(1)原料干燥
使用黑色原料或批號(hào)不同的原料時(shí),必須烘干后才能使用,以避免因擠出量的波動(dòng)和負(fù)載的波動(dòng),造成管材的壁厚波動(dòng)。脫濕干燥機(jī)的原理是將熱風(fēng)中的水分經(jīng)過分子篩置換后,再用干燥風(fēng)吹走原料中的水分,利用這種方法可以將原料中的水分降至0.01%以下,干燥溫度一般在80——100℃,干燥時(shí)間一般在2——3h,性能穩(wěn)定的干燥機(jī)可以將干燥風(fēng)的露點(diǎn)降至-30℃以下。對(duì)于管材需求方來(lái)說,管材生產(chǎn)廠家的干燥設(shè)備裝備水平是判別能否生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的管材的重要因素。
(2)重力計(jì)量系統(tǒng)和在線壁厚測(cè)量裝置
重力計(jì)量系統(tǒng)和在線壁厚測(cè)量裝置對(duì)生產(chǎn)大口徑厚壁管材具有重要意義。通過重力計(jì)量系統(tǒng)和在線壁厚測(cè)量裝置可以在管材出真空槽后及時(shí)進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整。
重力計(jì)量系統(tǒng)主要是通過電子秤控制落料量來(lái)控制每米的單重,控制信號(hào)主要來(lái)源于螺桿轉(zhuǎn)速和牽引速度,也可以在二者之間進(jìn)行切換;建議通過控制螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)控制落料量,在生產(chǎn)厚壁管材時(shí),會(huì)避免信號(hào)失真造成的系統(tǒng)誤差。重力計(jì)量系統(tǒng)的控制精度可以達(dá)到0.2%。
德國(guó)INOEX的超聲波測(cè)量裝置能夠?qū)崿F(xiàn)100%壁厚測(cè)量和缺陷檢測(cè),但測(cè)量的管材外徑有限且較易受環(huán)境的影響。一方面,調(diào)整好壁厚偏差可以大大降低由于原料不穩(wěn)定而生產(chǎn)壁厚不均勻產(chǎn)品的概率;另一方面,可使廠家在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)盡量節(jié)省原料。
注意: 一般還會(huì)使用手持超聲波測(cè)厚儀進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。
(3)工藝溫度的選擇
首先應(yīng)該注意進(jìn)入擠出機(jī)的料溫。由于擠出機(jī)的設(shè)計(jì)越來(lái)越多地考慮產(chǎn)量因素,大量使用帶有溝槽的強(qiáng)制進(jìn)料段,這就要求進(jìn)入擠出機(jī)的料溫不要太高。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),如果料溫為80℃,設(shè)備達(dá)到同樣的負(fù)載,產(chǎn)量要下降10%左右。建議在不影響產(chǎn)量的前提下,進(jìn)入擠出機(jī)的料溫能夠降到50℃以下。機(jī)筒和模頭的工藝溫度必須能夠連續(xù)、準(zhǔn)確;這就要求控制系統(tǒng)具有精確的控制能力和較強(qiáng)的穩(wěn)定性。
機(jī)筒和模頭的加熱通常是通過控制面板設(shè)定加熱程序進(jìn)行控制。加熱一般分為兩個(gè)階段,階段僅給模頭加熱,將溫度升至160℃恒溫t1時(shí)間;第二階段再將機(jī)筒和模頭同時(shí)加熱:模頭溫度直接升至工藝溫度并恒溫t1時(shí)間;而機(jī)筒需要先加熱到160℃,恒溫約t2時(shí)間后再加熱到工藝溫度并恒溫t2時(shí)間。鑒于加熱時(shí)間不論長(zhǎng)或短均會(huì)導(dǎo)致開機(jī)廢品的增加,時(shí)間長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致表面出現(xiàn)糊料,時(shí)間短會(huì)導(dǎo)致塑化不好;建議管材生產(chǎn)廠家根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況制定工藝規(guī)程,對(duì)預(yù)熱和恒溫時(shí)間進(jìn)行規(guī)范。
(4)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的設(shè)定
