PE管材生產(chǎn)技術(shù)

1、摘要本文介紹了PE給水、燃?xì)夤懿牡纳a(chǎn)技術(shù)、工藝流程，生產(chǎn)設(shè)備、應(yīng)用等。關(guān)鍵詞：給水、燃?xì)庥镁垡蚁┕懿?、生產(chǎn)技術(shù)、工藝、設(shè)備應(yīng)用。 I目 錄1 前言 11.1 PE管材的性能11.1.1 原材料性能 11.1.2 管材的性能21.2 PE管材的用途21.3 我國PE管材的市場前景 22 PE 管材的生產(chǎn) 42.1 PE管材的生產(chǎn)工藝流程42.1.1生產(chǎn)工藝流程 42.2 生產(chǎn)設(shè)備介紹 52.2.1擠出機(jī)52.2.2真空定型箱和冷卻水箱52.2.3牽引機(jī)52.2.4切割機(jī)52.2.5輔機(jī)（上料機(jī)）62.3設(shè)備的操作要領(lǐng) 62.3.1上料機(jī)注意事項(xiàng)62.3.2烘干機(jī)注意事項(xiàng)62.3.3擠出機(jī)注意事

2、項(xiàng)62.3.4下游設(shè)備72.4生產(chǎn)工藝的控制72.4.1溫度的控制82.4.2主機(jī)電流的控制92.4.3熔體壓力的控制92.4.4影響擠出的因素和控制92.4.5產(chǎn)品尺寸的控制132.4.6產(chǎn)品的質(zhì)量控制142.5 PE管材生產(chǎn)中常見的問題及解決辦法15致謝 17參考文獻(xiàn) 18 PE管材的生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用1 前言 隨著我國城市化進(jìn)程的加快，面對人口、資源和環(huán)境的巨大壓力，為確保國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，我國政府逐年加大對城市基礎(chǔ)設(shè)施的投入，市政公用管道建設(shè)不斷加快，品種和規(guī)格不斷豐富，產(chǎn)量不斷增加，質(zhì)量在不斷提高，尤其是塑料管材的發(fā)展更快，成為當(dāng)今投資熱點(diǎn)。目前管材應(yīng)用領(lǐng)域中，塑料管材正在穩(wěn)步發(fā)展，

3、給水、供汽、排污應(yīng)用等方面已逐步代替了傳統(tǒng)的鑄鐵管和水泥管。PE, PV C, PP -R等管材在市場上都占有一定的比例，其中PE管材更是一支獨(dú)秀，其獨(dú)特的柔韌性、耐腐蝕性、無污染、重量輕、安裝快、費(fèi)用低、壽命長等優(yōu)點(diǎn)是替代傳統(tǒng)管材的一個(gè)重要原因。PE【1】管材的最佳用途之一是可以用來生產(chǎn)輸送除強(qiáng)酸、強(qiáng)堿外的任何介質(zhì)的管材，在20條件下管材50年后仍能保持10M pa的最小強(qiáng)度。廣泛用于給水、排污、農(nóng)業(yè)灌溉，以及礦山、油田、化工輸送和郵電通訊等領(lǐng)域。眾所周知，金屬管有四大致命弱點(diǎn)易生銹、易腐蝕、易滲漏、易結(jié)垢。鍍鋅鋼管被腐蝕后將滋生各種微生物，污染管道中的白來水。這些受污染的白來水中攜帶的細(xì)菌

4、像無形的殺手，時(shí)時(shí)威脅著人們的健康。近10多年來，一些發(fā)達(dá)國家已先后立法或建立行業(yè)規(guī)章禁止使用鍍鋅鋼管作為飲水輸送管，并提出全面使用以綠色管道為主體的不生銹、無腐蝕、無結(jié)垢的優(yōu)質(zhì)塑料管材，這也是我國當(dāng)前和今后符合國情、節(jié)能減排、治理污染的首選產(chǎn)品之一。1.1 PE管材的性能1.1.1 原材料性能 聚乙烯是由多種工藝方法生產(chǎn)聚合成的高分子材料，具有多種結(jié)構(gòu)和特性及用途的系列的樹脂，己占世界合成樹脂產(chǎn)量的三分之一。聚乙烯是一種熱塑性塑料，它的性能取決于支鏈、分了量分布和半晶體結(jié)構(gòu)，分了量是決定聚合物與耐久性有關(guān)性能的主要因素;分了量和支鏈決定管材的機(jī)械性能。聚乙烯(PE100)具有雙峰分了量分布，

