Dyskusja techniczna na temat linii do szybkiego wytłaczania rur PE-RT

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.jestproducent sprzętu mechanicznegoz ponad 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”.

I. Przegląd

Polietylen o podwyższonej odporności na temperaturę (w skrócie PE-RT) to nowy rodzaj materiału na rury z tworzyw sztucznych. Dzięki doskonałej długoterminowej wytrzymałości hydrostatycznej, odporności na temperaturę, elastyczności przetwarzania, długiej żywotności, topliwości pod wpływem ciepła i możliwości recyklingu w porównaniu z tradycyjnymi rurami PE, rury PE-RT stały się podstawą w budowie systemów ciepłej wody i systemów ogrzewania podłogowego. W szczególności ich udział w rynku systemów rur do ogrzewania podłogowego stale rośnie. Aby sprostać wymaganiom szybkiego wzrostu rynku, producenci przyjmują metody zwiększania wydajności pracy, mianowicie poprzez zwiększanie prędkości linii produkcyjnej urządzeń do wytłaczania w celu zwiększenia wydajności w jednostce czasu. Szybkie linie produkcyjne zazwyczaj działają z prędkościami ponad dwukrotnie większymi niż linie konwencjonalne (5–6 m/min). Zwłaszcza w przypadku większych producentów rur zmniejszenie liczby jednostek wyposażenia pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie przestrzeni zakładu i obniża koszty pracy. Mniejsza liczba urządzeń ułatwia także kontrolę procesu, co ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia stałej i jednolitej jakości rur. Co więcej, szybkie linie produkcyjne zużywają znacznie mniej rzeczywistej energii niż konwencjonalne linie przy dużych prędkościach roboczych, zapewniając w ten sposób większą efektywność energetyczną. Podwojenie wydajności pojedynczej maszyny pozwala producentom rur elastycznie reagować na stale zmieniające się wymagania rynku, realizować zamówienia klientów w możliwie najkrótszym czasie, zmniejszać zapasy wyrobów gotowych i przyspieszać obrót kapitałowy. W artykule omówiono, w jaki sposób osiągnąć dużą prędkość produkcji rur do ogrzewania podłogowego PE-RT poprzez techniczną kontrolę procesu, poprawiając w ten sposób wydajność produkcji w celu zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania rynku.

II. Kontrola procesu

Przebieg procesu:

Pelety surowca → Suszenie →Wytłaczarkaogrzewanie → Matryca do rur PE-RT → Dobór próżniowy → Chłodzenie i kształtowanie → Drukowanie rur → Wysoka prędkośćjednostka odstawcza → Frez bezwiórowy→ Jednostka odbierająca → Kontrola wzrokowa i kontrola wymiarowa → Proste pakowanie → Próba ciśnieniowa → Opakowanie po kwalifikacji → Magazynowanie

Materiały stosowane na rury PE-RT obejmują DOWLEX 2344/2388E firmy Dow Chemical (USA), YUCLAIR DX800 i DX900 firmy SK Corporation (Korea Południowa), SP980 firmy LG Chem, XP 9000 firmy Daelim Industrial itp. Przy wytłaczaniu wysokoobrotowym parametry przetwarzania znacznie się różnią w zależności od użytego surowca. Dlatego ścisła kontrola jakości surowców jest również ważną gwarancją jakości i żywotności szybko produkowanych rur PE-RT.

W przypadku surowców PE-RT najwyższą wydajność osiąga się w zakresie temperatur przetwarzania 180–210 °C. W przypadku wytłaczania z dużą prędkością, jeśli temperatura jest zbyt niska, może wystąpić słaba plastyfikacja, co skutkuje matową, pozbawioną połysku powierzchnią rury lub pękaniem stopu. Jeśli temperatura jest zbyt wysoka, wytłaczana przednia część rury staje się zbyt miękka, a na powierzchni rury pojawiają się drobne zmarszczki. Dlatego wahania temperatury należy kontrolować w zakresie około ±5°C. Większe odchylenia mogą powodować różnice w grubości ścianek rur i ich wydajności.

