Khuôn thổi chai hỏng không theo kiểu đột ngột. Nó mòn dần ở những chỗ không ai nhìn: mép làm kín, lỗ thoát khí, kênh nước, mặt chia khuôn. Đến khi lỗi xuất hiện thì đã qua nhiều nghìn chai lỗi. Kiểm tra theo chu kỳ là cách duy nhất phát hiện mòn trước khi nó thành phế phẩm.
Trả lời nhanh: Khuôn thổi chai cần ba mức kiểm tra: hằng ca (nhìn, sờ, nghe), hằng tháng (đo kích thước và lưu lượng nước), và theo giờ chạy (tháo kiểm tra toàn bộ). Ngưỡng mòn phải lấy từ bản vẽ khuôn; ba chỉ tiêu quyết định là độ phẳng mặt chia, độ mòn mép làm kín cổ và lưu lượng kênh nước.
Ba mức kiểm tra và vì sao cần cả ba
Kiểm tra khuôn thường bị hiểu là "tháo ra xem". Cách đó đúng nhưng chỉ làm được vài lần một năm, và mỗi lần là một lần dừng máy dài. Thực tế cần ba mức, mỗi mức bắt được loại hư hỏng khác nhau.
| Mức | Tần suất | Thời gian | Bắt được |
|---|---|---|---|
| Mức 1 — quan sát tại máy | Mỗi ca | 5–10 phút | Rò nước, dính nhựa, tiếng lạ, chai lỗi cùng một khoang |
| Mức 2 — đo tại máy | Hằng tháng | 1–2 giờ | Mòn kích thước, tắc kênh nước, mòn ngàm kẹp |
| Mức 3 — tháo kiểm tra toàn bộ | Theo giờ chạy hoặc theo số chu kỳ | 1–2 ngày | Nứt mặt chia, mòn mép làm kín, hỏng gioăng, ăn mòn kênh nước |
Mức 3 phải theo giờ chạy hoặc số chu kỳ, không theo lịch tháng. Lý do: khuôn chạy 3 ca mòn nhanh gấp ba lần khuôn chạy 1 ca, nên hai khuôn cùng tuổi lịch có thể chênh nhau rất xa về mức mòn. Số chu kỳ tính được từ bộ đếm của máy: số chu kỳ = số chai ÷ số khoang.
Ngưỡng cụ thể cho mức 3 phải lấy từ khuyến nghị của nhà sản xuất khuôn và từ bản vẽ. Bài này đưa cách đo và cách đọc xu hướng, không đưa ngưỡng tuyệt đối — vì ngưỡng của khuôn 2 khoang chai nước và khuôn 8 khoang chai có ga khác nhau hoàn toàn.
Mức 1: năm việc làm mỗi ca, không cần dụng cụ
Đây là mức hiệu quả nhất tính trên thời gian bỏ ra, vì nó bắt được phần lớn sự cố sớm. Năm việc, làm trong lúc máy đang chạy hoặc dừng ngắn.
| Việc | Cách làm | Dấu hiệu bất thường |
|---|---|---|
| Nhìn nước rò ở mặt chia khuôn | Quan sát khe giữa hai nửa khuôn khi khuôn đóng | Vệt nước, giọt nước, hơi nước phun ra |
| Sờ nhiệt độ nước hồi | Sờ ống nước hồi của từng mạch (dùng găng) | Một mạch lạnh hơn hẳn: tắc hoặc không có lưu lượng |
| Nghe tiếng xả và tiếng khuôn đóng | Đứng gần máy 30 giây, nghe chu kỳ đều | Tiếng xả rít, tiếng va kim loại, tiếng rò khí |
| Nhìn chai lỗi theo khoang | Lấy 5 chai/khoang, xếp riêng theo khoang, quan sát | Một khoang có lỗi lặp lại: khuôn hoặc mạch nước khoang đó |
| Nhìn nhựa dính trên khuôn | Soi mép làm kín và vùng cổ khi khuôn mở | Màng nhựa mỏng, nhựa cháy vàng, vệt nhựa ở rãnh thoát khí |
Việc thứ tư là việc quan trọng nhất và cũng hay bị làm hình thức nhất. Yêu cầu bắt buộc: xếp chai riêng theo khoang. Nếu trộn chai các khoang với nhau thì không thể biết lỗi đến từ đâu, và mọi chẩn đoán sau đó chỉ là phỏng đoán.
