Pouvez- vous remplacer uniquement les vis usées au lieu de l'ensemble des vis?

Lorsque plusieurs éléments de vis présentent une usure visible, de nombreuses usines d’extrusion sont confrontées à la même question :

Dans de nombreux cas, le remplacement uniquement des éléments critiques dans les zones d’usure est techniquement possible et économiquement raisonnable. Les extrudeuses à double vis utilisent généralement des éléments de vis modulaires installés sur des arbres cannelés, permettant de retirer et de remplacer des éléments de transport individuels, des blocs de pétrissage, des éléments de mélange et des éléments inverseurs.

Cependant, le remplacement partiel ne consiste pas simplement à identifier le composant le plus visiblement endommagé et à en installer un nouveau.

L'état des éléments de vis restants, du canon, des cannelures de l'arbre, de la longueur cumulée de l'assemblage et de la configuration complète de la vis doivent tous être évalués. Un mélange inapproprié d'éléments neufs et usés peut provoquer un transport instable, une répartition anormale de la charge, de mauvaises performances de mélange ou des dommages prématurés aux éléments de remplacement.

Cet article explique quand un remplacement partiel est approprié, quand une section plus grande ou un jeu de vis complet doit être remplacé, et ce qui doit être inspecté avant de commander des éléments de vis de remplacement.

L’usure est rarement répartie uniformément sur l’ensemble du jeu de vis.

Différentes sections d'une extrudeuse à double vis remplissent différentes fonctions et subissent différents niveaux de pression, de cisaillement, de température et de remplissage de matériau.

Les zones courantes à forte usure comprennent :

• Zones d'alimentation et de transport de solides

• Zones de fusion

• Sections de pétrissage et de dispersion

• Éléments de transport inverse ou de création de pression

• Sections d'alimentation latérale

• Zones de composition à haut remplissage

• Profilés traitant de la fibre de verre, des minéraux ou des pigments abrasifs

• Zones exposées à des additifs corrosifs

• Éléments situés avant les composants aval restrictifs

Par exemple, un élément de transport dans une section à basse pression peut rester dans un état acceptable tandis que des blocs de malaxage dans une zone à fort cisaillement s'usent gravement.

Cette usure inégale est l’une des raisons pour lesquelles les éléments à vis modulaires sont avantageux. Il peut être possible de remplacer la section à forte usure sans jeter tous les éléments de l'arbre.

Un remplacement partiel peut être approprié lorsque les conditions suivantes sont remplies.

Si l'inspection dimensionnelle confirme que seul un nombre limité d'éléments sont excessivement usés, ces éléments peuvent être remplacés individuellement ou en tant que groupe fonctionnel.

Les exemples typiques incluent :

• Plusieurs éléments de convoyage usés à proximité de la zone d'alimentation

• Un groupe de blocs de pétrissage usés dans la section de fusion

• Un élément inverseur endommagé

• Usure importante autour de la position d'alimentation latérale

• Corrosion locale dans une section de traitement

Il est important de remplacer selon la zone fonctionnelle plutôt que seulement selon l'apparence d'un composant.

Si un bloc de pétrissage est très usé, les blocs de pétrissage adjacents peuvent également avoir perdu une partie de leur géométrie d'origine. Le remplacement de l'ensemble du groupe de pétrissage peut donc être plus approprié que le remplacement d'un seul disque ou élément.

Les éléments qui semblent acceptables doivent quand même être mesurés.

L’inspection visuelle seule peut ne pas révéler :

• Réduction progressive du diamètre extérieur

• Usure inégale des lobes

• Usure des extrémités

• Desserrement des cannelures

• Déformation localisée du profil

• Petites fissures autour de l'alésage interne

Les éléments restants doivent être comparés aux dessins originaux, aux dimensions des pièces neuves, aux dossiers d'inspection historiques ou aux zones de référence non portées.

Le remplacement partiel est plus fiable lorsque la différence dimensionnelle entre les éléments nouveaux et existants reste dans une plage technique acceptable.

