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                詳解聚乙烯PE雙壁波紋管生產技術
                發布時間:2023-02-27發布人:admin


                PE雙壁波紋管概述  

                1、定義 所謂PE雙壁波管是為了在節省原材料而不致使管材的環剛度下降的前提下,對管材截面進行優化設計的一種內壁光滑平整、外壁為梯形或弧形波紋狀肋內外壁波紋間為中空、采用擠出成型工藝制成的管材。因為其主要原材料為聚乙烯(PE),故簡稱為PE雙壁波紋管。

                2、PE雙壁波紋管的優點 

                節約原材料,用同樣的原材料做同一外徑的管材時,波紋管可經比實壁管節省30%以上的原材料;

                質量輕,比重小于鑄鐵管和水泥管的50%;

                安裝便捷、施工進度快,以傳統水泥管相比,采用PE波紋管可以提高3倍以上安裝進度。

                ④ PE雙壁波紋管采用柔性連接,密封性能好;

                生產成本低,綜合經濟性能優越。

                3、PE雙壁波紋管的應用領域 

                市政工程,用于建筑物的地下排水管、排污管、輸水管、通風管等;

                電器電信工程,作為電力電纜、光纜、通訊信號電纜的保護管;

                工業,由于聚乙烯材料具有優良的耐酸、堿及耐腐蝕能力,結構壁管可用于化工、醫藥、環保等行業的給水和排水管道;

                農業、園林工程,用于農田、果園、茶園以及林帶排灌,可節水70%,節約用電13.9%,也可用于農村灌溉;

                道路工程,可用作鐵路、高速公路、高爾夫球場、足球場等的滲、排水管;

                礦場,用作礦井的通風、送風管、排水管。

                產品性能與國家標準

                1、 國家標準摘要及解析

                      國家標準GB/T 19472.1《埋地用聚乙烯(PE)結構壁管道系統 1部分聚乙烯雙壁波紋管材》(本標準第二部分是各種纏繞類結構壁管,和雙壁波紋管無關)這句話規定了波紋管的使用條件,若超出這個使用范圍則標準將不一定能夠適用,應按照使用環境具體分析。如今年在福州有一個用于涵洞的工程,波紋管并不是埋在地下的,而是置于涵洞中,涵洞中在雨季會充滿水,因此產品為水下使用,在設計時就要考慮到浮力。

                2、產品性能

                       波紋管的三大主要性能指標為環剛度、耐沖擊性能、環柔性。

                環剛度

                環剛度代表管材抗外壓的能力,單位為kN/m2,環剛度的數值越大,則管材抗外壓能力越強,相應的管材的壁厚也越厚。


                耐沖擊性能

                使用落錘沖擊的方法,在0±1℃環境下,真實沖擊率(TIR≤10%(可以理解為10個允許破1個,但是并不完全等同)。影響耐沖擊性能的因素與影響環剛度的類似。



                環柔性

                環柔性檢測設備與環剛度相同,但是壓縮量更大,試樣在垂直方向外徑變形量為原外徑的30%時立即卸荷,觀察試樣的內壁是否保持圓滑,有無反向彎曲,是否破裂,兩壁是否脫開。環柔性反映的是管材耐形變的能力。

                  除了環剛度、環柔性、耐沖擊性能之外,國家標準還對蠕變比率(反映波紋管在外力負載下變形后的蠕變情況,影響產品的使用壽命)和烘箱試驗(反映波紋管內外壁結合強度是否足夠,結構穩定性如何)有要求。

                PE雙壁波紋管的原材料  

                1、 原料的組成 PE雙壁波紋管的原材料一般由聚乙烯、增強性功能母料和顏料等組成。如果原材料潮濕,為了提高生產效率,可添加適當的消泡劑。

                2、 對原材料性能的要求 如何生產出一根低成本,高品質的波紋管,很大程度上取決于對原材料的選擇和配方的搭配。

                1) 對聚乙烯(PE)性能的一般要求有熔體流動速率(MFR)、氧化誘導時間(OIT)和密度等。熔體流動速率的大小反映了分子量的大小,一般來說,熔體流動速率大一點的材料有利于加工成型,并可提高生產效率。但也不能過大,過大對環剛度的影響較大,選用0.8-1.5g/10min(190℃,5kg)之間為宜。氧化誘導時間決定了氧化破壞的時間,對于要求使用50周年的波紋管來說,控制好原材料的氧化誘導時間是能否保證50年使用壽命的關鍵。GB/T19472.1-2004中明確規定,波紋管的原材料的氧化誘導時間應≥20min200℃)。對中、高密度聚乙烯來說,可通過改變密度來調整其性能。因為我們知道密度相對低的聚乙烯可延長其脆性破壞的時間。如圖1所示。