Cách xếp nhanh: dùng khay có vách chia theo số khoang, hoặc đơn giản là đánh dấu chai bằng bút sáp theo thứ tự chai ra. Với khuôn 6 khoang và chu kỳ 3 giây, một vòng 6 chai tương ứng một chu kỳ — chai thứ 1, 7, 13 thuộc khoang 1.
Mức 2: đo kích thước — đo cái gì và tại sao
Mức 2 dùng dụng cụ đo cầm tay, làm được trong lúc máy dừng bảo trì ngắn. Mục đích không phải kiểm tra đạt/không đạt mà là ghi lại giá trị để so sánh giữa các tháng.
| Chỉ tiêu | Dụng cụ | Cách đo | Ý nghĩa khi thay đổi |
|---|---|---|---|
| Chiều sâu lòng khuôn | Đồng hồ so + thước chuẩn | Đo tại 3 điểm: thân, vai, đáy | Giảm dần: khuôn bị mài hoặc ăn mòn |
| Đường kính lòng khuôn | Panme đo trong hoặc dưỡng | Đo 2 chiều vuông góc tại thân | Tăng: khuôn bị ăn mòn, chai to hơn |
| Độ phẳng mặt chia | Thước thẳng + lá căn | Đặt thước lên mặt chia, thử lá căn 0,02 mm | Có khe hở: mặt chia biến dạng, gây ba via |
| Chiều cao vòng chặn cổ | Đồng hồ so + đế chuẩn | Đo phần khuôn tạo vòng chặn | Mòn: vòng chặn dày ra, nắp không kín |
| Lưu lượng kênh nước | Đo thể tích xả trong 1 phút | Tháo ống hồi, hứng nước 60 giây | Giảm dần: cặn hoặc ăn mòn |
Chỉ tiêu thứ năm là chỉ tiêu bị bỏ nhiều nhất và cũng là nguyên nhân phổ biến của lỗi chỉ một khoang. Cách đo không cần thiết bị: tháo ống hồi của từng khoang, cho nước chảy vào can có chia vạch trong đúng 60 giây, ghi thể tích. So sánh giữa các khoang — chênh trên 20 % là có vấn đề.
Nguyên tắc ghi: ghi giá trị tuyệt đối và ngày đo, không ghi "bình thường". Ba tháng sau, chỉ cần nhìn cột số là biết khuôn đang mòn theo chiều nào và mòn nhanh hay chậm.
Lưu lượng nước làm nguội: tính mức cần thiết
Trước khi so sánh lưu lượng đo được với thiết kế, cần biết mức cần thiết là bao nhiêu. Tính từ nhiệt lượng phải lấy đi mỗi chu kỳ.
Q = m × c_p × ΔT cho nhựa, với c_p của PET khoảng 1,3 kJ/(kg·K) — giá trị tham khảo, phụ thuộc nhiệt độ và mức kết tinh. Sau đó:
Lưu lượng nước (kg/h) = Q × 3600 ÷ (4,186 × ΔT_nước)
| Khối lượng chai | Nhiệt lượng mỗi chai (từ 100 xuống 30 °C) | Sản lượng 2.400 chai/h | Sản lượng 4.800 chai/h |
|---|---|---|---|
| 18 g | 1,64 kJ | 1,21 kW | 2,43 kW |
| 20 g | 1,82 kJ | 1,21 kW | 2,43 kW |
| 24 g | 2,18 kJ | 1,45 kW | 2,91 kW |
| 28 g | 2,55 kJ | 1,70 kW | 3,40 kW |
Từ nhiệt lượng quy ra lưu lượng nước theo chênh nhiệt cho phép giữa nước vào và nước ra:
| Sản lượng | ΔT nước = 2 K | ΔT nước = 3 K | ΔT nước = 5 K |
|---|---|---|---|
| 2.400 chai/h | 8,7 L/phút | 5,8 L/phút | 3,5 L/phút |
| 4.800 chai/h | 17,4 L/phút | 11,6 L/phút | 7,0 L/phút |
| 7.200 chai/h | 26,1 L/phút | 17,4 L/phút | 10,4 L/phút |
Ba điểm cần lưu ý khi dùng bảng này. Thứ nhất, đây là lưu lượng tối thiểu về nhiệt; lưu lượng thực tế còn phải đủ để tạo vận tốc trong kênh, nếu không sẽ có vùng nước tù và truyền nhiệt kém. Thứ hai, ΔT nước lớn thì lưu lượng nhỏ nhưng nhiệt độ nước ra cao hơn, làm nửa sau của khuôn nguội chậm hơn — với khuôn nhiều khoang theo chiều dài, ΔT nên nhỏ. Thứ ba, nếu kết quả tính ra nhỏ hơn nhiều so với lưu lượng đang chạy, đừng giảm lưu lượng: dư lưu lượng không tốn nhiều điện bơm nhưng thiếu thì mất năng suất.