III.Sprzęt do wytłaczania rur PE-RT

Ponieważ rury do ogrzewania podłogowego są dostarczane w zwojach (zwykle 200–300 metrów na zwój), odchylenia w środkowych odcinkach rury nie są łatwo wykrywalne, co może stwarzać zagrożenie dla jakości. Produkcja rur PE-RT wymaga „odtworzenia” doskonałych właściwości surowca na gotowej rurze, przy jednoczesnym osiągnięciu ciągłego i szybkiego wytłaczania w celu wytworzenia produktów wysokiej jakości z korzystnymi zwrotami ekonomicznymi. Wymaga to zaawansowanego sprzętu i precyzyjnych przyrządów kontrolnych. Dlatego konstrukcja głównej wytłaczarki jest niezwykle ważna; w przeciwnym razie trudno będzie osiągnąć zarówno wydajność, jak i jakość. Linia produkcyjna zazwyczaj wykorzystuje wytłaczarkę ślimakową Φ65, która może osiągnąć wydajność do 250 kg/h i stabilną prędkość produkcji 15–25 m/min lub więcej. Powyższy projekt ma na celu optymalną integrację każdego procesu zarówno z punktu widzenia technicznego, jak i ekonomicznego, aby osiągnąć najlepszą wydajność i opłacalność. Ze względu na stosunkowo wysoką lepkość stopu PE-RT, wytłaczarkę zaprojektowano z wysokim momentem obrotowym, importowanymi łożyskami oporowymi i przekładniami wykonanymi ze specjalnych stopów ze specjalistyczną obróbką cieplną w celu zmniejszenia hałasu i strat ciepła. Operacje wytłaczania są kontrolowane przez zaawansowane systemy sterowania, aby zapewnić stabilne, bezpieczne i szybkie wytłaczanie PE-RT.

Jeśli podczas obróbki rur PE-RT etapy topienia stopu, formowania przedformy i chłodzenia/zaklejania nie są odpowiednio kontrolowane, właściwości mechaniczne rury mogą ulec pogorszeniu z powodu degradacji materiału, orientacji łańcucha molekularnego lub krystalizacji podczas chłodzenia. Plastyfikacja surowca i chłodzenie/zaklejanie kształtki wstępnej są kluczowymi czynnikami kontrolującymi jakość wytłaczania. W przypadku urządzeń do wytłaczania należy spełnić następujące punkty:

1. Zastosuj niskie temperatury topnienia, aby zminimalizować degradację materiału podczas topienia i plastyfikacji.

2. Zapewniają doskonałe i jednolite właściwości stopu, zapobiegając wzdłużnej orientacji łańcuchów molekularnych polimeru podczas tworzenia kształtki wstępnej.

3. Uzyskaj równomierne chłodzenie, aby zmniejszyć naprężenia wewnętrzne w rurze.

IV. Konstrukcja śruby i beczki

Biorąc pod uwagę właściwości surowców PE-RT, śruba wymaga stosunkowo dużego stosunku długości do średnicy (L/D), zwykle projektowanego na poziomie 33:1. Konstrukcja ślimaka jest dwustopniowa, z elementami mieszającymi umieszczonymi zarówno pośrodku, jak i na przednim końcu ślimaka, aby uniknąć nadmiernego ścinania materiału. W sekcji zasilającej cylindra zastosowano niezależną konstrukcję tulejową z obiegiem czynnika chłodzącego i wewnętrznymi rowkami osiowymi. Te konstrukcje konstrukcyjne pomagają poprawić wydajność przenoszenia sekcji podającej. Materiały ślimaka i cylindra wykonane są z wysokiej jakości stopów ze specjalistyczną obróbką powierzchni. Lufa i śruba muszą być wykonane z bardzo dużą precyzją. Jeśli precyzja jest niewystarczająca, w oparciu o zasadę równoważności czasu i temperatury każdy zastygły materiał przylegający do niegładkich powierzchni będzie z czasem skutecznie poddawany długotrwałej ekspozycji na wysoką temperaturę, co może prowadzić do produktów degradacji lub rozkładu. Ciągła produkcja przez dłuższy czas może skutkować pojawianiem się sporadycznych czarnych plam na powierzchni rury, niekorzystnie wpływając na jakość produktu.

V. Konstrukcja głowicy gwinciarskiej specyficzna dla PE-RT

Konwencjonalne głowice do wytłaczania rur, takie jak matryce krzyżowe (wsparte na trzpieniu), mają trudności z zapewnieniem produkcji rur PE-RT ze względu na wady linii spawania w płynięciu stopu. Obecnie spiralne głowice gwinciarskie są głównie używane zarówno w kraju, jak i za granicą, przy współczynniku wyciągania zazwyczaj pomiędzy 1,3 a 1,6. Gładkość krawędzi matrycy i powierzchni trzpienia bezpośrednio wpływa na wygląd powierzchni rury. Problemy takie jak niestabilność wydajności i jakości mogą prowadzić do zarysowań, fałszywych pęknięć spowodowanych chłodzeniem wodnym lub gromadzenia się stopionego materiału na powierzchni rury. W przypadku długotrwałej pracy w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem te niedoskonałości powierzchni mogą stać się punktami początkowymi uszkodzeń pękających, skracając w ten sposób żywotność produktu.

