своем все материалы представлены на рынке зарубежными производителями.
О том, что дает производству применение компаундов мы поговорили с АНТОНОВЫМ АНДРЕЕМ — техническим специалистом «ОКАПОЛ»
— С чем связана необходимость регулярно чистить оборудование при производстве изделий из пластмасс?
— Пластмассы, в частности термопластичные полимеры, обычно перерабатываются с помощью различных видов экструзионного оборудования, а также литьевых машинах (ТПА).
При переработке полимеров на этом типе оборудования органические молекулы полимерного материала подвергаются воздействию высоких температур, механическому воздействию в процессе переработки, всё это приводит к деструкции материала.
Частицы деструктированного полимерного материала оседают на рабочих поверхностях материального цилиндра и шнеках экструдера, а также формующего инструмента. Со временем осадок накапливается и начинает мешать нормальному течению расплава, вызывая эффект полосования на поверхности изделия.
Усугубляет ситуацию наличие труднодоступных застойных зон. Застойные зоны образуются в местах переменного сечения, где происходит изменение направления течения расплава полимера: в ТПА – это сопло и литниковая система, в экструзионном оборудовании – это адаптер, дорнодержатели и каналы в экструзионной головке. В этих зонахпроисходитзастойрасплаваполимерасегопоследующимперегревомитермическим разложением, приводящий к образованию карбонизированных отложений (нагаров). При этом до сих пор многие марки полимерной продукции, а также добавки, необходимые для создания композиционных материалов, по-прежнему не производятся в России, что сильно тормозит развитие этой отрасли внутри страны. Особенно это касается малотоннажной химии.
— Как компания ОКАПОЛ пришла к идее перейти на очистку своего оборудования с помощью чистящих компаундов?
— Во время запуска завода OКАПОЛ, в начале 2020 года, мы переносили технологию R&D на основное производство и выяснили, что при переходе с рецептуры на рецептуру нам постоянно нужно останавливать оборудование, чтобы провести чистку механическим путем.
Механическая чистка — очень трудоемкий процесс и, чтобы провести её, нужно остановить производство и запустить заново после завершения чистки. Это приводит к простоям и лишним энергозатратам. К тому же, при неправильном проведении механической чистки можно повредить защитные покрытия оборудования, а это отражается на его сроке службы.
Когда мы посчитали убытки от использования механической чистки, то сомнений уже не осталось — нужно было полностью менять подход к очистке.
Разработку линейки чистящих компаундов начали с двух вариантов, протестировали их эффективность на своём оборудовании. Когда поняли, что наш продукт отлично работает — значительно экономит время и сохраняет износостойкость оборудования, мы приняли решение выйти на рынок чистящих компаундов.
ВЫГОДЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЧИСТЯЩЕГО КОМПАУНДА:
1. Сокращение расхода материала и временных затрат на 30–50% при переходе с цвета на цвет, чистке оборудования от карбонизированных отложений.
2. Экономия энергетических затрат и времени на 30–40%.
3. Сокращение процента брака готовой продукции.
4. Отсутствие необходимости механической очистки рабочих поверхностей оборудования от загрязнений.
5. Полная безопасность оборудования при использовании чистящего компаунда.
— Давайте ещё раз — какие преимущества чистящих компаундов по сравнению с механической чисткой?
— Первое — это экономия сырья, которое не уходит на забраковку из-за нагаров. Строго говоря, эффективность чистки экструзионных машин первичным материалом вообще не доказана, нагары вы таким способом не уберёте.
Второе - это время, сэкономленное на остановке оборудования.
Например, для перехода с цвета на цвет на экструзионно-выдувной машине традиционным методом потребуется более 8-12 часов. С использованием чистящего концентрата компаунда это время можно сократить до 4-2 часов.
Механическая чистка от нагаров может занимать 2-3 дня, здесь самое главное — это качественно почистить, чтобы потом не было брака. А с чистящим компаундом это можно сделать за 4-5 часов. Плюс оборудование защищено от абразивного воздействия.
Постепенно отношение к чистке меняется.Люди осознают, что гораздо проще и безопаснее провести чистку без разборки оборудования, которая всегда влечет повышенные риски и простои. Некоторое оборудование зарубежного производства, особенно экструзионное, разбирается очень сложно. К тому же, после каждой разборки оборудования, зачастую возникает необходимость в замене комплектующих.
Когда мы только выходили на рынок, к нам обратился клиент, у которого были проблемы с угловой кольцевой головой. Он производил пленку методом раздува. У клиента на полотне наблюдались полосы от крупных частиц нагара, которые находились в застойных зонах головы.
При разборке оборудования, в материальном цилиндре ничего не оказалось. Разбирать кольцевую голову клиент не хотел, так как это приводит к большим временным потерям. До обращения к нам для очистки использовался зарубежный компаунд, который не справлялся со своей задачей. Нагары так и остались.
С помощью нашего компаунда, клиент смог полностью вычистить оборудование без его разборки. После этого у него не было больше эффекта полосования на пленке.
— Какие чистящие компаунды есть сейчас в линейке OKAWHITE, для какого оборудования и производств?
— При разработке линейки чистящих компаундов мы ориентировались на мировых лидеров. Смотрели, куда движутся японские и швейцарские производители. Мы переработали их идеи и сделали ультрасовременный, химически эффективный продукт. Поэтому наши компаунды более функциональны, чем зарубежные решения, которые есть сейчас на рынке. Второе преимущество — это более низкая стоимость и уменьшенный расход.
