Trubky s velkou tloušťkou a velkým průměrem: jak se vyhnout průhybu při vytlačování potrubí

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.je avýrobce mechanického zařízenís téměř 30letými zkušenostmizařízení na vytlačování plastových trubek, nová ochrana životního prostředí a nové materiálové vybavení. Od svého založení byl Fangli vyvíjen na základě požadavků uživatelů. Prostřednictvím neustálého zlepšování, nezávislého výzkumu a vývoje na základní technologii a trávení a vstřebávání pokročilé technologie a dalších prostředků jsme se vyvinuliLinka na vytlačování PVC trubek, Linka na vytlačování trubek PP-R, PE vodovodní / vytlačovací linka plynového potrubí, která byla čínským ministerstvem výstavby doporučena nahradit dovážené produkty. Získali jsme titul „Prvotřídní značka v provincii Zhejiang“.

Zvýšené používání trubek s velkým průměrem, od 630 mm do 1 200 mm, v různých aplikacích podnítilo vývoj materiálů PE100 vhodných pro trubky velkého průměru, aby se zabránilo problémům při vytlačování, jako je průvěs.

Zachování rozměrů v rámci specifikacíje problematická pro vytlačování velkoprůměrových silnostěnných HDPE trubek (> 75mm stěna)kvůli průhybuzpůsobené nedostatečnou pevností taveniny pryskyřice.

Jak se průměr HDPE trubky během vytlačování zvětšuje:

·Tloušťka se zvětšuje;

·Trubka účinně neochlazuje zevnitř a uvnitř jádra;

· Lineární rychlost klesá.

Výroba trubek s velkým průměrem trvá obvykle 3,3 hodiny a mohou mít různé segmenty:

·Různá krystalinita;

·Různá tloušťka;

· Rozdílný obsah vlhkosti atd.

Vývoj krystalinity:

Ve většině procesů vytlačování HDPE probíhá 60 % až 80 % krystalizace během chladící fáze zpracování a až 90 % probíhá během týdne od zpracování. Zbývající krystalizace může v závislosti na okolní teplotě trvat měsíce. Krystalizace však pokračuje, dokud není dosaženo stabilní krystalové struktury.

Problém průhybu při vytlačování potrubí:

U tlustostěnných trubek zůstává vnitřek stěny roztavený po dlouhou dobu, což způsobuje tok taveniny směrem dolů nazývaný průhyb.

Průhyb při vytlačování trubky může způsobit vážnou nerovnoměrnost tloušťky stěny trubky, zvyšuje oválnost a vyrovnává soustřednost trubky a vytváří plýtvání materiálem na dně trubky, což zvyšuje dodatečné výrobní náklady a způsobuje neoptimální kvalitu finálního produktu.

K průhybu dochází vždy při výrobě tlustostěnných trubek s velkým průměrem a je to proudění materiálu od horní části trubky ke spodní části před jejím zmrznutím chladicí vodou.

Existují dva způsoby, jak pomoci eliminovat průhyb při vytlačování potrubí:

a) Přesazením mezery matrice – to však vyžaduje čas a vždy vede k použití dalšího materiálu a změnám tloušťky. Odsazení matrice také pomáhá zabránit velké tloušťce stěny na dně.

b) Použitím HDPE materiálu s nízkou stékavostí a optimalizací procesu chlazení. Má se za to, že bimodální polyethylenová kompozice s vysokou viskozitou při nízkém smykovém napětí zlepšuje chování polymerní taveniny prohýbání. Trubka je vytlačována přes prstencovou formu a chlazena na vnitřním i vnějším povrchu.

Vyrovnání mezery matrice:

Obvyklým způsobem, jak snížit průhyb v procesech vytlačování trubek, je ruční nastavení excentricity formy, dokud není dosaženo přijatelného profilu tloušťky stěny. Tento zdlouhavý postup pokus-omyl může trvat až několik pokusů o získání správného profilu. Aby se minimalizovalo úsilí a kompenzoval účinek průhybu, je mezera matrice nastavena před zahájením vytlačování takovým způsobem, že mezera matrice je více nahoře a méně dole na matrici.

