بحث فنی در مورد خط اکستروژن لوله PE-RT با سرعت بالا

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.یک استسازنده تجهیزات مکانیکیبا بیش از 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, تامین آب پلی اتیلن / خط اکستروژن لوله گازکه توسط وزارت ساختمان چین برای جایگزینی محصولات وارداتی توصیه شده بود. ما عنوان "برند درجه یک در استان ژجیانگ" را به دست آورده ایم.

I. نمای کلی

پلی اتیلن مقاومت در برابر دمای بالا (به اختصار PE-RT) نوع جدیدی از مواد لوله کشی پلاستیکی است. لوله‌های PE-RT به دلیل استحکام طولانی‌مدت هیدرواستاتیک، مقاومت در برابر دما، انعطاف‌پذیری پردازش، عمر طولانی، قابلیت همجوشی حرارتی و قابلیت بازیافت در مقایسه با لوله‌های پلی‌اتیلن سنتی، به یکی از پایه‌های اصلی در ساخت سیستم‌های آب گرم و سیستم‌های گرمایش کف تبدیل شده‌اند. به طور خاص، سهم بازار آنها در سیستم های لوله کشی گرمایش از کف به طور پیوسته در حال افزایش است. برای برآوردن نیازهای رشد سریع بازار، تولیدکنندگان روش‌هایی را برای افزایش بهره‌وری نیروی کار اتخاذ می‌کنند، یعنی با افزایش سرعت خط تولید تجهیزات اکستروژن برای افزایش تولید در واحد زمان. خطوط تولید پرسرعت معمولاً با سرعتی بیش از دو برابر خطوط معمولی (5 تا 6 متر در دقیقه) کار می کنند. به ویژه برای تولید کنندگان لوله های بزرگتر، کاهش تعداد واحدهای تجهیزات امکان استفاده کارآمدتر از فضای کارخانه و کاهش هزینه های نیروی کار را فراهم می کند. واحدهای تجهیزات کمتر نیز کنترل فرآیند آسان‌تر را تسهیل می‌کنند، که برای اطمینان از کیفیت لوله ثابت و یکنواخت بسیار مهم است. علاوه بر این، خطوط تولید با سرعت بالا نسبت به خطوط معمولی در سرعت‌های عملیاتی بالا، انرژی واقعی کمتری مصرف می‌کنند، بنابراین بازده انرژی بیشتری را ارائه می‌دهند. دوبرابر شدن راندمان در هر دستگاه به تولیدکنندگان لوله امکان می دهد تا به تقاضاهای در حال تغییر بازار به طور انعطاف پذیر پاسخ دهند، سفارشات مشتری را در کوتاه ترین زمان ممکن تکمیل کنند، موجودی کالاهای نهایی را کاهش دهند و گردش سرمایه را تسریع کنند. این مقاله چگونگی دستیابی به تولید پرسرعت لوله‌های گرمایش کف PE-RT را از طریق کنترل فرآیند فنی مورد بحث قرار می‌دهد و در نتیجه کارایی تولید را برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد بازار بهبود می‌بخشد.

II. کنترل فرآیند

جریان فرآیند:

گلوله مواد اولیه → خشک کردن →اکسترودرگرمایش → قالب مخصوص لوله PE-RT → اندازه گیری خلاء → خنک کننده و شکل دهی → چاپ لوله → سرعت بالاواحد حمل و نقل → برش چیپسی← واحد برداشت ← بازرسی بصری و بررسی ابعاد ← بسته بندی ساده ← تست فشار ← بسته بندی بر اساس صلاحیت ← انبارداری

مواد مورد استفاده برای لوله های PE-RT شامل DOWLEX 2344/2388E از Dow Chemical (ایالات متحده آمریکا)، YUCLAIR DX800 و DX900 از SK Corporation (کره جنوبی)، SP980 از LG Chem، XP 9000 از Daelim Industrial و غیره است. در اکستروژن با سرعت بالا، پارامترهای پردازش بسته به ماده خام مورد استفاده به طور قابل توجهی متفاوت است. بنابراین، کنترل دقیق کیفیت مواد اولیه نیز تضمین مهمی برای اطمینان از کیفیت و عمر مفید لوله های PE-RT تولید شده با سرعت بالا است.

