Introducción
Los barriles de doble tornillo están diseñados para soportar condiciones de funcionamiento exigentes durante largos períodos.fugas en el canal de refrigeración, o daños estructurales mucho antes de lo esperado.
Si bien la calidad del material a menudo se considera el factor principal, la vida útil del barril está influenciada por una combinación de selección de material, condiciones de proceso, rendimiento de enfriamiento, configuración de tornillo,y prácticas de mantenimiento.
Comprender las causas comunes de fallas prematuras en los barriles puede ayudar a los procesadores a tomar mejores decisiones al seleccionar, operar y mantener equipos de extrusión.
Desajuste entre las condiciones de desgaste y la selección del material
Entornos de procesamiento de abrasivos
Muchas formulaciones de compuestos contienen materiales altamente abrasivos, incluyendo:
- Fibra de vidrio
- El carbonato de calcio
- El talco.
- Las demás:
- Conductivo de carbono negro
Estos materiales interactúan continuamente con el orificio del barril y las superficies del revestimiento.
Si un cañón está diseñado para aplicaciones estándar, pero se utiliza en entornos de alta abrasión, puede ocurrir un desgaste acelerado.
Desgaste y corrosión combinados
Algunas aplicaciones implican tanto el desgaste mecánico como el ataque químico.
Los ejemplos incluyen:
- Procesamiento de estiércol de baterías
- Compuestos que contienen halógenos
- Aditivos ácidos
- Formulaciones químicas especiales
En tales entornos, la selección de materiales basados únicamente en la resistencia al desgaste puede no proporcionar una protección suficiente contra la degradación relacionada con la corrosión.
A menudo se pasan por alto los problemas del sistema de refrigeración
Bloqueo del canal de enfriamiento
Los barriles de doble tornillo dependen de canales de enfriamiento internos para mantener la estabilidad de la temperatura del proceso.
Problemas tales como:
- Acumulación de escala
- Restricciones de flujo
- Circulación de agua de refrigeración insuficiente
pueden crear variaciones de temperatura localizadas.
Con el tiempo, la distribución desigual de la temperatura puede contribuir al aumento del estrés térmico y al desgaste localizado.
Ciclo térmico y acumulación de estrés
Los barriles que funcionan en condiciones de arranque y parada frecuentes o con fluctuaciones de temperatura significativas experimentan una expansión y contracción térmicas repetidas.
Esto puede conducir gradualmente a:
- Concentración de estrés
- Desarrollo de micro grietas
- Daño en el canal de enfriamiento
- Fugas de agua
Los conjuntos de barricas grandes son particularmente sensibles a los efectos del ciclo térmico a largo plazo.
Problemas de interacción de tornillo y barril
Cambios excesivos en las autorizaciones
La extrusión de tornillos gemelos se basa en espacios libres cuidadosamente controlados entre los elementos de tornillo y las superficies del barril.
Factores tales como:
- Elementos de tornillo desgastados
- Errores de montaje
- Deformación del eje
puede aumentar la presión de contacto localizada y acelerar el desgaste del barril.
Por esta razón, las inspecciones de los barriles deben realizarse siempre junto con las evaluaciones del sistema de tornillos.
Configuración inadecuada de los tornillos
Las diferentes secciones del proceso crean diferentes condiciones de carga.
Los ejemplos incluyen:
- Zonas de amasado intensivo
- Procesos de alta presión
- Sección de mezcla extendida
Si la configuración del tornillo no se ajusta a los requisitos del proceso, ciertas secciones del barril pueden experimentar un desgaste excesivo.
Los materiales más duros no siempre son mejores
Equilibrar la resistencia al desgaste y la dureza
Una mayor dureza no garantiza automáticamente una mayor vida útil.
La selección del material debe tener en cuenta:
- Resistencia al desgaste
- Durabilidad
- Estabilidad térmica
- Resistencia a las grietas
En las aplicaciones que implican ciclos térmicos y carga por impacto, la dureza excesiva sin una dureza suficiente puede aumentar el riesgo de agrietamiento.
Consideraciones de ingeniería de superficie
Las tecnologías de protección contra el desgaste más comunes incluyen:
- Cubiertas de aleación
- Capas resistentes al desgaste revestidas con láser
- Sistemas de revestimiento compuesto
Cada solución ofrece diferentes ventajas en términos de resistencia al desgaste, estabilidad estructural y fiabilidad a largo plazo.
La selección debe basarse en las condiciones reales de funcionamiento y no en una sola propiedad del material.
Las prácticas de mantenimiento afectan a la vida útil del barril
Falta de inspecciones regulares
Muchos problemas relacionados con el barril se desarrollan gradualmente.
Las inspecciones de rutina deben incluir:
- Condición de desgaste del taladro
- Condición de la línea
- Integridad de la superficie de las articulaciones
- Rendimiento del sistema de refrigeración
La detección temprana a menudo reduce los costos de mantenimiento y evita tiempos de inactividad inesperados.
Cambios en los procesos sin revisión de los equipos
Los cambios en las condiciones de producción pueden afectar significativamente el desgaste del barril.
Los ejemplos incluyen:
- Velocidad de tornillo mayor
- Carga de relleno más alta
- Las tasas de producción más elevadas
Cuando cambien los requisitos del proceso, es posible que sea necesario reevaluar el diseño original del barril.
¿Cuándo se debe considerar la renovación de un barril?
La remodelación puede ser apropiada cuando:
- El desgaste del taladro se acerca a los límites admisibles
- El desgaste localizado es significativo
- Los canales de enfriamiento desarrollan fugas
- Los revestimientos están dañados.
- La corrosión se vuelve severa
Los métodos comunes de renovación incluyen:
- Reemplazo de forro
- Rehabilitación de barriles
- Reparación de revestimientos con láser
- Restauración del canal de enfriamiento
Para los sistemas de extrusión grandes o personalizados, la renovación puede ser una estrategia de mantenimiento eficaz.
Conclusión
El fallo prematuro del barril rara vez es causado por un solo factor, sino que suele ser el resultado de interacciones entre la selección del material, las condiciones del proceso, el rendimiento del sistema de refrigeración,Configuración del tornillo, y las prácticas de mantenimiento.
Al comprender estos factores e implementar la selección adecuada de materiales, la gestión del sistema de refrigeración, los procedimientos de inspección y las estrategias de renovación,Los procesadores pueden mejorar la fiabilidad del barril y apoyar el rendimiento de la extrusión a largo plazo..
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