Rury o dużej grubości i dużej średnicy: jak uniknąć ugięcia podczas wytłaczania rur

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.jestproducent sprzętu mechanicznegoz prawie 30-letnim doświadczeniemurządzenia do wytłaczania rur z tworzyw sztucznych, nowa ochrona środowiska i nowy sprzęt materiałowy. Od momentu powstania Fangli był rozwijany w oparciu o wymagania użytkowników. Dzięki ciągłemu doskonaleniu, niezależnym badaniom i rozwojowi podstawowej technologii oraz trawieniu i wchłanianiu zaawansowanych technologii i innych środków rozwinęliśmy sięLinia do wytłaczania rur PCV, Linia do wytłaczania rur PP-R, Linia do wytłaczania rur PE/woda PE, który został zalecony przez chińskie Ministerstwo Budownictwa w celu zastąpienia produktów importowanych. Zdobyliśmy tytuł „Marki pierwszej klasy w prowincji Zhejiang”.

Zwiększone wykorzystanie rur o dużych średnicach, od 630 mm do 1200 mm, w różnych zastosowaniach, zachęciło do opracowania materiałów PE100 odpowiednich do rur o dużych średnicach, aby zapobiec problemom podczas wytłaczania, takim jak zwisanie.

Utrzymanie wymiarów zgodnie ze specyfikacjami jest problematyczne w przypadku wytłaczania grubościennych rur HDPE o dużej średnicy (> 75 mm ścianki) ze względu na ugięcie spowodowane niewystarczającą wytrzymałością stopu żywicy.

Wraz ze wzrostem średnicy rury HDPE podczas wytłaczania:

·Grubość wzrasta;

·Rura nie chłodzi skutecznie od wewnątrz i wewnątrz rdzenia;

·Prędkość liniowa maleje.

Produkcja rur o dużej średnicy zajmuje zazwyczaj 3,3 godziny i może składać się z różnych segmentów:

·Różna krystaliczność;

·Różna grubość;

·Różna zawartość wilgoci itp.

Rozwój krystaliczności:

W większości procesów wytłaczania HDPE od 60% do 80% krystalizacji ma miejsce w fazie chłodzenia procesu, a aż 90% następuje w ciągu tygodnia od przetwarzania. Pozostała krystalizacja może zająć miesiące, w zależności od temperatury otoczenia. Jednakże krystalizacja trwa aż do uzyskania stabilnej struktury krystalicznej.

Problem zapadnięcia sięwytłaczanie rur:

W przypadku rur grubościennych wnętrze ścianki pozostaje stopione przez długi czas, powodując spływanie stopu w dół zwane zwisaniem.

Ugięcie podczas wytłaczania rury może powodować poważną niejednorodność grubości ścianki rury, zwiększa owalność i zaburza koncentryczność rury oraz powoduje straty materiału na dnie rury, zwiększając dodatkowe koszty produkcji i powodując nieoptymalną jakość produktu końcowego.

Zwisanie zawsze występuje przy produkcji rur grubościennych o dużej średnicy i polega na przepływie materiału od góry do dołu rury, zanim zostanie on zamarznięty przez wodę chłodzącą.

Istnieją dwa sposoby wspomagania eliminacji ugięciawytłaczanie rur:

a) Poprzez kompensację szczeliny matrycy – ale to wymaga czasu i zawsze prowadzi do użycia dodatkowego materiału i zmiany grubości. Przesunięcie matrycy pomaga również zapobiegać dużej grubości ścianki na dole.

b) Poprzez zastosowanie materiału HDPE o niskim ugięciu i optymalizację procesu chłodzenia. Uważa się, że dwumodalna kompozycja polietylenowa o dużej lepkości przy niskim naprężeniu ścinającym poprawia zachowanie stopu polimeru przy opadaniu. Rura jest wytłaczana przez matrycę w kształcie pierścienia i chłodzona zarówno na powierzchni wewnętrznej, jak i zewnętrznej.

Kompensacja szczeliny matrycy:

Konwencjonalny sposób na zmniejszenie ugięciawytłaczanie rurprocesów polega na ręcznej regulacji mimośrodu matrycy, aż do uzyskania akceptowalnego profilu grubości ścianki. Ta żmudna, metoda prób i błędów może wymagać kilku prób uzyskania odpowiedniego profilu. Aby zminimalizować wysiłki i skompensować efekt ugięcia, szczelinę matrycy reguluje się przed rozpoczęciem wytłaczania w taki sposób, aby szczelina matrycy była bardziej u góry, a mniejsza u dołu matrycy.