Můžeme použít ultrazvukový inline přístroj na měření tloušťky se čtyřmi polohami v úhlu 90° vůči sobě a zobrazit na obrazovce změny tloušťky. Alternativně lze k měření tloušťky potrubí na různých místech potrubí použít přenosné zařízení. Jakmile budeme mít znalosti o změnách tloušťky, můžeme je doladit adekvátní změnou teploty segmentového ohřívače, abychom řídili tloušťku a šetřili plýtvání a také zlepšili kvalitu.

Co je HDPE s nízkým průhybem?

Moderní „low-sage“ pryskyřice umožňují vyrábět trubky s většími průměry a silnějšími stěnami než dříve. Existuje potřeba speciálních polyethylenových kompozic, které vykazují zlepšenou rovnováhu mezi chováním při nízkém průhybu a zpracovatelností, pro podporu tlakových trubek velkého průměru (až 1200 mm) s tloušťkou stěny 100 mm, které lze vytlačovat pomocí stávajících linek a standardních úprav závitořezných hlav. Kompozice by také měla vykazovat dobrou rovnováhu mechanických vlastností a odolnosti vůči tlaku, aby splňovala požadavky PE100. (Backman, M & Lind, C. 2001).

Vzhledem k velké tloušťce stěny a pomalému procesu chlazení řízenému tepelnou vodivostí PE je nanejvýš důležité, aby měl HDPE v roztaveném stavu dostatečnou pevnost taveniny, aby se zabránilo prohýbání materiálu ke dnu trubky.

Byly učiněny pokusy toho dosáhnout molekulárním designem HDPE, který vyvažuje vysokou pevnost taveniny s dobrou zpracovatelností a propustností.

Je známo, že použití hexenu jako komonomeru v pryskyřici PE100 speciálně vyvinuté pro trubky o velmi velkém průměru poskytuje následující výhody:

·Lepší odolnost proti pomalému růstu trhlin;

·Lepší odolnost proti rychlému šíření trhlin;

·Vynikající pevnost taveniny (nízký průhyb).

BorSafe HE3490-ELS-H, PE100, je materiál, ve kterém byla distribuce molekulové hmotnosti upravena tak, aby se zvýšila viskozita při nízkých smykových rychlostech, což snižuje průhyb při procesech vytlačování trubek a zároveň umožňuje použití stejného materiálu pro trubky s menším průměrem. Jedná se o bimodální, vysokohustotní polyetylenový materiál MRS 10 speciálně navržený pro zjednodušení výroby silnostěnných, velkoprůměrových HDPE trubek (nad 80 mm tloušťky) díky své výjimečné odolnosti vůči průhybu a vynikající pevnosti taveniny. Četné zkoušky prokázaly v průměru až 7% úsporu materiálu a lepší rozměrovou kontrolu ve srovnání se standardním PE100 při výrobě trubek s tloušťkou stěny větší než 80 mm, nezávisle na vnějším průměru trubky. Například byly provedeny zkoušky pro trubku 1 200 mm x SDR 11 se standardním materiálem s nízkým průhybem a materiálem s velmi nízkým průhybem. Zkouška jasně ukázala mnohem lepší rozložení tloušťky stěny dosažené s materiálem s extra nízkým průhybem. (Abdullah Saber & Hussein Basha, 2021).

Navíc použitím správného nářadí a materiálu s nízkým průhybem lze hodnotu nadváhy udržet na nízké úrovni, což vede ke snížení surovin a následně ke snížení výrobních nákladů. Normálně by se všichni výrobci trubek měli snažit pracovat do 30 % tolerance tloušťky. A to ze dvou důvodů: mít vysokou úroveň kvality, ale především snížit výrobní náklady. Cílem je mít nadváhu 3–3,5 %.

Pokud potřebujete více informací, Ningbo Fangli Technology Co., Ltd. vás vítá, abyste se obrátili na podrobný dotaz, poskytneme vám profesionální technické pokyny nebo návrhy na nákup vybavení.