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1、一.PP - R 管材生产工艺流程如下10 : 原料 熔融挤出 模具成型 定径 冷却 牵引 编码打印 切割 包装入库二、燃气用埋地聚乙烯管1.主要工艺控制点( 1) 以先进的真空定径法生产工艺取代传统的膨胀法生产工艺通常燃气管生产大多采用传统的膨胀法生产工艺, 造成人为控制因素较多, 不仅难以控制产品壁厚, 而且易造成机头堵料现象, 使管内积料, 造成实心。我公司针对上述情况, 吸收了国外先进的生产工艺技术,对落后的膨胀法生产工艺进行大胆创新, 提出设想, 要求德国巴顿菲尔挤塑机设备公司设计开发真空定径法生产工艺技术, 并配套采用真空负压定型和循环水喷淋冷却, 设有水温、液位和真空自动控制系统
2、, 水箱用不锈钢制作, 不易锈蚀。( 2) 采用全程电脑自动化控制,确保生产稳定和产品质量采用电脑控制减少人为误差,可以保存历史曲线, 并且可以上网由德国生产厂家通过网络进行远程控制操作。生产中工艺技术人员可以查看历史曲线对生产操作进行监控, 同时也可以从中积累经验。主要工艺控制指标值具体见表1。( 3) 真空定径套、冷却水箱定型和冷却喷淋时, 需要根据原材料及当时的环境条件控制好真空度、水温和冷却水箱数量。2.燃气用埋地聚乙烯管生产设备的配置和结构特点以国外进口巴顿菲尔挤塑机取代传统的塑料挤出设备。原普通燃气管的生产设备是1980 年代传统塑料挤出设备, 针对其存在的缺陷, 公司全套引进了一
3、条德国巴顿菲尔挤塑机生产线。该条生产线在同类产品中属于世界先进水平, 其挤出机共挤机头结构由德国巴顿菲尔挤出技术公司独家拥有专利, 挤出机的屏障式螺杆、定径装置设计先进, 结构独特合理,采用强力输送衬套及高效螺杆, 由两台挤出机共挤, 其中一台挤出标识线, 原材料能够自动烘干加入。目前我国尚未有能够生产出与该螺杆和定径套性能接近或相同的厂家;此外该生产线所具有的超声波测厚、真空定径及计算机网络远程服务功能都使该生产线较同类产品具有诸多优点。由于这条生产线设计结构先进, 加工性能良好, 范围较宽,因而在塑料加工中只需对生产线的加工工艺及原料配方作适当调整就能生产出不同厚度、密封性好、耐高压的不同
4、类型管材, 具有一机多用的特点。燃气管设备( 德国巴顿菲尔挤塑机) 主要参数见表2。3. 燃气用埋地聚乙烯管的质量标准按照GB15558. 12003燃气用埋地聚乙烯管材标准要求, 我公司生产的燃气管为带黄色条的黑色管。在国家标准中对于管材的规格尺寸也给出了明确规定( 见表3) 。三、硬质 PVC 管材选材与配方设计原则 1.硬质 PVC 管材的配方设计主要有 3 个方面的工作：确定稳定剂系统、润滑剂配合设计和加工改性剂的选用。 1）稳定剂系统的确定及用量。铅盐稳定剂是这几种稳定剂中最经济的稳定剂体系，成型加工也最容易，它的热稳定性和润滑性都比有机锡和金属皂类稳定剂好，但有性。选择何种稳定剂体
5、系的依据是生产成本和是否有法律法规限制和安全卫生方面的要求。 稳定剂的用量主要是根据加工方式确定。如用双螺杆挤出机挤出时，PVC树脂受热过程较短，稳定剂用量比单螺杆挤出机挤出时要少。考虑稳定剂用量时还要留有充分余地，否则当加工温度选择不当、温度失控会因稳定剂量不足而发生 PVC 分解。 2）外润滑剂与稳定剂的匹配设计。 根据稳定剂选择与之匹配的外润滑剂 a.有机锡稳定剂。有机锡稳定剂与 PVC 树脂有较好的相容性，有严重的粘附金属壁的倾向，与之匹配的最便宜的外润滑剂是以石蜡为主的石蜡-硬脂酸钙体系。 b.铅盐稳定剂。铅盐稳定剂与 PVC 树脂相容性差，仅附在 PVC 粒子表面，阻碍了 PVC
