五防水卷材生產(chǎn)設(shè)備工藝

1、防水卷材生產(chǎn)設(shè)備工藝2008-10-01 09:43關(guān) 鍵 詞： 張力，線速度，同步，操作性，適應(yīng)性，改性瀝青。參考資料： 華中理工大學(xué)2000年“機(jī)械設(shè)計(jì)”第二版多品種改性瀝青防水卷材生產(chǎn)質(zhì)量好壞,一方面取決原材料質(zhì)量，更重要的是設(shè)備所具備特有的生產(chǎn)工藝。防水卷材生產(chǎn)是在整條生產(chǎn)設(shè)備輥桶上運(yùn)行，是分工序而又連續(xù)作業(yè)的工藝。這就要求工序間的配合充分協(xié)調(diào)，以適應(yīng)“胎體由冷變熱，再由熱變冷”的熱脹冷縮應(yīng)力變化。設(shè)計(jì)生產(chǎn)線就要完全考慮到操作性的問題，要充分考慮國內(nèi)現(xiàn)有原材料的使用問題等。防水卷材生產(chǎn)設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)，遵守這樣兩條規(guī)律；1.設(shè)計(jì)原料設(shè)備工藝。2.工藝原料操作產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（用戶）。作為防水卷材

2、的生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)出的最終產(chǎn)品其一要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，二要滿足用戶使用要求。生產(chǎn)中所做到的都是為工藝服務(wù)，工藝最終為產(chǎn)品服務(wù)。二者缺一不可，否則滿足不了這個(gè)市場(chǎng)。生產(chǎn)線設(shè)備工藝設(shè)計(jì)分：1.胎體原料展開供應(yīng)工序，2.胎體內(nèi)在質(zhì)量處理工序，3.卷材涂層處理工序，4.隔離防護(hù)層處理工序，5.冷卻成型工序，6.卷曲包裝工序。在這6個(gè)工序中每個(gè)工序又包含了多個(gè)設(shè)備工序，許多設(shè)備之間的連接都有微妙聯(lián)系。設(shè)計(jì)生產(chǎn)線工序之間連接必然考慮的因素是；1“張力”一條年生產(chǎn)能力在500萬平方米的生產(chǎn)線張力，應(yīng)設(shè)計(jì)卷材運(yùn)行時(shí)的張力3.54.5kgm，年生產(chǎn)能力在1000萬平方米生產(chǎn)線張力4.55.5kgm。設(shè)備張力的大小要看

3、整體傳動(dòng)的合理性，當(dāng)胎體遇到熱而設(shè)備張力不變時(shí)胎體的應(yīng)力起了變化，使張力和同步隨之發(fā)生變化。后面冷卻工序設(shè)備的張力又恰好相反，表明張力的變化影響了同步變化。這就要求設(shè)計(jì)人員要考慮“張力同步”的協(xié)調(diào)，這一矛盾應(yīng)在設(shè)備上得到釋放，不能釋放在胎體上。最佳解決辦法是設(shè)制生產(chǎn)線速度基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)的運(yùn)行線速度系數(shù)始終為“1”，前后各工序設(shè)備都要瞄準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的速度做手動(dòng)或自動(dòng)速度的微動(dòng)速度調(diào)節(jié)，使生產(chǎn)線各點(diǎn)張力在很多因素影響下不變或相同，這就是我們常說的“恒張力”。2“同步”生產(chǎn)時(shí)所有使用的設(shè)備都應(yīng)同步，但根據(jù)胎體運(yùn)行中張力和冷熱冷變化，生產(chǎn)線又不是完全同步。各工序設(shè)備之間同步速度相差在0.0020.0095