Vận tốc trong kênh: vì sao lưu lượng đủ mà vẫn nguội chậm
Lưu lượng đúng mà vẫn nguội chậm là hiện tượng phổ biến, nguyên nhân nằm ở vận tốc dòng trong kênh. Ở vận tốc thấp, dòng chảy tầng và lớp nước sát thành kênh gần như đứng yên — lớp này tạo trở lực truyền nhiệt lớn, dù tổng lưu lượng vẫn đủ theo tính toán nhiệt.
v = Q / A, với A là tiết diện kênh.
| Đường kính kênh | 0,7 m³/h | 1,2 m³/h | Đánh giá |
|---|---|---|---|
| 6 mm | 6,9 m/s | 11,8 m/s | Tốt nhưng tổn thất áp cao |
| 8 mm | 3,9 m/s | 6,6 m/s | Phổ biến, phù hợp |
| 10 mm | 2,5 m/s | 4,2 m/s | Chấp nhận được |
| 12 mm | 1,7 m/s | 3,0 m/s | Dưới 2 m/s: nguy cơ dòng tầng |
Nguyên tắc thực dụng: giữ vận tốc trong kênh trên 2 m/s để dòng chảy rối, và dưới 8 m/s để tổn thất áp không quá lớn. Với kênh 8 mm, lưu lượng phù hợp là 0,35–1,45 m³/h cho mỗi mạch. Dưới mức đó thì tăng lưu lượng; trên mức đó thì tổn thất áp tăng nhanh mà truyền nhiệt không tốt hơn đáng kể.
Cách kiểm tra trên khuôn đang chạy: đo chênh nhiệt nước vào/ra của từng mạch. Mạch có chênh nhiệt lớn bất thường là mạch lưu lượng thấp (tắc một phần); mạch có chênh nhiệt gần bằng 0 là mạch không có lưu lượng (tắc hoàn toàn hoặc van đóng). Hai trường hợp này cần xử lý khác nhau nhưng cùng một phép đo.
Cáu cặn: kẻ thù không nhìn thấy
Cáu cặn trong kênh nước là nguyên nhân hàng đầu của việc mất khả năng làm nguội theo thời gian, và nó không nhìn thấy được từ bên ngoài. Điện trở nhiệt của một lớp cáu dày 1 mm vào khoảng 0,00167 m²·K/W — so với điện trở dẫn nhiệt của 3 mm thành đồng chỉ khoảng 0,0000075 m²·K/W, tức lớp cáu mỏng 1 mm cản nhiệt gấp hơn 200 lần so với thành khuôn bằng đồng.
| Độ dày cáu | Điện trở nhiệt (m²·K/W) | So với thành đồng 3 mm | Ảnh hưởng |
|---|---|---|---|
| 0,2 mm | 0,00033 | ~44 lần | Chưa rõ, bắt đầu giảm |
| 0,5 mm | 0,00083 | ~111 lần | Chu kỳ dài 3–5 % |
| 1,0 mm | 0,00167 | ~222 lần | Chu kỳ dài 8–15 % |
| 2,0 mm | 0,00333 | ~444 lần | Không đạt, phải thông kênh |
Các mức ảnh hưởng ở cột cuối là ước lượng để so sánh, phải đo tại chỗ bằng cách so chu kỳ trước và sau khi thông kênh. Nhưng tỉ lệ điện trở nhiệt thì tính được chính xác và đủ để thấy vấn đề: một lớp cáu 1 mm quan trọng hơn vật liệu khuôn rất nhiều.
Ba việc phòng ngừa:
- Xử lý nước mạch kín. Nước cứng để lại cáu canxi; nước không xử lý còn gây ăn mòn. Dùng nước đã làm mềm hoặc nước RO cho mạch kín, và kiểm tra độ dẫn định kỳ.
- Giữ vận tốc trên 2 m/s. Dòng chảy rối làm chậm lắng cáu.
- Thông kênh theo lịch, không theo sự cố. Thông kênh bằng dung dịch tẩy cáu định kỳ theo khuyến nghị nhà sản xuất khuôn. Ghi lại lưu lượng trước và sau mỗi lần thông — đó là bằng chứng duy nhất về mức cáu.
