रबर क्युरिंगसाठी रोलर ओव्हन: तापमान नियंत्रणासाठी टिप्स

By माइक चेनउत्पादन संचालक | रबर उत्पादन क्षेत्रात १२+ वर्षांचा अनुभव |लिंक्डइन

मुख्य मुद्दे

• PID तापमान नियंत्रण क्युरिंग ओव्हनचे तापमान सेट केलेल्या बिंदूच्या ±1-2°C च्या आत राखते, जे बॅचमधील सर्व भागांमध्ये एकसमान क्रॉस-लिंक घनतेसाठी महत्त्वपूर्ण आहे.
• अष्टकोनी ड्रम असलेल्या रोलर ओव्हनमध्ये स्थिर ओव्हनच्या तुलनेत तापमानाची अधिक चांगली एकसमानता साधली जाते, कारण सततच्या फिरण्यामुळे भागांचे सर्व पृष्ठभाग फिरणाऱ्या गरम हवेच्या संपर्कात येतात.
• 4-20 mA SSR आउटपुट असलेला ओमरॉन PID कंट्रोलर, हीटरला वारंवार चालू-बंद करण्याऐवजी पॉवरचे सतत मॉड्युलेशन करून हीटर ओव्हरशूटला प्रतिबंध करतो.
• आधुनिक रोलर क्युरिंग ओव्हनमधील दुहेरी अति-तापमान संरक्षण प्रणाली, प्राथमिक नियंत्रक निकामी झाल्यास हीटर आपोआप बंद करते, ज्यामुळे आग आणि उत्पादनाचे नुकसान टळते.

रबर क्युरिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या रोलर ओव्हनचा उद्देश प्राथमिक व्हल्कनायझेशन प्रेसपेक्षा वेगळा असतो. दुय्यम व्हल्कनायझेशन — ज्याला पोस्ट-क्युरिंग असेही म्हणतात — कॉम्प्रेशन किंवा इंजेक्शन मोल्डमध्ये सुरू होणारी क्रॉस-लिंकिंग प्रक्रिया पूर्ण करते. दुय्यम व्हल्कनायझेशन दरम्यान रबर कंपाऊंड्सचे भौतिक गुणधर्म विकसित होत राहत असल्यामुळे, क्युरिंग ओव्हनमधील सातत्यपूर्ण तापमान नियंत्रणाचा थेट परिणाम अंतिम उत्पादनाच्या गुणवत्तेवर होतो.

या लेखात रबर क्युरिंगसाठी रोलर ओव्हनमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या तापमान नियंत्रण प्रणाली, एकसमान उष्णता टिकवून ठेवण्यासाठीच्या व्यावहारिक सूचना आणि विविध रबर कंपाऊंड्स व बॅचच्या आकारांनुसार प्रक्रिया पॅरामीटर्स कसे अनुकूलित करावेत, याबद्दल माहिती दिली आहे.

रबर क्युरिंग ओव्हनमधील तापमान नियंत्रण उत्पादनाच्या गुणवत्तेवर परिणाम का करते?

रबरचे क्युरिंग हे कंपाऊंडच्या क्युर कर्व्हने परिभाषित केलेल्या वेळ-तापमान संबंधानुसार होते. क्युरिंग तापमानात प्रत्येक १०°C वाढीसाठी, अभिक्रियेचा दर अंदाजे दुप्पट होतो. भागांच्या एका बॅचमध्ये केवळ ५°C तापमानातील फरकामुळे, त्याच उत्पादन प्रक्रियेत तन्यता शक्ती, तुटताना होणारे प्रसरण आणि संपीडन सेटमध्ये मोजता येण्याजोगे फरक निर्माण होऊ शकतात.

प्रतिASTM D573आणिआयएसओ १८८रबराच्या उष्णता वृद्धीकरणाच्या मानकांनुसार, जेव्हा तापमान अचूकपणे नियंत्रित केले जाते, तेव्हा तापमान आणि गुणधर्मांमधील बदल यांच्यातील संबंधाचा अंदाज लावता येतो. विनिर्देश श्रेणीच्या खालच्या स्तरावर क्युर केलेल्या उत्पादनांमध्ये अपूर्ण क्रॉस-लिंकिंग असू शकते, ज्यामुळे मॉड्युलस कमी होतो आणि कॉम्प्रेशन सेट वाढतो. उच्च स्तरावरील उत्पादनांमध्ये ओव्हर-क्युरिंग होऊन, त्यांची ठिसूळता वाढते आणि प्रसरणशीलता कमी होते. अचूक तापमान नियंत्रणासह रबर क्युरिंगसाठी वापरला जाणारा रोलर ओव्हन, बॅच-टू-बॅच आणि पार्ट-टू-पार्टमधील ही तफावत दूर करतो.

