Technische discussie over snelle PE-RT-buisextrusielijn

Ningbo Fangli Technologie Co., Ltd.is eenfabrikant van mechanische apparatuurmet meer dan 30 jaar ervaring metextrusieapparatuur voor plastic buizen, nieuwe milieubescherming en nieuwe materialenapparatuur. Sinds de oprichting is Fangli ontwikkeld op basis van de eisen van de gebruiker. Door voortdurende verbetering, onafhankelijke R&D op de kerntechnologie en de vertering en absorptie van geavanceerde technologie en andere middelen hebben we ons ontwikkeldExtrusielijn voor PVC-buizen, PP-R pijpextrusielijn, PE watervoorziening / gasleiding extrusielijn, dat door het Chinese Ministerie van Bouw werd aanbevolen om geïmporteerde producten te vervangen. We hebben de titel "Eersteklas merk in de provincie Zhejiang" behaald.

I. Overzicht

Polyethyleen met verhoogde temperatuurbestendigheid (afgekort PE-RT) is een nieuw type kunststof leidingmateriaal. Vanwege de superieure hydrostatische sterkte op lange termijn, temperatuurbestendigheid, verwerkingsflexibiliteit, lange levensduur, hitte-smeltbaarheid en recycleerbaarheid in vergelijking met traditionele PE-buizen, zijn PE-RT-buizen een steunpilaar geworden bij het bouwen van warmwatersystemen en vloerverwarmingssystemen. Met name hun marktaandeel op het gebied van vloerverwarmingsleidingsystemen neemt gestaag toe. Om aan de eisen van de snelle marktgroei te voldoen, passen fabrikanten methoden toe om de arbeidsproductiviteit te verhogen, namelijk door de productielijnsnelheid van extrusieapparatuur te verhogen om de productie per tijdseenheid te verhogen. Hogesnelheidsproductielijnen werken doorgaans met snelheden die meer dan het dubbele zijn van die van conventionele lijnen (5–6 m/min). Vooral voor grotere buizenfabrikanten zorgt het verminderen van het aantal uitrustingseenheden voor een efficiënter gebruik van de fabrieksruimte en lagere arbeidskosten. Minder apparatuureenheden vergemakkelijken ook een eenvoudigere procescontrole, wat cruciaal is voor het garanderen van een consistente en uniforme buiskwaliteit. Bovendien verbruiken hogesnelheidsproductielijnen aanzienlijk minder feitelijk vermogen dan conventionele lijnen bij hoge bedrijfssnelheden, waardoor ze een grotere energie-efficiëntie bieden. De verdubbeling van de efficiëntie per individuele machine stelt pijpfabrikanten in staat flexibel te reageren op de steeds veranderende marktvraag, klantorders in de kortst mogelijke tijd te voltooien, de voorraad eindproducten te verminderen en de kapitaalomzet te versnellen. Dit artikel bespreekt hoe een hoge snelheidsproductie van PE-RT vloerverwarmingsbuizen kan worden bereikt door middel van technische procesbeheersing, waardoor de productie-efficiëntie wordt verbeterd om aan de groeiende marktvraag te voldoen.

II. Procesbeheersing

Processtroom:

Grondstofpellets → Drogen →Extruderverwarming → PE-RT-buisspecifieke matrijs → Vacuümdimensionering → Koelen en vormgeven → Pijpprinten → Hoge snelheidafhaaleenheid → Spaanloze snijder→ Opname-unit → Visuele inspectie en maatvoering → Eenvoudige verpakking → Druktesten → Verpakken na kwalificatie → Warehousing

Materialen die voor PE-RT-buizen worden gebruikt, zijn onder meer DOWLEX 2344/2388E van Dow Chemical (VS), YUCLAIR DX800 en DX900 van SK Corporation (Zuid-Korea), SP980 van LG Chem, XP 9000 van Daelim Industrial ect. Bij hogesnelheidsextrusie variëren de verwerkingsparameters aanzienlijk, afhankelijk van de gebruikte grondstof. Daarom is een strikte controle op de kwaliteit van de grondstoffen ook een belangrijke garantie voor het waarborgen van de kwaliteit en levensduur van met hoge snelheid geproduceerde PE-RT-buizen.

Voor PE-RT-grondstoffen wordt de hoogste output bereikt binnen een verwerkingstemperatuurbereik van 180–210 °C. Bij hogesnelheidsextrusie kan, als de temperatuur te laag is, een slechte weekmaking optreden, wat resulteert in een dof, niet-glanzend buisoppervlak of smeltbreuk. Als de temperatuur te hoog is, wordt de geëxtrudeerde parison te zacht en heeft het buisoppervlak de neiging fijne rimpelsporen te ontwikkelen. Daarom moeten temperatuurschommelingen binnen ongeveer ±5 °C worden gehouden. Grotere afwijkingen kunnen variaties in de buiswanddikte en -prestaties veroorzaken.