Możemy użyć ultradźwiękowego przyrządu do pomiaru grubości w linii, z czterema lokalizacjami pod kątem 90° względem siebie i wyświetlać zmiany grubości na ekranie. Alternatywnie, do pomiaru grubości w różnych miejscach rury można użyć sprzętu przenośnego. Kiedy już mamy wiedzę na temat zmian grubości, możemy ją precyzyjnie dostroić, zmieniając odpowiednio temperaturę grzejnika segmentowego, aby kontrolować grubość i oszczędzać straty, a także poprawiać jakość.

Co to jest HDPE o niskim ugięciu?

Nowoczesne żywice „low-sag” umożliwiają produkcję rur o większych niż dotychczas średnicach i grubszych ściankach. Istnieje zapotrzebowanie na specjalne kompozycje polietylenowe, które wykazują lepszą równowagę między niskim uginaniem się a przetwarzalnością, do podtrzymywania rur ciśnieniowych o dużej średnicy (do 1200 mm) i grubości ścianek 100 mm, które można wytłaczać za pomocą istniejących linii i standardowych regulacji głowic tłoczników. Skład powinien również wykazywać dobrą równowagę właściwości mechanicznych i odporności na ciśnienie, aby spełnić wymagania PE100. (Backman, M i Lind, C. 2001).

Ze względu na dużą grubość ścianek i powolny proces chłodzenia zależny od przewodności cieplnej PE, niezwykle ważne jest, aby HDPE w stanie stopionym miał wystarczającą wytrzymałość w stanie stopionym, aby zapobiec osiadaniu materiału na dnie rury.

Podjęto próby osiągnięcia tego poprzez molekularną konstrukcję HDPE, która równoważy wysoką wytrzymałość stopu z dobrą przetwarzalnością i wydajnością.

Wiadomo, że zastosowanie heksenu jako komonomeru w żywicy PE100 opracowanej specjalnie do rur o bardzo dużych średnicach zapewnia następujące korzyści:

· Lepsza odporność na powolny wzrost pęknięć;

·Większa odporność na szybką propagację pęknięć;

·Doskonała wytrzymałość stopu (niski ugięcie).

BorSafe HE3490-ELS-H, PE100 to materiał, w którym rozkład masy cząsteczkowej został dostosowany w celu zwiększenia lepkości przy niskich prędkościach ścinania, co zmniejsza ugięcie w procesach wytłaczania rur, jednocześnie umożliwiając użycie tego samego materiału w rurach o mniejszych średnicach. Jest to dwumodalny polietylen MRS 10 o dużej gęstości, specjalnie zaprojektowany w celu uproszczenia produkcji grubościennych rur HDPE o dużej średnicy (powyżej 80 mm grubości) dzięki wyjątkowej odporności na zwiotczenie i doskonałej wytrzymałości stopu. Liczne próby wykazały średnio do 7% oszczędności materiału i lepszą kontrolę wymiarów w porównaniu ze standardowym PE100 przy produkcji rur o grubości ścianki przekraczającej 80 mm, niezależnie od zewnętrznej średnicy rury. Na przykład przeprowadzono próby dla rury o wymiarach 1200 mm x SDR 11 ze standardowym materiałem o niskim ugięciu i materiałem o bardzo niskim ugięciu. Próba wyraźnie wykazała znacznie lepszy rozkład grubości ścianek uzyskany w przypadku materiału o wyjątkowo niskim ugięciu. (Abdullah Sabre i Hussein Basha, 2021).

Co więcej, stosując odpowiednie oprzyrządowanie i materiał o niskim ugięciu, można utrzymać niską wartość nadwagi, co prowadzi do zmniejszenia zużycia surowca, a w konsekwencji do zmniejszenia kosztów produkcji. Zwykle wszyscy producenci rur powinni starać się pracować do 30% tolerancji grubości. Dzieje się tak z dwóch powodów: wysokiego poziomu jakości, ale przede wszystkim obniżenia kosztów produkcji. Celem jest uzyskanie nadwagi na poziomie 3–3,5%.

Jeśli potrzebujesz więcej informacji,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.zaprasza do kontaktu w celu uzyskania szczegółowego zapytania, udzielimy profesjonalnych wskazówek technicznych lub sugestii dotyczących zakupu sprzętu.