6、粒子间的融合，通常采用硬脂酸铅-硬脂酸钙外润滑剂与之匹配。 外润滑剂的用量。如果调整外润滑剂用量仍不能满足物料加工的要求，则可以考虑添加少量的内润滑剂。 当使用抗冲击增韧改性剂时，由于熔体粘度大，粘附到金属表面的可能性就大，往往需要增加外润滑剂的用量；用同一种设备挤出的薄壁管比同一规格的厚壁管所需的外润滑剂要多。当加工温度高时，熔体粘附金属表面的倾向大，所加入的外润滑剂就多。 3）加工改性剂的选用。目前用于硬质 PVC 管材的较好的加工改性剂是聚丙烯 酸酯类（简称 ACR）。ACR 作为加工改性剂主要功能是促进树脂熔融、改善熔体 流变性能。 4）填充剂。选择适当的填充剂和填充量，能使硬质 PV
7、C 管村获得较高的冲击强度和撕裂强度，并能降低成本。 5）着色剂。硬质 PVC 管材常用的着色剂是颜料，主要品种有：钛白粉。钛白粉即二氧化钛，在阳光下非常稳定，不溶于稀硫酸，耐热性好，着色遮盖力强，是白色颜料中最优良的品种。 炭黑。炭黑可单独作为着色剂，也可配合其他着色剂调制成灰色或咖啡色。 酞箐蓝。酞箐蓝是一种有机颜料，无迁移性，遮盖力强。2、工艺设定原则 （1）混合工艺 在高速混合时，助剂渗入 PVC 树脂的空隙，使助剂在树脂中均匀分散，考虑到温度在 1000C 以上有利于物料中水蒸气蒸出，所以一般热混机的温度设在 1001200C。为了让助剂充分地与 PVC 微粒接触，减少填充剂对助剂的
8、吸附作用，应该在加入 PVC 树脂后即启动热混机，再按如下顺序投料：稳定剂、各种加工助剂、色料、填充剂。在实际生产中，大都是将原辅料全都投入后再启动热混机。热混机放出的混合料温度很高，需立即进行冷却，若散热不及时会引起物料分解和助剂挥发。冷混一般控制在料温 400C 左右时出料（2）挤出成型工艺 挤出机螺杆分 3 个区段：加料段（送料段）、熔化段（压缩段）、计量段（均化段），这三段相应的对物料组成了 3 个功能区：固体输送区、物料塑化区、熔体输送区。 固体输送区的料筒温度一般控制在 1001400C 。若加料温度过低，使固体输送区延长，减少了塑化区和熔体输送区的长度，会引起塑化不良，影响产品质
9、量。 物料塑化区的温度控制在 1701900C。控制该段的真空度是一个重要的工艺指标，若真空度较低，会影响排气效果，导致管材中存有气泡，严重降低了管材的力学性能。为了使物料内部的气体容易逸出，应控制物料在该段塑化程度不能过高，同时还要经常清理排气管路以免阻塞。料筒真空度一般为0.080.09MPa。 熔体输送区的温度应略低一些，一般为 1601800C。在该段提高螺杆转速、减小机头阻力及在塑化区提高压力都有利于输送速率的提高，对于 PVC 这样的热敏塑料，不应在此段停留时间过长，螺杆转速一般为 2030r/min。 机头是挤出制品成型的重要部件，它的作用是产生较高的熔体压力并使熔体成型为所需的
10、形状。各部分工艺参数分别为：口模连接器温度 1650C，口模温度 1700C、1700C、1650C、1800C、1900C。（3）定型工艺 从机头口模挤出来的管状物要经过冷却，使它变硬而定型。定型一般用定径套进行外径定型和内径定型两种方式。其中外径定型结构较为简单，操作方便，我国普遍采用。外径定型的定径外套长度一般取其内径的 3 倍，定径套的内径应略大于（一般不超过 2mm）管材处径的名义尺寸。管材的冷却方法有水浸式冷却和喷淋式冷却，较常用的是喷淋式冷却。真空冷却成型是借助于真空泵将真空槽抽成真空，使管坯外壁吸附在定型套的内壁上而达到冷却定型。真空定型的工艺条件一般为：真空度 20.053.
