لوله های با ضخامت بالا و قطر زیاد: نحوه جلوگیری از افتادگی در اکستروژن لوله

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.یک استسازنده تجهیزات مکانیکیبا نزدیک به 30 سال تجربه ازتجهیزات اکستروژن لوله پلاستیکی, حفاظت از محیط زیست جدید و تجهیزات جدید مواد. از زمان تأسیس Fangli بر اساس خواسته های کاربر توسعه یافته است. از طریق بهبود مستمر، تحقیق و توسعه مستقل در زمینه فناوری اصلی و هضم و جذب فناوری پیشرفته و سایر ابزارها، ما توسعه داده ایم.خط اکستروژن لوله پی وی سی, خط اکستروژن لوله PP-R, Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.که توسط وزارت ساختمان چین برای جایگزینی محصولات وارداتی توصیه شده بود. ما عنوان "برند درجه یک در استان ژجیانگ" را به دست آورده ایم.

افزایش استفاده از لوله‌های با قطر بزرگ، از 630 میلی‌متر به 1200 میلی‌متر، در کاربردهای مختلف، توسعه مواد PE100 مناسب برای لوله‌های با قطر بزرگ را تشویق کرده است تا از بروز مشکلاتی در حین اکستروژن، مانند افتادگی، جلوگیری کند.

حفظ ابعاد در داخل مشخصات برای اکستروژن لوله های HDPE با دیواره ضخیم با قطر بزرگ (دیواره 75 میلی متری) به دلیل افتادگی ناشی از استحکام مذاب ناکافی رزین مشکل ساز است.

با افزایش قطر لوله HDPE در حین اکستروژن:

· ضخامت افزایش می یابد.

· لوله به طور موثر از داخل و درون هسته خنک نمی شود.

· سرعت خطی کاهش می یابد.

لوله های با قطر بزرگ معمولاً 3.3 ساعت طول می کشد تا تولید شوند و ممکن است بخش های مختلفی داشته باشند:

· تبلور متفاوت.

· ضخامت های مختلف.

· میزان رطوبت مختلف و غیره

توسعه بلورینگی:

در اکثر فرآیندهای اکستروژن HDPE، 60% تا 80% از تبلور در مرحله خنک‌سازی پردازش و تا 90% در طی یک هفته پس از پردازش رخ می‌دهد. بسته به دمای محیط، تبلور باقی مانده ممکن است ماه ها طول بکشد. با این حال، تبلور تا زمانی که یک ساختار بلوری پایدار به دست آید ادامه می یابد.

مشکل افتادگی در اکستروژن لوله:

برای لوله های با دیواره ضخیم، داخل دیوار برای مدت طولانی مذاب باقی می ماند و باعث ایجاد جریان مذاب رو به پایین می شود که به آن افتادگی می گویند.

افتادگی در اکستروژن لوله می تواند باعث عدم یکنواختی جدی در ضخامت دیواره لوله، افزایش بیضی و کاهش تمرکز لوله و ایجاد اتلاف مواد در ته لوله، افزایش هزینه های اضافی تولید و باعث عدم کیفیت محصول نهایی بهینه شود.

افتادگی همیشه با تولید لوله های با دیواره ضخیم با قطر زیاد اتفاق می افتد و جریان مواد از بالا به پایین لوله قبل از یخ زدن توسط آب خنک کننده است.

دو راه برای کمک به از بین بردن افتادگی در اکستروژن لوله وجود دارد:

الف) با جبران شکاف قالب - اما این زمان می برد و همیشه منجر به استفاده از مواد اضافی و تغییر ضخامت می شود. تنظیم قالب همچنین به جلوگیری از ضخامت بالای دیواره در پایین کمک می کند.

ب) با استفاده از مواد HDPE کم افت و بهینه سازی فرآیند خنک سازی. اعتقاد بر این است که یک ترکیب پلی اتیلن دووجهی با ویسکوزیته بالا در تنش برشی کم، رفتار افتادگی مذاب پلیمری را بهبود می بخشد. لوله از طریق قالب حلقه ای اکسترود می شود و در هر دو سطح داخلی و خارجی خنک می شود.

جبران شکاف قالب:

روش مرسوم برای کاهش افتادگی در فرآیندهای اکستروژن لوله، تنظیم دستی خروج از مرکز قالب است تا زمانی که پروفایل ضخامت دیواره قابل قبولی به دست آید. این روش خسته کننده آزمون و خطا می تواند تا چندین تلاش برای به دست آوردن نمایه مناسب طول بکشد. برای به حداقل رساندن تلاش و جبران اثر افتادگی، شکاف قالب قبل از شروع اکستروژن به گونه ای تنظیم می شود که شکاف قالب بیشتر در بالا و کمتر در پایین قالب باشد.