4、m/min之間，同步問題可采用機(jī)械、電氣的同步調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式可采用手動(dòng)調(diào)節(jié)，也可采用浮動(dòng)張力動(dòng)平橫輥?zhàn)魑?dòng)速度自動(dòng)調(diào)節(jié)。該輥的張力大小可通過配重調(diào)節(jié)到適合年生產(chǎn)能力速度的張力。3“適應(yīng)性”這個(gè)適應(yīng)性是指生產(chǎn)線適應(yīng)使用的各種胎體，各種輔助材料，適應(yīng)使用涂蓋料的粘度，適應(yīng)線速度的無級(jí)變化。設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)否要參考各種胎體的技術(shù)指標(biāo)和內(nèi)在質(zhì)量特性，如玻璃纖維氈，當(dāng)玻纖氈卷被外來物撞擊一次，拉力值降低535N，玻纖氈呈U字形折拿，拉力值會(huì)降低846N。其他胎體雖不這樣明顯，但也有這樣的共性。這就要求設(shè)計(jì)胎體導(dǎo)向輥直徑時(shí)把以上因素考慮在內(nèi)，按彎曲時(shí)對(duì)胎體破壞力影響，我們要將導(dǎo)向輥設(shè)計(jì)在大于120mm的直徑，

5、當(dāng)胎體在輥外徑做1800轉(zhuǎn)向也不至破壞其拉力，這種直徑的輥桶屬安全導(dǎo)向輥。常規(guī)生產(chǎn)時(shí)涂蓋料的粘度范圍在Cps190/900013000。當(dāng)粘度大于上限，使生產(chǎn)線張力加大，同步速度發(fā)生了變化，影響了胎體兩面涂蓋料質(zhì)量，當(dāng)粘度小于下限時(shí)則相反。生產(chǎn)線運(yùn)行速度由零或某一基本速度起步到最佳生產(chǎn)線速度都具備適應(yīng)的生產(chǎn)線速度。在這速度變化范圍內(nèi)，使各工序間變化率控制在最小變化，達(dá)到平滑線性，按系數(shù)“1”平穩(wěn)的升降速。恒張力的控制可避免因粘度的變化而導(dǎo)致大的同步失調(diào)。4“操作性”胎體在生產(chǎn)線中運(yùn)行，全自動(dòng)化設(shè)備也不能生產(chǎn)出防水卷材，還是要靠人來操作。這里的操作性是指：機(jī)、電、人有機(jī)協(xié)調(diào)而獲得產(chǎn)品的形成。其中

6、“機(jī)”是固形源，“電”是無形自游源，只有“人”才是前兩者中間原。前兩者該如何為人使用，就是我們提到的可“操作性”。防水卷材生產(chǎn)的全過程都在操作性好與差的設(shè)備上經(jīng)過，設(shè)計(jì)人員就要根據(jù)防水卷材生產(chǎn)的特有工藝，盡可能設(shè)計(jì)出操作性強(qiáng)的流水線。生產(chǎn)線人性化設(shè)計(jì)就是要考慮設(shè)備工藝到位，人員操作簡(jiǎn)便自如，維修、維護(hù)方便，使用各種另部件，要選定“國標(biāo)”易購品牌。用人的各種感覺、感觀掌握并形成一整套操作經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)各調(diào)節(jié)系統(tǒng)、閥門、電控、按人體身高1.75m設(shè)計(jì)高、低、遠(yuǎn)近。站在某一點(diǎn)位置就可觀察到生產(chǎn)線全方位，達(dá)到寬視野操作，包括換料、上料，厚度調(diào)節(jié)等。防水卷材的成型需經(jīng)過十幾個(gè)工序，如浸漬、涂布、撒布料等工序