По механизму действия чистящие компаунды делятся на две категории: химические и механические. Компаунды химического действия включают в себя большее количество поверхностно активных веществ, и, соответственно, наличие агентов, которые в процессе инициируют вспенивание. При прохождении химического компаунда по зонам материального цилиндра и головы он начинает вспениваться и проникает во все застойные зоны оборудования, где скапливаются нагары, частицы непроплавленного полимера, красителей. Нагар размягчается и удаляется.
Компаунд механического действия изначально задумывался как профилактика для оборудования, которое постоянно чистится. У него пониженный коэффициент вспенивания и чуть меньше эффективность по комплексу ПАВ.
Концентрат используется в основном при переходе с цвета на цвет. Он прежде всего предназначен для термопластавтоматов. У него есть уникальная особенность — можно чистить как материальную часть, так и горячеканальную систему формы. Он имеет немного пониженный коэффициент вспенивания, поэтому не нарушает внутреннее устройство формы.
При переходе с цвета на цвет необходимо сначала почистить материальную часть, а потом уже запустить в цикл ТПА и дочистить горячеканальную систему формы. Как ни странно, основное количество цвета скапливается в коллекторах формы.
Наша линейка сейчас охватывает всё существующее экструзионное оборудование: компаундирующие линии, экструзионно-выдувные линии для производства канистр и полых изделий, экструзионно-раздувные линии для производства плёнок, а также ТПА.
Отдельный вопрос — это комбинированные решения чистки для сложного или особо загрязненного оборудования. В такой ситуации используется смесь из концентрата и чистящего компаунда. На первом этапе мы прогоняем экструзионное оборудование с помощью концентрата, то есть смесью 94% первичной полимерной матрицы и 6% концентрата. В результате нагары размягчаются, а если мы говорим о концентрате цвета, то происходит процесс коагуляции и выход коагулированного цветного концентрата из застойных зон. На втором этапе прогоняем чистящим компаундом. Это является финальным этапом очистки. На последнем этапе в основном используется механический компаунд.
ПЕРЕОДИЧНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЧИСТЯЩИХ КОМПАУНДОВ:
Цикл образования нагара на формообразу-ющей части оборудования состоит из следу-ющих стадий:
- прилипание расплавленного полимера к внутренним частям перерабатывающего оборудования;
- термическое и термомеханическое разложение налипших остатков полимера в застойных областях. Ускорение окисления в местах контакта с кислородом;
- усиление адгезионного взаимодействия полимера с поверхностью оборудования по мере увеличения степени разложения полимера;
- карбонизация и усиление адгезии к металлу.
Очевидно, что на последней стадии очистка будет сложнее. Поэтому для предотвращения образования большого количества отложений на внутренней поверхности оборудования, очистку необходимо производить регулярно, что позволит сократить как время, так и количество материала, затрачиваемого на чистку. Периодичность очистки зависит от нескольких факторов: режим работы (24/7, 24/5), частота смены сырья, переход на цвета, качество сырья, использование вторичного полимера и т.д. Рекомендуются еженедельная профилактическая и ежемесячная чистки.
Эффективность очистки оборудования для переработкиполимероввзначительноймере зависитотправильноговыбораспособаитипа чистящего средства, а также от соблюдения рекомендаций производителя чистящего компаунда.сегментов малотоннажной химии являются модифицированные или привитые полимеры, которые используются в качестве обязательного сырьевого компонента при производстве современных композиционных материалов. По нашим оценкам, российский рынок потребляет около 125 тысяч тонн модифицированных полимеров в год.
Болеетого,малотоннажнаяхимия,всилусвоей наукоёмкости и конкурентоспособности, в 2020 году вошла в число наиболее перспективных секторов российской экономики с точки зрения инвестирования.
Но темпы развития существенно тормозятся из-за того, что около 80% этой потребности закрывается импортом. В основном эти компоненты завозятся из Китая, Южной Кореи, стран Евросоюза и США.
КЛИЕНТСКИЙ СЕРВИС
Важный момент — мы предоставляем клиенту индивидуальную технологическую поддержку, потому что чистящий компаунд подбирается специализированно для каждого комплекта оборудования.
Наши технические специалисты связываются с заказчиком и выясняют все детали: сколько времени оборудование уже находится в эксплуатации, какие у него технологические режимы, какое сырьё используют для производства.
Наши специалисты обладают большим опытом и хорошо разбираются в устройстве экструзионного оборудования, поэтому зачастую мы проводим первую чистку машины совместно с технологом и наладчиком Заказчика.
Далее наши специалисты обучают персонал чистке с применением компаундов, с предоставлением технологической карты, чтобы в будущем сотрудники компании-заказчика могли проводить очистку самостоятельно.
— На сколько безопасно для персонала работать с чистящими компаундами? И как его утилизировать?
— Экологичность компаундов OKAWHITE подтверждена сертификатами. С точки зрения безопасности, требования к его использованию те же самые что и в работе с полиолефинами — место должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.
Утилизировать наш компаунд можно так же, как и любые другие полиолефины. Для этого есть нормативная документация. Специфических способов утилизации компаунд OKAWHITE не требует.
Сейчас наша линейка компаундов полностью охватывает весь спектр оборудования полимерной промышленности. Разработаны специальные технические регламенты и рекомендации.
Наши специалисты всегда готовы проконсультировать предприятия по вопросам использования чистящих компаундов OKAWHITE на производстве.