ГофроПрактикум. Гофровал должен жить долго

Вряд ли у кого-то из специалистов вызовет возражение тезис, что гофровалы, играющие первостепенную роль в процессе изготовления гофрокартона, требуют к себе внимательного отношения, соблюдения правил эксплуатации и тщательного технического обслуживания.

Соблюдение этих трёх условий позволяет продлить срок жизни гофровалов, главными врагами которых, как известно, выступают коррозия, деформация и абразивный износ рифлёного профиля.

Коррозионный износ и объёмная деформация
При условии регулярной смазки гофровалов и хранения в сухом помещении, появления на них следов ржавчины не должно быть в принципе. Тем более, если речь идет о хромированных валах или валах с карбид-вольфрамовым покрытием. Инициировать появление коррозии могут лишь недобросовестное отношение, механические повреждения или совсем уж нестандартные ситуации.

Примером одной из них поделился заместитель директор по развитию Марьянской фабрики гофротары Александр Матвеев. Так, если поместить ещё не остывший гофровал в тарный деревянный ящик, образовавшая внутри него парная «баня» создаст идеальные условия для появления ржавчины на опорных цапфах.

Что касается деформации валов, то одной из наиболее часто встречающихся её причин является избыточное выпадение конденсата в их внутренних полостях. Итог – достаточно резкий перепад температур, приводящий к так называемому эффекту «банана», форму которого принимает искривлённый гофровал.

Логичным итогом становится неравномерное распределение давления по линии контакта гофровалов, в том числе с прижимным валом, и, как следствие, неравномерность гофрообразования и нанесения клея на вершины гофр.

Условием предотвращения избыточных водяных скоплений в указанных полостях является установление надлежащего зазора дренажной сифонной трубки (не более 2 мм) и постоянный контроль за его величиной.

И, как указывается практически во всех инструкциях по эксплуатации гофровалов, обязательной практикой должен быть контроль распределения температур по их длине. Выполнять его рекомендуется либо с помощью контактных термометров, либо небольших компактных тепловизоров.

Совсем уж кардинальным решением, что фактически подтвердил инженер гофропроизводства «Ново Пакаджинг ББ» Антон Алехин, станет внедрение системы периферийного нагрева гофровалов, увы, пока ещё не так часто встречающейся на отечественных предприятиях.

Расплющивание вершин рифлёного профиля
Данный вид деформации, способный резко сократить срок жизни гофровала и привести к изготовлению некачественного гофрокартона, является следствием нарушения параллельности гофровалов при их установке.

Как подчеркнул директор производства картонно-бумажной фабрики «Пролетарий» Евгений Положенцев, именно грамотная их установка на 80% определяет сколь долго и сколь эффективно будут валы работать.

В частности, начальник участков гофропроизводства компании «Аполинария» Александр Назаренко, пояснил, что у них контроль параллельности традиционно выполняется с помощью сфальцованной, разворачиваемой в нужную ширину, перфорированной самокопирующей бумаги, пропускаемой между вращающихся гофровалов. Важно, чтобы данная операция проводилась не на холодных, а на горячих валах, геометрия профиля которых при нагреве может немного меняться.

Суть проверки – фиксация расстояний между образующимися на бумаге полосками (см. фотографию ниже) которые должны быть одинаковыми по всей длине контактной линии валов.

Частота таких проверок во многом зависит от конструкции работающих на предприятии гофропрессов. По информации Александра Назаренко, контрольные измерения они проводят не реже чем в 1,5-2 месяца, поскольку регулярная смена кассет на гофроагрегате не исключает нарушения первоначальных настроек. В случае же стационарной установки гофровалов в гофроагрегате периодичность контрольных измерений вполне может быть увеличена до 3-4 месяцев.

Абразивный износ вершин рифлёного профиля
Именно от его величины в абсолютном большинстве случаев зависит реальный срок эксплуатации гофровалов. Когда параллельность валов строго соблюдена, главной задачей становится сократить до максимально возможного минимума их поверхностный износ, вызванный попаданием в зону контакта мельчайших твёрдых частиц, трением проходящей сквозь валы бумаги и взаимным контактом их металлических поверхностей.

Источником упомянутых частиц может выступать сама бумага, а также пыль и мелкий мусор, попадающие в рабочую зону через зазоры уплотнений герметизируемых колпаков, используемых в вакуумных системах прижима бумаги к гофровалу.

Избавление от посторонних включений в обрабатываемой бумаге — довольно сложная задача. Как рассказал Евгений Положенцев, на предприятии в обязательном порядке практикуют проверку закупаемого материала на величину зольности и, в случае, когда она превышает 5,5%, включают его поставщика в стоп-лист.

С другой стороны, даже такая предосторожность не всегда не решает проблему. По словам Антона Алехина, ему приходилось иметь дело с бумагой, зольность которой была в допустимых пределах, но при размотке которой высыпался песок, вплоть до половины стакана на рулон.

Пыль в цеху – не менее опасный враг, бороться с которым можно либо с помощью установки систем увлажнения воздуха, которую могут себе позволить лишь крупные компании, либо за счёт регулярной поверки оптимальной величины зазоров в вакуумируемых колпаках, при их наличии.

Именно оптимальной, поскольку, как известно, их малая величина может сыграть отрицательную роль, став причиной истирания поверхности вала. Очистка же валов от внешних загрязнений, разумеется, обязательный элемент их ежедневного обслуживания.

