Nagy vastagságú és nagy átmérőjű csövek: hogyan lehet elkerülni a megereszkedést a csőextrudálás során

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.az agépészeti berendezések gyártójaközel 30 éves tapasztalattalműanyag csőextrudáló berendezés, új környezetvédelmi és új anyagfelszerelések. Megalakulása óta a Fanglit a felhasználói igények alapján fejlesztették. Folyamatos fejlesztéssel, az alapvető technológiával kapcsolatos független kutatás-fejlesztéssel, valamint a fejlett technológia és egyéb eszközök emésztésével és felszívódásával fejlesztettükPVC cső extrudáló sor, PP-R csőextrudáló sor, PE vízellátó / gázcső extrudáló vezeték, amelyet a kínai Építésügyi Minisztérium javasolt az import termékek helyettesítésére. Elnyertük az „Első osztályú márka Zhejiang tartományban” címet.

A nagy átmérőjű, 630 mm-ről 1200 mm-re átmérőjű csövek megnövekedett felhasználása különféle alkalmazásokban ösztönözte a nagy átmérőjű csövekhez alkalmas PE100 anyagok kifejlesztését, amelyek megakadályozzák az extrudálás során fellépő problémákat, például a megereszkedést.

A méretek betartása az előírásokon belülons problémás nagy átmérőjű, vastag falú HDPE csövek (>75 mm-es fal) extrudálásakor.ereszkedés miatta gyanta elégtelen olvadékszilárdsága okozza.

Mivel a HDPE cső átmérője növekszik az extrudálás során:

·A vastagság nő;

·A cső nem hűt hatékonyan belülről és a magon belülről;

·A lineáris sebesség csökken.

A nagy átmérőjű csövek előállítása általában 3,3 órát vesz igénybe, és különböző szegmensei lehetnek:

·Eltérő kristályosság;

· Különböző vastagságú;

·Eltérő nedvességtartalom stb.

Kristályosság kialakulása:

A legtöbb HDPE extrudálási eljárásban a kristályosodás 60-80%-a a feldolgozás hűtési fázisában, és akár 90%-a a feldolgozást követő egy héten belül megy végbe. A fennmaradó kristályosodás hónapokig tarthat, a környezeti hőmérséklettől függően. A kristályosodás azonban addig tart, amíg stabil kristályszerkezetet nem kapunk.

A megereszkedés problémája a csőextrudálás során:

Vastag falú cső esetén a fal belseje hosszú ideig olvadt marad, ami lefelé irányuló olvadékáramlást okoz, amelyet megereszkedésnek neveznek.

A csőextrudálás során bekövetkező megereszkedés súlyos egyenetlenséget okozhat a cső falvastagságában, növeli az oválisságot és kiegyenlíti a cső koncentrikusságát, és anyagpazarlást hoz létre a cső alján, ami többlet gyártási költségeket és nem optimális végtermékminőséget eredményezhet.

A megereszkedés mindig nagy átmérőjű, vastag falú csőgyártásnál történik, és az anyag áramlása a cső tetejétől az aljáig, mielőtt a hűtővíz lefagyná.

A csőextrudálás során előforduló megereszkedés megszüntetésének két módja van:

a) A szerszámhézag kiegyenlítésével – de ez időbe telik, és mindig további anyagok használatához és vastagságváltozásokhoz vezet. A szerszám eltolása segít megelőzni a nagy falvastagságot az alján.

b) Alacsony ereszkedésű HDPE anyag használatával és a hűtési folyamat optimalizálásával. Úgy gondolják, hogy a nagy viszkozitású bimodális polietilén kompozíció alacsony nyírófeszültség mellett javítja a polimer olvadék megereszkedési viselkedését. A csövet egy gyűrű alakú szerszámon keresztül extrudálják, és lehűtik mind a belső, mind a külső felületeken.

A szerszámhézag kiegyenlítése:

A csőextrudálási eljárások során a megereszkedés csökkentésének hagyományos módja a szerszám excentricitásának manuális beállítása, amíg el nem érik az elfogadható falvastagsági profilt. Ez a fárasztó próba és hiba eljárás akár több kísérletet is igénybe vehet a megfelelő profil elérése érdekében. Az erőfeszítések minimalizálása és a megereszkedés hatásának kompenzálása érdekében a szerszámrést az extrudálás megkezdése előtt úgy állítják be, hogy a szerszámhézag inkább a szerszám tetején és kevésbé legyen alján.