11、3kPa，水温 15250C，真空槽中的水成雾状为最佳。若真空度偏小，导致管外径偏小，小于标准尺寸；反之，若真空度偏大，管径偏大，甚至出现抽胀现象。若水温过低，定型不完全，且会使管材脆性增大；若水温过高，则会造成冷却不良，致使管材易发生变形。 （4）牵引工艺 牵引装置的作用是给机头挤出的管材提供一定的牵引力和牵引速度，均匀地引出管材，并通过调节牵引速度调节管子的壁厚。牵引速度取决于挤出速度，一般牵引速度比挤出速度快 1%3%。 四、PE 燃气管道项 目标准要求断裂伸长率，%350热稳定性（200),min20纵向尺寸回缩率（110），%3 20，环应力 9.0MPa韧性破坏时间100h 80，
12、环应力 4.6MPa脆性破坏时间165h静液压强度 80，环应力 4.0MPa破坏时间1000h1、 适用于管材挤出的聚乙烯原料聚乙烯塑料主要分两大类：高密度聚乙烯 HDPE（低压聚乙烯）和低密度聚乙烯 LDPE（高压聚乙烯） ，高密度聚乙烯是乙烯单体在低压状态下共聚而成，故又称作低压聚乙烯，低密度聚乙烯是乙烯单体在高压状态下共聚而成，所以又称作高压聚乙烯。聚乙烯材料的应用非常广阔，管材领域只是聚乙烯应用领域中其中一个重要方面。由于HDPE 和 LDPE 物理性能上存在差异，所以两种材料在管材应用领域上各有不同：低密度聚乙烯（LDPE）具有良好的柔韧性。但是，抗压耐压强度较低，所以只能用于低压
13、力小直径的管材，它经常被制作成盘管而用于农村改水和一些非长期使用的场合。而高压聚乙烯材料由于具有较好的抗压性能，所以 HDPE 广泛应用于压力管领域（比如给水、供气、城市排水等） 。70 年代末，欧美某些化学企业也相继推出了新型的聚乙烯材料 MDPE，MDPE 的应用尚在推广阶段，这几种材料在给水管领域的应用比例如下（以欧洲国家的应用为例）近年来，国际标准 ISO4427-1996 根据管材的最小要求强度（MRS）将管材用聚乙烯材料分为 PE32、PE63、PE80、PE 100。也就是说：PE80 通俗解释就是：该材料管材在 20，连续受压 50 年不破坏，管壁承受最小要求强度是：8。0Mp
14、a，如此类推。在塑料管发展的初期，聚乙烯压力管材的使用是远小于聚氯乙烯，其主要原因是受到成本的约束，在早期，聚乙烯管材料主要是 PE63，高性能、高强度的聚乙烯管材尚未开发成功，而使用 PE63 以下的管材料，在同样的压力和直径下，聚乙烯管的管壁比聚氯乙烯管厚一倍以上。所以其制造成本远比 PVC 高，而且只能用在低压下小直径领域。同样是直径 200，同样是 1Mpa 压力等级，PE63 管材壁厚是18。2 毫米，而 UPVC 的管材壁厚是 8。7 毫米，也就是说，PE63 的管材重量是 UPVC 管材的 1。42 倍，所以在制造材料成本上，PE63与 UPVC 相比，在材料成本上无法抗衡。随着
15、 HDPE 新材料、新技术的出现，这种成本（重量）上的差异发生了很大的变化，随着第二代聚乙烯管材料（相当于 PE80）和第三代聚乙烯管材料（相当于 PE100）的出现，在同样直径 200 同样压力等级及条件下，相同长度的 PE 的聚乙烯管材重量只是 UPVC 管材的0。93。所以，第二代和第三代的聚乙烯管材料不仅显著地提高了 PE 的最小要求强度，而且也提高了抗环境应力开裂性能，而且具有显著的抗裂缝快速增长能力，更重要的是在同样使和压力下可以减少壁厚，增加输送截面， （例如在 10 巴压力下输送水，200 直径的 PE100 聚乙烯管比20PE80 的聚乙烯管壁厚可以减少 33%，输送截面增加
16、 16%） 。而在同样壁厚下增加所用的压力，提高输送能力（例如：在同样壁厚下输送天然气，使用 PE100 的聚乙烯管输送压力可以达到 10 巴，用 PE80聚乙烯管输送压力只能达到 4 巴） ，随着聚乙烯技术的改进、经济效益是显著的，最近有报道说，第四代聚乙烯管材料 PE125 已经开发成功，由此可以预测，更大直径，更具经济性的聚乙烯压力管道更具有广阔的使用领域2、 PE 管材的挤出设备聚乙烯管材生产线包括挤出主机，管材模头定型装置、定型模具、冷却装置、牵引装置、切割装置、收集装置等部分。联塑机器在聚乙烯管材挤出领域，一直以高速生产高品质的管材为发展方向，对110mm 以下的管材生产技术而言，生产速度和生产稳定性显得非常重要，而对 110mm 以上规格的管材生产技术来说，质量的保证和生产的稳定性和设备的可靠性是最重要的，纵观目前国内企业对大口径（250 以上）高压力等级（壁厚较大）的聚乙烯管材的生产技术尚处在起步阶段，对很多企业来说，以高速生产高品质的大口径聚乙烯管材无疑是一
