Технічне обговорення високошвидкісної лінії екструзії труб PE-RT

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.є aвиробник механічного обладнанняз більш ніж 30-річним досвідомобладнання для екструзії пластикових труб, новий захист навколишнього середовища та обладнання з нових матеріалів. З моменту створення Fangli розроблявся відповідно до вимог користувачів. Завдяки безперервному вдосконаленню, незалежним науково-дослідним і дослідно-конструкторським роботам щодо основних технологій, перетравленню та засвоєнню передових технологій та інших засобів ми розробилиЕкструзійна лінія ПВХ труб, Лінія екструзії труб PP-R, Екструзійна лінія водопостачання / газових труб ПЕ, який було рекомендовано Міністерством будівництва Китаю для заміни імпортної продукції. Ми отримали звання «Першокласний бренд у провінції Чжецзян».

I. Огляд

Поліетилен підвищеної термостійкості (скорочено PE-RT) — це новий вид пластикового матеріалу для труб. Завдяки своїй чудовій довгостроковій гідростатичній міцності, термостійкості, гнучкості обробки, тривалому терміну служби, термоплавкості та можливості повторного використання порівняно з традиційними поліетиленовими трубами, труби PE-RT стали основою в будівництві систем гарячого водопостачання та систем теплої підлоги. Зокрема, їхня частка на ринку трубопровідних систем підлогового опалення постійно зростає. Щоб задовольнити вимоги швидкого зростання ринку, виробники впроваджують методи підвищення продуктивності праці, а саме шляхом збільшення швидкості виробничої лінії екструзійного обладнання для підвищення продуктивності за одиницю часу. Високошвидкісні виробничі лінії зазвичай працюють зі швидкістю, яка вдвічі перевищує швидкість звичайних ліній (5–6 м/хв). Зокрема, для великих виробників труб зменшення кількості одиниць обладнання дозволяє більш ефективно використовувати виробничий простір і знижує витрати на робочу силу. Менша кількість одиниць обладнання також полегшує контроль процесу, що має вирішальне значення для забезпечення сталої та однорідної якості труб. Крім того, високошвидкісні виробничі лінії споживають значно менше фактичної енергії, ніж звичайні лінії на високих робочих швидкостях, що забезпечує більшу енергоефективність. Подвоєння ефективності кожної окремої машини дозволяє виробникам труб гнучко реагувати на постійно мінливі вимоги ринку, виконувати замовлення клієнтів у найкоротші терміни, зменшувати запаси готової продукції та прискорювати оборот капіталу. У цьому документі обговорюється, як досягти високошвидкісного виробництва труб для теплої підлоги PE-RT за допомогою технічного контролю процесу, тим самим покращуючи ефективність виробництва для задоволення зростаючого ринкового попиту.

II. Контроль процесів

Потік процесу:

Сировина пеллети → Сушка →Екструдернагрівання → Спеціальна матриця для труб PE-RT → Вакуумне вимірювання → Охолодження та формування → Друк труб → Високошвидкіснийвідвантажувальна одиниця → Безстружкова фреза→ Приймальний блок → Візуальна перевірка та перевірка розмірів → Проста упаковка → Випробування тиском → Упаковка відповідно до кваліфікації → Складування

Матеріали, які використовуються для труб PE-RT, включають DOWLEX 2344/2388E від Dow Chemical (США), YUCLAIR DX800 і DX900 від SK Corporation (Південна Корея), SP980 від LG Chem, XP 9000 від Daelim Industrial тощо. При високошвидкісній екструзії параметри обробки значно відрізняються залежно від використовуваної сировини. Тому строгий контроль якості сировини також є важливою гарантією забезпечення якості та терміну служби високошвидкісних труб PE-RT.

Для сировини PE-RT найвищий вихід досягається в діапазоні температур обробки 180–210 °C. Під час високошвидкісної екструзії, якщо температура занадто низька, може статися погана пластифікація, що призведе до тьмяної, неглянцевої поверхні труби або руйнування розплаву. Якщо температура надто висока, екструдована заготовка стає надто м’якою, і на поверхні труби з’являються дрібні хвилі. Тому температурні коливання слід контролювати в межах приблизно ±5 °C. Більші відхилення можуть спричинити зміни товщини стінки труби та продуктивності.