Mức 3: tháo kiểm tra — danh sách và thứ tự
Mức 3 là lần tháo khuôn ra khỏi máy. Cần một danh sách cố định để không bỏ sót, và một thứ tự để không phải tháo lại.
| Thứ tự | Hạng mục | Cách kiểm | Ghi nhận |
|---|---|---|---|
| 1 | Mặt chia khuôn | Thước thẳng + lá căn 0,02 mm tại 4 cạnh và giữa | Khe hở lớn nhất, vị trí |
| 2 | Mép làm kín cổ | Soi 10× hoặc kính lúp, tìm rạn, mẻ, mòn vát | Ảnh chụp, mô tả vị trí |
| 3 | Rãnh thoát khí | Soi, thử thông bằng dây mềm; đo chiều sâu nếu có dưỡng | Số rãnh tắc / tổng số |
| 4 | Lòng khuôn | Đo 3 điểm, so với lần trước; soi vết xước, ăn mòn | Bảng số đo |
| 5 | Kênh nước và gioăng | Đo lưu lượng từng mạch; kiểm gioăng nứt, cứng | Lưu lượng từng mạch (L/phút) |
| 6 | Hệ kẹp cổ và ngàm | Kiểm cao su nứt, mòn; đo chiều cao kẹp | Ngàm nào cần thay |
| 7 | Chốt dẫn hướng, bạc | Kiểm độ rơ, độ bóng; đo khe hở | Khe hở (mm) |
| 8 | Hệ đẩy sản phẩm | Kiểm hành trình, lò xo, đầu đẩy | Hành trình thực (mm) |
Thứ tự này đi từ hạng mục dễ kiểm và hay hỏng nhất đến hạng mục khó tháo nhất. Nếu dừng giữa chừng vì thiếu phụ tùng, phần đã kiểm vẫn dùng được.
Hạng mục 3 (rãnh thoát khí) là hạng mục hay bị bỏ nhất và gây lỗi khó hiểu nhất. Rãnh thoát khí tắc làm khí không thoát hết khi phôi nở, dẫn đến chai có bọt khí ở vùng khuất, hoặc phôi dính khuôn. Đếm số rãnh tắc và ghi lại — nếu mỗi lần kiểm tra đều tắc cùng một vài rãnh thì nguyên nhân là chất lượng khí nén chứ không phải khuôn.
Hồ sơ khuôn: ghi gì để dùng được
Kiểm tra mà không ghi thì lần sau không so sánh được, và toàn bộ công đo đạc trở thành vô nghĩa. Hồ sơ khuôn tối thiểu gồm bốn phần.
| Phần | Nội dung | Cập nhật khi nào |
|---|---|---|
| Lý lịch | Mã khuôn, số khoang, loại chai, nhà sản xuất, ngày đưa vào dùng, bản vẽ kèm theo | Một lần, khi nhận khuôn |
| Giá trị chuẩn | Kích thước lòng khuôn, lưu lượng nước từng mạch, chiều cao kẹp cổ — đo khi khuôn còn mới | Một lần, ngay sau khi chạy ổn định |
| Lịch sử đo | Bảng ngày đo, giá trị từng chỉ tiêu, người đo | Mỗi lần kiểm tra mức 2 và mức 3 |
| Lịch sử can thiệp | Ngày thông kênh, thay gioăng, thay ngàm, sửa mặt chia, mài lại | Mỗi lần làm |
Phần thứ hai — giá trị chuẩn đo khi khuôn còn mới — là phần hay bị bỏ nhất và cũng không thể làm bù được. Không có giá trị chuẩn thì mọi số đo sau này chỉ so sánh được giữa các tháng, không biết được đã mòn bao nhiêu so với thiết kế. Nếu khuôn đã chạy nhiều năm mà chưa có giá trị chuẩn, cách duy nhất là dùng bản vẽ khuôn làm chuẩn và chấp nhận sai số.
Cách ghi đơn giản nhất hiệu quả nhất: một bảng tính, mỗi dòng một ngày đo, mỗi cột một chỉ tiêu, kèm cột ghi chú cho các lần can thiệp. Không cần phần mềm chuyên dụng. Điều quan trọng là dữ liệu nằm ở một chỗ và có người chịu trách nhiệm cập nhật.
