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폴리머 용융물의 실시간 유 동학 측정

개요

저비용, 특성 범위 (높은 내 화학성, 고온 내성, 높은 강도 대 중량 비율) 및 용이성으로 인해 폴리머는 천연 제품의 저렴한 대체물에서 다양한 산업 응용 분야를위한 고품질 옵션을 제공하는 것으로 바뀌 었습니다. 가공. 이들은 자동차 차체 부품, TV 캐비닛, 항공기 부품, 커피 컵 및 냉장고 단열재 용 폼, 의류 및 카펫 용 섬유, 접착제, 타이어 및 튜브 용 고무, 페인트 및 기타 코팅 및 많은 코팅을위한 고체 포장 형태로 사용됩니다. 다른 응용 프로그램.

폴리머 압출은 극도로 에너지 집약적이며 실시간 모니터링이 가능합니다.oring 새로운 탄소 규제를 충족하고 경쟁이 치열한 플라스틱 시장에서 생존하려면 에너지 소비 및 용융 품질이 매우 중요해졌습니다.

폴리머 압출

어플리케이션

폴리머는 사출 성형, 압축 성형 또는 압출을 거칩니다.이 모든 것은 폴리머를 모양으로 만들어야합니다. 그러나 처리는 에너지 집약적입니다. 영국의 플라스틱 가공에 소요되는 전기 비용은 연간 약 £ 350 백만입니다. 전기 사용량을 줄이면 엄청난 비용 절감과 환경 부담이 크게 줄어 듭니다.

폴리머 가공 동안 소비되는 에너지는 두 가지 측면, 즉 고수준 에너지 관리 시스템과 저수준 기계 제어로 나눌 수 있습니다. 고급 에너지 관리 시스템의 경우 프로세스 관리 및 유지 보수를 통해 약 30 %의 에너지 사용을 줄일 수 있습니다. 올바른 공정 관리가 없으면 열 압출, 냉각 및 폴리머 압출 공정의 처리 속도와 같은 비 최적의 작동 설정이 막대한 에너지 낭비에 기여합니다.

중합체 용융물의 밀도 및 점도는 중합체 제조 공정에서 매우 중요한 물리 화학적 파라미터이다. 그것들은 제조 공정의 생산 비용과 수익성에 영향을 미치는 매우 중요한 요소입니다. 폴리머는 사출 성형, 압축 성형 또는 압출을 거칩니다.이 모든 것은 폴리머를 모양으로 만들어야합니다.

재료의 인라인 특성은 많은 기존 제조 공정과 새로운 공정의 성능을 개선하기 위해 노력하는 연구원들 사이에서 인기가 높아지고 있습니다. 이러한 기술의 적용과 관련된 이점은 품질 향상 및 생산 비용 절감과 직접 관련이 있습니다. 유변학 적 측정은 재료 특성화, 가공성 결정 및 컴퓨터 시뮬레이션의 입력 데이터로 사용될 수 있습니다. 유 동학은 고 분자량 꼬리 및 가지와 같은 구조의 특정 측면에 대한 민감성으로 인해 다른 방법보다 장점이 있습니다. 많은 경우에 유변학 적 특성 분석은 유변학 적 특성 분석보다 훨씬 빠릅니다.

압출 공정에서 제품 밀도는 생산 비용 및 제조 공정의 전체 수익성에 영향을 미치는 가장 중요한 요소입니다. 밀도 감소는 원자재 비용을 줄입니다. 그러나 제품 밀도를 너무 낮게 유지하면 기계적 특성과 기하학적 정확도가 떨어집니다. 따라서 적절한 강도와 정확성을 유지하면서 재료 비용을 낮추려면 중요한 균형이 필수적입니다. PVC 폼의 밀도는 복합 첨가제의 유형과 양, 처리 매개 변수 (온도, 스크류 속도) 또는 둘 다를 변경하여 제어 할 수 있습니다.

작동 설정을 지속적으로 조정하는 주요 목적은 일관된 용융 품질을 보장하는 것입니다. 연구에 따르면 용융 점도는 아마도 용융 품질을 나타내는 가장 좋은 지표일 것입니다(Cogswell, 1981). 점성이 더 높은 재료의 경우 더 많은 힘을 가하고 온도와 같은 다른 조건을 조정해야 합니다. 제조업체는 적절한 조건과 자원의 최상의 사용을 보장하기 위해 이 정보를 주의 깊게 이해해야 합니다. 작동 설정 최적화를 위해 실시간 모니터링oring 용융 점도가 필요합니다.