5、一個(gè)短，一個(gè)相當(dāng)長，高分了量鏈段獲得雙峰分布并連接更多分了，這種結(jié)構(gòu)給出了數(shù)脂極好的物理性能，同時(shí)保留了較好的工藝性，從而達(dá)到抗蠕變性、耐龜裂性和良好加工性的完美結(jié)合。1.1.2 PE管材的性能【2】（1)優(yōu)異的物理性:強(qiáng)度高，也有很好的柔性、耐蠕變性，熱熔連接性等優(yōu)良特點(diǎn)，有利于管材的安裝。（2)耐腐蝕，使用壽命長，可耐多種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕，不需防腐處理不會促進(jìn)藻類、細(xì)菌或真菌生長，使用壽命達(dá)50年。（3)韌性、撓性好，其斷裂仲長率超過500%，對管基礎(chǔ)不均勻沉降和錯(cuò)位的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，抗震性好，并在施工時(shí)可在管材允許的彎曲半徑內(nèi)繞過障礙，降低施工難度。（4)流通能力大，經(jīng)濟(jì)上合算:PE管材內(nèi)

6、壁光滑，不結(jié)垢。相同管徑、長度、壓力下的管材其流通能力要比鋼管大30%左右，因此經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯。（5)連接方便，焊接容易、接口少，施工簡單，管材重量輕，搬運(yùn)方便，當(dāng)管線較長時(shí)可使用盤管鋪設(shè)(一般指管徑小于63mm ) ;也可采用管材沉入的方法在水底鋪設(shè)，大大降低了施工難度和工程費(fèi)用。（6)密封性能好:因采用熱熔或電熔，本質(zhì)上保證接口材質(zhì)與管材本身的同一性，不存在扭曲造成的泄漏，密封性能十分良好。（7)耐磨性好:它的耐磨性是鋼管的4倍。 （8)抗應(yīng)力開裂性好，耐環(huán)境應(yīng)力強(qiáng)。良好的抵抗快速裂紋傳遞能力，在塑料管材道中比其它管材要強(qiáng)。維修方便，可以不停水、汽維修和安裝。由于PE管材具備以上等優(yōu)點(diǎn)，所以

7、被越來越多企業(yè)和領(lǐng)域所青睞。更重要的是經(jīng)濟(jì)效益好，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在燃?xì)饣蚬┧肞E管材的安裝費(fèi)一般低于鋼管的50%左右，若用于排污工程更顯優(yōu)勢，重量輕、搬運(yùn)連接方便，減少人工費(fèi)用及各種吊裝費(fèi)用，施工快捷，可直接鋪在不做基礎(chǔ)的溝槽內(nèi)，連接牢固，不會滲漏，不易結(jié)垢，減少使用中的維修工作。1.2 PE管材的用途聚乙烯(PE)管材具有柔韌性好、耐腐蝕、易施工和安裝等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于市政和建筑給排水、燃?xì)?、供熱采暖、電線電纜穿線、農(nóng)用節(jié)水灌溉和工業(yè)排污、礦山礦物輸送等領(lǐng)域。目前，PE管材已成為繼PVC之后，世界上消費(fèi)量第二大的塑料管道品不中。在我國，“南水北調(diào)”、“西氣東輸”、農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉等等工程，為PE

8、管材提供了空前的市場機(jī)遇。1.3 我國PE管材的市場前景3“以塑代鋼”已成為我國管道工業(yè)21世紀(jì)發(fā)展的必然趨勢。目前，PE管材的發(fā)展應(yīng)用如日中天，方興未艾。在全國新建、改建、擴(kuò)建工程中，塑料管道采用的比例分別為:建筑排水管道70 % ,建筑給水和熱水供應(yīng)管道60%，電線護(hù)套管80%，建筑雨水排水管道50%，城市供水管道(DN400 mm以下)50%，村鎮(zhèn)供水管道60%，城市排水管道20%，城市燃?xì)夤艿?中低壓管)50 %。2000年全國塑料管道需求量為1 000 kt多，2005年將達(dá)到2 000 kt, 2010年將達(dá)到3 000一 4 000 kt;其中PE管材的比例從2000年的36%提

9、高到2005年的45%和2010年的60%。因此，預(yù)計(jì)隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和各類工程質(zhì)量要求的不斷提高，PE管材市場潛力巨大，應(yīng)用將日益廣闊。 我國從1982年開始使用HDPE燃?xì)夤?，目前國?nèi)燃?xì)夤艿纳a(chǎn)能力超過120 kt/ a，由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用習(xí)慣以及應(yīng)用技術(shù)等方面的原因，H DPE燃?xì)夤懿牡膶?shí)際需求量僅為50 kt/ a，占整個(gè)燃?xì)夤懿氖袌龅?4 %左右，與發(fā)達(dá)國家存在著較大的差距。美國H DPE管道占燃?xì)廨斔凸艿谋壤秊?0 %，歐洲為60%一70%0隨著燃?xì)夤艿膽?yīng)用技術(shù)的完善和人們對HDPE燃?xì)夤懿膬?yōu)越性的充分認(rèn)識，H DPE燃?xì)夤苁袌鰸摿艽蟆＝窈笪覈茉唇Y(jié)構(gòu)向天然氣轉(zhuǎn)變，西氣東輸工