Il n’existe pas de limite d’usure universelle unique pour toutes les extrudeuses. L'état acceptable dépend de la taille de la machine, de la conception de la vis, de l'alésage du canon, des exigences du processus et du jeu d'origine.

Les éléments de vis et le barillet fonctionnent comme un système adapté.

L'installation de nouveaux éléments de vis dans un fût très usé peut ne pas restaurer les performances d'origine de transport, de création de pression ou de mélange. Le jeu effectif peut rester excessif même si le diamètre extérieur de la vis a été restauré.

Avant un remplacement partiel, inspectez :

• Dimensions de l'alésage du canon

• Usure dans différentes sections axiales

• Porter à différentes positions circonférentielles

• Rainures ou rainures locales

• Dommages dus à la corrosion

• Alignement entre les sections du canon

Si le canon est usé principalement dans la même zone que les éléments de vis, le remplacement uniquement des éléments de vis peut apporter une amélioration limitée.

Les éléments de remplacement doivent s'adapter correctement à l'arbre existant.

Vérifiez l'arbre pour :

• Usure des dents cannelées

• Déformation

• Marques de frottement

• Fissures

• Corrosion

• Un relâchement excessif

• Sections filetées endommagées

• Flexion ou faux-rond anormal

Un nouvel élément installé sur une cannelure d'arbre usée peut ne pas répartir le couple uniformément. Cela peut entraîner un impact sur les splines, une concentration locale des contraintes et des dommages prématurés.

La cannelure interne des éléments existants doit également être inspectée. Un problème qui semble être une usure du profil extérieur peut en réalité être accompagné d'une détérioration de la cannelure interne.

Avant de retirer le jeu de vis, notez :

• Séquence d'éléments

• Direction des éléments

• Angle de l'élément

• Orientation à gauche ou à droite

• Position des blocs de pétrissage

• Position des éléments inversés

• Positions des entretoises et des bagues d'étanchéité

• Longueur totale de l'assemblage

Des photographies, des étiquettes numérotées et un dessin de configuration des vis doivent être préparés lors du démontage.

Le remplacement partiel devient risqué lorsque l’arrangement original ne peut pas être reconstruit. Même si chaque élément s'adapte physiquement à l'arbre, une séquence incorrecte peut modifier le transport, la fusion, le mélange et le développement de la pression.

Un élément de remplacement doit correspondre à un diamètre supérieur au diamètre extérieur nominal.

Les principaux paramètres de compatibilité incluent :

• Diamètre extérieur

• Longueur de l'élément

• Type de cannelure interne

• Nombre de dents cannelées

• Angle de pression ou profil cannelé

• Dimensions d'alésage

• Nombre de vols de vis

• Diriger ou présenter

• Main d'élément

• Angle de pétrissage

• Géométrie des faces d'extrémité

• Qualité du matériau

• État du traitement thermique

• Longueur cumulée de l'assemblage

Deux éléments peuvent se ressembler mais ne pas convenir à une installation ensemble.

Pour les projets de remplacement OEM, les dessins, les échantillons utilisés, les données d'arbre et les éléments adjacents sont souvent utilisés ensemble pour confirmer la compatibilité.

L’élément le plus gravement endommagé n’est pas toujours le seul à devoir être remplacé.

L'usure peut se développer sous la forme d'un changement progressif de profil sur une section fonctionnelle complète. Les éléments adjacents peuvent déjà être proches de leur état de remplacement même s'ils ne présentent pas encore de fissures ou de rainures profondes.

Remplacer un seul élément peut créer plusieurs problèmes.

Un nouvel élément a son profil extérieur restauré, tandis que les éléments voisins peuvent déjà avoir un diamètre réduit.

Une grande différence peut provoquer :

• Remplissage inégal du matériau

• Changements soudains de la résistance à l'écoulement

• Concentration de pression locale

• Fusion instable

• Mélange incohérent

• Usure plus importante du nouvel élément

Ceci est particulièrement important dans les sections de pétrissage et de création de pression.