ما می‌توانیم از یک ابزار اندازه‌گیری ضخامت خطی اولتراسونیک با چهار مکان در 90 درجه نسبت به یکدیگر استفاده کنیم و تغییرات ضخامت را روی صفحه نمایش دهیم. روش دیگر، تجهیزات قابل حمل ممکن است برای اندازه‌گیری ضخامت خطی در مکان‌های مختلف لوله مورد استفاده قرار گیرد. هنگامی که از تغییرات ضخامت آگاهی داشتیم، می‌توانیم آن را با تغییر دمای بخاری تقسیم‌بندی شده به اندازه کافی تنظیم کنیم، تا ضخامت را کنترل کنیم و از هدر رفت و همچنین بهبود کیفیت را بهبود دهیم.

HDPE کم افتادگی چیست؟

رزین های مدرن "کم افتادگی" امکان تولید لوله هایی با قطر بیشتر و دیواره های ضخیم تر از قبل را فراهم می کند. برای پشتیبانی از لوله‌های فشار با قطر بزرگ (تا 1200 میلی‌متر) با ضخامت دیواره 100 میلی‌متر، که می‌توان با خطوط موجود و تنظیمات استاندارد سر قالب‌ها، اکسترود کرد، به ترکیب‌های پلی‌اتیلن ویژه‌ای نیاز است که تعادل بهبود یافته‌ای از رفتار افتادگی کم و قابلیت پردازش را نشان می‌دهد. این ترکیب همچنین باید تعادل خوبی از خواص مکانیکی و مقاومت فشار را برای برآوردن نیازهای PE100 نشان دهد. (Backman, M & Lind, C. 2001).

با توجه به ضخامت دیواره بالا و فرآیند خنک کنندگی کند که توسط هدایت حرارتی پلی اتیلن کنترل می شود، بسیار مهم است که HDPE در حالت مذاب دارای استحکام مذاب کافی برای جلوگیری از افتادگی مواد به پایین لوله باشد.

تلاش‌هایی برای دستیابی به این هدف با طراحی مولکولی HDPE صورت گرفته است که استحکام مذاب بالا را با قابلیت پردازش و توان عملیاتی خوب متعادل می‌کند.

استفاده از هگزن به عنوان کومونومر در رزین PE100 که به طور خاص برای لوله های با قطر بسیار بزرگ ساخته شده است، مزایای زیر را ارائه می دهد:

· مقاومت در برابر رشد آهسته ترک بهتر.

· مقاومت بهتر در برابر انتشار سریع ترک.

· استحکام مذاب برتر (افت کم).

BorSafe HE3490-ELS-H، PE100، ماده‌ای است که در آن توزیع وزن مولکولی برای افزایش ویسکوزیته در نرخ‌های برشی پایین تنظیم شده است، که باعث کاهش افتادگی در فرآیندهای اکستروژن لوله می‌شود، در حالی که اجازه می‌دهد از همان ماده برای لوله‌های با قطر کمتر استفاده شود. این یک ماده پلی اتیلن MRS 10 دو وجهی و با چگالی بالا است که به‌ویژه برای ساده‌سازی تولید لوله‌های HDPE با دیواره ضخیم و قطر بزرگ (ضخامت بالای 80 میلی‌متر) از طریق مقاومت استثنایی آن در برابر افتادگی و استحکام مذاب عالی طراحی شده است. آزمایش‌های متعدد نشان داده‌اند که در تولید لوله‌هایی با ضخامت دیواره بیش از 80 میلی‌متر، مستقل از قطر بیرونی لوله، به طور متوسط ​​تا 7 درصد صرفه‌جویی در مواد و کنترل ابعادی بهتر در مقایسه با استاندارد PE100 انجام می‌شود. به عنوان مثال، آزمایش‌هایی برای لوله 1200mm x SDR 11 با مواد استاندارد کم‌افتادگی و مواد بسیار کم افتادگی انجام شد. کارآزمایی به وضوح توزیع ضخامت دیواره بسیار بهتری را نشان داد که با مواد کم افتادگی به دست آمد. (عبدالله صابر و حسین باشا، 2021).

علاوه بر این، با استفاده از ابزار مناسب و مواد کم‌افتاده، می‌توان ارزش اضافه وزن را پایین نگه داشت که منجر به کاهش مواد اولیه و در نتیجه کاهش هزینه‌های تولید می‌شود. به طور معمول، همه تولید کنندگان لوله باید سعی کنند تا 30٪ تحمل ضخامت را انجام دهند. این به دو دلیل است: داشتن سطح کیفی بالا اما مهمتر از همه کاهش هزینه های تولید. هدف این است که اضافه وزن 3-3.5٪ داشته باشید.

اگر به اطلاعات بیشتری نیاز دارید،Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.از تماس شما برای پرس و جوی دقیق استقبال می کند، ما راهنمایی های فنی حرفه ای یا پیشنهادات خرید تجهیزات را به شما ارائه می دهیم.