10、程，建設(shè)跨越全國的天然氣輸送管網(wǎng)。2005年全國有148個(gè)城市利用天然氣，天然氣利用量將達(dá)到每年200億m3估計(jì)需改造和新建的城市管網(wǎng)約19 x 104 km(不包括天然氣輸氣干管和戶內(nèi)管道)，除去現(xiàn)有城市管道4. 6 x 104 km，需新鋪設(shè)的管道長度約14.4x104km按其管道規(guī)格，分配情況大致為:管徑200 mm至400 mm的管道約4. 3 x 104 km，管徑80 mm至200 mm管道約8. 7 x 104 km，其它1. 4 x 104 km。其中如果有50%采用H DPE管，到2005年HDPE管材需求量達(dá)80 kt以上。目前用于燃?xì)夤艿腍 DPE基本全部為進(jìn)口料，主要有

11、FINA公司的3802, BP公司的PC2040Y黃色)、M D20Y W(黃色)、M D20BI(黑色)、北歐化工的M E2421(黃色)、ME2418(黑色)、NESTE公司的2490等。隨著燃?xì)夤芟虼罂趶?、高壓力的方向發(fā)展，對材料提出了更高的要求，如Solvay公司的EFtex TUB120為中密度雙峰分布PE，還有美國FINA公司的PE3344N , PE3814N，這些產(chǎn)品具有抑制快速裂紋擴(kuò)展的能力，特別適宜生產(chǎn)大口徑燃?xì)夤堋＿@些原料的到岸價(jià)在12 000一 14 000元/t之間。室內(nèi)外給水管根據(jù)國家建設(shè)部關(guān)于城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃的要求，各地建委開始積極推廣塑料給

12、水管，以替代材質(zhì)差、強(qiáng)度低、腐蝕嚴(yán)重、影響水質(zhì)的灰鑄鐵管和鍍鋅管等，以提高供水水質(zhì)及安全可靠性，降低能耗，降低漏耗和藥耗。這為塑料管材發(fā)展提供了良好的契機(jī)，也為擴(kuò)大塑料管材的應(yīng)用領(lǐng)域提供了發(fā)展空問。而PE管材耐腐蝕，無結(jié)垢層，不滋生細(xì)菌、材質(zhì)無毒，安全衛(wèi)生，水質(zhì)優(yōu)異;具有良好的強(qiáng)度、剛度和彈性、韌性，能有效承受要求的內(nèi)壓力和外載荷，且管接頭強(qiáng)度高，供水安全可靠;超低摩阻，輸水能力不隨時(shí)問變化，節(jié)約能源，降低電耗;鋪設(shè)在腐蝕性的土壤中、地震多發(fā)地區(qū)和經(jīng)常結(jié)冰的地區(qū)、山地和沼澤地區(qū)，具有更大的競爭力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。目前，城鎮(zhèn)的供水、海水淡化等工程，越來越多地采用PE管材。2001年我國PE給水管材

13、年需求量為70 kt左右。今后隨著我國城市白來水普及率的不斷提高，城市供熱、制冷工程的快速發(fā)展和城市建設(shè)的日益規(guī)范，對優(yōu)質(zhì)PE給水管材的需求量將會越來越大。2 PE管材的生產(chǎn)2.1 PE管材的生產(chǎn)工藝流程2.1.1生產(chǎn)工藝流程4制品的生產(chǎn)工藝流程參見圖1-1所示。 圖1-1 PE管材工藝流程圖 (1)混料干燥混料干燥的作用是將PE樹脂與色母料充分?jǐn)嚢?、干燥，混合得到均勻的生產(chǎn)原料。(2)塑化擠出混合完的原料從料斗進(jìn)入擠出機(jī)，經(jīng)輸送、壓縮、熔融、均化作用下，由固體顆粒料逐步變?yōu)楦邚棏B(tài)，再由高彈態(tài)逐步變?yōu)檎承粤黧w(粘流態(tài))，并連續(xù)擠出。(3)模具成型在合適的溫度下，從擠出機(jī)中擠出的物料通過濾板由旋

14、轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)進(jìn)入模具。經(jīng)過螺旋分流后在成型段融合壓實(shí)為管狀型坯，最后從口模擠出。(4)冷卻定型從模具擠出的熱管坯在負(fù)壓狀態(tài)下通過定徑套真空定徑箱的定型和冷卻，再經(jīng)過噴林冷卻箱讓管材內(nèi)部逐漸冷卻，從而整體固化定型。(5)切割在計(jì)米輪的控制下，通過行星切割機(jī)來完成管材的定長切割。(6)堆放包裝切斷后的管材被推到翻轉(zhuǎn)臺，經(jīng)過檢驗(yàn)包裝后運(yùn)走。2.2 生產(chǎn)設(shè)備介紹52.2.1擠出機(jī) 螺桿直徑55200mm，長徑比20：1、25：1、30：1、32：1、33：1、34：1，壓縮比34，螺桿為分離型螺桿。2.2.2真空定型箱和冷卻水箱真空定型箱由箱體、噴頭、水泵、真空泵、定徑套等組成。真空定型的原理是