考慮到設(shè)備的綜合輸出能力以及管材產(chǎn)量之間的矛盾,為延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,建議經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量設(shè)定為高產(chǎn)量的70%——80%;在生產(chǎn)縮徑比較大、壁薄以及靠近設(shè)備能力下限的產(chǎn)品時(shí),建議經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為高產(chǎn)量的50%——60%。
(5)表觀尺寸的控制
管材的表觀尺寸主要包括壁厚、平均外徑、長(zhǎng)度和不圓度四個(gè)指標(biāo)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提供的數(shù)據(jù),可以用下列公式估算聚乙烯壓力管材的外徑偏差和壁厚偏差。燃?xì)夤艽笃骄鈴絛em,max=dn×1.006;水管大平均外徑dem,max=dn×1.009;燃?xì)夤芗八艿拇蟊诤馿y,max=en×1.12;管材單重估算公式M=ρ×π×e×(d-e)。生產(chǎn)時(shí)將壁厚、外徑控制在下限和將壁厚、外徑控制在上限,燃?xì)夤懿牡拿棵讍沃叵嗖羁蛇_(dá)10%左右,水管的每米單重相差高達(dá)近20%。
一方面,在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi),管材生產(chǎn)廠家可以有較大的空間在產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)成本之間尋求一種平衡,以期既能滿足質(zhì)量要求又能降低成本,這也就是為什么一些廠家在考慮工藝損耗后原料利用率又能超過100%的原因;但另一方面,也為生產(chǎn)廠家出了個(gè)難題,在保證質(zhì)量的前提下,到底按什么范圍進(jìn)行生產(chǎn)才合適呢?按照標(biāo)準(zhǔn)的要求,管材尺寸的測(cè)量要在生產(chǎn)出管材24h后進(jìn)行,且要求測(cè)試溫度為(23±2)℃;但在實(shí)際生產(chǎn)中,厚壁管材的下線溫度甚至能達(dá)到80℃,導(dǎo)致外徑和長(zhǎng)度等指標(biāo)的測(cè)量失真,管材質(zhì)量問題不能及時(shí)得到反饋,大量的廢品會(huì)隨之產(chǎn)生。
(6)口模和定徑套的匹配
A.克勞斯瑪菲生產(chǎn)線,口模好按照管材直徑一一對(duì)應(yīng),但我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐為了解決一些原料加工問題,如中沙049原料在直徑160——250經(jīng)常出現(xiàn)的魚鱗狀斑點(diǎn)會(huì)適當(dāng)選用上一個(gè)直徑的模頭。原則上不會(huì)使用小一個(gè)規(guī)格的口模。
B.定徑套的選擇,歐洲設(shè)備廠家一般都配有SDR11以及SDR17兩種規(guī)格定徑套。如生產(chǎn)其他規(guī)格,我們一般用偏大的規(guī)格,如SDR13.6,選用SDR11。SDR21 、SDR26選用SDR17。使用偏大的定徑套一般會(huì)造成外徑變小。反之會(huì)造成外徑超大。在生產(chǎn)SDR26選用SDR17時(shí),還會(huì)造成壁厚隨機(jī)波動(dòng)。(也可能是模具原因)
(7)口模間隙的調(diào)整
理論上講,為獲得壁厚均勻的管材,要求芯模、口模和定徑套的中心在同一條直線上且口模間隙應(yīng)該調(diào)整得均勻、一致。但在生產(chǎn)實(shí)踐中,外徑315mm以上的管材,尤其是生產(chǎn)厚壁管材時(shí),熔體粘度難以支撐重力的作用,會(huì)出現(xiàn)熔體流垂現(xiàn)象,導(dǎo)致管材的上、下壁厚不均。所以,管材生產(chǎn)廠家通常要通過調(diào)節(jié)口模壓板螺栓來(lái)調(diào)整口模間隙,口模上間隙通常要大于下間隙。
(8)壁厚偏差的調(diào)整
壁厚偏差的調(diào)整主要通過手動(dòng)方式進(jìn)行。這需要生產(chǎn)人員具有一定的經(jīng)驗(yàn)。包括調(diào)整口模間隙及定徑套。
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