Technická diskuse o vysokorychlostní lince pro vytlačování trubek PE-RT

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.je avýrobce mechanického zařízenís více než 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“.

I. Přehled

Polyetylen se zvýšenou teplotní odolností (zkráceně PE-RT) je nový typ plastového potrubního materiálu. Vzhledem ke své vynikající dlouhodobé hydrostatické pevnosti, teplotní odolnosti, flexibilitě zpracování, dlouhé životnosti, tepelné tavitelnosti a recyklovatelnosti ve srovnání s tradičními PE trubkami se trubky PE-RT staly základem při budování teplovodních systémů a systémů podlahového vytápění. Zejména jejich podíl na trhu v potrubních systémech podlahového vytápění neustále roste. Aby výrobci vyhověli požadavkům rychlého růstu trhu, přijímají metody ke zvýšení produktivity práce, konkrétně zvýšením rychlosti výrobní linky vytlačovacího zařízení, aby se zvýšila produkce za jednotku času. Vysokorychlostní výrobní linky obvykle pracují rychlostí více než dvojnásobnou oproti konvenčním linkám (5–6 m/min). Zejména větším výrobcům trubek umožňuje snížení počtu jednotek zařízení efektivnější využití prostoru závodu a snížení mzdových nákladů. Méně zařízení také usnadňuje řízení procesu, což je zásadní pro zajištění stálé a jednotné kvality potrubí. Vysokorychlostní výrobní linky navíc při vysokých provozních rychlostech spotřebovávají podstatně méně skutečného výkonu než konvenční linky, čímž nabízejí vyšší energetickou účinnost. Zdvojnásobení efektivity na jednotlivé stroje umožňuje výrobcům trubek pružně reagovat na neustále se měnící požadavky trhu, vyřizovat objednávky zákazníků v co nejkratším čase, snižovat zásoby hotového zboží a urychlovat obrat kapitálu. Tento článek pojednává o tom, jak dosáhnout vysokorychlostní výroby trubek podlahového vytápění PE-RT pomocí technické kontroly procesu, a tím zlepšit efektivitu výroby, aby uspokojila rostoucí poptávku trhu.

II. Řízení procesu

Průběh procesu:

Surovinové pelety → Sušení →Extruderohřev → PE-RT matrice pro specifické trubky → Vakuové dimenzování → Chlazení a tvarování → Tisk trubek → Vysokorychlostníodtahová jednotka → Beztřísková řezačka→ Navíjecí jednotka → Vizuální kontrola a kontrola rozměrů → Jednoduché balení → Tlaková zkouška → Balení po kvalifikaci → Skladování

Materiály použité pro trubky PE-RT zahrnují DOWLEX 2344/2388E od Dow Chemical (USA), YUCLAIR DX800 a DX900 od SK Corporation (Jižní Korea), SP980 od LG Chem, XP 9000 od Daelim Industrial ect. Při vysokorychlostní extruzi se parametry zpracování výrazně liší v závislosti na použité surovině. Důležitou zárukou pro zajištění kvality a životnosti vysokorychlostně vyráběných PE-RT trubek je proto také přísná kontrola kvality suroviny.

U surovin PE-RT je nejvyššího výkonu dosaženo v rozmezí teplot zpracování 180–210 °C. Při vysokorychlostním vytlačování, pokud je teplota příliš nízká, může dojít ke špatné plastifikaci, což má za následek matný, nelesklý povrch trubky nebo lom taveniny. Pokud je teplota příliš vysoká, extrudovaný předlisek příliš změkne a povrch trubky má tendenci vytvářet jemné zvlnění. Kolísání teploty by proto mělo být řízeno v rozmezí přibližně ±5 °C. Větší odchylky mohou způsobit změny v tloušťce stěny potrubí a výkonu.