15、利用真空泵的作用將箱體內(nèi)的空氣抽走，使箱體內(nèi)形成負(fù)壓，由管材內(nèi)和芯模內(nèi)進(jìn)入的大氣壓作用的料坯的內(nèi)壁的四周上，使料坯緊貼定徑套，通過冷凍水迅速冷卻,從而達(dá)到定徑的效果。如圖2-1所示： 口模 箱體 管材 定徑套 料坯 芯模 圖2-1冷卻示意圖2.2.3牽引機(jī)牽引機(jī)的原理是由氣缸將橡膠履帶壓緊在管材的表面，增大摩擦力，通傳動(dòng)系統(tǒng)將管材均速的從真空箱中牽出。牽引機(jī)有2抓、3抓。所生產(chǎn)的管材越大，需要的抓數(shù)越多，氣缸作用力越大。2.2.4切割機(jī)切割機(jī)為行星切割機(jī)，切割的方式為無屑切割。進(jìn)刀的方式可分為液壓進(jìn)刀式。無屑切割機(jī)：端面切割平整，但是無法切割大管材和厚壁管材。液壓進(jìn)刀式：進(jìn)刀有彈性，但漏油時(shí)造

16、成材料的污染2.2.5輔機(jī)（上料機(jī)）上料機(jī)為真空上料機(jī)（又稱真空吸料機(jī)）。真空上料機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高。其原理是：循環(huán)氣泵將小料斗內(nèi)的空氣抽掉，形成負(fù)壓，從而靠大氣壓將吸料管周圍的料粒通過吸料管壓入小料斗，當(dāng)小料斗內(nèi)被物料填滿，循環(huán)氣泵停止工作，小料斗內(nèi)的物料靠重力自由落入大料斗內(nèi)，開始第二次吸料。2.3設(shè)備的操作要領(lǐng)2.3.1上料機(jī)注意事項(xiàng)（1）吸料時(shí)間不能過長。（2）經(jīng)常清理過濾網(wǎng)。（3）監(jiān)視微動(dòng)開關(guān)是否正常。2.3.2烘干機(jī)注意事項(xiàng)（1）先開風(fēng)機(jī)再開加熱。（2）滿桶狀態(tài)才能達(dá)到最佳烘干效果。（3）PE料烘干溫度為80C左右。（4）溫控表顯示的是設(shè)置溫度下實(shí)際溫度的差值，當(dāng)顯示溫度為零實(shí)際

17、溫度與設(shè)置溫度一致。（5）雙金屬溫度表工作原理：利用兩種不同膨脹系數(shù)的材料，根據(jù)變形的程度大小來測定溫度。（6）控制風(fēng)氣的運(yùn)行方向。（7）進(jìn)風(fēng)口嚴(yán)禁關(guān)閉。2.3.3擠出機(jī)注意事項(xiàng)（1）啟動(dòng)時(shí)要待加熱溫度到達(dá)設(shè)定的工藝溫度并保溫一定時(shí)間后才能啟動(dòng)。以防電機(jī)、螺桿等部件損壞。（2）加熱時(shí)間視機(jī)頭的大小,63機(jī)的機(jī)頭不少于3小時(shí),250機(jī)頭不小于6小時(shí),450機(jī)頭不小于8小時(shí)。（3）主機(jī)啟動(dòng)時(shí)必須先低速運(yùn)行數(shù)分鐘，將機(jī)筒內(nèi)上次余留的熔料排盡，待熔體壓力和主機(jī)電流穩(wěn)定后方能提速，以免噴料傷及人員。（4）設(shè)備運(yùn)行中要隨時(shí)觀察溫度、電流、熔體壓力等參數(shù)。并觀察電機(jī)、減速箱的發(fā)熱情況,有異常時(shí)要及時(shí)查明原因

18、并加以排除。（5）開機(jī)前要檢查好加熱圈是否完好,熱電偶是否插好,測溫是否準(zhǔn)確。（6）模具的選擇:要根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格選擇相應(yīng)模具,如果模具選擇不當(dāng)會給生產(chǎn)帶來困難。（7）模具的保護(hù):模具的好壞決定了產(chǎn)品的質(zhì)量,模具的材料一般為模具鋼,表面作鍍鉻處理,硬度差。因此在拆裝和搬運(yùn)過程中一定要保護(hù)好,不能有劃傷和碰撞等。模具一般不能直接放置在地面上，應(yīng)放于橡膠或木板上為宜。更換模具時(shí)不能用堅(jiān)硬的利器敲打。（8）加熱圈的保護(hù)：一般來說，加熱圈的使用命很長，往往是在拆卸的過程中損壞的，因此，加熱圈在拆卸過程中要格外小心。（9）口芯模的同心度的調(diào)整：實(shí)壁管生產(chǎn)線的口芯模的調(diào)節(jié)遵循“松薄頂厚”原則。就是把間隔小的方