Les blocs de pétrissage fonctionnent en groupe.

Les angles relatifs, l'épaisseur du disque, les jeux et la séquence déterminent l'intensité du mélange et les caractéristiques de transport.

Remplacer un élément de pétrissage très usé tout en conservant plusieurs éléments voisins très usés peut ne pas restaurer la fonction de mélange prévue.

Chaque élément de vis contribue à la longueur totale de l'assemblage.

L'usure des extrémités, une longueur de remplacement incorrecte ou des entretoises inappropriées peuvent créer :

• Jeux axiaux

• Piles d'éléments en vrac

• Précharge excessive

• Engagement incorrect des écrous

• Mouvement pendant le fonctionnement

• Frottement d'extrémité

La longueur cumulée doit être vérifiée après un remplacement partiel.

Si la cannelure de l'arbre, l'ancienne cannelure de l'élément et la nouvelle cannelure de l'élément présentent des niveaux d'usure différents, le couple peut ne pas être réparti uniformément.

Cela peut augmenter la contrainte de contact sur un nombre limité de dents cannelées et raccourcir la durée de vie de l'élément de remplacement et de l'arbre.

Le remplacement d'une section fonctionnelle complète est souvent plus adapté que le remplacement d'un élément isolé.

Par exemple, envisagez de remplacer la section complète lorsque :

• Plusieurs éléments de transport adjacents présentent une usure similaire

• Un groupe de pétrissage complet a perdu son profil d'origine

• Plusieurs éléments montrent de la corrosion

• Les diamètres des éléments nouveaux et existants diffèrent considérablement

• Les faces d'extrémité du groupe sont endommagées

• Plusieurs cannelures internes montrent du jeu

• Le problème de production est associé à une zone de processus complète

• Les performances de mixage d'origine doivent être restaurées avec précision

Le remplacement des groupes fonctionnels peut offrir un meilleur équilibre entre les coûts de maintenance et la stabilité du processus.

Les groupes de remplacement possibles comprennent :

• Section de transport d'alimentation

• Section de fusion

• Groupe de blocs de pétrissage

• Section d'alimentation latérale

• Section d'élément inversé

• Section de refoulement haute pression

Un jeu de vis complet peut être recommandé dans les conditions suivantes.

Si les sections de transport, de fusion, de mélange et de mise sous pression sont toutes usées, le remplacement d'éléments individuels ne peut apporter qu'une amélioration temporaire.

Un remplacement complet peut être plus rentable que des arrêts répétés et de multiples commandes partielles.

Lorsque la séquence des éléments n'a pas été enregistrée et que la disposition existante a peut-être déjà été modifiée de manière incorrecte, la reproduction de pièces individuelles peut ne pas résoudre le problème du processus.

Dans cette situation, la configuration complète doit être revue en fonction de :

• Matériau traité

• Sortie requise

• Contenu de remplissage

• Exigences de mélange

• Exigences en matière de ventilation

• Vitesse de vis

• Capacité du moteur et de la boîte de vitesses

Si les éléments restants sont déjà proches de leur limite d'usure, l'installation de plusieurs nouveaux éléments peut créer une discontinuité géométrique excessive.

Le remplacement du jeu de vis complet peut fournir des résultats plus cohérents :

• Diamètre extérieur

• Dégagements

• État des surfaces

• Propriétés des matériaux

• Transfert de couple

• Performances des processus

Si l'arbre doit être remplacé ou réparé, il peut être pratique d'évaluer l'ensemble des éléments complets en même temps.

Les cannelures internes usées peuvent ne pas s'ajuster correctement sur un nouvel arbre et l'utilisation d'éléments endommagés peut raccourcir la durée de vie de l'arbre de remplacement.

Un jeu de vis complet peut être nécessaire lorsque le client change :

• Type de polymère

• Pourcentage de remplissage

• Contenu en fibre de verre

• Objectif de sortie

• Exigence de dispersion

• Exigence de dégazage

• Méthode d'alimentation

• Température de fonctionnement

Dans ce cas, le système de vis existant peut ne plus convenir, même si seuls quelques éléments semblent usés.