XCJ-K600 रोलर ओव्हन वापरून आमच्या कारखान्यात २०० हून अधिक दुय्यम व्हल्कनायझेशन बॅचेसवर केलेल्या चाचणीत, आमच्या असे लक्षात आले की, सेट पॉइंटच्या ±१.५°C च्या मर्यादेत PID-नियंत्रित तापमानात क्युअर केलेल्या भागांमध्ये, ±५°C तापमानाच्या चढ-उतारासह ओव्हनमध्ये क्युअर केलेल्या भागांच्या तुलनेत शोर ए कठीणतेमध्ये २३% कमी तफावत दिसून आली.

रबर क्युरिंगसाठी रोलर ओव्हनमधील तापमान नियंत्रण प्रणाली

रबर क्युरिंगसाठीच्या आधुनिक रोलर ओव्हनमध्ये तीन नियंत्रण प्रणाली एकत्रित केलेल्या असतात, ज्या प्रक्रियेतील परिस्थिती सातत्यपूर्ण राखण्यासाठी एकत्रितपणे काम करतात.

SSR आउटपुटसह PID नियंत्रक

XCJ-K600 आणि XCJ-K900 रोलर ओव्हनमधील ओमरॉन PID तापमान नियंत्रक, आवश्यक हीटर पॉवरची सतत गणना करण्यासाठी प्रोपोर्शनल-इंटीग्रल-डेरिव्हेटिव्ह अल्गोरिदम वापरतो. 4-20 mA आउटपुट सिग्नल एका सॉलिड-स्टेट रिले (SSR) ला चालवतो, जो हीटरला चालू-बंद करण्याऐवजी सतत हीटर पॉवर नियंत्रित करतो. ही सतत नियंत्रण पद्धत साध्या ऑन-ऑफ थर्मोस्टॅट्समध्ये होणारे तापमानातील ओव्हरशूट आणि अंडरशूट टाळते. याचा परिणाम म्हणजे खोलीच्या तापमानापासून ते 260°C पर्यंतच्या सेट पॉइंट्सवर ±1-2°C अचूकतेसह चेंबरचे तापमान स्थिर राहते.

गरम हवा परिसंचरण प्रणाली

टर्बाइन फॅन चालवणारी उच्च-तापमानाची लांब-शाफ्ट मोटर ३००० घनमीटर प्रति तास हवेचे अभिसरण निर्माण करते. गरम हवा अष्टकोनी ड्रममधून आणि फिरणाऱ्या रबरी भागांवरून सतत फिरत असल्यामुळे, प्रत्येक भागाच्या पृष्ठभागाला समान उष्णता मिळते. या अभिसरणामुळे हीटर्सजवळ उष्ण जागा (हॉट स्पॉट्स) आणि दरवाजा किंवा कोपऱ्यांजवळ थंड जागा (कोल्ड झोन्स) तयार होण्यास प्रतिबंध होतो. १०० मिमी सॉल्ट कॉटन इन्सुलेशन २००°C तापमानात कार्यरत असताना बाहेरील भिंतीचे तापमान ३५°C च्या खाली राखते, ज्यामुळे उष्णतेचा अपव्यय कमी होतो आणि तापमानाची स्थिरता सुधारते.

समान उष्णता मिळण्यासाठी अष्टकोनी ड्रमचे फिरणे

अष्टकोनी ड्रमची रचना दुहेरी उद्देश साधते: ती गरम हवेच्या प्रवाहातून रबराचे भाग फिरवते, आणि तिच्या आतील बाजूवरील पैलूदार भिंतींमुळे पडण्याचे वेगवेगळे कोन तयार होतात, जे भागांना एकमेकांमध्ये अडकण्यापासून रोखतात. भागांचा एक स्थिर ढिगारा मध्यभागी उष्णता अडकवतो, ज्यामुळे बाहेरील आणि आतील भागांच्या क्युरिंगच्या दरात फरक निर्माण होतो. फिरणारा ड्रम हे स्तरीकरण नाहीसे करतो, आणि रोलर मोटर (०.७५ किलोवॅट) बॅचच्या भाराची पर्वा न करता फिरण्याचा वेग सातत्यपूर्ण ठेवते.

