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                什邡聚乙烯管材的擠出技術效果怎么樣

                點擊次數:   更新時間:2018-01-16 09:46     來源:www.nicoletsavings.com關閉分    享:
                什邡聚乙烯管材的擠出技術效果怎么樣

                1、 得用于管材擠出的聚乙烯原料

                    聚乙烯塑料主要分兩大類:高密度聚乙烯HDPE(低壓聚乙烯)和低密度聚乙烯LDPE(高壓聚乙烯),高密度聚乙烯是乙烯單體在低壓面貌下共聚而成,故又稱作低壓聚乙烯,低密度聚乙烯是乙烯單體在高壓面貌下共聚而成,所以又稱作高壓聚乙烯。聚乙烯材料的應用十分遼闊,管材領域只是聚乙烯應用領域中其中一個關緊方面。因為HDPE和LDPE物理性能上存在差異,所以兩種材料在管材應用領域上各有不一樣:低密度聚乙烯(LDPE)具備優良的柔韌性。不過,抗壓耐壓強度較低,所以只能用于低壓力小直徑的管材,它常常被制作成盤管而用于農家改水和一點非長期使役的場合。而高壓聚乙烯材料因為具備較好的抗壓性能,所以HDPE廣泛應用于壓力管領域(譬如給水、供氣、城市排水等)。70年代末,歐美某些化學企業也相繼推出了新式的聚乙烯材料MDPE,MDPE的應用尚在推廣階段,這幾種材料在給水管領域的應用比例如次(以歐洲社稷的應用為例)

                    近年來,國際標準ISO4427-1996依據管材的最小要求強度(MRS)將管材用聚乙烯材料分為PE32、PE63、PE80、PE 100。也就是說:PE80通俗講解就是:該材料管材在20℃,蟬聯受壓50年不毀傷,管壁秉受最小要求強度是:8。0Mpa,如此類推。

                    在塑料管進展的初期,聚乙烯壓力管材的使役是遠小于聚氯乙烯,其主要端由是遭受成本的約束,在早期,聚乙烯管材料主要是PE63,高性能、高強度的聚乙烯管材尚未開發成功,而使役PE63以下的管材料,在同等的壓力和直徑下,聚乙烯管的管壁比聚氯乙烯管厚一倍以上。所以其制導致本遠比PVC高,而且只能用在低壓下小直徑領域。

                    同等是直徑Φ200,同等是1Mpa壓力等級,PE63管材壁厚是18。2毫米,而UPVC的管材壁厚是8。7毫米,也就是說,PE63的管材重量是UPVC管材的1。42倍,所以在制作材料成本上,PE63與UPVC相形,在材料成本上無法抗衡。

                    隨著HDPE新材料、新技術的出現,這種成本(重量)上的差異發生了巨大的變動,隨著第二代聚乙烯管材料(相當于PE80)和第三代聚乙烯管材料(相當于PE100)的出現,在同等直徑Φ200同等壓力等級及條件下,相同長度的PE的聚乙烯管材重量只是UPVC管材的0。93。

                    所以,第二代和第三代的聚乙烯管材料不單顯著地增長了PE的最小要求強度,而且也增長了抗背景應力開裂性能,而且具備顯著的抗裂隙快速增長能力,更關緊的是在同等使和壓力下可以減損壁厚,增加輸送剖面,(例如在10巴壓力下輸送水,Φ200直徑的PE100聚乙烯管比Φ20PE80的聚乙烯管壁厚可以減損33百分之百,輸送剖面增加16百分之百)。而在同等壁厚下增加所用的壓力,增長輸送能力(例如:在同等壁厚下輸送自然氣,使役PE100的聚乙烯管輸送壓力可以達到10巴,用PE80聚乙烯管輸送壓力只能達到4巴),隨著聚乙烯技術的改進、經濟效益是顯著的,近來有報道說,第四代聚乙烯管材料PE125已經開發成功,由此可以預測,更大直徑,更具經濟性的聚乙烯壓力管道更具備遼闊的使役領域。

                 

