Ersetzen Sie eine Dichtung, sparen Sie ein 1-Millionen-Dollar-Projekt
VORBEUGENDE WARTUNG
Ersetzen Sie ein Siegel, sparen Sie ein 1-Millionen-Dollar-Projekt
Von Matt Defosse
Gute Dinge kommen in kleinen Paketen, ein gutes Beispiel findet sich beim Additivlieferanten Amfine. Als das Unternehmen ernsthafte Probleme mit einem Trockner hatte, der zur Herstellung von Keimbildnern verwendet wurde, konnte es eine Dichtung an einem Vakuumtrockner ersetzen und ein 1-Million-Dollar-Projekt einsparen.
Dichtungen und andere Ersatzteile finden oft nicht viel Beachtung in der Kunststoffbranche, bis es an der Zeit ist, ein Gerät zu überholen oder planmäßig zu warten. Es gibt jedoch Zeiten, in denen eine schlechte Versiegelung ein ganzes Projekt zum Stillstand bringen kann, wie Amfine Chemical Corp. (Hopkinsville, KY), ein Anbieter von Additiven und PVC-Stabilisatoren, feststellte, als er eine Produktionslinie zur Herstellung eines Nukleierungsmittels hochfuhr, das auch funktioniert als Klärmittel für teilkristalline Polymere.
Amfine ist ein Joint Venture von Adeka Corp. und Mitsubishi Corp. aus Japan, das hauptsächlich Kunststoffverarbeiter in Amerika beliefert. Bei diesem Nukleierungsmittel wird das Produkt unter Vakuum getrocknet, damit während des Trocknens kein Sauerstoff in den Prozess gelangt. Trocknerchargen laufen rund um die Uhr, bis sie abgeschlossen sind. Das Produkt muss zwei kritische Qualitätstests bestehen: Einer misst den im Produkt verbleibenden Lösungsmittelgehalt und der andere den Gehalt an gelöster Farbe.
Der Trocknungsprozess entfernt ein Lösungsmittel, das in der vorgelagerten Produktion verwendet wird; Je höher die Temperatur im Trockner ist, desto mehr Lösungsmittel kann entfernt werden. Die Temperatur muss fein kontrolliert werden, um einen niedrigen gelösten Farbwert (hohe Klarheit) zu erreichen, da eine zu hohe oder niedrige Temperatur das Produkt trüb und daher für die Produkte der Kunden unerwünscht machen kann. Die normale Betriebstemperatur im Trockner kann 240 °F überschreiten. Die Werte für Lösemittel- und Farbgehalt werden auf jeder produzierten Produktcharge dokumentiert.
Murphys Gesetz kommt in die Stadt
Als die Verfahrenstechniker von Amfine dem Hersteller ursprünglich die Fähigkeiten des Trockners spezifizierten, den sie benötigten, gingen sie davon aus, dass der Prozess erfolgreich sein würde, wenn er ein Vakuum von 00 Torr (13,330 Pa) halten könnte. Der Trockner wurde mit einigen installierten Blas-/Schnittdichtungen geliefert, die für die vorgeschriebenen 100 Torr ausgelegt waren. Diese Dichtungen bestanden aus einer Reihe von Teflon-Lippendichtungen, wobei Stickstoff in die Kammern zwischen den Schichten geblasen wurde. Sie verbrauchten eine große Menge Stickstoffspülgas.
Als sie die ersten Produktchargen in den neuen Trockner liefen und die Ergebnisse auf Lösungsmittelgehalt und gelöste Farbzahlen testeten, erkannten die Experten von Amfine, dass sie ein viel tieferes Vakuum erreichen mussten, um die Zielwerte für Lösungsmittel und Farbe zu erreichen: A-Wert von 50 Torr oder weniger war erforderlich, um bei einer ausreichend niedrigen Temperatur zu trocknen, um ihre Ziele zu treffen. Nachdem mehrere Änderungen an der Konfiguration der ursprünglichen Dichtungen vorgenommen wurden, berichteten die Betreiber, dass sie sich dem 50-Torr-Niveau im Trockner näherten, aber das Produkt erfüllte immer noch nicht die QC-Standards.
Das mit den werkseitig installierten Dichtungen erzielte Vakuumniveau war von Charge zu Charge uneinheitlich, sodass die Zykluszeiten für den Trockner stark schwankten.
Stickstoffspülgas, das von den werkseitig gelieferten Dichtungen in den Trockner eindrang, machte es unmöglich, das 50-Torr-Niveau zu erreichen. Die Zugabe von Stickstoff zum Prozess hatte einen sekundären Effekt, um die Schüttdichte des Produkts zu verringern und es flockiger zu machen. Das Ergebnis davon war, dass feine Partikel begannen, die Auslassfilter zu verstopfen, was den Druckunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Trockners erhöhte, ein potenziell gefährlicher Zustand.
Murphy meistern
Nach einigem Suchen kontaktierte der Facility Manager von Amfine, Scott McNair, den regionalen Distributor des Wellendichtungsherstellers MECO, Jerry Chevalier von Mid South Mechanical Sealing in Tennessee. Nach einem Besuch bei Amfine, wo er dem Wartungsteam half, die Trocknerwelle und den Raum um sie herum für eine kundenspezifische Dichtung zu vermessen, nannte MECO (Georgetown, ME) eine geteilte, elastomerfreie ExPac (EP)-Modelldichtung mit mechanischem Antriebsmechanismus. Diese Dichtungen können die axiale Wellenausdehnung in Anwendungen mit großen Temperatur- und Druckschwankungen wie dieser aufnehmen und das Vakuum effektiv halten. Die elastomere Antriebsversion des ExPac schied aufgrund der Hochtemperatur- und chemischen Kompatibilitätsüberlegungen in der Anwendung aus. Die geteilte Konstruktion war entscheidend, da die Nachrüstung des Trockners viel weniger Zeit in Anspruch nehmen würde, wenn Lager und Antrieb intakt bleiben könnten. Die Dichtung wurde Ende April 2008 geliefert und installiert. Chevalier half bei der Installation der Dichtung und beaufsichtigte die Inbetriebnahme der Maschine mit der neuen Dichtung. Eine etwas breitere Dichtungshülse als der Wellendurchmesser wurde entfernt, um den verfügbaren Platz für die neue Dichtung zu maximieren. Die EP-Dichtung erforderte eine Stickstoffspülung, jedoch mit einer deutlich reduzierten Durchflussrate im Vergleich zur ersten Dichtung (von mehreren hundert auf nahezu null cfm).
Glückliches und profitables Ende
Als die Dichtung installiert wurde, hofften die Anlagenbetreiber, dass der Trockner ein Vakuum von mehr als 50 Torr ziehen könnte. Tatsächlich ist es mit dem neuen Siegel in der Lage, sich konsequent null Torr zu nähern. Die Trocknerzykluszeiten wurden vorhersehbar, und die konsequente Erzielung eines tiefen Vakuums führte zu einer konsistenteren Produktqualität und einer höheren Rentabilität für Amfine. Die ExPac-Dichtung ist so ausgelegt, dass ihr Dichtungsflächendruck gelegentlich angepasst werden muss, da sich die rotierenden Flächen mit der Zeit abnutzen. In den ersten 2 1/2 Betriebsjahren mussten die Dichtungen noch nicht eingestellt werden. McNair geht so weit zu sagen, dass die Siegel „buchstäblich ein 1-Millionen-Dollar-Projekt gerettet haben“.