도전

단일 나사 및 이중 나사 압출이 가장 널리 사용되는 압출 기술입니다. 플라스틱 과립은 공급 구역에서 다이로 이동하는 스크류에 의해 밀리고, 과립은 전단 응력 및 배럴 가열로부터 열에 의해 용융된다.

응용 프로그램 관련

대부분의 중합체 재료는 특히 중합체 용융물의 경우에 매우 복잡한 거동을 나타낸다. 이 어플리케이션은 고압 (50-100 MPa) 및 고온 (약 150-300 ° C)에서 매우 어려운 조건에서 측정해야합니다. HPHT에는 정확성 및 신뢰성 문제가 있습니다.

프로세스 모니터 문제oring 모터 전력 소비로

압출기 모터의 모터 전력 소비를 모니터링하여 용융 안정성, 최종 제품 품질 및 에너지 효율을 조사하는 플라스틱 가공 회사는 거의 없습니다. 그러나이 기술에는 몇 가지 과제가 있습니다.

  • 각 압출기마다 파워 미터를 설치하는 것은 비용이 많이 들고 공정 설정에 따른 수학적 모델이 더 나은 대안이 될 수 있습니다.
  • 기존 모델은 압출기 및 폴리머 재료의 형상에 크게 의존하므로 재 훈련없이 다른 사용 사례에서 동일한 모델을 사용하기가 어렵습니다.

프로세스 모니터 문제oring 용융 압력으로

업계에서 스크류 팁 근처의 용융 압력은 일반적으로 용융 품질의 주요 지표로 수용됩니다. 이 기술에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다.

  • 압력은 스크류 속도에 비례하는 것으로 알려져 있지만, 용융 온도, 스크류 구조 및 가공되는 폴리머 재료에 의해 약간 영향을받습니다.
  • 불안정한 용융 압력은 최종 제품 품질의 처리량 및 변동에 변동을 일으 킵니다.

전통적인 점도 측정 기술의 한계

대부분의 고분자 재료의 유변학 적 거동은 매우 복잡합니다. 점도는 전단력과 열 이력에 따라 다릅니다. 종종, 중합체 점도는 오프라인으로 측정된다. 중합체 화합물의 샘플을 용융시켜 특수 모세관 (유리 점도계)에 넣거나 온라인 측정의 경우 압출기에 평행하게 장착 된 모세관을 통합하여 넣습니다. 두 기술 모두 용융물이 운송 라인과 모세관을 통해 흐르는데 필요한 시간으로 인해 오랜 시간 지연이 발생합니다. 경우에 따라 슬릿 또는 모세관을 따라 압력 강하를 측정하여 다이 월의 응력을 측정하는 압출 라인에 점도계가 장착되며 유량은 추가 유량계로 측정됩니다. 이러한 방법은 압출 공정과 관련이있는 점도 측정을 생성하지만 유량계는 종종 용융 흐름을 방해하여 원래의 유량 특성을 변경합니다.

주로 실험실 측정을 위해 설계된 기존의 기계식 및 전자 기계식 점도계는 제어 및 모니터링에 통합하기가 어렵습니다.oring 환경. 현재 오프사이트 실험실에서 테스트하는 방법은 운송 문제와 높은 고정 비용으로 인해 최적이 아니며 비용도 많이 듭니다. 엔진이나 압축기 내부에서 발생하는 복잡한 변화는 일상적인 오일 샘플에서 확인할 수 없는 경우가 많습니다. 왜냐하면 이러한 샘플로 표시되는 데이터는 샘플을 채취할 당시의 오일 상태에 대한 스냅샷을 단순히 반영하고 기존 장비는 다음 사항에 의해 영향을 받을 수 있기 때문입니다. 전단 속도, 온도 및 기타 변수.

실시간 온라인 유변학 측정이 중요한 이유는 무엇입니까?

비용, 환경 및 물류 관점에서 온라인 실시간 점도 모니터링에 이르기까지 몇 가지 동기 부여 이점이 있습니다.oring 폴리머 생산 과정에서. 이는 재료 특성화 및 기타 문제 해결 목적을 위한 탁월한 도구입니다. 주요 이점은 다음과 같습니다.

경제 및 물류 이점, 생산 비용 절감 : 온라인 점도 분석은 외부 실험실로 보내지는 샘플 수와 관련 비용을 줄입니다. 현장 분석에서 지속적으로 출력하면 운송 인력 / 비용 및 샘플링 오류가 줄어 듭니다.