                2、 PE管材的擠出設施

                    聚乙烯管材生產線涵蓋擠出主機,管材模頭定型裝置、定型模具、冷卻裝置、拖曳裝置、切割裝置、收集裝置等局部。聯塑機器在聚乙烯管材擠出領域,一直以高速生產高質量的管材為趨勢,對Φ110mm以下的管材生產技術而言,生產速度和生產安定性顯得十分關緊,而對Φ110mm以上規格的管材生產技術來說,質量的保障和生產的安定性和設施的靠得住性是最關緊的,縱觀現下國內企業對大口徑(Φ250以上)高壓力等級(壁厚較大)的聚乙烯管材的生產技術尚居于起步階段,對眾多企業來說,以高速生產高質量的大口徑聚乙烯管材無疑是一個最新的課題。

                    2.1擠出機

                    聚乙烯管材擠落生產線的關緊核心之一,就是擠出機。對于聚乙烯管材的加工,最廣泛使役的主機都是單螺桿擠出機。

                    單螺桿擠出機是一種已有幾十年進展歷史的機種,對國內眾多企業來說,單螺桿擠出機設計仍然使用傳統的設計理論為依據,故此,這類型的單螺桿擠出機存在以下缺陷:

                    低扭矩、低擠出量

                    高混煉與安定擠出相沖突

                    高產量倚賴于大直徑的螺桿

                    故此,傳統的單螺桿擠出機只能知足PE63以下材料的加工,因為擠出量的限止,生產大口徑高壓力等級的PE管材比較艱難,假如生產Φ400、PN0。8的PE管材,使役傳統的機型,務必取舍螺桿直徑Φ200MM以上的單螺桿主機,這么就增加了設施的加工難度,更關緊的是產量/功率的比例就顯是太低、耗能太大。

                    故此,為了達到最佳的熔體質量與制質量量,不斷增長生產速率,高質量的單螺桿擠出機務必知足下列的要求:

                    高扭矩、以保障高擠出量

                    合理的螺桿直徑,極高的擠出量

                    理想的混煉效果,安定的高擠出量

                    嚴格扼制剪切效用,以得到理想的物料溫度,避免因為降解與交聯以致材料性能的變動

                    較大的加工適應性

                    在較小機型在達到較高的擠出量,只有使役斜度溝槽襯套的擠出機能力實行。

                    這種擠出機配置了一個具備特別結構的加料襯套,內孔外表具備多條帶有斜度溝槽,溝槽的數量和深度同等會影響擠出機的產量,在溝槽的外殼布置一個螺旋環形槽的冷卻系統,以實行對喂料地帶的溫度扼制而且與相鄰的高溫機筒區相隔離。這種結構大大增長速率,故此,在這種系統里,表決整臺擠落生產線產量的不是系統的反壓,也不是簡單加料段的螺槽深度,而是相互配合的輸送速率。

                    為了更好地增長主螺桿的塑化速率,聯塑機器首先倡導了一種略稱為"雙階式螺桿"。

                    雙階式螺桿的基本原理就是把兩根單獨的螺桿所配合而萌生的優點接合起來,在這種雙階式螺桿結構中,物料的塑化不全倚賴在壓縮比的體積,剪切的體積上,而主要體如今物料的混合以及相互的熱交換上。

                    故此,特別的斜溝槽加料襯套和雙階式螺桿的相互接合,體現了一種全新理念的單螺桿機型,這種機型的優點如次:

                    打破傳統的產能概念可以實行小螺桿高產能的目標

                    管用地合理扼制物料所受的剪切,完成其塑化

                    增長了擠出機的加工適應性、真正達到一機多用,一桿多用的效果。對于雙階式螺桿系統而言,螺桿機筒的材質應與傳統的氮化鋼材質有所改進,增長螺桿的抗韌抗彎強度,增長機筒螺桿的滑動速率,材料及工藝辦理的辦法有兩種:一是采用雙金屬材料;二是采用合金主體燒結特別合金材料。

                    體現傳統機型與新機型的最直接的反映就是擠出速率的莫大幅度的增長,同等直徑的單螺桿擠出機,新機型的產量水準是傳統機型的二倍。

                 

                2.2聚烯烴管材擠出模頭

                    在管材擠落生產中,擠出模頭的優劣對產品的質量同等起到十分關緊的效用。對于加工聚乙烯材料而言。一種優化的管材擠出模頭應知足以下的要求:

                    一、 物料在模頭里可以達成進一步的充分的混合后以平均的熔體擠出口模。

                    二、 能提供最妥當的物料在機頭內的稽留時間,稽留時間過短,影響熔化物料的質量,過長則會促使熔化物料的降解和交聯,毀傷物料原有的物理性能。

                    三、 能確保物料在機頭內保持較低熔體壓力和擠出安定的均衡。

                    四、 能確保物料在機頭內保持較低的料溫,以避免物料在機頭擠出時萌生橫向流動和過早地萌生氧氣化效應。

                    在PE管材的加工領域,使役較廣泛的模頭結構有:1、螺旋機頭;2、籃式機頭;3、過淋機頭。

                    2.2.1螺旋機頭

                    螺旋機頭的原型來自于PE薄膜的管狀模頭,其原理就是:熔化物料從主機步入模頭,經過若干個星狀分配孔,還是經過若干道放射狀分布的流道,環合芯模形成多股的螺旋料流。螺旋機頭故而得名。

                    在這種機頭里,有個關鍵的器件--螺旋分流體,熔體在螺旋分流體的面貌直接影響管材的質量。

                    螺旋機頭的設計原理是經過利用多股螺旋分流對主機擠出的物料施行多次的軸向和徑向的層疊,以達到充分混合的目標,以期達到高度平均的擠出熔體。

                    多股螺旋料流的層疊沿著擠出方向,徑向層疊逐漸減損,螺旋分流體與型腔間隙沿擠出方向逐漸增加,軸向流動逐漸成主流。在這個層疊過程中,因為螺旋料流較大程度地變更了主機擠出物料的方向,從而會萌生多股料流之間因流動方向相沖擊而萌生過多的紊流,和沿擠出方向的壓力撩動,從而會對管材的內壁萌生擠出撩動,影響管材的質量。

                    故此,螺旋機頭的合理和正確的設計就顯得十分艱難和掌握。如流道數量,螺旋流道的漸變斜度與寬度,螺旋分流體與型腔之間的間隙變動率等等因素的均衡和分配并不得倚賴于理論上的優化設計。故此,機頭的修模時間便會變得更長,成功率也會大大減低。

                    對不一樣的物料而言,相關螺旋分流體的參變量務必加以調試,也就是說對一種設計的螺旋分流體而言,這只能知足特定的某種物料的擠出,變更擠出物料的品種,務必改易螺旋分流體,否則會影響熔物料熔體的質量,故而對螺旋機頭而言,加工的適應面較窄是它的冒尖的缺點。

                    2.2.2籃式機頭

                    在籃式機頭里,同等存在著一個關鍵的器件--篩籃,在籃式機頭上,芯?梢越涍^支架或帶有星狀孔的料流導入塊固定在機頭體上,在辦公時熔化物料流過多孔地帶,物料的流動方向不是沿軸向流動,而是沿徑向從里向外流動,在篩籃地帶內熔體料流兩次變更流向。首先由軸向成為徑向,而后再成為軸向,物料經過此種形式達成混合均化。

                    而后物料務必經過一個阻滯地帶和相鄰的松馳緩沖地帶,實行料流之間的交融,從而以比較平均的熔體擠出口模。

                    在這種結構的模頭里,物料在篩籃地帶的流動面貌直接影響熔體的質量和管材的質量。

                    因為在籃式機頭里,混合元件--篩籃往往設置在機頭的芯棒體上,這么限止了篩籃體的直徑體積。這種結構使能提供熔體在圓周剖面上具備較大的過流面積,不過表決模頭混合效果的主要是徑間剖面的過流面積的體積。故此,籃式機頭在混合效果上不足是它的較表面化的缺陷。

                    不過,這種機頭在低壓擠出的安定性方面也有它的較好的體現。

                 

                2.2.3過淋式機頭

                    在這種機頭里有一個關鍵的核心器件--過淋網板。

                    在擠出時,熔化物料從主機經過星狀分布的多個孔眼分成多股料流,而后情節第一個松馳緩沖區步入第一阻滯地帶,在這個過程中,熔體的流動速率發生了較大的變動。熔體流動速率的變動會對物料的均化發生較大的增進效用。