रबर क्युरिंग ओव्हन चालवण्यासाठी तापमान नियंत्रणासंबंधी सूचना

1. बॅचच्या वस्तुमानाच्या आधारावर PID पॅरामीटर्स सेट करा.सुरुवातीच्या वॉर्म-अप टप्प्यात १५ किलोच्या बॅचपेक्षा ५० किलोची बॅच जास्त उष्णता शोषून घेते. थर्मल मासमधील हा फरक विचारात घेण्यासाठी ओमरॉन पीआयडी कंट्रोलरवरील प्रोपोर्शनल बँड आणि इंटिग्रल टाइम समायोजित करा. निर्मात्याच्या डीफॉल्ट पॅरामीटर्सपासून सुरुवात करा आणि लोडिंगनंतर तापमान पूर्ववत होण्याच्या वेळेनुसार त्यात सूक्ष्म बदल करा.
2. रोलर ओव्हनमध्ये वस्तू ठेवण्यापूर्वी, तो निर्धारित तापमानापर्यंत गरम करून घ्या.थर्मल इक्विलिब्रियम (उष्णता संतुलन) न साधलेल्या ओव्हनमध्ये रबराचे भाग लोड केल्याने चेंबरचे तापमान सेट पॉइंटच्या खाली येते. पीआयडी कंट्रोलर प्रतिसाद देईल, परंतु पूर्वस्थितीत येण्याचा वेळ हीटर पॉवर (XCJ-K600 मध्ये 10.5 kW) आणि कोल्ड लोडच्या वजनावर अवलंबून असतो. कंट्रोलरने सेट पॉइंट गाठल्याचे सूचित केल्यानंतर, स्थिरीकरणासाठी १५-२० मिनिटे वेळ द्या.
3. लोडिंगनंतर तापमान पूर्ववत होण्यावर लक्ष ठेवा.क्युरिंग सायकलमधील सर्वात थंड क्षण नवीन बॅच लोड केल्यानंतर ३-५ मिनिटांनी येतो. १५-२० किलो लोड असलेल्या XCJ-K600 साठी तापमानातील घट १०°C पेक्षा जास्त नसावी. जर ही घट १५°C पेक्षा जास्त झाली, तर बॅचचे प्रमाण कमी करा किंवा प्रीहीटचा वेळ वाढवा.
4. चक्रावर सातत्यपूर्ण नियंत्रणासाठी टायमर फंक्शनचा वापर करा.स्वयंचलित हीटर स्टॉप आणि श्रवणक्षम अलार्मसह असलेला ०-९९.९९ तासांचा टायमर, प्रत्येक बॅचला समान क्युरिंग कालावधी मिळेल याची खात्री करतो. मॅन्युअल टायमिंगवर अवलंबून राहू नका, कारण ऑपरेटरच्या बदलत्या स्वभावामुळे प्रक्रियेत अनावश्यक बदल होतात.
5. PID कंट्रोलरचे वार्षिक कॅलिब्रेशन करा.कालांतराने तापमान सेन्सरमधील बदलामुळे कंट्रोलरच्या अचूकतेवर परिणाम होतो. ओमरॉन कंट्रोलरच्या इनपुटची पडताळणी वर्षातून किमान एकदा कॅलिब्रेटेड संदर्भ थर्मोकपलच्या आधारे केली पाहिजे. सामान्य ऑपरेटिंग तापमानावर रीडिंग संदर्भापेक्षा २°C पेक्षा जास्त वेगळे असल्यास, पुन्हा कॅलिब्रेट करा.
6. अति-तापमान संरक्षण प्रणालीची साप्ताहिक तपासणी करा.XCJ-K600 आणि XCJ-K900 रोलर ओव्हन्समधील दुहेरी अति-तापमान संरक्षणामध्ये स्वतंत्र हाय-लिमिट सेन्सर्सचा समावेश आहे, जे प्राथमिक कंट्रोलर निकामी झाल्यास हीटर बंद करतात. हाय-लिमिट सेट पॉइंटला ऑपरेटिंग तापमानापेक्षा वर नेऊन आणि हीटर डिस्कनेक्ट होतो याची खात्री करून या प्रणालीची चाचणी करा.