III.PE-RT pijpextrusieapparatuur

Omdat vloerverwarmingsbuizen op rollen worden geleverd (doorgaans 200–300 meter per rol), zijn afwijkingen in de middelste delen van de buis niet gemakkelijk waarneembaar, wat kwaliteitsrisico's kan opleveren. De productie van PE-RT-buizen vereist dat de uitstekende eigenschappen van de grondstof worden "gerepliceerd" op de voltooide buis, terwijl ook een continue en snelle extrusie wordt bereikt om producten van hoge kwaliteit te produceren met een gunstig economisch rendement. Hiervoor zijn geavanceerde apparatuur en uiterst nauwkeurige controle-instrumenten nodig. Daarom is het ontwerp van de hoofdextruder van cruciaal belang; anders zullen zowel de output als de kwaliteit moeilijk te bereiken zijn. De productielijn maakt doorgaans gebruik van een Φ65-schroefextruder, die een output tot 250 kg/u en stabiele productiesnelheden van 15–25 m/min of meer kan bereiken. Het bovenstaande ontwerp heeft tot doel elk proces optimaal te integreren vanuit zowel technisch als economisch perspectief om de beste prestaties en kosteneffectiviteit te bereiken. Vanwege de relatief hoge smeltviscositeit van PE-RT is de extruder ontworpen met een hoog koppel, geïmporteerde druklagers en tandwielen gemaakt van speciale legeringen met een gespecialiseerde warmtebehandeling om geluid en warmteverlies te verminderen. Extrusiebewerkingen worden gecontroleerd door geavanceerde besturingssystemen om een ​​stabiele, veilige en snelle extrusie van PE-RT te garanderen.

Als tijdens de verwerking van PE-RT-buizen de stadia van het smelten, het vormen van de parison en het afkoelen/op maat maken niet goed worden gecontroleerd, kunnen de mechanische eigenschappen van de buis afnemen als gevolg van materiaaldegradatie, oriëntatie van de moleculaire keten of kristallisatie tijdens het afkoelen. De weekmakering van de grondstof en het afkoelen/op maat maken van de parison zijn sleutelfactoren bij het beheersen van de extrusiekwaliteit. Voor extrusieapparatuur moet aan de volgende punten worden voldaan:

1. Pas lage smelttemperaturen toe om materiaaldegradatie tijdens het smelten en weekmaken te minimaliseren.

2. Zorg voor uitstekende en uniforme smelteigenschappen, waarbij longitudinale oriëntatie van polymeermolecuulketens tijdens parisonvorming wordt voorkomen.

3. Zorg voor uniforme koeling om interne spanningen in de leiding te verminderen.

IV. Schroef- en vatontwerp

Op basis van de kenmerken van PE-RT-grondstoffen vereist de schroef een relatief grote lengte-diameterverhouding (L/D), doorgaans ontworpen op 33:1. De schroefstructuur heeft een tweetraps mengschroefontwerp, waarbij mengelementen zowel in het midden als aan de voorkant van de schroef zijn opgenomen om overmatige schuifkracht op het materiaal te voorkomen. Het invoergedeelte van de loop maakt gebruik van een onafhankelijke busstructuur met koelmediumcirculatie en interne axiale groef. Deze structurele ontwerpen helpen de transportefficiëntie van de invoersectie te verbeteren. De schroef- en cilindermaterialen zijn gemaakt van hoogwaardige legeringen met gespecialiseerde oppervlaktebehandelingen. De loop en de schroef moeten met zeer hoge precisie worden vervaardigd. Als de nauwkeurigheid onvoldoende is, op basis van het tijd-temperatuur-equivalentieprincipe, zal stilstaand materiaal dat zich aan niet-gladde oppervlakken hecht, in de loop van de tijd effectief aan langdurige blootstelling aan hoge temperaturen worden blootgesteld, wat mogelijk kan leiden tot afbraak- of ontbindingsproducten. Continue productie gedurende langere perioden kan dan resulteren in intermitterende zwarte stippen op het buisoppervlak, wat een negatieve invloed heeft op de productkwaliteit.

V. PE-RT-specifiek snijkopontwerp

Conventionele matrijzen voor extrusie van pijpen, zoals spin-type (doorn-ondersteunde) matrijzen, hebben moeite om de productie van PE-RT-buizen te garanderen vanwege laslijndefecten in de smeltvloei. Momenteel worden spiraalsnijkoppen voornamelijk zowel in eigen land als internationaal gebruikt, met een drawdown-ratio die doorgaans tussen 1,3 en 1,6 ligt. De gladheid van de matrijslip en het doornoppervlak heeft rechtstreeks invloed op het uiterlijk van het buisoppervlak. Problemen zoals output- en kwaliteitsinstabiliteit kunnen leiden tot krassen, valse scheuren veroorzaakt door waterkoeling of smeltophoping op het leidingoppervlak. Bij langdurig gebruik bij hoge temperaturen en hoge druk kunnen deze onvolkomenheden in het oppervlak het startpunt worden voor barstfouten, waardoor de levensduur van het product wordt verkort.