                2) 功能母料的選擇也很關鍵,目前尚無有關排水管道專用功能母料的國家標準,各廠家的產品的性能不盡一致。選用功能母料時應當充分考慮其分散性、偶聯性和對聚乙烯改性的程度。     

                3) 配方是否合理也決定著產品的質量。一些廠家為降低成本,無限制的增加功能母料,這樣的產品既無法保證產品的質量,也失去了長遠的發展和核心競爭的能力。典型的合理配方如下表:



                成型原理   

                1、成型機 波紋管成型機是生產波紋管的關鍵設備,關系到管材的質量和產量。雙壁波紋管的成型方式也多種多樣,并且不同于其它管材的成型設備。 

                按模塊裝配方式可分為:立式和臥式(水平式)兩種 ,立式成型裝置可使模塊上下開合,并且占地面積小、結構緊湊,但模塊更換較困難,特別是大口徑模塊的更換;水平式(又稱為臥式)成型裝置可使模塊水平開合(通常只有大口徑的成型設備),占地面積較大,但更換模塊比立式方便。而且模塊內設計了冷卻水循環通道,以水作為冷卻介質,大幅度提高了生產的速度。

                按定型方式可分為:氣壓定型和真空定型兩種 ,目前部分廠家采用氣壓定型法設備,也就是將壓縮空氣通過機頭模芯支座上的筋條和固定在模芯上的螺塞加到外層管坯內腔,使管坯緊貼在模塊上,形成波峰。這種設備生產出來的制品可以是任意截面,還可以提高波紋管的質量,減少凹凸波紋寬度上有厚度誤差,并且減少廢品,還大大簡化了制品內冷卻設備的結構和機頭結構。但是壓縮空氣的波動使管材的波峰不盡一致,產品的外觀較難控制。   

                2、成型模塊 波紋管的成型模具主要就是模塊,它決定著管材的基本結構和尺寸。隨著成型方式的不同,以及模塊運動軌跡的不同,模塊的結構也有所不一樣。目前大多生產線是通過模塊抽真空將料坯吸附在模具內表上,模塊上就必須有抽真空用的通道。成型模塊的結構直接決定著管材的環剛度。結構如圖3所示:




                工藝流程圖



                雙壁波紋管生產工藝流程圖

                開機過程中的注意事項

                擠出機啟動之前必須檢查各區段溫度是否正常,如發現異常,必須待處理完畢后方能啟動擠出機,以免損壞螺桿等部件或噴料傷人;

                各開機條件具備后啟動主機,剛啟動主機時必須將熔體壓力控制在一定范圍內,以免料溫過高而噴料傷人;

                擠出時要觀察主機電流和壓力,如果電流和壓力過大,必須先檢查、排除故障后才能開機,以免損壞設備;

                隨時監測主電機、減速箱的溫度和聲音,如有異常,及時報告設備管理人員,確定是否停機;

                水套的材質較軟,更換規格時不能與金屬物相撞,處理損傷處時不能用800目以下的砂紙打磨;

                成型機正常運轉時要隨時觀察所有軸承及附件的完好情況,如有損壞或異常要及時更換和處理;

                成型機的潤滑系統要隨時保證運行正常,否則必須立即停止成型機;

                成型機的移動軌道要保持清潔;

                每次更換模塊時必須清理干凈;

                每次更換模塊時必須檢查所有的銷子和定位槽是否完好,如有異常情況時要處理好后才能安裝;

                ?模塊的轉運、安裝、拆卸要格外小心,嚴禁損傷任何部位;

                ?上下模塊(臥式為左右模塊)不能壓得太緊,以防將模塊壓變形或成型機主電機過載;

                ?真空泵要定期清理過濾網和泵腔內的水垢,以免影響真空度或損壞電機。

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