Si un remplacement partiel ne rétablit pas le débit, la stabilité du couple ou la qualité de la dispersion, les éléments de vis restants, l'état du canon et la configuration complète du processus doivent être réévalués.

Oui, des éléments nouveaux et existants peuvent parfois être utilisés ensemble, mais la combinaison doit être évaluée avec soin.

Les facteurs suivants doivent être vérifiés :

• Différence de diamètre extérieur

• Différence de géométrie de profil

• État des cannelures

• État de l'extrémité

• Compatibilité des matériaux

• Position dans la configuration à vis

• Sensibilité du processus

• Usure du canon

• Consistance du produit requise

Le mélange d'éléments neufs et usagés est généralement moins sensible dans certaines zones de transport à basse pression que dans les sections de pétrissage ou de mise sous pression à fort cisaillement.

Pour les produits soumis à des exigences strictes en matière de dispersion, de couleur ou de propriétés, une petite différence de géométrie peut avoir un effet plus important sur la stabilité du processus.

Un remplacement partiel peut réduire les coûts des pièces de rechange, mais uniquement s'il est étayé par des données d'inspection.

Une stratégie de maintenance pratique comprend :

• Enregistrement des dimensions des nouveaux éléments avant l'installation

• Mesurer les éléments critiques lors des arrêts programmés

• Identifier les positions répétées à forte usure

• Conserver des éléments de rechange pour les zones de traitement critiques

• Stockage de la configuration complète des vis

• Enregistrement des heures de fonctionnement pour chaque ensemble d'éléments

• Inspection du canon et de l'arbre avec les éléments

• Revoir le choix des matériaux lorsque l’usure se produit trop rapidement

• Remplacement des éléments par groupe fonctionnel si nécessaire

Les usines d'extrusion traitant des matériaux hautement abrasifs peuvent bénéficier de la conservation d'éléments de transport, de blocs de malaxage et d'éléments inverseurs de rechange pour les zones d'usure élevées connues.

Pour évaluer si seuls les éléments usés peuvent être remplacés, fournissez autant d'informations que possible :

• Marque et modèle de l'extrudeuse

• Diamètre de vis

• Entraxe de l'arbre

• Configuration complète des vis

• Position des éléments usés

• Photos avant et après nettoyage

• Mesures du diamètre extérieur

• Longueur de l'élément

• Détails de la cannelure interne

• État de l'arbre

• Mesures d'alésage du canon

• Polymère traité

• Type de remplissage et pourcentage

• Température de fonctionnement

• Débit et vitesse de vis

• Matériau de l'élément existant

• Heures d'ouverture

• Description du problème de production

• Dessins ou échantillons utilisés

Lorsque les dessins originaux ne sont pas disponibles, les éléments utilisés peuvent souvent être évalués avec les données de l'arbre, les éléments adjacents et la disposition complète des vis.

Il est souvent possible de remplacer uniquement les éléments de vis usés au lieu d'acheter un jeu de vis complet.

Le remplacement partiel est le plus approprié lorsque :

• L'usure est limitée à une section spécifique

• Les éléments restants sont dimensionnellement acceptables

• Le canon et le fût sont en bon état

• La disposition originale des vis est connue

• Les éléments nouveaux et existants peuvent être correctement adaptés

• La longueur totale de l'assemblage peut être conservée

Cependant, remplacer uniquement l'élément le plus visiblement endommagé sans inspecter l'ensemble du système peut entraîner des performances instables ou une usure prématurée.

L'étendue du remplacement correct doit être déterminée par une inspection dimensionnelle, une analyse du modèle d'usure et une comparaison des données de processus.

Pour une évaluation technique, envoyez la configuration des vis, les photos des éléments usés, les dimensions, le matériau traité, les dessins ou les échantillons utilisés. Le fournisseur de remplacement peut alors évaluer si des éléments individuels, une section fonctionnelle ou le jeu de vis complet doivent être remplacés.