유변학 측정은 폴리머 가공 중 문제를 해결하고 오류를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

  • 상어 가죽: 전단 얇게되지 않은 재료는 상대적으로 낮은 처리 속도로 상어 가죽에 취약합니다. 가공 온도 (립 영역에서)에서 재료의 점도 정보는 전단 응력을 줄이고 다이 온도를 높이거나 미끄러짐을 촉진하고 결함을 방지하는 첨가제를 사용하는 데 필수적 일 수 있습니다.
  • 필름 블로잉에서의 버블 불안정성 : 재료의 용융 강도가 낮 으면이 결함이 발생할 수 있습니다. 재료의 신장 점도 및 / 또는 용융 강도 값은 다른 재료의 기포 안정성을 비교하고 적용에 적합한 재료를 선택하는 데 사용될 수 있습니다. 냉각은 기포 온도를 낮추고 용융 강도를 높이는 데 도움이됩니다.
  • 두 폴리머의 혼합 불량 : 블렌딩 될 두 중합체 사이의 점도 ​​차이가 크면 (예를 들어, 5 회 초과), 더 높은 점도의 분산상에 매트릭스에 의해 가해지는 전단 응력이 파단을 일으키기에 충분히 크지 않기 때문에 블렌딩은 매우 어렵다. 시정 조치는 점도가 높은 매트릭스를 사용하는 것입니다.

최종 제품 품질 향상 : 원자재와 최종 제품의 유변학적 측정을 통해 내충격성, 광학, 뒤틀림, 취성 등과 같은 제품 특성을 특성화할 수 있습니다.oring 압출 공정 중에 발생할 수 있는 변형이나 품질 저하를 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

에너지 사용 감소 : 작동 설정 최적화를 위해 실시간 모니터링oring 용융 점도가 필요합니다. 실시간 인라인 유변학적 측정을 통해 공정을 엄격하게 제어하여 생산 시 자원과 전기를 최적으로 사용하는 것이 보장됩니다.

작업자 안전 향상 : 용매 작업을위한 건강 및 안전 요구 사항, 환경 고려 및 전문가가 이러한 테스트를 수행해야 할 필요성 (실험실에서 수행해야 함)과 같은 다른 요소는 무용 매 방법의 인기를 높입니다.

빠른 응답 시간 : 현장 내 점도 (및 밀도) 분석은 시료 채취와 실험실로부터 응답을받는 사이의 지연을 줄이거 나 없앨 수 있습니다.

환경: 온라인 모니터링을 통해 자원 활용도 극대화 가능oring 시스템을 구축하여 낭비를 줄여 환경에 이롭습니다. 배출 감소를 통해 지속 가능성이 향상되었습니다.

Rheonics' 솔루션

자동화된 실시간 인라인 점도 측정은 폴리머 생산에 매우 중요합니다. Rheonics 폴리머 가공의 공정 제어 및 최적화를 위해 균형 잡힌 비틀림 공진기를 기반으로 다음과 같은 솔루션을 제공합니다.

  1. 인라인 점도 측정 : Rheonics' SRV 는 유체 온도 측정 기능이 내장 된 광범위한 인라인 점도 측정 장치로, 모든 공정 스트림 내에서 실시간으로 점도 변화를 감지 할 수 있습니다.
  2. 인라인 점도와 밀도 측정 : Rheonics' SRD 유체 온도 측정 기능이 내장 된 인라인 동시 밀도 및 점도 측정 장비입니다. 밀도 측정이 작업에 중요한 경우 SRD는 정확한 밀도 측정과 함께 SRV와 유사한 작동 기능을 통해 사용자 요구에 맞는 최상의 센서입니다.

SRV 또는 SRD를 통한 자동 인라인 점도 측정은 기존 방법으로 점도 측정에 사용되는 샘플 채취 및 실험실 기술의 변화를 제거합니다. 센서는 인라인에 위치하여 점도(SRD의 경우 밀도)를 지속적으로 측정합니다. 프로세스 모니터링을 위해 SRV/SRD 사용oring 생산성을 향상시키고 이윤폭을 높일 수 있습니다. 두 센서 모두 간단한 OEM 및 개조 설치를 위한 컴팩트한 폼 팩터를 가지고 있습니다. 유지 관리나 재구성이 필요하지 않습니다. 두 센서 모두 특수 챔버, 고무 씰 또는 기계적 보호 없이 장착 방법이나 위치에 관계없이 정확하고 반복 가능한 결과를 제공합니다. 소모품을 사용하지 않는 SRV 및 SRD는 작동이 매우 쉽습니다.