In de praktijk is er een matrijskopontwerp ontwikkeld dat geschikter is voor PE-RT-extrusie, de zogenaamde PE-RT-specifieke matrijskop. Wanneer de smeltstroom uit de extruder de matrijskop binnenkomt, gaat deze eerst door een stervormige stroomverdeler en splitst zich in meerdere stromen, die vervolgens weer samenkomen en door een spiraalvormige verdeler gaan om een ​​ringvormige buisvormige smeltstroom te vormen. Deze stroom gaat vervolgens door een ringvormige filtratie-inrichting, ondergaat geleidelijke compressie na recombinatie en komt uiteindelijk in het vormingskanaal terecht dat bestaat uit de doorn en de matrijslip om als een parison te worden geëxtrudeerd. Door meerdere splitsings- en recombinatiestappen bereikt de smelt een hoge mate van homogene weekmaking. Praktische ervaring heeft aangetoond dat deze matrijskop de extrusie bij lage temperatuur en lage druk mogelijk maakt die wordt bepleit voor PE-RT door geavanceerde internationale productielijnen, en het ontwerp ervan voorkomt inherent materiaaldegradatie als gevolg van overmatige afschuiving, waardoor het bijzonder geschikt is voor productie op hoge snelheid.

VI. Hoogefficiënt dimensionerings- en koelsysteem

De basisconfiguratie van eenPE-RT-buisproductielijnis vergelijkbaar met die van algemene polyolefinepijpleidingen, waarbij het belangrijkste verschil ligt in de structuur van het koel- en dimensioneringsgedeelte.

Vanwege de hoge viscositeit van de PE-RT-smelt wordt doorgaans vóór de maathuls een voorkoelring geïnstalleerd om een ​​soepele invoer van de glasklomp te vergemakkelijken. Omdat PE-RT een hoge enthalpie heeft, kan bovendien een gecombineerde koel- en maateenheid van het huls- en schijftype worden gebruikt om de koeling te versnellen. De structuur, de bewerkingsprecisie en de koelmethode van de maatvoering zijn van cruciaal belang voor de kwaliteit van de PE-RT-buisverwerking. Een schijfvormige waterringmaathuls (waarbij koelwater rond de maathuls circuleert zonder direct in contact te komen met de buis) maakt een snelle productie van dunwandige (koudwater)buizen op korte termijn mogelijk. Omdat het materiaal echter bij een relatief hoge temperatuur en met een hoge viscositeit de maathuls binnentreedt, kan langdurig gebruik van een conventionele maathuls van het waterfilmtype resulteren in een geleidelijke opruwing van het buitenoppervlak van de buis of zelfs in het breken van de buis. Daarom wordt voor de productie van PE-RT-buizen een watergordijnschijfvormige maathuls aanbevolen. Dit ontwerp zorgt voor voorkoeling van de buis voordat deze de maathuls binnengaat en voorkomt ook materiaalhechting en verstopping bij de maathulsinlaat. Gezien de relatief hoge enthalpie van PE-RT-materiaal, vooral tijdens de productie van buizen op hoge snelheid, is een langere totale koellengte vereist om aan de hogere extrusiesnelheden te voldoen. Normaal gesproken bedraagt ​​de totale koellengte van de productielijn meer dan 23 meter, bestaande uit een vacuümtank en twee koelwaterbakken. Deze koellengteconfiguratie is ontworpen om voldoende koelcapaciteit te bieden voor het produceren van buizen van 20 x 2,0 mm bij lineaire snelheden van meer dan 15 m/min.

VII. Conclusie

Om zowel de output als de kwaliteit bij de productie van PE-RT-buizen met hoge snelheid te garanderen, is het essentieel om geavanceerde, uiterst nauwkeurige apparatuur en gereedschappen te gebruiken, rationele en geschikte maatmethoden en goede procescontroles toe te passen, en strikte kwaliteitscontrolemaatregelen af ​​te dwingen in combinatie met hoogwaardige grondstoffen. Door de arbeidsproductiviteit te verbeteren, kunnen fabrikanten lagere verwerkingskosten en een hogere productie realiseren, waardoor ze scherper geprijsde producten kunnen aanbieden om aan de voortdurend groeiende marktvraag te voldoen.

Als u meer informatie nodig heeft,Ningbo Fangli Technologie Co., Ltd.heet u welkom om contact op te nemen voor een gedetailleerd onderzoek, wij zullen u voorzien van professionele technische begeleiding of suggesties voor de aanschaf van apparatuur.