Használhatunk ultrahangos inline vastagságmérő műszert, négy, egymással 90°-ban elhelyezett hellyel, és megjeleníthetjük a vastagság változását a képernyőn. Alternatív megoldásként hordozható berendezéseket is lehet használni a cső különböző helyein a belső vastagság mérésére. Amint megismerjük a vastagság változását, finomhangolhatjuk a szegmentált fűtőelem hőmérsékletének megfelelő változtatásával a vastagság szabályozása és a veszteség megtakarítása, valamint a minőség javítása érdekében.

Mi az alacsony ereszkedésű HDPE?

A modern „low-sag” gyanták lehetővé teszik a korábbinál nagyobb átmérőjű és vastagabb falú csövek gyártását. Speciális polietilén kompozíciókra van szükség, amelyek jobb egyensúlyt mutatnak az alacsony megereszkedési viselkedés és a feldolgozhatóság között, nagy átmérőjű (1200 mm-ig) nyomócsövek 100 mm-es falvastagságú támogatására, amelyek extrudálhatók meglévő vonalakkal és szabványos vágófej-beállításokkal. A készítménynek jó egyensúlyt kell mutatnia a mechanikai tulajdonságok és a nyomásállóság között, hogy megfeleljen a PE100 követelményeknek. (Backman, M & Lind, C. 2001).

A nagy falvastagság és a PE hővezető képessége által szabályozott lassú hűlési folyamat miatt rendkívül fontos, hogy az olvadt állapotban lévő HDPE megfelelő olvadékszilárdsággal rendelkezzen ahhoz, hogy az anyag ne ereszkedjen le a cső aljára.

Kísérleteket tettek ennek elérésére a HDPE molekuláris kialakításával, amely egyensúlyban tartja a nagy olvadékszilárdságot a jó feldolgozhatósággal és áteresztőképességgel.

A hexén komonomerként való alkalmazása a kifejezetten nagyon nagy átmérőjű csövekhez kifejlesztett PE100 gyantában a következő előnyökkel jár:

· Jobb lassú repedésnövekedési ellenállás;

·Jobb ellenállás a repedések gyors terjedésével szemben;

·Kiváló olvadási szilárdság (alacsony megereszkedés).

A BorSafe HE3490-ELS-H, PE100, egy olyan anyag, amelyben a molekulatömeg-eloszlást úgy alakították ki, hogy kis nyírási sebesség mellett is növelje a viszkozitást, ami csökkenti a csőextrudálási folyamatok megereszkedését, ugyanakkor lehetővé teszi ugyanazt az anyagot kisebb átmérőjű csövekhez is. Ez egy bimodális, nagy sűrűségű polietilén MRS 10 anyag, amelyet kifejezetten arra terveztek, hogy leegyszerűsítse a vastag falú, nagy átmérőjű HDPE csövek (80 mm vastagság felett) gyártását a megereszkedéssel szembeni kivételes ellenálló képessége és a kiváló olvadékszilárdsága révén. Számos kísérlet igazolt átlagosan akár 7%-os anyagmegtakarítást és jobb méretszabályozást a szabványos PE100-hoz képest 80 mm-nél nagyobb falvastagságú csövek gyártásakor, függetlenül a cső külső átmérőjétől. Például kísérleteket végeztek 1200 mm x SDR 11-es csővel, szabványos alacsony ereszkedésű és extra alacsony ereszkedésű anyaggal. A kísérlet egyértelműen sokkal jobb falvastagság-eloszlást mutatott, amelyet az extra alacsony ereszkedésű anyaggal értek el. (Abdullah Sabre és Hussein Basha, 2021).

Ezen túlmenően a megfelelő szerszámozással és alacsony ereszkedésű anyaggal a túlsúly értéke alacsonyan tartható, ami a nyersanyag- és ennek következtében a termelési költségek csökkenéséhez vezet. Általában minden csőgyártónak meg kell próbálnia a vastagságtűrés 30%-át elérni. Ennek két oka van: a magas minőség, de mindenekelőtt a termelési költségek csökkentése. A cél a 3-3,5%-os túlsúly elérése.

Ha további információra van szüksége, a Ningbo Fangli Technology Co., Ltd. szeretettel várja Önt, hogy vegye fel a kapcsolatot részletes érdeklődéssel, professzionális műszaki útmutatást vagy berendezésbeszerzési javaslatokat adunk.