برای مواد خام PE-RT، بالاترین خروجی در محدوده دمای پردازش 180-210 درجه سانتیگراد به دست می آید. در اکستروژن با سرعت بالا، اگر دما خیلی پایین باشد، ممکن است پلاستیک سازی ضعیف رخ دهد و در نتیجه سطح لوله کدر و غیر براق یا شکستگی مذاب ایجاد شود. اگر دما بیش از حد بالا باشد، پاریزون اکسترود شده خیلی نرم می شود و سطح لوله تمایل به ایجاد علائم موج دار شدن دارد. بنابراین، نوسانات دما باید در حدود 5± درجه سانتیگراد کنترل شود. انحرافات بزرگتر ممکن است باعث تغییر در ضخامت و عملکرد دیواره لوله شود.

III.تجهیزات اکستروژن لوله PE-RT

از آنجایی که لوله های گرمایش از کف به صورت کویل عرضه می شوند (معمولاً 200 تا 300 متر در هر کویل)، انحراف در بخش های میانی لوله به راحتی قابل تشخیص نیست، که ممکن است خطرات کیفی ایجاد کند. تولید لوله PE-RT مستلزم آن است که خواص عالی ماده خام روی لوله تمام شده "تکرار" شود، در حالی که همچنین به اکستروژن مداوم و با سرعت بالا برای تولید محصولات با کیفیت بالا با بازده اقتصادی مطلوب دست می یابد. این امر به تجهیزات پیشرفته و ابزارهای کنترلی با دقت بالا نیاز دارد. بنابراین، طراحی اکسترودر اصلی بسیار مهم است. در غیر این صورت، دستیابی به خروجی و کیفیت هم دشوار خواهد بود. خط تولید معمولاً از یک اکسترودر پیچی Φ65 استفاده می کند که قادر به دستیابی به خروجی تا 250 کیلوگرم در ساعت و سرعت تولید پایدار 15-25 متر در دقیقه یا بیشتر است. هدف طراحی فوق، ادغام بهینه هر فرآیند از منظر فنی و اقتصادی برای دستیابی به بهترین عملکرد و مقرون به صرفه بودن است. با توجه به ویسکوزیته مذاب نسبتاً بالای PE-RT، اکسترودر با گشتاور خروجی بالا، یاتاقان های رانش وارداتی و چرخ دنده های ساخته شده از آلیاژهای ویژه با عملیات حرارتی تخصصی برای کاهش نویز و اتلاف حرارت طراحی شده است. عملیات اکستروژن توسط سیستم های کنترل پیشرفته برای اطمینان از اکستروژن پایدار، ایمن و با سرعت بالا PE-RT کنترل می شود.

در طول پردازش لوله PE-RT، اگر مراحل ذوب مذاب، شکل‌گیری پاریسون و خنک‌سازی/سایز کردن به درستی کنترل نشود، ممکن است خواص مکانیکی لوله به دلیل تخریب مواد، جهت‌گیری زنجیره مولکولی یا کریستالیزاسیون در طول خنک‌سازی کاهش یابد. پلاستیک سازی مواد خام و سرد کردن/سایز کردن پاریسون از عوامل کلیدی در کنترل کیفیت اکستروژن هستند. برای تجهیزات اکستروژن باید نکات زیر رعایت شود:

1. دمای ذوب پایین را برای به حداقل رساندن تخریب مواد در طول ذوب و پلاستیک‌سازی اتخاذ کنید.