19、向的螺絲松開，擰緊間隙大的方向的螺絲。如圖3-1所示：a b表示頂?shù)姆较颍簣D3-1口芯模調(diào)整當(dāng)口模與芯模的間隙由a向b轉(zhuǎn)變后，表示口芯模已經(jīng)同心了，然把四周的螺絲擰緊即可。壓力傳感器的拆裝：壓力傳感器是易損高精度元件，要遵循“熱拆熱裝”或“熱拆空裝”的原則。（10）主機(jī)不能突然停止，應(yīng)當(dāng)緩緩減速。同樣升速時(shí)也應(yīng)緩慢進(jìn)行。每次對主機(jī)進(jìn)行檢修后，必須檢查好螺桿的轉(zhuǎn)向，正常后才能開機(jī)。2.3.4、下游設(shè)備（1）每次開機(jī)前要檢查好每一個(gè)噴頭是否通暢，噴頭不通暢會給生產(chǎn)帶來困難，嚴(yán)重時(shí)會影響產(chǎn)品的質(zhì)量甚至無法生產(chǎn)。（2）定徑套為銅質(zhì)材料，強(qiáng)度不高，不能用堅(jiān)硬的如螺絲刀等與其接觸。2.4生產(chǎn)工藝的控制2.

20、4.1溫度的控制（1）塑料熔融過程中能量的獲得塑料熔融過程中能量的獲得方式有兩個(gè)途徑，在啟動(dòng)螺桿的之前，設(shè)備從冷態(tài)經(jīng)加熱裝置進(jìn)行加熱，使機(jī)筒、螺桿和模腔及螺槽內(nèi)的料的溫度逐漸上升到工藝溫度，達(dá)到工藝要求，這一時(shí)段的熱能量主要由加熱裝置提供；在剛剛啟動(dòng)主機(jī)的時(shí)候，螺桿的轉(zhuǎn)速較低，機(jī)筒內(nèi)的物料相互剪切產(chǎn)生的應(yīng)力小，由剪切產(chǎn)生的熱能仍不足以提供物料熔融所需要的全部能量，仍然需要外部加熱裝置提供部分能量；當(dāng)螺桿的旋轉(zhuǎn)達(dá)到一定的速度后，機(jī)筒內(nèi)物料與物料之間產(chǎn)生高速摩擦運(yùn)動(dòng)、物料與螺桿之和物料與機(jī)筒之間也產(chǎn)生高速的剪切運(yùn)動(dòng)，由剪切產(chǎn)生大量的熱能。這時(shí)外部的加熱裝置只需要克服環(huán)境中的熱量損失，必要時(shí)還要把剪

21、切產(chǎn)生的大量熱能向環(huán)境中排放，主要通過冷卻風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。加工溫度及曲線見圖4-1所示 t 各區(qū)段 圖4-1 PE加工溫度及曲線PE和PP-R的加工溫度的范圍比較寬，視設(shè)備和模具的不同，其溫度的控制不盡相同，即使是用同一種原材料，國外的先進(jìn)的設(shè)備通常在180190就能達(dá)到質(zhì)量要求，而國內(nèi)的設(shè)備一般都要將溫度高得高一些，否則制品的表面表現(xiàn)得很粗糙。即便如此也要遵循以下原則：PE的加工溫度不能超過220，PPR的加工溫度不能超過230，否則將導(dǎo)致材料的分子鏈斷裂，材料的性能下降。下料口（輸送段）的溫度是否合理，決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)備的使用壽命。如果該段的溫度過低，將增加主電機(jī)的負(fù)荷。如果設(shè)置過高則物料

22、過早軟化，沒有推動(dòng)力，螺桿處于供料不足狀態(tài)，會導(dǎo)致生產(chǎn)不正常。常規(guī)表現(xiàn)為擠出量下降或不穩(wěn)定。所生產(chǎn)的制品也不密實(shí)。視設(shè)備的不同，一般控制在110-120之間為宜。如上圖所示，從機(jī)筒一區(qū)開始，溫度一般從170左右開始逐漸往上加，至口模段一般為215左右。2.4.2主機(jī)電流的控制主機(jī)電流反映的是螺桿里物料的多少的情況，一般來說，電流大的時(shí)候螺桿的螺槽內(nèi)被物料所填滿，這時(shí)的塑化效果最佳，產(chǎn)品的質(zhì)量好，產(chǎn)量大。電流小的時(shí)則相反。對于PVC粉末料，主機(jī)電流達(dá)到額定電流的7075%時(shí)，產(chǎn)量最高，塑化效果最好。因此，在生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)將電流控制在此范圍內(nèi)。實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)證明，除了螺槽內(nèi)的物料的多少外，熔體的壓力也

