橡胶成型的硫化工序|蒸汽品质决定产品不良的温度管理诀窍

在橡胶成型的硫化工序中,左右产品不良的因素之一是加热所用蒸汽的”品质”。即使设定压力相同,如果蒸汽带湿或供给压力发生波动,模具或高压釜内的温度就会不均匀,从而导致硫化不匀(欠硫或过硫)。结论是,稳定硫化温度的关键在于将蒸汽的干度、供给压力、疏水排放和排气统一管理起来。下面对其原理和管理要点加以梳理。

本文要点

  • 饱和蒸汽的温度由压力唯一确定,因此压力的稳定直接关系到温度的稳定。
  • 湿蒸汽、空气(不凝性气体)以及疏水(冷凝水)的滞留会妨碍传热,成为温度不匀和硫化不良的诱因之一。
  • 稳定供给压力,并可靠地排出疏水与空气,两者相结合是实际操作中的要点。

蒸汽品质决定硫化成品的原理

饱和蒸汽以”压力=温度”相对应

饱和蒸汽具有压力确定后温度大体也随之确定的关系。例如供给压力一旦波动,传递到模具表面的温度也会随之起伏,成为硫化进程在不同位置和时间上产生偏差的因素。硫化是靠温度与时间的累积推进的,因此能在多大程度上稳定保持目标温度,会直接影响成品质量。首先要牢记”保持压力恒定=保持温度恒定”这一前提。

湿蒸汽、空气、疏水会造成温度不匀

蒸汽带湿(干度低)时,会因所含水分而使其携带的热量减少,传热也往往变得不稳定。此外,如果管道或设备内残留空气等不凝性气体,就会在模具表面形成一层薄膜,妨碍热量的传递。再加上冷凝形成的疏水滞留,也会使该部位的温度容易下降。这些因素叠加在一起,即使设定相同,也可能成为局部欠硫、过硫、鼓包等不良的诱因之一。

稳定硫化温度的管理要点

保持供给压力恒定

工厂整体的蒸汽压力容易因负荷变动而起伏,因此在硫化设备的前端将使用压力调整恒定是行之有效的做法。用减压阀稳定二次侧压力后,对应的饱和温度也随之稳定,硫化条件也更易于再现。其思路是:既不过度降压,又在能获得所需温度的范围内将压力保持在目标值,可作为参考。

排出疏水与空气,保持干度

疏水应通过疏水阀迅速排出,不在设备内积存,这是基本原则。启动时容易积存的空气,通过排气在初期予以排出,有助于抑制启动时的温度不匀。此外,通过管道保温以及按需进行汽水分离来保持干度,可使到达模具表面的蒸汽品质保持稳定。采取到何种程度的措施,会因设备规模和所要求的品质而有所不同。

对照温度与压力进行监视

管理的最终确认,是将压力表与温度表的数值加以对照。当相对于设定压力,温度低于预期时,这就是怀疑存在蒸汽带湿、空气或疏水滞留的一条线索。养成在日常点检中观察这一关系的习惯,有助于在出现不良之前察觉异常征兆。

常见问题

Q1. 蒸汽压力相同的话,温度也会相同吗

A1. 如果是饱和蒸汽,压力与温度基本相对应。不过,若混入湿气或空气,实际传递到模具表面的热量作用可能会下降。建议不仅确认压力,也一并确认蒸汽的状态。

Q2. 硫化不匀的主要原因是什么

A2. 一般认为,是供给压力波动、蒸汽带湿、空气残留、疏水滞留等多种因素叠加而引起的。不要武断地归结为单一原因,而是从压力、疏水、空气各方面依次点检,会更容易区分排查。

Q3. 干度应以多少为参考标准

A3. 因所要求的品质和设备而异,难以一概而论,但湿气越大,对传热越不利。首先通过保温和疏水排放,避免增加多余的湿气,可作为实际操作上的参考标准。

Q4. 排气是否需要一直进行

A4. 空气主要在启动时容易积存,因此一般认为在启动时排出较为有效。必要程度会因运转条件而变,若温度上升缓慢,检查是否有空气残留会有所帮助。

Q5. 装上减压阀能缩短硫化时间吗

A5. 减压阀的作用在于稳定温度,本身并不保证缩短时间。由于条件趋于稳定,结果上会提高再现性,某些情况下可以重新审视多余的预热时间。

Q6. 既有设备也有改善余地吗

A6. 疏水排放、排气、保温的重新审视等,在保持既有设备的情况下也有可以着手的方面。因设备构成不同,最佳方法也会有所变化,建议结合现状的压力、温度数据加以研讨。

总结

在橡胶硫化中,将蒸汽的压力、干度、疏水排放和排气统一调整好,是稳定温度、抑制产品不良的捷径。不是只看其中某一项,而是从整体的平衡来审视,这才是实际操作上的要点。

如果您遇到”相对于设定压力,硫化温度不稳定””想从压力一侧来区分排查硫化不匀的原因””不清楚既有硫化设备的疏水与排气应如何重新审视”等困扰,欢迎利用Yoshitake的技术咨询与选型咨询。我们将结合您的使用条件和所期望的品质,为您提供蒸汽相关设备的选型及运用建议。