W praktyce opracowano konstrukcję głowicy bardziej odpowiednią do wytłaczania PE-RT, określaną jako głowica matrycy specyficzna dla PE-RT. Kiedy strumień stopu z wytłaczarki wchodzi do głowicy matrycy, najpierw przechodzi przez rozdzielacz przepływu w kształcie gwiazdy, dzieląc się na wiele strumieni, które następnie łączą się ponownie i przepływają przez spiralny dystrybutor, tworząc pierścieniowy rurowy przepływ stopu. Strumień ten przechodzi następnie przez pierścieniowe urządzenie filtrujące, po ponownym połączeniu ulega stopniowemu sprężaniu i ostatecznie wpływa do kanału formującego składającego się z trzpienia i krawędzi matrycy, które mają być wytłaczane jako przednia część. Dzięki wielokrotnym etapom rozszczepiania i ponownego łączenia stop osiąga wysoki stopień jednorodnej plastyfikacji. Praktyczne doświadczenie wykazało, że ta głowica umożliwia wytłaczanie w „niskiej temperaturze i niskim ciśnieniu”, zalecane dla PE-RT na zaawansowanych międzynarodowych liniach produkcyjnych, a jej konstrukcja z natury zapobiega degradacji materiału na skutek nadmiernego ścinania, co czyni ją szczególnie odpowiednią do produkcji z dużą szybkością.

VI. Wysokowydajny system doboru i chłodzenia

Podstawowa konfiguracja aLinia do produkcji rur PE-RTjest podobny do ogólnych rurociągów poliolefinowych, z podstawową różnicą w konstrukcji sekcji chłodzenia i wymiarowania.

Ze względu na wysoką lepkość stopionego PE-RT, przed tuleją zaklejającą zwykle instaluje się pierścień wstępnego chłodzenia, aby ułatwić płynne wprowadzenie przedformy. Dodatkowo, ponieważ PE-RT ma wysoką entalpię, w celu przyspieszenia chłodzenia można zastosować połączone urządzenie chłodzące i dobierające typu tulejowego i tarczowego. Struktura, precyzja obróbki i sposób chłodzenia tulei kalibrującej mają kluczowe znaczenie dla jakości obróbki rur PE-RT. Tarczowa tuleja kalibracyjna z pierścieniem wodnym (w której woda chłodząca krąży wokół tulei kalibrującej bez bezpośredniego kontaktu z rurą) umożliwia szybką produkcję cienkościennych rur (do zimnej wody) w krótkim czasie. Ponieważ jednak materiał wchodzi do tulei zaklejającej ze stosunkowo wysoką temperaturą i dużą lepkością, długotrwałe stosowanie konwencjonalnej tulei zaklejającej z warstwą wodną może skutkować stopniowym szorstkowaniem zewnętrznej powierzchni rury, a nawet pęknięciem rury. Dlatego do produkcji rur PE-RT zalecana jest tuleja kalibracyjna typu tarczowa z kurtyną wodną. Taka konstrukcja zapewnia wstępne chłodzenie rury przed jej wejściem do tulei kalibrującej, a także zapobiega przyleganiu materiału i blokowaniu na wlocie tulei kalibrującej. Biorąc pod uwagę stosunkowo wysoką entalpię materiału PE-RT, zwłaszcza podczas produkcji rur z dużą szybkością, wymagana jest dłuższa całkowita długość chłodzenia, aby sprostać wyższym prędkościom wytłaczania. Zazwyczaj całkowita długość chłodzenia linii produkcyjnej przekracza 23 metry i obejmuje jeden próżniowy zbiornik kalibracyjny i dwie rynny na wodę chłodzącą. Ta konfiguracja długości chłodzenia została zaprojektowana w celu zapewnienia wystarczającej wydajności chłodzenia do produkcji rur 20 x 2,0 mm przy prędkościach liniowych przekraczających 15 m/min.

VII. Wniosek

Aby zapewnić zarówno wydajność, jak i jakość w przypadku szybkiej produkcji rur PE-RT, istotne jest stosowanie zaawansowanego, precyzyjnego sprzętu i narzędzi, przyjęcie racjonalnych i odpowiednich metod wymiarowania oraz należytej kontroli procesu, a także egzekwowanie rygorystycznych środków kontroli jakości w połączeniu z surowcami wysokiej jakości. Poprawiając wydajność pracy, producenci mogą osiągnąć niższe koszty przetwarzania i wyższą wydajność, oferując w ten sposób produkty po bardziej konkurencyjnych cenach, aby sprostać stale rosnącemu zapotrzebowaniu rynku.

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.