III.Обладнання для екструзії труб PE-RT

Оскільки труби для теплої підлоги постачаються в бухтах (зазвичай 200–300 метрів на бухту), відхилення в середніх частинах труби важко виявити, що може становити ризик для якості. Виробництво труб PE-RT вимагає, щоб чудові властивості сировини були «відтворені» на готовій трубі, а також досягнуто безперервної та високошвидкісної екструзії для виробництва високоякісної продукції з вигідною економічною віддачею. Це вимагає передового обладнання та високоточних контрольних приладів. Тому конструкція головного екструдера є критично важливою; інакше буде важко досягти як результату, так і якості. У виробничій лінії зазвичай використовується шнековий екструдер Φ65, здатний досягати продуктивності до 250 кг/год і стабільної швидкості виробництва 15–25 м/хв або більше. Наведена вище конструкція спрямована на оптимальну інтеграцію кожного процесу як з технічної, так і з економічної точок зору для досягнення найкращої продуктивності та економічної ефективності. Завдяки відносно високій в’язкості розплаву PE-RT, екструдер розроблено з високим крутним моментом, імпортними упорними підшипниками та шестернями, виготовленими зі спеціальних сплавів зі спеціальною термічною обробкою для зменшення шуму та втрати тепла. Операції екструзії контролюються вдосконаленими системами керування для забезпечення стабільної, безпечної та високошвидкісної екструзії PE-RT.

Під час обробки труб PE-RT, якщо стадії плавлення розплаву, формування заготовок і охолодження/розміру не контролюються належним чином, механічні властивості труби можуть погіршитися через деградацію матеріалу, орієнтацію молекулярного ланцюга або кристалізацію під час охолодження. Пластифікація сировини та охолодження/розмір заготовки є ключовими факторами контролю якості екструзії. Для екструзійного обладнання повинні бути виконані такі вимоги:

1. Використовуйте низькі температури плавлення, щоб мінімізувати деградацію матеріалу під час плавлення та пластифікації.

2. Забезпечте відмінні та однорідні властивості розплаву, запобігаючи поздовжній орієнтації молекулярних ланцюгів полімеру під час формування заготовок.

3. Досягніть рівномірного охолодження, щоб зменшити внутрішні напруги в трубі.

IV. Конструкція шнека та бочки

Виходячи з характеристик сировини PE-RT, для шнека потрібне відносно велике співвідношення довжини до діаметра (L/D), яке зазвичай становить 33:1. Конструкція шнека має двоступеневу конструкцію змішувального шнека із змішувальними елементами, вбудованими як посередині, так і на передньому кінці шнека, щоб уникнути надмірного зсуву матеріалу. Секція подачі стовбура має незалежну структуру втулки з циркуляцією охолоджувальної рідини та внутрішньою осьовою канавкою. Ці структурні конструкції допомагають підвищити ефективність транспортування секції подачі. Матеріали шнека та стовбура виготовлені з високоякісних сплавів зі спеціальною обробкою поверхні. Стовбур і гвинт повинні бути виготовлені з дуже високою точністю. Якщо точність недостатня, на основі принципу температурно-часової еквівалентності, будь-який застійний матеріал, що прилипає до негладких поверхонь, буде ефективно піддаватися тривалому впливу високої температури з часом, що потенційно може призвести до деградації або продуктів розкладання. Безперервне виробництво протягом тривалих періодів може призвести до появи періодичних чорних плям на поверхні труби, що негативно вплине на якість продукції.

V. PE-RT-Specific Design головки

Звичайні головки для екструзії труб, такі як матриці павутинного типу (з опорою на оправку), не можуть гарантувати виробництво труб PE-RT через дефекти лінії зварювання під час течії розплаву. В даний час спіральні головки головним чином використовуються як всередині країни, так і за кордоном, з коефіцієнтом зниження, як правило, між 1,3 і 1,6. Гладкість кромки матриці та поверхні оправки безпосередньо впливає на зовнішній вигляд поверхні труби. Такі проблеми, як продуктивність і нестабільність якості, можуть призвести до подряпин, фальшивих тріщин, спричинених водяним охолодженням, або накопичення розплаву на поверхні труби. Під час тривалого використання при високій температурі та високому тиску ці дефекти поверхні можуть стати причиною вибуху, що скорочує термін служби виробу.

