PE-RT高速生產

2022-04-14

1 PE-RT原材料特性及應用領域

耐熱聚乙烯(PE-RT)問世于上世紀90年代,是乙烯辛烯共聚的中密度聚乙烯。近幾年又有了新的發展,研發出乙烯己烯共聚的高密度II型耐熱聚乙烯(PE-RT II型),材料具有PE100級特性,又具有更卓越的性能:具有優良的長期靜液壓強度;可熔接性,可采用所有的熔接方法;材料抗沖擊強度性極好;柔韌性好;長期蠕變性能好;具有比傳統高密度聚乙烯更良好的耐高溫和耐低溫性能,最高設計溫度為80℃,最低溫度-40℃;適用于各種高溫流體的輸送。例如集中供熱、建筑內冷熱水、溫泉水、石油輸送以及化學流體輸送等苛刻的領域,適用于工業用及民用建筑冷熱水管路系統、飲用水系統、熱力預埋管、地面輻射采暖系統以及高溫地源熱泵系統等,尤其在北方應用于城鎮供熱系統二次管網PE-RT II型預制直埋保溫管。PE-RT管應用廣泛,在管道企業的生產中遇到了不少的問題,其中高速生產的冷卻方式就是本文討論的主題。

2 PE-RT管高速生產的必要性

地暖管行業的市場也出現低利潤與競爭激烈的現狀,各企業不斷推出新品和改善產品外觀及質量以增強自身競爭能力,同時通過自動化高效高速生產來提高生產效率、降低生產成本,增強企業的生存能力。因此,PE-RT地暖管的高速生產成為各企業的必選途徑。

3 PE-RT管材生產中常見的問題及原因分析

在PE-RT地暖管的生產環節中產品的生產效率、質量合格率、材料利用率成為生產技術管理的關鍵監控點。其中地暖管的外觀和尺寸質量問題成為高速高效生產的控制難點,常見問題和原因如下:

3.1 外徑尺寸波動

表現形式是管外徑在不同的管段的平均外徑測量值相差較大,部分管段外徑尺寸偏小、不合格。這種外徑偏小的情況對于熱熔承插焊接的地暖管是很忌諱的,容易出現熔接不牢,后期泄露,造成較大損失。根本原因之一是真空箱內真空度波動不穩定,直接原因是水環內的冷卻水流量偏小導致管胚冷卻不夠和過渡拉伸,從而導致定徑套入口泄漏真空,出現斷斷續續的外徑大小不一致。另一個直接原因是真空箱的水位過高淹沒真空泵吸氣口,真空泵吸水太多,不能正常工作,真空度下降,因此出現持續管的外徑偏小。

3.2 縱向壁厚波動,內壁波紋

表現形式是管內壁呈現明顯波紋、手感凹凸不平。根本原因是熔胚不穩定。直接原因有真空箱冷卻方式不合適、擠出機供料不穩定、牽引速度不穩定、定徑套內孔不同心等。在實際生產中因冷卻方式、冷卻效果所產生的問題經常不容易發現或不受到重視。

3.3 外表面凹凸不平

表現形式是管外壁手感凹凸不平,目測凹陷點分布不均。根本原因是熔胚遭受冷卻水的噴射,留下了痕跡。直接原因有在真空箱內冷卻水噴射熔胚、噴淋水未細化、水環內氣泡侵蝕熔胚等。噴淋冷卻方式更容易造成管外表面凹凸不平。

4 PE-RT管材生產通常采用的冷卻方式及效果

上述問題中因冷卻效果不均勻、方式不合適成為主要集中原因。為了分析冷卻方式及其效果,先介紹管材成型的兩種真空箱和三種定徑套。

4.1 浸泡式真空箱

真空箱內沒有噴淋頭,管材浸泡于水面以下。優點是熔胚冷卻均勻性好、穩定性好;缺點是只適應于dn20-dn32小口徑管。

4.2 噴淋式真空箱

真空箱內有均勻布置的噴淋頭,管材置于托輪之上。優點是適應于各種大小口徑的管材,缺點是噴流頭易堵塞造成冷卻不均、對高速生產中未定型的熔胚外表面產生噴射痕跡。

4.3 定徑套的類型

4.4 通過實際生產對比6種冷卻方式及效果

5 PE-RT地暖管高速生產的最佳冷卻方式分析

PE-RT地暖管的高速高質量的穩定生產成為管道企業的追求目標,隨著第一代和第二代擠出機逐漸退役,更先進的生產裝備成為滿足生產企業需求的首選。先進裝備的重要特征就是高效高產穩定性好,特別對于小口徑管材的高速高效穩定生產更加能夠體現設備制造水平和生產工藝水平。設備的關鍵部件除了保證塑化質量、穩定供料的擠出機和保證穩定牽引的牽引機外,最為關鍵的部件就是真空定型箱和定徑套。這兩個裝置都是管胚的冷卻定型裝置,對管材的外觀和尺寸影響最直接。

定徑套的尺寸和真空箱的真空度影響管材外徑、不圓度,也影響管材外觀質量和壁厚均勻性。因此,定徑套的冷卻效果好和摩擦阻力小成為定徑套的重要設計要求。加強冷卻效果主要是通過加大定徑套的內外冷卻水流量。而降低摩擦阻力一般采取減少接觸面,如采用碟片,減少定徑套與管胚的接觸長度。另外減少摩擦阻力的方式是定徑套加密封水環結構,使定徑套內表面與管胚之間形成一層均勻水膜,水膜起到潤滑減小摩擦阻力的作用。


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