콤팩트 한 폼 팩터, 움직이는 부품 없음 및 유지 보수 불필요

RheonicsSRV와 SRD는 간단한 OEM 및 개조 설치를 위한 매우 작은 폼 팩터를 가지고 있습니다. 이를 통해 모든 프로세스 흐름에 쉽게 통합할 수 있습니다. 청소가 쉽고 유지 관리나 재구성이 필요하지 않습니다. 설치 공간이 작아서 모든 프로세스 라인에 인라인 설치가 가능하므로 추가 공간이나 어댑터 요구 사항이 필요하지 않습니다.

높은 안정성과 장착 조건에 민감하지 않음 : 모든 구성 가능

Rheonics SRV 및 SRD는 센서의 두 끝이 반대 방향으로 비틀어 장착 시 반응 토크를 상쇄하고 따라서 장착 조건 및 유량에 전혀 영향을 받지 않는 특허 받은 고유한 동축 공진기를 사용합니다. 이러한 센서는 정기적인 재배치에 쉽게 대처할 수 있습니다. 센서 요소는 특수 하우징이나 보호 케이지 없이 유체에 직접 위치합니다.

공정 조건에 대한 즉각적인 정확한 판독 – 완전한 시스템 개요 및 예측 제어

Rheonics' 소프트웨어는 강력하고 직관적이며 사용하기 편리합니다. 실시간 점도를 컴퓨터로 모니터링할 수 있습니다. 여러 센서는 공장 전체에 분산된 단일 대시보드에서 관리됩니다. 펌핑으로 인한 압력 맥동이 센서 작동이나 측정 정확도에 영향을 미치지 않습니다. 충격, 진동 또는 흐름 조건의 영향을 받지 않습니다.

손쉬운 설치 및 재구성 / 재 교정 불필요

전자 장치를 교체하거나 다시 프로그래밍하지 않고 센서를 교체하고, 펌웨어 업데이트나 교정 계수 변경 없이 센서와 전자 장치 모두를 즉시 교체할 수 있습니다. 간편한 장착. 잉크 라인 피팅의 ¼” NPT 스레드에 나사로 고정합니다. 챔버 없음, O-ring 씰 또는 개스킷. 청소나 검사를 위해 쉽게 제거할 수 있습니다. 플랜지와 함께 사용 가능한 SRV tri-clamp 쉬운 장착 및 분리를 위한 연결입니다.

낮은 전력 소비

정상 작동 중 24 A 전류 소모보다 적은 0.1V DC 전원 공급 장치

빠른 응답 시간 및 온도 보상 점도

포괄적인 계산 모델과 결합된 초고속의 견고한 전자 장치는 Rheonics 업계에서 가장 빠르고 정확한 장치 중 하나입니다. SRV 및 SRD는 매초마다 실시간으로 정확한 점도(및 SRD의 밀도) 측정을 제공하며 유속 변화에 영향을 받지 않습니다!

광범위한 운영 기능

Rheonics' 장비는 가장 까다로운 조건에서 측정을 수행하도록 제작되었습니다. SRV는 인라인 공정 점도계 시장에서 가장 넓은 작동 범위를 보유하고 있습니다.

  • 최대 5000 psi의 압력 범위
  • -40 ~ 200 ° C의 온도 범위
  • 점도 범위 : 0.5 cP ~ 50,000 cP

SRD : 단일 기기, 트리플 기능 – 점도, 온도 및 밀도

RheonicsSRD는 점도, 밀도, 온도 측정을 위한 세 가지 다른 장비를 대체하는 독특한 제품입니다. 세 가지 다른 기기를 같은 위치에 배치하는 어려움을 없애고 가장 가혹한 조건에서도 매우 정확하고 반복 가능한 측정을 제공합니다.

현장 청소 (CIP)

SRV(및 SRD)는 모니터별로 라인 정리를 모니터링합니다.oring 세척 단계 중 용매의 점도(및 밀도). 작은 잔여물은 센서에 의해 감지되므로 작업자는 라인이 목적에 맞게 깨끗한 시기를 결정할 수 있습니다. 또는 SRV는 유리 모세관의 경우와 달리 실행 간 완전하고 반복 가능한 세척을 보장하기 위해 자동 세척 시스템에 정보를 제공합니다.

탁월한 센서 설계 및 기술

정교하고 특허받은 3세대 전자 장치가 이러한 센서를 구동하고 반응을 평가합니다. SRV 및 SRD는 1/XNUMX" NPT 및 XNUMX"과 같은 업계 표준 프로세스 연결과 함께 사용할 수 있습니다. Tri-clamp 운영자는 프로세스 라인의 기존 온도 센서를 SRV/SRD로 교체할 수 있으며 내장 Pt1000(DIN EN 60751 클래스 AA, A, B 사용 가능)을 사용하여 정확한 온도 측정 외에 점도와 같은 매우 가치 있고 실행 가능한 프로세스 유체 정보를 제공합니다. .