23、對主機(jī)電流有影響，但不是很明顯。另外，螺桿的裝配質(zhì)量也會使主機(jī)電流受影響。根據(jù)實(shí)際情況，比如PVC破碎料的比例、粒徑等因素，可用以下方法控制主機(jī)的電流：PE可以通過調(diào)整下料口的溫度實(shí)現(xiàn)電流的控制，也可以通過調(diào)節(jié)下料口的大小來控制。PVC可以通過下料電機(jī)的速度、溫度、合流芯的大小來控制主機(jī)的電流。2.4.3熔體壓力的控制熔體壓力反映的是機(jī)頭的模腔內(nèi)的物料對螺桿的反作用力。熔體壓力越大，則證明機(jī)頭的模腔內(nèi)的物料對對螺桿的反作用力越大。相反，當(dāng)壓力小于正常值時(shí)，證明機(jī)筒內(nèi)的物料對模腔內(nèi)的物料的推力不足，或是模腔內(nèi)的阻力減小了，例如：溫度過高、機(jī)頭損壞后漏料等。熔體壓力的控制一般可通調(diào)節(jié)主機(jī)的速度和整

24、機(jī)的溫度來實(shí)現(xiàn)。也可以通過配方的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。2.4.4影響擠出的因素和控制（1）熔體流動(dòng)理論熔體的幾種流態(tài)：正流，熔體沿螺槽向機(jī)頭方向向前流動(dòng)。它是熔體的主要流動(dòng)方式，是決定擠出量大小的主要因素，是由于螺棱與機(jī)筒相對運(yùn)動(dòng)而形成的。逆流，熔體的流動(dòng)方向與正流相反的流動(dòng)叫逆流。是由于機(jī)頭多孔板等組件的阻力造成的，逆流一定程度上減少了擠出量，它隨機(jī)頭的壓力的變化而變化。橫流，又稱為環(huán)流。是熔體垂直于螺槽的流動(dòng)。生產(chǎn)中，這種流動(dòng)對擠出量的影響并不大，在工藝控制中一般不予考慮。漏流，漏流也是由于機(jī)頭內(nèi)的壓力引起的流動(dòng)。正常情況下，擠出機(jī)機(jī)筒與螺桿的間隙很小，對擠出量的影響不大，但當(dāng)機(jī)筒磨損后，漏流量QL

25、與機(jī)筒和螺桿間隙的三次方成正比。層流，層流主要出現(xiàn)于高黏度材料的擠出過程中。它是物料塑化不好的一種表現(xiàn)，體現(xiàn)螺槽的底部流動(dòng)速度慢，而螺槽的表面流動(dòng)速度快，形成速度差，從而導(dǎo)致層流的出現(xiàn)。層流在聚烯烴材料的擠出中很少出現(xiàn)。以上五種流態(tài)如圖5-1所示： 正流 逆流 環(huán)流 漏流 層流 “ ”方向表示流向圖5-1 熔體五種流態(tài)如圖（2）擠出過程中塑料的流動(dòng)機(jī)理6塑料沿螺槽向前移動(dòng)，經(jīng)歷著溫度、壓力、狀態(tài)的變化。這種變化在螺桿各段是不一樣的。根據(jù)塑料的變化情況，通常把螺桿工作部分分為三段：加料段、壓縮段、均化段。加料段（輸送段）：塑料在加料段還是固體狀態(tài)，這一段的作用主要是接受來自料斗的塑料并將其送到壓

26、縮段，因此螺槽容積可維持不變，一般是等深等距。通常加料段的螺槽不會被塑料全部填滿，其填充程度與塑料的形狀，干濕程度，加料裝置有關(guān)。加料段第一個(gè)作用就是為塑料（粒狀固體）提供軟化溫度，其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定的料筒之間產(chǎn)生的剪切力，實(shí)行對軟化塑料的破碎，而最主要的是以螺桿的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠大的連續(xù)而穩(wěn)定的推力和反向磨擦力，以形成連續(xù)而穩(wěn)定的擠出壓力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對破碎的塑料的攪拌與混合，并初步實(shí)行熱交換。因此，塑料在此階段雖只發(fā)生破碎和軟化，并未發(fā)生物態(tài)的轉(zhuǎn)變，但在擠出過程中這段卻是重要的，它產(chǎn)生的推力是否連續(xù)均勻穩(wěn)定，剪切應(yīng)變率的高低，破碎與攪拌是否均勻都直接影響著擠出的質(zhì)量和產(chǎn)量。壓縮段（熔融段）：