III.Zařízení pro vytlačování trubek PE-RT

Vzhledem k tomu, že trubky podlahového vytápění jsou dodávány ve svitcích (typicky 200–300 metrů na svitek), odchylky ve středních částech potrubí nejsou snadno zjistitelné, což může představovat riziko kvality. Výroba trubek PE-RT vyžaduje, aby vynikající vlastnosti suroviny byly „replikovány“ na hotovou trubku a zároveň bylo dosaženo kontinuálního a vysokorychlostního vytlačování pro výrobu vysoce kvalitních produktů s příznivou ekonomickou návratností. To vyžaduje pokročilé vybavení a vysoce přesné kontrolní přístroje. Proto je konstrukce hlavního extrudéru kriticky důležitá; jinak bude obtížné dosáhnout jak výstupu, tak kvality. Výrobní linka typicky využívá šnekový extrudér Φ65, schopný dosahovat výkonu až 250 kg/h a stabilních výrobních rychlostí 15–25 m/min nebo více. Výše uvedený návrh si klade za cíl optimálně integrovat každý proces z technického i ekonomického hlediska pro dosažení nejlepšího výkonu a hospodárnosti. Vzhledem k relativně vysoké viskozitě taveniny PE-RT je extrudér navržen s vysokým točivým momentem, importovanými axiálními ložisky a ozubenými koly vyrobenými ze speciálních slitin se speciálním tepelným zpracováním pro snížení hluku a tepelných ztrát. Vytlačovací operace jsou řízeny pokročilými řídicími systémy, které zajišťují stabilní, bezpečné a vysokorychlostní vytlačování PE-RT.

Pokud nejsou během zpracování PE-RT trubky správně řízeny fáze tavení taveniny, formování baňky a chlazení/dimenzování, mechanické vlastnosti trubky se mohou zhoršit v důsledku degradace materiálu, orientace molekulárního řetězce nebo krystalizace během chlazení. Plastifikace suroviny a chlazení/dimenzování předlisku jsou klíčovými faktory při kontrole kvality vytlačování. U vytlačovacího zařízení by měly být splněny následující body:

1.  Přijměte nízké teploty tavení, abyste minimalizovali degradaci materiálu během tavení a plastifikace.

2.  Zajistěte vynikající a jednotné vlastnosti taveniny a zabraňte podélné orientaci řetězců polymerních molekul během tvorby předlisku.

3.  Dosáhněte rovnoměrného chlazení, abyste snížili vnitřní pnutí v potrubí.

IV. Konstrukce šroubu a hlavně

Na základě vlastností surovin PE-RT vyžaduje šroub relativně velký poměr délky k průměru (L/D), typicky navržený na 33:1. Konstrukce šneku má dvoustupňovou konstrukci šneku s míchacími prvky zabudovanými jak uprostřed, tak na předním konci šneku, aby se zabránilo nadměrnému smyku materiálu. Přívodní část hlavně využívá nezávislou konstrukci pouzdra s cirkulací chladicího média a vnitřním axiálním drážkováním. Tato konstrukční řešení pomáhají zlepšit efektivitu dopravy podávací sekce. Materiály šroubu a hlavně jsou vyrobeny z vysoce kvalitních slitin se specializovanými povrchovými úpravami. Hlaveň a šroub musí být vyrobeny s velmi vysokou přesností. Pokud je přesnost nedostatečná, na základě principu ekvivalence času a teploty, jakýkoli stagnující materiál ulpívající na nehladkých površích bude v průběhu času účinně vystaven dlouhodobému působení vysoké teploty, což může vést k degradaci nebo rozkladným produktům. Nepřetržitá výroba po delší dobu pak může mít za následek přerušované černé skvrny na povrchu potrubí, které nepříznivě ovlivňují kvalitu produktu.

V. Provedení závitořezné hlavy specifické pro PE-RT

Konvenční vytlačovací hlavy trubek, jako jsou zápustky typu pavouk (s trnem), mají potíže s zaručením výroby trubek PE-RT kvůli defektům svaru v toku taveniny. V současné době jsou spirálové závitořezné hlavy převážně používány jak v tuzemsku, tak i v zahraničí, s poměrem tažení obvykle mezi 1,3 a 1,6. Hladkost povrchu hubice a trnu přímo ovlivňuje vzhled povrchu trubky. Problémy, jako je výstup a nestabilita kvality, mohou vést k poškrábání, falešným trhlinám způsobeným vodním chlazením nebo hromadění taveniny na povrchu potrubí. Při dlouhodobém vysokoteplotním a vysokotlakém provozu se tyto povrchové nedokonalosti mohou stát iniciačními body pro prasknutí, čímž se zkracuje životnost produktu.