고객의 요구에 맞게 제작 된 전자 제품

방폭 트랜스미터 하우징과 소형 폼 팩터 DIN 레일 마운트로 제공되는이 센서 전자 장치는 프로세스 파이프 라인과 장비의 장비 캐비닛에 쉽게 통합 할 수 있습니다.

 

쉽게 통합 할 수

센서 전자 장치에 구현 된 여러 아날로그 및 디지털 통신 방법으로 산업용 PLC 및 제어 시스템에 간단하고 간단하게 연결할 수 있습니다.

 

ATEX 및 IECEx 준수

Rheonics 위험한 환경에서 사용할 수 있도록 ATEX 및 IECEx 인증을 받은 본질 안전 센서를 제공합니다. 이 센서는 폭발 가능성이 있는 환경에서 사용하도록 고안된 장비 및 보호 시스템의 설계 및 구성과 관련된 필수 건강 및 안전 요구 사항을 준수합니다.

본질안전 및 방폭 인증을 보유하고 있습니다. Rheonics 또한 기존 센서를 맞춤화할 수 있으므로 고객은 대안 식별 및 테스트와 관련된 시간과 비용을 피할 수 있습니다. 하나의 장치에서 최대 수천 개의 장치가 필요한 응용 분야에 맞춤형 센서를 제공할 수 있습니다. 리드타임이 몇 주에서 몇 달로 단축됩니다.

Rheonics SRV & SRD ATEX 및 IECEx 인증을 받았습니다.

ATEX (2014 / 34 / EU) 인증

RheonicsATEX 인증 본질안전 센서는 ATEX 지침 2014/34/EU를 준수하며 Ex ia에 대한 본질안전 인증을 받았습니다. ATEX 지침은 위험한 환경에서 근무하는 근로자를 보호하기 위해 건강 및 안전과 관련된 최소 및 필수 요구 사항을 지정합니다.

Rheonics' ATEX 인증 센서는 유럽 및 국제적으로 사용이 인정됩니다. 모든 ATEX 인증 부품에는 규정 준수를 나타내는 "CE" 표시가 있습니다.

IECEx 인증

Rheonics' 본질 안전 센서는 폭발성 대기에서 사용하기 위한 장비 관련 표준에 대한 인증을 위해 국제전기기술위원회(International Electrotechnical Commission)인 IECEx의 인증을 받았습니다.

위험 지역에서의 사용에 대한 안전 적합성을 보장하는 국제 인증입니다. Rheonics 센서는 Ex i에 대한 본질 안전 인증을 받았습니다.

실시

실시간 점도 및 밀도 측정을 위해 센서를 공정 스트림에 직접 설치하십시오. 바이 패스 라인이 필요하지 않습니다. 센서를 인라인에 담그면 유량 및 진동이 측정 안정성 및 정확도에 영향을 미치지 않습니다. 유체에 대해 반복적이고 연속적이며 일관된 테스트를 제공하여 의사 결정 프로세스를 최적화하십시오.

Rheonics 악기 선택

Rheonics 혁신적인 유체 감지 및 모니터링을 설계, 제조 및 판매합니다.oring 시스템. 스위스에서 제작된 정밀함, Rheonics' 인라인 점도계는 응용 분야에서 요구하는 감도와 가혹한 작동 환경에서 생존하는 데 필요한 신뢰성을 갖추고 있습니다. 안정적인 결과 - 불리한 흐름 조건에서도 마찬가지입니다. 압력 강하 또는 유속의 영향이 없습니다. 이는 실험실의 품질 관리 측정에도 적합합니다.

응용 프로그램에 권장되는 제품

• 넓은 점도 범위 – 전체 공정 모니터링
• 뉴턴 유체와 비 뉴턴 유체, 단상 및 다상 유체 모두에서 반복 가능한 측정
• 모든 금속 (316L 스테인리스 스틸) 구조
• 유체 온도 측정 기능 내장
• 기존 공정 라인에 간단한 설치를위한 소형 폼 팩터
• 손쉬운 청소, 유지 보수 또는 재구성 불필요

• 공정 밀도, 점도 및 온도 측정을위한 단일 기기
• 뉴턴 유체와 비 뉴턴 유체, 단상 및 다상 유체 모두에서 반복 가능한 측정
• 모든 금속 (316L 스테인리스 스틸) 구조
• 유체 온도 측정 기능 내장
• 기존 파이프에 간단한 설치를위한 소형 폼 팩터
• 손쉬운 청소, 유지 보수 또는 재구성 불필요

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