Plastics_10_2017

w w w . p l a s t i c s . r u 30 ТЕМА НОМЕРА /РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В ПОЛИМЕРНОЙ ОТРАСЛИ П Л А С Т И К С № 1 0 ( 1 7 2 ) 2 0 1 7 лучей в пластмассах и воз- можных примесях. Затуха- ние (µ) рентгеновских лучей в основном определяется ядерным зарядом химиче- ских элементов исследуе- мого материала, а также его толщиной [6]. Оно пропор- ционально атомному номеру элемента в кубе (µ~Z3). Пластмассы в основном состоят из углерода с очень низким показателем зату- хания (Z=6). Загрязнения железом со сравнительно сильным затуханием (Z=26) могут быть четко выявленыи отбракованы. Такие добавки, как диоксид титана (Z=22), также влияют на затухание, поэтому их скопления ана- логичным образом дают по- вышенный контраст на изо- бражении. Благодаря специально разработанной системе ка- мер можно обнаруживать примеси непосредственно в ходе производственного процесса. Полученные с по- мощью рентгеновских камер снимки гранул обрабатыва- ются в режиме реального времени по специальным алгоритмам. Высокое раз- решение рентгеновских ка- мер позволяет обнаруживать внутри гранул загрязнения размером от 50 мкм. Такие гранулы отбраковываются блоком сортировки. Процессы производства в индустрии переработки пластмасс отличаются высо- кой сложностью. Зачастую смешиваются различные материалы, что существенно повышает риск загрязнения. Рентгеновская технология позволяет не только обна- руживать металлические примеси в пластмассовых гранулах, но и собирать различную информацию обо всем производственном процессе, позволяя выяв- лять случаи перекрестно- го загрязнения. Благодаря различной степени затуха- ния рентгеновских лучей загрязнения хорошо видны. Основным преимуществом рентгеновской технологии является ее независимость от цвета и прозрачности материала (рис. 1). Испытания показывают, что эта технология также позволяет обнаруживать органические загрязнения, например кусочки ткани, и металлические загрязнения небольшого размера. Вы- являются даже пузырьки воздуха внутри гранул, сви- детельствующие о необхо- димости корректировки со- ответствующих параметров техпроцесса (рис. 2). Наконец, эксперименты показывают возможность использования рентгенов- ской технологии для обна- ружения в гранулах поли- этилена скоплений добавок, которые могут вызывать проблемы при дальнейшей переработке. Во время одного из испытаний для доказа- тельства высокой эффек- тивности рентгеновской технологии использова- лись черные ПЭ-гранулы с различными металличе- скими загрязнениями. На рис. 3 показано, как внутри этих гранул четко выявля- ются загрязнения разме- ром от 50 до 100 мкм. Технология оптического контроля Для точной регистрации потока полимерного мате- риала на типичной скорости работы производственной линии используются со- временные оптические ка- меры черно-белого и цвет- ного изображения, а также инфракрасные камеры. Мощное ПО для обработ- ки изображений позволяет оптической системе выяв- лять загрязнения аналогич- но рентгеновскому методу. Установка пороговых значе- ний в алгоритмах обработки дает возможность отбрако- вывать все загрязненные гранулы. Сочетание рентгеновской технологии и системы опти- ческого контроля обеспечи- вает выявление загрязнений внутри полимерных гранул и на их поверхности. Такая система обнаруживает ме- таллические загрязнения, темные точки, участки вы- цветания в желтый оттенок и отклонения цвета в про- зрачных и непрозрачных материалах. Загрязнения отображаются на экране процессорной системы. Сочетание рентгенов- ской системыи современных оптических камер черно- белого и цветного изображе- ния, а также инфракрасных камер (рис. 4, 5) позволяет выявлять загрязнения раз- мером от 50 мкм внутри пла- стиковых гранул, а также на их поверхности. В дополнение к устрой- ствам визуального кон- Медь, 100 мкм Алюминий, 100 мкм Медь, 50 мкм Рисунок 3. Металлические загрязнения внутри гранул черного цвета Медь, 100 мкм Алюминий, 100 мкм Медь, 50 мкм 1 2 3 4 4 5 6 7 9 8 1 — подача материала; 2 — система транспортировки; 3 — рентгеновский контроль; 4 — оптический контроль; 5 — блок сортировки; 6 — отбракованный материал; 7 — чистый материал; 8 — инфракрасная камера; 9 — камера цветного видения Рисунок 4. Система визуального контроля и сортировки в разрезе с рентгеновской (зеленый цвет), оптической (желтый) и инфракрасной (красный) камерами и камерой определения цвета (синий) Рисунок 5. Внешний вид системы визуального контроля и сортировки пластмассовых гранул PURITY SCANNER