27、壓縮段接受由加料段輸送過來的松散料。在此，塑料受到了較高溫度的熱作用，這時(shí)的熱源，除外加熱外，螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱也在起作用，由于螺紋深度相對減小，使得熱作用更為顯著，而來自加料段的推力和來自均壓段的反作用力也在此區(qū)域?qū)λ芰贤瑫r(shí)產(chǎn)生作用。這個(gè)作用的結(jié)果是在塑料的前進(jìn)中形成為與主流反向的回流，這回流產(chǎn)生在螺槽內(nèi)以及螺桿與套筒的間隙之間，這一回流的產(chǎn)生不但使物料進(jìn)一步均勻混合，而且使塑料熱交換作用加入，達(dá)到表里熱平衡，由于在此階段的作用溫度已超過塑料的流變溫度，加之作用時(shí)間已長，致使塑料發(fā)生了物態(tài)的轉(zhuǎn)變，即由固態(tài)轉(zhuǎn)為粘流態(tài)（可塑態(tài)），此時(shí)塑料分子發(fā)生了根本的改變，分子間張力極度松弛，若為結(jié)晶性高聚物，

28、則其晶區(qū)開始減少，無定形區(qū)增多。除組成中的特高分子量而外，主體完成了塑化，即所謂的“初步塑化”。同時(shí)在壓力作用下，排除了固態(tài)物料中所含的氣體，實(shí)現(xiàn)初步壓實(shí)。均化段（計(jì)量段）：均化段把壓縮段送來的熔融塑料進(jìn)一步塑化均勻，最后使料流定量定壓由機(jī)頭?？诰鶆驍D出。因而均化段也常稱為計(jì)量段。來自螺桿的推力和來自機(jī)頭處的反作用力使塑料在此階段所受的徑向壓力和軸向壓力最大，這種高壓作用，能使含于塑料內(nèi)約占其總體積50%的氣體排出，并使膠層壓實(shí)致密。在此段，由于高溫、高壓的作用，使得經(jīng)過熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化，從而最后消除“顆?！?，而使塑料塑化充分均勻。（3）塑料熔融理論由料斗進(jìn)入螺槽的顆粒狀固

29、體塑料，經(jīng)過固體輸送區(qū)被壓緊成因體床，固體床在螺槽內(nèi)向前推進(jìn)過程中，與機(jī)筒表面接觸的塑料由于機(jī)筒子的熱傳導(dǎo)和摩擦熱的作用，首先開始熔化，形成一層熔體膜。當(dāng)熔體膜的厚度超過機(jī)筒與螺桿的間隙時(shí)，旋轉(zhuǎn)的螺棱將熔體膜刮落，并強(qiáng)制匯聚于螺紋推力面的前側(cè)，形成熔體池。在熔體池與固體床的界面處，是已被受熱軟化、變形而粘結(jié)的料粒，此時(shí)物料處于高彈態(tài)向黏流態(tài)轉(zhuǎn)化的過程。隨著螺槽中的物料不斷向前推進(jìn)，機(jī)筒加熱傳入的熱量和熔體膜受螺桿與機(jī)筒的剪切力產(chǎn)生的熱量，不斷給傳遞給未熔化的固體床，使固體床與熔體膜之間界面處繼續(xù)不斷地熔化，致固體床逐漸變窄，直至消失。熔體床逐漸變寬，最后螺槽全部被熔體充滿，塑料全部熔化。如圖6

30、-1示。 機(jī)筒與螺桿間隙 H H1螺棱高 熔體膜 熔體池 固體床 螺棱圖6-1 熔體理論（4）影響擠出量的因素影響擠出機(jī)擠出量的因素很多。設(shè)備方面的最直接的有機(jī)頭壓縮比，口芯模的尺寸，螺桿的直徑，擠出機(jī)的線性等。工藝方面的有螺桿的轉(zhuǎn)速，機(jī)身的溫度等。原材料方面的有黏度，表觀密度等。有關(guān)機(jī)頭的壓縮比、口芯模的尺寸和螺桿的直徑在設(shè)備出廠時(shí)已經(jīng)確定。擠出機(jī)的線性理想的應(yīng)該是直線的（擠出量與螺桿轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系）。如下圖7-1所示：但是一般的擠出機(jī)很難做到這點(diǎn)。擠出量Q0 轉(zhuǎn)速n圖7-1 理想的擠出機(jī)線性常規(guī)的擠出機(jī)的擠出量如圖7-2所示：因此，在生產(chǎn)過程中我們要通過對 擠出量Q 0 50 120 轉(zhuǎn)速