सामान्य रबर कंपाऊंडसाठी शिफारस केलेले क्युरिंग ओव्हन तापमान

तापमान सामान्य कंपाऊंडिंग मार्गदर्शक तत्त्वांवर आधारित आहे. वास्तविक मापदंड कंपाऊंड पुरवठादाराकडून निश्चित केले पाहिजेत आणि ASTM D412 व ASTM D395 नुसार यांत्रिक गुणधर्म चाचणीद्वारे सत्यापित केले पाहिजेत.

रबर क्युरिंग ओव्हनमधील तापमान नियंत्रणाच्या सामान्य समस्या

डेल्टा कंट्रोल सिस्टीमच्या डिस्प्लेचे नियमित निरीक्षण करून तापमान नियंत्रणातील बहुतेक समस्या ओळखता येतात, कारण तो डिस्प्ले कार्यान्वयनाच्या स्थितीची रियल-टाइम माहिती पुरवतो.

रबर क्युरिंगसाठी योग्य रोलर ओव्हन निवडणे

झियामेन शिंगचांगजियाचे XCJ-K600 आणि XCJ-K900 रोलर ओव्हन्स वेगवेगळ्या उत्पादन प्रमाणांसाठी दोन प्रक्रिया क्षमता देतात. XCJ-K600 मध्ये 1300 मिमी (रुंदी) x 1600 मिमी (उंची) x 1100 मिमी (जाडी) मापाचे 600-लिटरचे चेंबर आहे, जे लहान ते मध्यम उत्पादनासाठी योग्य आहे. XCJ-K900 मध्ये 1300 मिमी (रुंदी) x 1600 मिमी (उंची) x 1300 मिमी (जाडी) मापाचे 900 लिटरचे चेंबर असून, ते मोठ्या प्रमाणातील क्युरिंग प्रक्रियांसाठी डिझाइन केलेले आहे.

दोन्ही मॉडेल्समध्ये समान कोअर तापमान नियंत्रण प्रणाली आहे — ओमरॉन पीआयडी कंट्रोलर, १०.५ किलोवॅट हीटर, ३००० घनमीटर/तास क्षमतेचा सर्क्युलेटिंग फॅन आणि दुहेरी ओव्हर-टेम्परेचर प्रोटेक्शन. १.५ मिमी जाडीच्या भिंतीसह ३०४ स्टेनलेस स्टीलची आतील आणि बाहेरील रचना अनेक वर्षांच्या वापरादरम्यान गंज रोखते. खोलीच्या तापमानापासून २८०°C पर्यंतची समायोजित करण्यायोग्य तापमान श्रेणी एनबीआर, ईपीडीएम, एफकेएम, सिलिकॉन आणि एचएनबीआर कंपाऊंड्ससाठीच्या सर्व सामान्य सेकंडरी व्हल्कनायझेशनच्या गरजा पूर्ण करते.

निष्कर्ष: क्युरिंगचे तापमान सातत्यपूर्ण असल्यास रबराची गुणवत्ताही सातत्यपूर्ण राहते.

सेकंडरी व्हल्कनायझेशनमध्ये तापमान नियंत्रण हा सर्वात महत्त्वाचा घटक आहे. PID नियंत्रण, प्रभावी गरम हवेचे अभिसरण आणि अष्टकोनी ड्रम रोटेशनसह रबर क्युरिंगसाठी असलेला रोलर ओव्हन, प्रत्येक बॅचमधील सर्व भागांमध्ये एकसारख्या क्रॉस-लिंक घनतेसाठी आवश्यक असलेली एकसमान उष्णता परिस्थिती प्रदान करतो. 4-20 mA SSR आउटपुट असलेले ओमरॉन PID कंट्रोलर्स, 3000 CBM/h हवेचे अभिसरण आणि 100 मिमी इन्सुलेशनसह, ISO 188 आणि ASTM D573 अनुपालनासाठी आवश्यक असलेली तापमान स्थिरता प्रदान करतात.

जे ऑपरेटर पद्धतशीर तापमान व्यवस्थापन प्रक्रियांचे पालन करतात — जसे की प्रीहीटिंग, रिकव्हरीचे निरीक्षण, एकसमानतेची पडताळणी आणि सुरक्षा प्रणालींची देखभाल — त्यांच्यामुळे क्युअर केलेल्या रबराच्या गुणधर्मांमधील तफावत कमी होते आणि उत्पादन वाढते.