На практиці була розроблена конструкція головки, яка більше підходить для екструзії PE-RT, і називається спеціальною головкою для PE-RT. Коли потік розплаву з екструдера надходить у головку матриці, він спочатку проходить через зіркоподібний роздільник потоку, розділяючись на кілька потоків, які потім рекомбінуються та проходять через спіральний розподільник, утворюючи кільцевий трубчастий потік розплаву. Потім цей потік проходить через кільцевий фільтраційний пристрій, піддається поступовому стисненню після рекомбінації і, нарешті, надходить у формувальний канал, що складається з оправки та кромки матриці, щоб бути екструдованим у вигляді заготовки. За допомогою кількох етапів розщеплення та рекомбінації розплав досягає високого ступеня однорідної пластифікації. Практичний досвід показав, що ця матриця забезпечує екструзію за «низьких температур і низького тиску», яку просувають передові міжнародні виробничі лінії для PE-RT, а її конструкція за своєю суттю запобігає деградації матеріалу через надмірний зсув, що робить її особливо придатною для високошвидкісного виробництва.

VI. Високоефективна система розмірів і охолодження

Базова конфігурація aЛінія виробництва труб PE-RTподібний до звичайних поліолефінових трубопроводів, головна відмінність яких полягає в структурі секції охолодження та розміру.

Через високу в'язкість розплаву PE-RT кільце попереднього охолодження зазвичай встановлюється перед розмірною втулкою для полегшення плавного входу заготовки. Крім того, оскільки PE-RT має високу ентальпію, для прискорення охолодження можна використовувати комбінований охолоджувальний і розмірний блок типу рукава та диска. Структура, точність обробки та метод охолодження розмірної втулки мають вирішальне значення для якості обробки труб PE-RT. Дисковий тип калібрувальної муфти з водяним кільцем (де охолоджуюча вода циркулює навколо калібрувальної муфти без безпосереднього контакту з трубою) дозволяє швидко виготовляти тонкостінні труби (для холодної води) за короткий термін. Однак, оскільки матеріал потрапляє в калібрувальний рукав при відносно високій температурі та з високою в’язкістю, тривале використання звичайного сортувального рукава типу водяної плівки може призвести до поступового шорсткості зовнішньої поверхні труби або навіть до поломки труби. Таким чином, для виробництва труб PE-RT рекомендується розмірна муфта водяної завіси дискового типу. Така конструкція забезпечує попереднє охолодження труби перед тим, як вона потрапить у розмірну втулку, а також запобігає прилипанню матеріалу та закупорці на вході в розмірну втулку. Враховуючи відносно високу ентальпію матеріалу PE-RT, особливо під час високошвидкісного виробництва труб, більша загальна довжина охолодження потрібна для досягнення вищих швидкостей екструзії. Як правило, загальна довжина виробничої лінії охолодження перевищує 23 метри, що складається з одного вакуумного сортувального бака та двох лотків для охолоджувальної води. Ця конфігурація довжини охолодження розроблена для забезпечення достатньої потужності охолодження для виробництва труб 20 x 2,0 мм з лінійною швидкістю понад 15 м/хв.

VII. Висновок

Щоб забезпечити як продуктивність, так і якість у високошвидкісному виробництві труб PE-RT, важливо використовувати сучасне високоточне обладнання та інструменти, прийняти раціональні та відповідні методи визначення розміру та надійний контроль процесу, а також застосовувати суворі заходи контролю якості в поєднанні з високоякісною сировиною. Підвищуючи продуктивність праці, виробники можуть знизити витрати на обробку та збільшити продуктивність, пропонуючи продукцію з більш конкурентоспроможною ціною, щоб задовольнити попит на ринку, що постійно зростає.

Якщо вам потрібна додаткова інформація,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.запрошує вас зв’язатися для детального запиту, ми надамо вам професійні технічні рекомендації або пропозиції щодо закупівлі обладнання.