31、n圖7-2 實(shí)際生產(chǎn)中擠出機(jī)的線性工藝的控制來進(jìn)行補(bǔ)償。如上圖所示，當(dāng)螺桿從0到50轉(zhuǎn)左右的時(shí)候，擠出量Q基本與轉(zhuǎn)速成正比例關(guān)系，當(dāng)螺桿從50上升到120轉(zhuǎn)時(shí)，擠出量Q就與轉(zhuǎn)速不成正比例關(guān)系，因此我們在生產(chǎn)過程中應(yīng)將與120轉(zhuǎn)所對應(yīng)的牽引速度稍作下調(diào)，以補(bǔ)償擠出機(jī)線性不良帶來的擠出量下降現(xiàn)象。同樣的原材料，電流和熔壓力的的變化也影響到擠出量。生產(chǎn)過程中要實(shí)時(shí)根據(jù)電流和熔體壓所表現(xiàn)出來的信息，對下料的多少、下料口的溫度和機(jī)身的溫度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保物料得到充分的塑化熔融，提高制品的質(zhì)量。2.4.5產(chǎn)品尺寸的控制（1）影響外徑的因素及控制定徑套的內(nèi)孔尺寸。管材的壁厚（收縮比的影響）。牽引速度（影

32、響較小，生產(chǎn)中只能微調(diào)）。真空度的大?。ㄕ婵斩鹊脑酱?，外徑越大，反之真空度越小，外徑越?。?。冷卻水的溫度（水溫越高，同樣的速度下外徑越大）。（2）影響橢圓度的因素真空度冷卻水是否四周均勻（噴頭的暢通狀況；噴頭的結(jié)構(gòu)；水泵的壓力）噴頭的角度冷卻槽中管材與導(dǎo)引裝置間的作用力重力效應(yīng)圍繞管材周圍發(fā)生不勻等的材料收縮通過夾圓器進(jìn)行調(diào)整，或給管材進(jìn)行編號，以便安裝。（3）影響壁厚的因素及控制擠出機(jī)的擠出量。口模與芯模的間隙。牽引速度與主機(jī)速度的比例（速比）。生產(chǎn)過程中根據(jù)管材的規(guī)格選擇定合適的口模和芯模，控制好擠出量。 （4）影響長度的因素及控制影響長度的因素：主要是由于縱向回縮的影響，生產(chǎn)過程中可適當(dāng)

33、增加長度予以補(bǔ)償。2.4.6產(chǎn)品的質(zhì)量控制7 8（1）原材料的控制原材料是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，有關(guān)基本的性能要求我們在國家標(biāo)中已經(jīng)作過詳細(xì)的分析，在此不再贅述。那么我們在生產(chǎn)過程中主要的是要控制好其水分，水分超標(biāo)會使產(chǎn)品表面出現(xiàn)氣泡、內(nèi)壁凹凸不平等級現(xiàn)象。因此原材料在投入使用之前應(yīng)視其水分的大小，要進(jìn)行相應(yīng)的烘干處理。在生產(chǎn)PVC時(shí)，要嚴(yán)格控制好配方配比準(zhǔn)確度，否則再好的原材料也不一定能生產(chǎn)出好的產(chǎn)品。幾種常見的質(zhì)量缺陷現(xiàn)象及工藝原因管材的縱向回縮：物料從機(jī)頭的口模擠出后，需要牽引的拉伸、冷卻。連續(xù)擠出的的制品在牽引力的拉伸中，會產(chǎn)生分子取向現(xiàn)象，而拉伸后又立即進(jìn)行冷卻，必然會使取向凍結(jié)

34、，導(dǎo)致管材中各向異性的存在。也就是在制品中產(chǎn)品生內(nèi)應(yīng)力。因此，擠出制品在溫度提高的情況下，會產(chǎn)生管材軸向上長度變長，徑向上壁厚增加的的回縮現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是牽引拉伸并隨后快速冷卻過程中，因取向凍結(jié)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力松馳所致。熔垂：在生產(chǎn)厚壁管時(shí)，由于聚乙烯的導(dǎo)熱率較低，徑向的固化過程很慢，管壁內(nèi)側(cè)固化所需要的時(shí)間較長，這將致使沿管子內(nèi)側(cè)熔體的流動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為熔垂，將引起管材壁厚的嚴(yán)重不均勻。研究表明：a.熔體的黏度、擠出溫度是影響熔垂的兩個(gè)重要因素。b.當(dāng)冷卻水的流量達(dá)到一定量后，再繼續(xù)加大冷卻水的流量，對壁厚偏差的改善影響小。c.對于模型的預(yù)測能否正確，取決于材料的熱傳遞系數(shù)。影響熔垂的因素有：管壁內(nèi)側(cè)熔體的強(qiáng)度管壁內(nèi)側(cè)熔體的溫度,或者加工的溫度擠出過程中口模的偏移狀況加工的拉伸比。改善熔垂的加工方法：通常是通過調(diào)節(jié)口模的同心度來進(jìn)行補(bǔ)償，也就是改變口模的位置，頂部厚，低部薄。2.5 PE管材生產(chǎn)中常見的問題及解決辦法生產(chǎn)中常見的問題及解決方法見表1-1表1-1 管材生產(chǎn)中常見的問題及解決辦法異