Безусловно, свой вклад в износ гофровалов вносит трение скользящей по их поверхности бумаги. Чем сильнее уровень её натяжения, тем выше степень абразивного износа вала. Уменьшить уровень поверхностного трения помогает предварительный нагрев бумаги и паровой душ, заметно снижающие степень её жёсткости.

Неравномерный износ при работе с бумагой меньшего формата
Весьма часто встречающаяся ситуация, когда, вследствие абразивного износа в центральной части валов, имеет место прямой контакт «металл по металлу» их свободных от бумаги концов, в том числе приводящий к истиранию на них вершин рифлёного профиля.

Образовавшиеся в точках, соответствующих положению краёв бумаги, перепады высот профиля, становятся причиной частичной, а в самых тяжёлых случаях и полной утраты контакта срединных поверхностей гофровалов с перерабатываемой бумагой.

Сопутствующий итог – утрата гофровалами своей функциональности, нарушение процесса гофрообразования.

Как прокомментировал ситуацию директор департамента развития гофропроизводства ГП «Готэк» Роман Шибанов, зачастую используемая в таких случаях практика увеличения давления прижима валов, к тому же, как правило, бомбированных (с увеличенным диаметром в центральной части), может привести к частичному сползанию с гофровала хрупких карбид-вольфрамовых или хромовых покрытий.

Общепринятые способы борьбы с возникающим перепадом высот профиля хорошо известны: это периодические боковые сдвиги полотна малоформатной бумаги (если это допускает конструкция гофроагрегата) с одного края контактной зоны на другую и уменьшение давления взаимного прижима валов. В целях же борьбы с боковым износом, для очистки свободных краёв валов от клеевых и прочих загрязнений, практикуется регулярное, желательно каждые полчаса работы, распыление на их поверхность масла, или, что ещё более предпочтительно, силиконовой смазки, с помощью форсунок.

По замечанию Евгения Положенцева, поскольку крахмальный клей также является абразивным составом, необходимо тщательно следить за качеством работы клеевых ванн, чтобы он не выносился за пределы формата бумаги. В противном случае клей попадает на валы, запекается на них и, в ходе их взаимного трения, начинает истирать рифлёную поверхность.

На первых порах, пока износ центральной части гофровалов ещё не приобрёл катастрофического характера, для валов с хромовым покрытием практикуют, как это делают, например, в компании «Аполинария», их взаимную притирку с помощью специальной алмазной пасты.

Ну и наконец, наличие центрального «провала» по высоте профиля гофровала порой может привести к его прямому контакту по краям с клеевым валом, что, с большей вероятностью может стать причиной повреждения последнего.

Уход и контроль
Двумя ключевыми условиями продления жизни гофровала являются его регулярная очистка и смазка подшипников. В компании «Аполинария», например, практикуют технологию «горячей очистки», когда на горячие валы наносят слой жидкого масла и затем прогоняют свозь них бумажное полотно, которое вместе с прогоревшим маслом извлекает из пазов рифлёного профиля скопившиеся загрязнения.

Достаточно длительную, но, вероятно, также эффективную процедуру предлагает один из поставщиков гофровалов, суть которой – прокрутка валов в течение нескольких часов при сниженной величине давления после нанесения на них силиконовой смазки.

Тем не менее, даже тщательное соблюдение всех практикуемых на предприятии профилактических мер, включая регулярную сухую очистку валов щётками, оборачивание их в стретч-плёнку, как это делают, например, на Марьянской фабрике гофротары, и регулярное нанесение на валы силиконовой смазки, отнюдь не исключает необходимости постоянного объективного контроля за состоянием их поверхности.

На Марьянской фабрике гофротары предварительно охлаждённый гофровал перед укладкой на хранение покрывается силиконовой смазкой и оборачивается стретч-плёнкой

В числе первоочередных процедур – контроль высоты рифлёного профиля, который, как рекомендуется в инструкции по эксплуатации одного известного поставщика гофровалов, должен проводиться после прохождения 10 млн погонных метров для профилей А, В и С и 5 млн метров для профилей E и F.

Ниже приведена таблица величин допустимого износа основных профилей из документации указанного поставщика:

ПрофильМаксимальный износ
А0,1-0,11 мм
С0,06-0,07 мм
В0,04-0,05 мм
Е0,03-0,04 мм

Другая, не менее важная процедура – локализация мест полного износа хромового или карбид-вольфрамового покрытия.

Осуществляется она, как, в частности, указывается в энциклопедическом издании Т. Пиннингтона «Гофроиндустрия в поисках совершенства» путём нанесения на гофровал раствора медного купороса. В местах, где покрытие износилось, поверхность вала приобретает коричневый оттенок.

Эффективность подобного метода, как, в частности, отметил Антон Алехин, была неоднократно подтверждена на практике.

Отчетливо видимые на фотографии сколы покрытия – результат попытки помыть горячий вал холодной водой

Полученные по итогам подобных проверок результаты и, разумеется, зафиксированные факты снижения качества изготавливаемого гофрокартона должны стать основой для принятия решения либо о продолжении эксплуатации гофровала, либо о необходимости его восстановления или замены.

Автор выражает искреннюю признательность за оказанную помощь при подготовке статьи всем упомянутым в ней специалистам, а также руководителю отдела технологии и сервиса компании «ВДеталях» Ольге Шаботиной, специалисту по претензионной работе компании «Илим-Гофра» Дмитрию Баркову и начальнику цеха гофрокартона компании «ЯРЗУМ» Евгению Конькову.

Игорь Кистенев