                    物料情節第一個阻滯地帶后步入到第二個松馳潺緩區,在這個松馳潺緩區里,出奇設置了一個具備莫大過流面積的過淋網板。物料在這個過程中再次發生了一次流動速率的變動。物料達成再一次混合后情節核心元件--過淋網板,在過淋網板上設置了1200個以上的過淋孔眼,物料由此達成達最充分的混合。

                    最終物料再情節一個壓力阻滯區后擠出口模。

                    在這種過淋式機頭里,物料的流動速率發生多次的變動從而增加了機頭的混合效果,再情節過淋網板使料流之間萌生層疊。因為在過淋網板上的徑向過流面積較籃式模頭增大眾多,無疑過淋網板在這個地帶里起到一個靜態混合器的功能。同等,這種機頭也是一個低壓高混合機頭,縱然在頎長的擠出量面貌下,也能實行理想的均化效果,這種機頭同等賦予物料的低壓和超安定的流動。故此,對管材的高速擠出出奇適應和良好,同時這種機頭的熔化物料達成足夠和充分的熱能傳送和熱能交換。故此,該模頭具備較好的適應性能,能知足各種型號物料的高質量管材的擠出。

                    2.3定型裝置

                    模具中的定型裝置是PE管材擠出系統中較主要的器件,熔化物料在定徑套內外表被冷卻下來從而形成一層固相表層,保障管材得到正確的外徑。也保障管材的安定和正常的拖曳和擠出。熔化物料在定型裝置的面貌和成型條件直接影響管材的內外外表質量,也直接表決著囫圇擠出系統的安定性和高速生產的靠得住性。

                    故此,優良的定型裝置設計知足以下要求:

                    --優良的熱傳導性能提供熔化物料在短距離內快速達成充分的外表冷卻,冷卻速度能保障管材的外表迅疾形成固體相的皮層。

                    --高耐磨性能。

                    --內外表應具備較高的粗糙度。

                    依據物料的不一樣和生產速度,質量要求的不一樣可以取舍不一樣的定型結構,現下較流行的PE管材定型裝置主要有兩種:圓筒狀定徑套;片狀組合式定徑套。

                    在這兩種定型裝置,使役最廣泛的是圓筒狀定徑套。它是有較廣的得用性能,能知足PE管材的Φ20~Φ630的擠出成型。

                    對于圓筒狀定徑套來說,導入水環的水流的安定性和平均性直接影響管材的擠出質量,而熔化物料在定徑套的冷卻速率可以直接影響管材的內壁的質量。

                    而片狀組合式定徑套主要針對小口徑、高速擠出的PE管材的生產,得用口徑范圍:Φ20~Φ63MM,依據管材直徑和所加工材料的不一樣,可以達到35M/MIN或更高的擠出速度。

                    片狀定型裝置多層薄銅片組成,半中腰有定徑圓孔,外側由支撐柱固定。每層薄銅片之間的距離按以下規則分布:沿坯料導入方向。距離逐漸增加,在向邇坯料導入端,銅片之間的距離越小,以避免還處于塑化面貌的坯料在薄片之間積儲和擠壓,隨著管材外表硬層的形成,銅片之間的距離可以逐漸加大。

                    合理取舍管材的定型裝置,對管材的質量和生產的經濟性起著較大的效用。

                 

                2.4真空定型裝置和冷卻裝置

                    真空定型裝置在PE管材生產線中是較關緊的器件,真空定型裝置設計的優劣直接影響生產的安定性和管材內外外表的質量,一個優越的真空定型裝置應當知足以下要求:

                    --能提供強力的冷卻能力。

                    --具備各種生產條件下的安定的真空度。

                    --具備安定的水溫水位扼制系統。

                    --具備長期的防腐蝕性能。

                    對真空定型裝置的設計除開考量以上因素以外,還務必考量真空定型裝置的管用長度,以及能更大限度知足生產經濟性要求的真空段的布置,依據聯塑機器在該領域積年的探討

                    有以下經驗參變量:

                管材直徑

                Φ20—Φ50

                Φ63—Φ160

                Φ160—Φ400

                總管用長度

                6

                8

                8

                真空段數量

                2

                2

                2

                第一真空段長度

                1800mm

                1500mm

                1200mm

                  在真空定型裝置然后,管材還需要進一步的冷卻,故此,對現代的聚乙烯管材生產線來說,冷卻裝置是必必需的,優良的冷卻裝置應知足以下要求:

                    --能提供環合管材的平均的冷卻能力。

                    --能知足管材足夠的冷卻長度,使管材經過拖曳機后不會毀傷管材的圓度。

                    --安定的水溫水位扼制系統。

                通常冷卻裝置有以下二種:

                    *浸浴式冷卻裝置

                    * 強力噴淋式冷卻裝置

                    浸浴式冷卻裝置:管材經過一個裝有冷卻水的水箱,在這個面貌下,管材的囫圇剖面是浸浸泡,經過管材與水的接觸,開釋熱能從而達成冷卻的效果。這種裝置較簡單,造價低價,不過對管材的生產會帶來以下的弊病。

                    -冷卻速率欠佳,影響管材的生產速率。

                    -因為管材浸浸泡時,管材的圓周遭受不一樣水壓的效用,從而會以致管材的圓度超差。

                    故此,理想的冷卻裝置應以強力噴淋為最佳取舍。

                2.5拖曳裝置

                    因為管材的規格和壓力等級的多種性,對拖曳裝置的要求也有各自的特點,依據積年的擠出設施制作經驗,聯塑機器現下能提供以下四品類型的拖曳裝置。

                    -雙鏈軌的拖曳裝置

                    -三鏈軌的拖曳裝置

                    -四鏈軌的拖曳裝置

                    -六鏈軌的拖曳裝置

                    合理地取舍拖曳裝置應依據管材的上徑為依據,以下是各種拖曳裝置的最佳應用場合。

                    2.6切割裝置

                    管材切割裝置是生產過程中最終的質量扼制環節,理想的切割裝置應具備以下條件:

                    -保障截斷的管材剖面與軸心線的鉛直度。

                    -保障截斷的管材剖面的平整度,不準許出現毛邊等缺陷。

                    -知足生產線速度的要求。

                    現下,國內企業應用較多的切割裝置主要是以下幾種:

                    -鋸片式截斷裝置

                    -行星式截斷裝置

                    鋸片式的截斷裝置是最古老的機型,在以往,它常被用來切割Φ110mm管徑以下的薄壁管,因為鋸片切割很難保障管材剖面與軸心的鉛直度,而且截斷的剖面翹棱整,以及噪音較大等端由,現下處于被淘汰階段。

                    行星切割較適應于Φ160mm以上的PE管材,它的原理就是高速旋轉的圓盤鋸片能環繞管材旋轉,旋轉一周將管材截斷。

                    聯塑機器依據聚烯烯烴管材的生產特點,能提供以下的截斷技術。

                    --無屑刀切裝置

                    --環面刀切裝置

                    --行星截斷裝置

                    無屑刀切的原理:一個配置合金刀的特別裝置能在剎那將Φ63以下的管材快速截斷,在這個過程中,不會萌生導致浪費的鋸未,而且保障截斷剖面的鉛直度和極高的平整度,是現下小口徑管材最佳的截斷裝置。

                    環面刀切裝置的原理長處類似于車床的磨削原理,帶有多種磨削角度的刃具環合管材旋轉磨削,情節若干圓周后,將管材截斷。這種裝置較適應Φ160以下的熱熔性能較好的管材的截斷,能保障管材截斷剖面的高平整水準,和高粗糙度。

                    2.7扼制系統

                    為了能管用地監控囫圇管材生產線的運行參變量,實行更經濟和更合理的生產面貌,一套現代的PE管材擠落生產線應配備以下的扼制裝置:

                    *全電腦的扼制系統

                    電腦扼制界面能以智能化的程度管用地扼制生產線的各項參變量,能趁早快速地查詢故障萌生端由,能提供便捷的長程交換信息的功能。

                    *靠得住的壁厚勘測裝置

                    壁厚勘測裝置能提供趁早的在線管材的厚度,從而經過閉環扼制快速調試,從而實行上限的生產經濟性。


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