高密度PE外护管生产工艺及质量影响因素

高密度聚乙烯(hdpe)外护管主要用于预制直埋保温管道的外护防腐,具有强度高、韧性好、抗老化、耐玻璃应力开裂且与保温层(硬质聚氨酯泡沫)有良好的结合性等优点。随着我国北方冬季供热地区使用预制直埋保温管道,高密度聚乙烯外护管的生产技术和产业规模得到飞速发展。由于高密度聚乙烯外护管生产工艺相对简单,因此生产厂家较多,但质量良莠不齐,主要存在以下问题:聚乙烯外护管壁薄、密度低、抗压强度不达标,易导致保温层损坏;无电晕处理等工艺,外护管与保温层粘结强度低、整体性差。本文对高密度聚乙烯外护管的加工工艺及质量影响因素进行探讨。

1生产设备及加工工艺

①生产设备

高密度聚乙烯外护管的主要生产设备包括塑料挤出机、牵引机、空气压缩机和封气机。塑料挤出机进行聚乙烯等多种热塑性塑料制品或半成品的加工。牵引机将高密度聚乙烯外护管由塑料挤出机机头匀速引出,形成成品。空气压缩机和封气机使高密度聚乙烯外护管内部保持一定的气压,便于定型。

②加工工艺

高密度聚乙烯外护管加工工艺采用塑料挤出机将聚乙烯挤出成型。挤出成型一般分为塑化、口模成型、固化定性3个阶段。原料经过预处理后,通过上料装置进入塑料挤出机料斗中,在合理的机筒加热温度、螺杆转速下,将原料均匀塑化挤出。熔融的原料与事先加装封气机和电晕装置的引管在定径套内粘接牢固后,用牵引机将其匀速引出,形成高温管坯。高温管坯在冷却水槽中进行冷却时,采用空气压缩机向管内玻璃,并用封气机封闭管端保持管内气压。成品外护管根据长度要求截成管段。挤出成型可连续化、自动化生产,生产效率高,产品质量稳定。

2技术标准

高密度聚乙烯外护管产品标准为cj/t114—2000《高密度聚乙烯外护管聚氨酯玻璃塑料预制直埋保温管》。各项性能指标及实验方法执行标准见表1。

表1各项性能指标及实验方法执行标准

④牵引速度

牵引机对管材的挤出成型起到牵引拉伸作用,是塑料挤出的关键设备。主要由机架、滑座、牵弓臂、升降机构、传动机构等部分组成。

牵引速度直接影响产品壁厚、尺寸公差、性能及外观质量,应与挤出速度相匹配。在冷却水温不变时,牵引速度提高,管坯在定径套、冷却水槽中停留的时间缩短,经过冷却定型后的产品内部会残留较多热量,易在表面形成划痕。牵引速度降低,管材壁厚变大,易导致表面粗糙。

⑤电晕处理

电晕处理设备主要由电晕处理电源、电晕处理电极组成。电晕处理外电极可采用铝质或不锈钢质等不易腐蚀的金属板材。电晕处理内电极可采用不易腐蚀的导体,设计成各种可浮于内管壁并均匀分布的环体。电晕技术是利用高压特制电极,在电极之间产生高压局部放电即电晕放电,使中性的聚乙烯表玻璃有一定的极性。在高压电场中,空气被电离成正负带电微粒并加速撞击管材表面,进而改变聚乙烯表面性能。管材在高能粒子的撞击下,产生活性游离基,这些活性游离基以共价键的形式相互结合,从而形成分子之间的交联。管材的分子结构由线性分子结构变成三维网状结构,伴随气体放电,可将聚乙烯氧化,促使其表层形成极性。随着电晕电压的提高,聚乙烯外护管的表面张力不断降低,与保温层的粘接能力随之增强。