密煉機(jī)熱電偶測溫精度問題的分析

摘要:密煉機(jī)是以輪胎為典型代表的橡膠制品企業(yè)所廣泛采用的設(shè)備,。每車次排料時間的確定,，不僅影響生產(chǎn)效率，也影響煉膠品質(zhì),，同時，一些特殊配方要求以膠料溫度作為控制點(diǎn)。目前,，行業(yè)大多采用以熱電偶檢測的膠料溫度作為上述控制的依據(jù),。所以，熱電偶的精度就變得很重要,。就可能影響密煉機(jī)熱電偶測溫精度的可能性進(jìn)行分析,，井提出相應(yīng)的對策和建議。以期對行業(yè)有指導(dǎo)和幫助,。
1問題背景
　　密煉機(jī)是以輪胎為典型代表的橡膠制品企業(yè)所廣泛采用的設(shè)備,，具有生產(chǎn)效率高、環(huán)保性好(對比開煉機(jī)和加壓式捏煉機(jī))和自動化程度高等凸出優(yōu)點(diǎn),。從實(shí)踐看,，密煉機(jī)又是輪胎等橡膠制品生產(chǎn)的源頭設(shè)備，其工作性能好壞直接影響著最終制品的品質(zhì),。
　　根據(jù)工作原理,，密煉機(jī)是間歇式工作。投人膠料→煉膠→排出膠料→投人下→車次膠料,，如此往復(fù),。一般行業(yè)以膠料投人后關(guān)閉加料門作為一個混煉周期的開始，以上頂栓升起,、卸料門打開排料作為一個混煉周期的結(jié)束,。混煉周期的長短,，直接影響著生產(chǎn)效率和煉膠品質(zhì),。混煉周期的確定,，取決于排料時間點(diǎn)的選擇,，而對于何時，目前主要有表1所示的幾種控制方式,。
 
　　其中,，溫度控制能反映膠料的實(shí)際混煉狀態(tài)(更能代表和表達(dá)膠料的物理狀態(tài))和設(shè)備的磨損漸進(jìn)歷程(設(shè)備磨損后，到達(dá)同樣排料溫度所需要的時間會延長),，所以被大多數(shù)企業(yè)所采用,。但是，就如前文所述,，溫度控制煉膠對熱電偶測溫精度依賴性大,，是需要關(guān)注的內(nèi)容。
　　近幾年來,，一些企業(yè)反映遇到密煉機(jī)熱電偶測溫不準(zhǔn)的問題,，也就是操作柜顯示的排料溫度與調(diào)過手持針人式測溫儀實(shí)測的密煉機(jī)排出的膠料溫度偏離較大,，≥±5℃。熱電偶測溫不準(zhǔn),，不僅影響排膠的實(shí)際品質(zhì),。更重要的是，如果熱電偶測溫不準(zhǔn)造成膠料溫升過高,，而橡膠又屬于低燃點(diǎn)易燃物品,，溫升過高的膠料一旦遇到空氣就會立即燃燒，且不易被撲滅,，如果引起火災(zāi)將會產(chǎn)生更大的損失,。因火災(zāi)對輪眙企業(yè)造成重大損失的案例，不勝枚舉,。所以,，對熱電偶測溫不準(zhǔn)的問題要充分的重視。
2問題分析
　　根據(jù)密煉機(jī)及熱電偶的工作原理,，其檢測精度不夠的原因可能如表2所示,。當(dāng)然，像安裝在卸料門上的熱電偶,，如果軸向定位不可靠,，物料持續(xù)壓著熱電偶(尤其是上頂栓壓力高時)，也會導(dǎo)致熱電偶伸出過短,。
 
3問題對策
3.1提高熱電偶質(zhì)量
　　熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件,，它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號,，通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度,。根據(jù)測溫范圍的不同，熱電偶有如下的幾個分度號:B型測溫范圍為600~1700℃S;R型測溫范圍為0~1600℃;K,、N型測溫范圍為-40~1300°C;E型測溫范圍為-40-900℃;T型測溫范圍為-200~350℃;J型測溫范圍為-40~750℃;C型測溫范圍為0~2300℃,。其中，密煉機(jī)上應(yīng)用最多的是J分度的,，E分度也有個別使用的,。
　　通過近些年的實(shí)踐，國產(chǎn)熱電偶與進(jìn)口件的差距越來越小,，尤其是檢測精度(實(shí)驗(yàn)室檢測)都可以滿足要求,。不過，熱響應(yīng)速度國產(chǎn)比進(jìn)口件稍慢,。因?yàn)樵谝粋€典型的煉膠周期內(nèi),，溫度曲線是持續(xù)上升的，所以響應(yīng)速度滯后在一定程度上會導(dǎo)致熱電偶測量精度不準(zhǔn)的現(xiàn)象,。
3.2保證熱電偶合適安裝
一般來說,，熱電偶安裝主要有以下幾種形式:
(1)在卸料門上安裝1支,。
(2)卸料門上安裝2支。兩支熱電偶檢測的溫度都進(jìn)PLC,，以其中的一支作為操作柜顯示和排料控制信號點(diǎn),，另一支做監(jiān)控,。當(dāng)兩支熱電偶檢測的溫度誤差超過設(shè)定值時報警,，提示熱電偶故障。
(3)在卸料門上安裝1支或2支,，在側(cè)壁上安裝1支,。操作柜顯示和排料控制以卸料門上的為準(zhǔn)，側(cè)壁上的輔助做參考,。一般來說,，從功率曲線看，在投料初期,，卸料門和側(cè)壁熱電偶檢測膠溫差異較大,，越到混煉后期，兩個值越接近甚至持平.熱電偶探人密煉室內(nèi)多少(見圖1中的尺寸B),，直接影響著檢測精度:
 