2. از خواص مذاب عالی و یکنواخت اطمینان حاصل کنید، از جهت گیری طولی زنجیره های مولکولی پلیمری در طول تشکیل پاریسون جلوگیری کنید.

3. برای کاهش تنش‌های داخلی لوله، به خنک‌سازی یکنواختی دست یابید.

IV. طراحی پیچ و بشکه

بر اساس ویژگی های مواد اولیه PE-RT، پیچ به نسبت طول به قطر (L/D) نسبتاً بزرگی نیاز دارد که معمولاً در 33:1 طراحی می شود. ساختار پیچ از یک طرح پیچ اختلاط دو مرحله ای استفاده می کند، با عناصر مخلوط کننده هم در وسط و هم در انتهای جلوی پیچ برای جلوگیری از برش بیش از حد بر روی مواد. بخش تغذیه بشکه از یک ساختار بوشینگ مستقل با گردش محیط خنک کننده و شیار محوری داخلی استفاده می کند. این طرح های ساختاری به بهبود راندمان انتقال بخش خوراک کمک می کند. مواد پیچ ​​و بشکه از آلیاژهای باکیفیت با عملیات سطح تخصصی ساخته شده اند. لوله و پیچ باید با دقت بسیار بالا ساخته شوند. اگر دقت کافی نباشد، بر اساس اصل هم ارزی دما-زمان، هر ماده راکد که به سطوح غیرصاف می‌چسبد، به طور موثر در طول زمان تحت قرار گرفتن طولانی‌مدت در دمای بالا قرار می‌گیرد که به طور بالقوه منجر به تخریب یا تجزیه محصولات می‌شود. تولید مداوم در دوره های طولانی ممکن است منجر به ایجاد لکه های سیاه متناوب در سطح لوله شود که بر کیفیت محصول تأثیر منفی می گذارد.

V. طراحی سر قالب مخصوص PE-RT

سر قالب های اکستروژن لوله معمولی، مانند قالب های عنکبوتی (با پشتیبانی از سنبه)، به دلیل نقص در خط جوش در جریان مذاب، برای تضمین تولید لوله PE-RT تلاش می کنند. در حال حاضر، هدهای قالب مارپیچی عمدتاً هم در داخل و هم در سطح بین‌المللی مورد استفاده قرار می‌گیرند، با نسبت برداشت معمولاً بین 1.3 و 1.6. صافی لبه قالب و سطح سنبه به طور مستقیم بر ظاهر سطح لوله تأثیر می گذارد. مسائلی مانند ناپایداری خروجی و کیفیت می‌تواند منجر به خراش، ترک‌های کاذب ناشی از خنک‌کردن با آب یا تجمع مذاب روی سطح لوله شود. تحت سرویس طولانی مدت در دمای بالا و فشار بالا، این عیوب سطح می تواند به نقطه شروع خرابی های ترکیدگی تبدیل شود و در نتیجه عمر مفید محصول را کوتاه کند.

در عمل، یک طراحی هد قالب مناسب تر برای اکستروژن PE-RT ایجاد شده است که به عنوان سر قالب مخصوص PE-RT شناخته می شود. هنگامی که جریان مذاب از اکسترودر وارد سر قالب می شود، ابتدا از یک تقسیم کننده جریان ستاره شکل عبور می کند و به جریان های متعددی تقسیم می شود، که سپس دوباره ترکیب می شوند و از یک توزیع کننده مارپیچی عبور می کنند تا یک جریان مذاب لوله ای حلقوی شکل بگیرد. این جریان سپس از یک دستگاه فیلتراسیون حلقوی عبور می کند، پس از ترکیب مجدد تحت فشرده سازی تدریجی قرار می گیرد و در نهایت وارد کانال شکل دهی می شود که از سنبه و لبه قالب تشکیل شده است تا به عنوان پاریزون اکسترود شود. از طریق چند مرحله تقسیم و ترکیب مجدد، مذاب به درجه بالایی از انعطاف پذیری همگن دست می یابد. تجربه عملی نشان داده است که این هد قالب اکستروژن "در دمای پایین و فشار کم" را که خطوط تولید پیشرفته بین‌المللی برای PE-RT توصیه می‌کنند، فعال می‌کند و طراحی آن ذاتاً از تخریب مواد به دلیل برش بیش از حد جلوگیری می‌کند و آن را به ویژه برای تولید با سرعت بالا مناسب می‌کند.

