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PE双壁波纹管技术

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聚乙烯(PE)双壁波纹管生产技术汇编 一、PE 双壁波纹管概述 1.定义:所谓 PE 双壁波管是为了在节省原材料而不致使管材的环刚度下降的前提下,对 管材截面进行优化设计的一种内壁光滑平整、外壁为梯形或弧形波纹状肋内外壁波纹间为中 空、采用挤出成型工艺制成的管材。因为其主要原材料为聚乙烯(PE),故简称为 PE 双壁波 纹管。 2. PE 双壁波纹管的优点: ① 节约原材料,用同样的原材料做同一外径的管材时,波纹管可经比实壁管节省 30%以 上的原材料。 ② 质量轻,比重小于铸铁管和水泥管的 50%。 ③ 安装便捷、施工进度快,以传统水泥管相比,采用 PE 波纹管可以提高 3 倍以上安装进 度。 ④ PE 双壁波纹管采用柔性连接,密封性能好。 ⑤生产成本低,综合经济性能优越。 3. PE 双壁波纹管的应用领域: ①市政工程,用于建筑物的地下排水管、排污管、输水管、通风管等; ②电器电信工程,作为电力电缆、光缆、通讯信号电缆的保护管; ③工业,由于聚乙烯材料具有优良的耐酸、碱及耐腐蚀能力,结构壁管可用于化工、医 药、环保等行业的给水和排水管道; ④农业、园林工程,用于农田、果园、茶园以及林带排灌,可节水 70%,节约用电 13.9%, 也可用于农村灌溉; ⑤道路工程,可用作铁路、高速公路、高尔夫球场、足球场等的渗、排水管; ⑥矿场,用作矿井的通风、送风管、排水管。 二、PE 双壁波纹管的原材料 1. 原料的组成:PE 双壁波纹管的原材料一般由聚乙烯、增强性功能母料和颜料等组成。 如果原材料潮湿,为了提高生产效率,可添加适当的消泡剂。 2. 对原材料性能的要求:如何生产出一根低成本,高品质的波纹管,很大程度上取决于 对原材料的选择和配方的搭配。 对聚乙烯(PE)性能的一般要求有熔体流动速率(MFR)、氧化诱导时间(OIT)和密度 等。熔体流动速率的大小反映了分子量的大小,一般来说,熔体流动速率大一点的材料有利 于加工成型,并可提高生产效率。但也不能过大,过大对环刚度的影响较大,选用 0.8-1.5g/10min(190℃,5kg)之间为宜。氧化诱导时间决定了氧化破坏的时间,对于要求 使用 50 周年的波纹管来说,控制好原材料的氧化诱导时间是能否保证 50 年使用寿命的关键。 GB/T19472.1-2004 中明确规定,波纹管的原材料的氧化诱导时间应≥20min(200℃)。对 中、高密度聚乙烯来说,可通过改变密度来调整其性能。因为我们知道密度相对低的聚乙烯 可延长其脆性破坏的时间。如图 1 所示。 lgδ PE80 高密度 PE80 低密度 拐点 Lgt 图1 功能母料的选择也很关键,目前尚无有关排水管道专用功能母料的国家标准,各厂家的 产品的性能不尽一致。选用功能母料时应当充分考虑其分散性、偶联性和对聚乙烯改性的程 度。 2. 配方是否合理也决定着产品的质量。一些厂家为降低成本,无限制的增加功能母料, 这样的产品既无法保证产品的质量,也失去了长远的发展和核心竞争的能力。典型的合理配 方如下表: 表1 名称 比例 备注 聚乙烯 80%-85% 可适量加入本厂洁净回用料 功能母料 15%-20% 最大不宜超过 20% 颜料 2%(±0.5) —— 三、设备 (一)挤出机 挤出机挤出原理是利用带有斜面螺纹的螺杆在加热的料筒中旋转,将料斗中送来的塑料 向前挤压,使塑料逐渐受热,均匀塑化将塑料挤出,通过机头和模具成型。挤出机由挤出系 统、加热冷却系统、传动系统和控制系统组成。 挤出系统包括螺杆、机筒和加料装置。螺杆素有挤出机的心脏之称,螺杆的质量直接决 定着挤出机的挤塑产量与质量。 1. 螺杆的技术参数:螺杆的技术参数包括: a 外径 D:也是螺杆的直径,单位 mm。螺杆直径的大小决定了挤出机的挤出量。常 用的规格有 55、60、65、75、90、120、150、200 等。 b 长径比 L/D:就是螺杆的长度与直径之比。长径比的大小决定了塑化的质量。不同塑料对螺 杆长径比的要求不尽相同,对聚烯烃而言常用的有 20:1、25:1、30:1、32:1、33:1、34:1。 c 转速 n:一般有最高转速和转速范围。r/min d 驱动功率 N:指的是电动机需要提供给它的功能率。KW e 生产能力 Q:单位时间内的最大挤出量 Kg/h。 f 几何压缩比 CR:下料段第一个螺槽的容积与计量段最后一个螺槽容积之比。实际生 产过程中的物理压缩比是物料在加料段时松散固态与挤出过程中完全熔融时的比值。螺杆设 计时,几何压缩比应大于物料的压缩比。加工 PE 的螺杆的几何压缩比一般为 3-4。 g 螺旋升角 ?:螺旋升角达到 30°时,挤出量最大,但是在实际加工中往往不能达到 30°,目前通用的螺杆的螺旋升角为 17°39'。 h 螺槽深度 h: 螺槽深度的设计与物料的热稳定性、压缩比有关。其中均化段(计量 段)的螺槽深度很重要,它直接影响到物料的剪切量,深度越小,剪切越强烈。剪切过大会 导致物料热降解,因此均化段螺槽深度要适中。 加料段的螺槽越深,输送能力越强,在保证螺杆强度的前提下,应选择使用加料段螺槽 较深的螺杆。 2. 螺杆的分段 ①输送段,又称加料段。作用是接受由料斗送来的物料,并将其推送到压缩段。 ②熔融段,又称压缩段。接受加料段送来的松散物料,在外部加热和剪切热的用下将物 料熔融塑化,并将包在物料内部的空气排出后将物料压实。 ③均化段,又称计量段。其作用是接受压缩段推送过来的熔体物料,将其充分熔融,然 后将物料定量、定压地挤出。 3. 机筒 ①机筒一般采用纵向开槽型机筒。这种机筒的输送能力强,排气性好。 ②对机筒的材质要求:耐高温、耐磨损、强度高、加工性好、耐腐蚀性好、综合成本低。 ③机筒与螺杆的配合间隙直接影响挤出机的挤出量,机器的使用寿命。间隙的大小决定 着漏流量的大小,而漏流量又影响挤出量。漏流量的大小与间隙的三次方成反比。聚乙挤出 机的配合间隙在 0.25-0


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