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如何控制冷拔管质量与品质


【管道知识】如何控制管材质量与品质


实壁管工艺控制的几个要点 

1)原料干燥

使用黑色原料或批号不同的原料时,必须烘干后才能使用,以避免因挤出量的波动和负载的波动,造成管材的壁厚波动。脱湿干燥机的原理是将热风中的水分经过分子筛置换后,再用干燥风吹走原料中的水分,利用这种方法可以将原料中的水分降至0.01%以下,干燥温度一般在80100℃,干燥时间一般在23h,性能稳定的干燥机可以将干燥风的露点降至-30℃以下。对于管材需求方来说,管材生产厂家的干燥设备装备水平是判别能否生产出质量稳定的管材的重要因素。


2)重力计量系统和在线壁厚测量装置

重力计量系统和在线壁厚测量装置对生产大口径厚壁管材具有重要意义。通过重力计量系统和在线壁厚测量装置可以在管材出真空槽后及时进行测量和调整。


重力计量系统主要是通过电子秤控制落料量来控制每米的单重,控制信号主要来源于螺杆转速和牵引速度,也可以在二者之间进行切换;建议通过控制螺杆转速来控制落料量,在生产厚壁管材时,会避免信号失真造成的系统误差。重力计量系统的控制精度可以达到0.2%


德国INOEX的超声波测量装置能够实现100%壁厚测量和缺陷检测,但测量的管材外径有限且较易受环境的影响。一方面,调整好壁厚偏差可以大大降低由于原料不稳定而生产壁厚不均匀产品的概率;另一方面,可使厂家在标准的范围内尽量节省原料。


注意;我们一般还会使用手持超声波测厚仪进行在线监测。


3)工艺温度的选择

首先应该注意进入挤出机的料温。由于挤出机的设计越来越多地考虑产量因素,大量使用带有沟槽的强制进料段,这就要求进入挤出机的料温不要太高。根据生产经验,如果料温为80℃,设备达到同样的负载,产量要下降10%左右。建议在不影响产量的前提下,进入挤出机的料温能够降到50℃以下。机筒和模头的工艺温度必须能够连续、准确;这就要求控制系统具有精确的控制能力和较强的稳定性。


机筒和模头的加热通常是通过控制面板设定加热程序进行控制。加热一般分为两个阶段,第一阶段仅给模头加热,将温度升至160℃恒温t1时间;第二阶段再将机筒和模头同时加热:模头温度直接升至工艺温度并恒温t1时间;而机筒需要先加热到160℃,恒温约t2时间后再加热到工艺温度并恒温t2时间。鉴于加热时间不论长或短均会导致开机废品的增加,时间长会导致表面出现糊料,时间短会导致塑化不好;建议管材生产厂家根据实际生产情况制定工艺规程,对预热和恒温时间进行规范。


4)经济产量的设定

考虑到设备的综合输出能力以及管材产量之间的矛盾,为延长设备的使用寿命,建议经济产量设定为最高产量的70%80%;在生产缩径比较大、壁薄以及靠近设备能力下限的产品时,建议经济产量为最高产量的50%60%


5)表观尺寸的控制

管材的表观尺寸主要包括壁厚、平均外径、长度和不圆度四个指标。根据国家标准提供的数据,可以用下列公式估算聚乙烯压力管材的外径偏差和壁厚偏差。燃气管最大平均外径demmax=dn×1.006;水管最大平均外径demmax=dn×1.009;燃气管及水管的最大壁厚eymax=en×1.12;管材单重估算公式M=ρ×π×e×(d-e)。生产时将壁厚、外径控制在下限和将壁厚、外径控制在上限,燃气管材的每米单重相差可达10%左右,水管的每米单重相差高达近20%


一方面,在标准允许的范围内,管材生产厂家可以有较大的空间在产品的质量和生产成本之间寻求一种平衡,以期既能满足质量要求又能降低成本,这也就是为什么一些厂家在考虑工艺损耗后原料利用率又能超过100%的原因;但另一方面,也为生产厂家出了个难题,在保证质量的前提下,到底按什么范围进行生产才合适呢?按照标准的要求,管材尺寸的测量要在生产出管材24h后进行,且要求测试温度为(23±2)℃;但在实际生产中,厚壁管材的下线温度甚至能达到80℃,导致外径和长度等指标的测量失真,管材质量问题不能及时得到反馈,大量的废品会随之产生。


6)口模和定径套的匹配

A.克劳斯玛菲生产线,口模最好按照管材直径一一对应,但我们在生产实践为了解决一些原料加工问题,如中沙049原料在直径160~250经常出现的鱼鳞状斑点会适当选用上一个直径的模头。原则上不会使用小一个规格的口模。


B.定径套的选择,欧洲设备厂家一般都配有SDR11以及SDR17两种规格定径套。如生产其他规格,我们一般用偏大的规格,如SDR13.6,选用SDR11SDR21 SDR26选用SDR17。使用偏大的定径套一般会造成外径变小。反之会造成外径超大。在生产SDR26选用SDR17时,还会造成壁厚随机波动。(也可能是模具原因)


7)口模间隙的调整

理论上讲,为获得壁厚均匀的管材,要求芯模、口模和定径套的中心在同一条直线上且口模间隙应该调整得均匀、一致。但在生产实践中,外径315mm以上的管材,尤其是生产厚壁管材时,熔体粘度难以支撑重力的作用,会出现熔体流垂现象,导致管材的上、下壁厚不均。所以,管材生产厂家通常要通过调节口模压板螺栓来调整口模间隙,口模上间隙通常要大于下间隙。


8)壁厚偏差的调整

壁厚偏差的调整主要通过手动方式进行。这需要生产人员具有一定的经验。包括调整口模间隙及定径套。

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