Khi nào sửa, khi nào thay
Câu hỏi cuối cùng và cũng khó nhất: khuôn mòn đến mức nào thì sửa, đến mức nào thì thay. Quyết định này nên dựa trên ba yếu tố định lượng, không dựa trên cảm giác.
| Yếu tố | Cách đánh giá | Nghiêng về sửa | Nghiêng về thay |
|---|---|---|---|
| Mức mòn kích thước | So với giá trị chuẩn, tính % dung sai đã dùng hết | Đã dùng < 60 % dung sai | Đã dùng > 80 % dung sai |
| Tỉ lệ lỗi theo khoang | Số chai lỗi của khoang ÷ tổng chai khoang đó | < 1 % và ổn định | > 3 % hoặc tăng đều |
| Chi phí so với năng suất mất | Chi phí sửa ÷ (chai lỗi/tháng × giá trị chai) | Hoàn vốn dưới 6 tháng | Hoàn vốn trên 18 tháng |
| Số lần dừng ngoài kế hoạch | Đếm số lần dừng do khuôn trong 3 tháng | ≤ 1 lần/quý | ≥ 3 lần/quý |
Một điểm ít được tính: khuôn sửa nhiều lần thì mặt chia bị mài lại nhiều lần, chiều sâu lòng khuôn giảm, và mỗi lần mài lại làm dung sai còn lại ít hơn. Sau 3–4 lần mài mặt chia, khuôn thường không còn khả năng phục hồi về kích thước chuẩn. Vì vậy số lần mài là một chỉ tiêu cần ghi trong hồ sơ, không chỉ ghi ngày mài.
Với khuôn nhiều khoang, có một lựa chọn trung gian: thay một vài khoang hỏng thay vì thay cả bộ. Cách này chỉ hợp lý khi các khoang còn lại còn tốt và khuôn cho phép thay rời. Cần kiểm tra với nhà sản xuất khuôn, vì nhiều khuôn được chế tạo liền khối.
Câu hỏi thường gặp
Bao lâu phải tháo khuôn kiểm tra toàn bộ?
Theo giờ chạy hoặc số chu kỳ, không theo lịch tháng, vì khuôn chạy 3 ca mòn nhanh gấp ba lần khuôn chạy 1 ca. Con số cụ thể phải lấy từ khuyến nghị của nhà sản xuất khuôn cho loại khuôn đang dùng. Cách xác định hợp lý cho xưởng chưa có khuyến nghị: dựa vào lịch sử lỗi — nếu khuôn bắt đầu có lỗi lặp lại ở một khoanh sau mỗi 6 tháng, đặt lịch tháo kiểm tra ở tháng thứ 5.
Làm sao biết kênh nước khuôn bị tắc mà không tháo khuôn?
Đo chênh nhiệt nước vào và nước ra của từng mạch. Mạch tắc một phần có chênh nhiệt lớn bất thường so với các mạch khác; mạch tắc hoàn toàn có chênh nhiệt gần bằng 0. Cách khác là tháo ống hồi từng mạch, hứng nước 60 giây vào can chia vạch và so thể tích giữa các mạch — chênh trên 20 % là có vấn đề.
Rãnh thoát khí tắc gây lỗi gì trên chai?
Gây bọt khí ở vùng khuất, phôi dính khuôn, và chai thiếu chi tiết ở các góc sắc. Khí kẹt giữa phôi và lòng khuôn không cho phôi ép hết vào khuôn, nên vùng đó thành dày hơn và có thể có vết lõm nhỏ. Nếu mỗi lần kiểm tra đều thấy tắc cùng một vài rãnh thì nguyên nhân thường là khí nén chưa sạch — hạt bẩn bịt rãnh, phải xử lý ở chuỗi lọc chứ không chỉ thông rãnh.
Cáu cặn trong kênh nước dày 1 mm ảnh hưởng bao nhiêu?
Lớp cáu 1 mm có điện trở nhiệt khoảng 0,00167 m²·K/W, gấp hơn 200 lần điện trở dẫn nhiệt của 3 mm thành đồng. Mức ảnh hưởng thực tế tới chu kỳ thường 8–15 %, nhưng phải đo tại chỗ bằng cách so chu kỳ trước và sau khi thông kênh — con số này phụ thuộc thiết kế khuôn và chế độ làm nguội.
Khuôn đã mài mặt chia nhiều lần có dùng tiếp được không?
Mỗi lần mài làm giảm chiều sâu lòng khuôn và giảm dung sai còn lại. Sau 3–4 lần mài, khuôn thường không phục hồi được về kích thước chuẩn và chai ra bị sai chiều dày hoặc sai chiều cao. Số lần mài phải ghi trong hồ sơ khuôn để quyết định thay thay vì tiếp tục sửa.