VI. سیستم اندازه گیری و خنک کننده با راندمان بالا

پیکربندی اولیه aخط تولید لوله PE-RTمشابه خطوط لوله پلی اولفین عمومی است، با تفاوت اصلی در ساختار بخش خنک کننده و اندازه.

به دلیل ویسکوزیته بالای مذاب PE-RT، یک حلقه پیش خنک کننده معمولاً قبل از غلاف اندازه نصب می شود تا ورود صاف به پاریسون را تسهیل کند. علاوه بر این، از آنجایی که PE-RT آنتالپی بالایی دارد، می توان از یک واحد خنک کننده و سایزبندی ترکیبی از نوع آستین و دیسک برای تسریع خنک سازی استفاده کرد. ساختار، دقت ماشین‌کاری و روش خنک‌سازی آستین اندازه‌گیری برای کیفیت پردازش لوله PE-RT بسیار مهم است. یک غلاف سایز حلقه آب از نوع دیسکی (که در آن آب خنک کننده بدون تماس مستقیم با لوله در اطراف آستین اندازه گیری گردش می کند) تولید سریع لوله های جدار نازک (آب سرد) را در کوتاه مدت امکان پذیر می کند. با این حال، از آنجایی که این ماده در دمای نسبتاً بالا و با ویسکوزیته بالا وارد آستین اندازه‌گیری می‌شود، استفاده طولانی مدت از آستین اندازه‌گیری معمولی از نوع فیلم آب ممکن است منجر به زبری تدریجی سطح بیرونی لوله یا حتی شکستگی لوله شود. بنابراین، برای تولید لوله PE-RT، یک آستین اندازه‌گیری از نوع دیسک پرده آب توصیه می‌شود. این طراحی باعث می شود تا قبل از اینکه لوله وارد غلاف سایزینگ شود، از قبل از خنک شدن لوله جلوگیری می کند و همچنین از چسبندگی و انسداد مواد در ورودی آستین سایزینگ جلوگیری می کند. با توجه به آنتالپی نسبتاً بالای مواد PE-RT، به ویژه در طول تولید لوله با سرعت بالا، طول خنک کننده کل طولانی تری برای رسیدن به سرعت های اکستروژن بالاتر مورد نیاز است. به طور معمول، طول کل خنک کننده خط تولید بیش از 23 متر است که شامل یک مخزن اندازه گیری خلاء و دو فروغ آب خنک کننده است. این پیکربندی طول خنک‌کننده برای ارائه ظرفیت خنک‌کننده کافی برای تولید لوله‌های 20×2.0 میلی‌متری با سرعت‌های خطی بیش از 15 متر در دقیقه طراحی شده است.

VII. نتیجه گیری

برای اطمینان از خروجی و کیفیت در تولید لوله PE-RT با سرعت بالا، استفاده از تجهیزات و ابزار پیشرفته و با دقت بالا، اتخاذ روش‌های اندازه‌گیری منطقی و مناسب و کنترل‌های فرآیند صحیح، و اجرای اقدامات کنترل کیفیت دقیق در ارتباط با مواد خام با کیفیت بالا ضروری است. با بهبود بهره‌وری نیروی کار، تولیدکنندگان می‌توانند به هزینه‌های پردازش کمتر و خروجی بالاتر دست یابند، در نتیجه محصولاتی با قیمت رقابتی‌تر برای پاسخگویی به تقاضای بازار که به طور مداوم در حال گسترش است، ارائه می‌کنند.

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.