(1)探人尺寸太少,，頭部不能被物料有效包裹和摩擦，測量溫度會比膠料的實(shí)際溫度低,。但優(yōu)點(diǎn)是使用壽命會長很多;
(2)探人尺寸太多,，測量溫度會比膠料的實(shí)際溫度高，而且熱電偶壽命也會變短,。
　　所以,，在安裝尤其是用戶現(xiàn)場自行更換熱電偶備件時，-定要保證熱電偶探出卸料門的長度尺寸(以“大橡塑”270/370密煉機(jī)為例,，探出長度25mm為宜),。同時，密煉機(jī)制作廠家在結(jié)構(gòu)上也要保證工作狀態(tài)下,，熱電偶不能被膠料逐漸擠出導(dǎo)致探入密煉室長度變小,。
3.3合格的補(bǔ)償導(dǎo)線
　　要使用熱電偶專用補(bǔ)償導(dǎo)線，井且在安裝到機(jī)體前和安裝后要進(jìn)行校準(zhǔn)檢測,。在現(xiàn)場,，可使用手持式校準(zhǔn)儀模擬熱電偶給機(jī)體接線盒一個溫度信號，然后在操作柜上查看實(shí)際顯示值,，觀察差值有多大,。-般可以接受的差值在±2℃左右。如果差值過大,，說明補(bǔ)償導(dǎo)線不合格需要更換,。
3.4工藝調(diào)整
　　通過多年的實(shí)踐可以看出,，不同的膠料配方或者同-配方的不同工段，熱電偶檢測精度會有差異,，如同一配方的二段,、三段往往比一段精度高。另外,，排料狀態(tài)對熱電偶檢測精度也有很大的影響,。如果排料很散(如煙片膠的塑煉)，熱電偶不能與物料有效充分接觸,，測量誤差往往比較大,±10℃左右.而成團(tuán)排出的膠料,，尤其是充油量比較大的，測量精度往往比較高,。所以,，如果可以的話，建議進(jìn)行工藝調(diào)整,，改善下排料狀態(tài)以提高熱電偶測溫精度.
　　另外,，填充系數(shù)不足的話，加料密實(shí)性不夠,，熱電偶不能與物料有效充分接觸,，也會影響熱電偶的測量精度。所以,，要根據(jù)配方的比重,、設(shè)備的磨損狀態(tài)，確定合適的填充系數(shù)(-般切線型轉(zhuǎn)子取0.75,，嚙合型轉(zhuǎn)子取0.65),。
3.5其它
　　不同的轉(zhuǎn)子型式，意味著不同的膠料流動和排料狀態(tài),，對熱電偶的檢測精度也有很大的影響,，這也值得關(guān)注。
　　一般來說,同步狀態(tài)比異步狀態(tài)的膠料均一性(同一車次的不同部位檢測)會高一些,，熱電偶精度相對也高一些,。排料時，分散效果好的膠料,，熱電偶檢測精度相對也高-些,。
　　另外，熱電偶是安裝于卸料門或者側(cè)壁端板中,，.側(cè)壁或者端板的溫度(也就是冷卻效果的體現(xiàn))也會影響熱電偶的檢測精度,。所以，要保證設(shè)備各處的冷卻時刻處于良好的工作狀態(tài),，根據(jù)水質(zhì)不同,，定期酸洗設(shè)備,。
4結(jié)語
　　一般情況下密煉機(jī)是所有橡膠制品生產(chǎn)的源頭設(shè)備，效率和煉膠質(zhì)量的好壞及穩(wěn)定性,，直接影響著最終產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)營情況,。所以，有必要對熱電偶的工作原理件分析,，在此基礎(chǔ)上想辦法保證熱電偶的檢測精度,。
　　當(dāng)出現(xiàn)操作柜顯示與排料后實(shí)測膠料溫度不一致時，應(yīng)首先排查熱電偶或者補(bǔ)償導(dǎo)線是否有硬件的故障,，然后再有針對性的參照上文進(jìn)行分析和處理,。