V praxi byla vyvinuta konstrukce závitořezné hlavy vhodnější pro vytlačování PE-RT, označovaná jako závitořezná hlava specifická pro PE-RT. Když proud taveniny z extruderu vstupuje do vytlačovací hlavy, nejprve prochází hvězdicovým děličem proudu, rozděluje se na více proudů, které se pak znovu spojují a procházejí spirálovým rozdělovačem, aby vytvořily prstencový trubkový tok taveniny. Tento tok pak prochází prstencovým filtračním zařízením, po rekombinaci prochází postupným stlačováním a nakonec vstupuje do formovacího kanálu složeného z trnu a hubice, který má být vytlačován jako předlisek. Vícenásobným štěpením a rekombinací dosahuje tavenina vysokého stupně homogenní plastifikace. Praktické zkušenosti ukázaly, že tato závitořezná hlava umožňuje "nízkoteplotní, nízkotlaké" vytlačování obhajované pro PE-RT pokročilými mezinárodními výrobními linkami a její konstrukce přirozeně zabraňuje degradaci materiálu v důsledku nadměrného smyku, takže je zvláště vhodná pro vysokorychlostní výrobu.

VI. Vysoce účinný systém dimenzování a chlazení

Základní konfigurace aLinka na výrobu trubek PE-RTje podobný jako u obecných polyolefinových potrubí, s primárním rozdílem ve struktuře chladicí a dimenzační části.

Kvůli vysoké viskozitě taveniny PE-RT je před kalibrační objímku obvykle instalován předchlazovací kroužek, aby se usnadnil hladký vstup baňky. Navíc, protože PE-RT má vysokou entalpii, lze k urychlení chlazení použít kombinovanou chladicí a dimenzovací jednotku objímkového a kotoučového typu. Struktura, přesnost obrábění a způsob chlazení dimenzovacího pouzdra jsou rozhodující pro kvalitu zpracování PE-RT trubek. Dimenzovací objímka s vodním kroužkem kotoučového typu (kde chladicí voda cirkuluje kolem dimenzovací objímky bez přímého kontaktu s trubkou) umožňuje krátkodobě rychlou výrobu tenkostěnných trubek (studená voda). Protože však materiál vstupuje do kalibrační objímky při relativně vysoké teplotě a s vysokou viskozitou, může dlouhodobé používání běžného dimenzovacího pouzdra typu vodního filmu vést k postupnému zdrsnění vnějšího povrchu trubky nebo dokonce k prasknutí trubky. Proto se pro výrobu trubek PE-RT doporučuje dimenzační manžeta diskového typu s vodní clonou. Tato konstrukce zajišťuje předchlazení trubky před jejím vstupem do kalibrační objímky a také zabraňuje přilnutí materiálu a zablokování na vstupu kalibrační objímky. Vzhledem k relativně vysoké entalpii materiálu PE-RT, zejména při výrobě vysokorychlostních trubek, je pro dosažení vyšších rychlostí vytlačování zapotřebí delší celková délka chlazení. Celková délka chlazení výrobní linky obvykle přesahuje 23 metrů, přičemž zahrnuje jednu vakuovou dimenzovací nádrž a dva žlaby chladicí vody. Tato konfigurace chladicí délky je navržena tak, aby poskytovala dostatečnou chladicí kapacitu pro výrobu trubky 20 x 2,0 mm při lineárních rychlostech přesahujících 15 m/min.

VII. Závěr

Aby byl zajištěn jak výstup, tak kvalita při vysokorychlostní výrobě PE-RT trubek, je nezbytné používat pokročilé, vysoce přesné vybavení a nástroje, přijmout racionální a vhodné metody dimenzování a řádné kontroly procesu a prosazovat přísná opatření kontroly kvality ve spojení s vysoce kvalitními surovinami. Zlepšením produktivity práce mohou výrobci dosáhnout nižších nákladů na zpracování a vyššího výkonu, a tak nabízet produkty za konkurenceschopnější ceny, aby uspokojili neustále se rozšiřující poptávku na trhu.

Pokud potřebujete další informace,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.vítáme vás, abyste se obrátili na podrobný dotaz, poskytneme vám profesionální technické vedení nebo návrhy na nákup vybavení.