Resolució de problemes 101: per què l'extrusora no arriba a la temperatura

Un sistema de calefacció que no arriba al seu punt de consigna és una de les coses més disruptives que poden passar en una fàbrica. La màquina no funciona i la pantalla del controlador mostra una lectura que no puja. Ara toca esbrinar per què. Si el sistema utilitza escalfadors de cartutxos de 440 V, cal que apliqueu un enfocament lògic, pas a pas,-a-per trobar el problema ràpidament. Comenceu per les causes més simples i comunes i aneu fins a les més complicades.

Comproveu la font d'alimentació a l'escalfador com a primer pas.


L'examen ha de començar a l'origen: la potència elèctrica subministrada al propi escalfador. Un escalfador de cartutx de 440 V ha d'aconseguir tota la tensió per funcionar correctament. A causa de pèrdues de línia, problemes de transformador o fases desequilibrades, la tensió mesurada directament als terminals de l'escalfador pot ser molt més baixa, com ara 400 V en lloc de 440 V. Aquí hi ha una gran diferència. La fórmula P=V²/R mostra que la potència de sortida (en watts) està directament relacionada amb el quadrat de la tensió. Per tant, quan la tensió baixa de 440V a 400V, la potència de sortida cau un 17%. Un escalfador amb 1000 W de potència només funcionaria amb 826 W de potència. Aquesta gran pèrdua de potència fa que el sistema no pugui compensar les seves pèrdues tèrmiques, la qual cosa significa que triga molt a escalfar-se o no pot arribar a la temperatura objectiu. Utilitzeu un multímetre-RMS real per comprovar la tensió als terminals de l'escalfador quan el sistema demana calor.

Pas 2: comproveu l'estat de l'element de calefacció

Si la tensió d'alimentació és correcta, el següent pas és provar l'escalfador del cartutx tallant-ne l'alimentació. Traieu l'alimentació i el cablejat de l'escalfador. Utilitzant un bon multímetre, comproveu la resistència de l'escalfador (en ohms, ) connectant-lo a les seves dues línies elèctriques. Utilitzeu la llei d'Ohm per trobar la resistència nominal: R=V² / P, on V és la tensió nominal (440 V) i P és la potència nominal en watts.

La resistència mesurada és aproximadament la mateixa que la resistència calculada, el que significa que probablement l'element calefactor encara funciona.

La resistència mesurada és molt més alta. Això significa que el cable de resistència interna s'està trencant, cosa que pot passar quan s'oxida o s'aprima en un punt calent. Això augmenta la resistència i redueix el consum de corrent i la producció d'energia. L'escalfador està trencat i no funcionarà tan bé com hauria.

Resistència mesurada infinita (circuit obert): el cable que mesura la resistència s'ha cremat fins al final. L'escalfador està trencat i s'ha de substituir.

La resistència mesurada és molt baixa o nul·la (curtcircuit), el que significa que la bobina interna està en curtcircuit a la funda oa ella mateixa. Es tracta d'una fallada greu que sol provocar que un interruptor s'enfonsi immediatament.

Pas 3: comproveu les connexions elèctriques i mecàniques

La gent sovint s'oblida dels punts de terminació, però són una causa comuna de fracàs. Si els terminals o les puntes de cable d'un escalfador de cartutx de 440 V estan solts, oxidats o oxidats, tindran una resistència important. Aquesta resistència fa molta calor en una petita zona fora de la zona de calefacció. Aquesta calor pot tornar a l'escalfador i danyar l'important segell de ceràmica al final del terminal. Si aquest segell es trenca, l'oxigen de l'aire pot entrar, oxidant-se i corroint ràpidament la connexió entre el cable de resistència i el cable, la qual cosa acabarà fent que falli. Busqueu símptomes d'arc, decoloració o aïllament fos als terminals. Assegureu-vos que totes les connexions estiguin netes, estancades i construïdes amb les puntes que no estiguin trencades.

Pas 4: mireu com funcionen conjuntament els sistemes tèrmics i de control.

Si les comprovacions elèctriques passen, el problema pot ser de tot el sistema:

Undershoot crònic/incapacitat per assolir el punt de consigna: pot ser que la potència sencera dels escalfadors instal·lats (i, per tant, la densitat de watts global del sistema) no sigui suficient per gestionar la massa tèrmica i la pèrdua de calor del barril de l'extrusora. Els escalfadors simplement no tenen prou potència per compensar les pèrdues i assolir la temperatura adequada.

Sobrepassament i ciclisme greus: el sistema es pot escalfar eventualment, però els grans canvis de temperatura signifiquen que hi ha un problema amb el control o el desajust tèrmic. Si la densitat de watts superficials d'un escalfador de cartutx és massa alta per a la feina, pot transferir calor massa ràpidament perquè el sensor de temperatura i el controlador reaccionin, cosa que pot provocar un gran retard tèrmic i sobrepassar. És possible que la massa tèrmica de l'escalfador i la configuració del PID del controlador no funcionin bé junts.

Pas 5: mireu els patrons físics i tèrmics

Una avaluació visual de l'escalfador que ja està al seu lloc pot ser molt útil. Si és segur fer-ho, traieu l'escalfador. Mireu la funda:

Decoloració uniforme: sol ser típic i significa que la calor es distribueix uniformement.

Punt calent localitzat o decoloració greu en un extrem: això podria significar que hi ha un problema dins de l'escalfador o, més probablement, que hi ha un buit d'aire al forat de l'escalfador en aquesta zona. Això evita que la calor es mogui al metall, cosa que fa que l'escalfador es sobreescalfi en aquest lloc.

La decoloració o ennegriment concentrat a l'extrem terminal (fred) és un clar indicador de la migració de calor. Això vol dir que la calor de la zona activa es torna al llarg de la funda, ja que no es pot moure fàcilment al metall que l'envolta. Els motius principals d'això són un forat de muntatge massa gran (que fa que s'ajusti malament) o una densitat de watts de l'escalfador massa alta per a la capacitat del material del barril de transferir calor.

Conclusió: una manera raonable de diagnosticar

La resolució de problemes eficaç implica l'eliminació sistemàtica de variables. Comenceu amb l'entrada elèctrica bàsica (tensió), després comproveu la part principal (resistència de l'escalfador), mireu les connexions importants i l'ajust i, finalment, mireu l'arquitectura del sistema (densitat de watts i dinàmica tèrmica). Seguint aquest ordre estructurat de comprovació de la font d'alimentació, la resistència i l'ajust mecànic, la causa principal de la fallada de la calefacció, ja sigui un element fallat, una deficiència de tensió, una connexió defectuosa o un desajust de disseny, es pot trobar i solucionar ràpidament, reduint el temps d'inactivitat i recuperant la producció.