7、是卷材初步形成的關(guān)鍵工序。（1）浸漬工序：根據(jù)胎體自身特點(diǎn)，聚酯胎生產(chǎn)時(shí)往返疊鋪多層后進(jìn)行針刺，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為柵網(wǎng)狀，經(jīng)過樹脂膠粘劑處理，使每根纖維交叉結(jié)合處被膠聯(lián)結(jié)封閉，纖維與纖維之間就形成了空穴。由于有了這樣的特點(diǎn)，生產(chǎn)時(shí)就要經(jīng)過浸漬工序。浸漬目的，改性瀝青浸漬胎體內(nèi)部空穴，對(duì)纖維、膠粘劑進(jìn)行密布保護(hù)。胎體經(jīng)過浸漬后，多余改性瀝青就要被壓延輥壓干，這樣才能保證產(chǎn)品質(zhì)量和后面工序正常進(jìn)行。壓延輥下壓力應(yīng)在6266N/cm2只有一定壓力才能保證瀝青在胎體中間飽和狀態(tài)，即不能壓特別干又不能在胎體表面留有多余瀝青。浸漬時(shí)間要保證2.5秒以上，浸漬溫度控制到194204之間。（2）涂布工序：生產(chǎn)線關(guān)鍵工

8、序，對(duì)產(chǎn)品外觀質(zhì)量有很大影響的主要工序，胎體進(jìn)入涂油池進(jìn)入的夾角要經(jīng)過仔細(xì)運(yùn)算，角度是以壓條輥全部放下，以改性瀝青平面夾角56580為宜。當(dāng)涂油粘度稍大，角度偏小時(shí)容易使胎體圍池壁行走，輕者使胎體應(yīng)力變化造成拉力值的破壞，重者使胎體跑偏造成胎體的斷裂。胎體在涂油池浸涂時(shí)間應(yīng)大于4秒，使改性瀝青在胎體表層纖維生根。布油輥的設(shè)計(jì)各廠家都有自己獨(dú)到之處，經(jīng)分析該輥的線速度比生產(chǎn)線速度要快1/20，這樣能很好的達(dá)到涂布料在胎體表層生根。布油輥的直徑在320mm較好，盡可能的將改性瀝青施布在胎體下方，使胎體在布油輥上的包角越小越好，這樣可將改性瀝青均勻涂布。涂油上輥?zhàn)錾舷抡{(diào)節(jié)對(duì)涂布油厚度調(diào)整，此輥可作粗

9、調(diào)使用。上輥可不轉(zhuǎn)以保證卷材上面平整。益處：可省去傳動(dòng)部分，缺點(diǎn)：涂油中的雜物隨時(shí)將氈面破壞。涂油輥可反轉(zhuǎn)但反轉(zhuǎn)的線速度應(yīng)是生產(chǎn)線速的1/810轉(zhuǎn)速。該輥加工精度花3.2即可。生產(chǎn)熱溶4mm卷材時(shí)，要求胎體下面有2/3的改性瀝青，下涂油輥?zhàn)龀赏坎己凸斡偷碾p重功能較合適，刮涂調(diào)節(jié)分兩邊進(jìn)行這樣有利卷材兩端涂油一樣，因?yàn)樘ンw的生產(chǎn)是利用卷幅寬2080mm纖維做一剖二，得到的氈卷使用中可以是左，也可以是右，兩端張力并不一樣。刮涂輥直徑100120mm，加工精度花1.6加磨，刮涂輥以反轉(zhuǎn)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速是生產(chǎn)線同步速度的1626%最佳，可對(duì)刮涂輥加變頻調(diào)速處理。刮涂輥的好處在于胎體走出涂油池?zé)o論水平還是以S

10、in15.30進(jìn)入下道工序，都可自如的將下涂油掌握在人所要求的范圍內(nèi)。涂油池放油管出口應(yīng)放在布輥上方的中間部位，使放下的熱改性瀝青往胎體兩邊分應(yīng)盡可能做到胎體兩邊的涂布油，這樣涂油池兩邊張力分布就比較均勻。通過布油、涂油、刮油得到的卷材厚度調(diào)節(jié)誤差可在0.01mm范圍。（3）撒布料工序：目的；撒布或粘覆隔離材料將卷材冷確，經(jīng)卷曲后可將卷材展開，能很方便施工。目的二，撒布保護(hù)材料，這種保護(hù)層可做隔離層使用，又在卷材上面粘覆了對(duì)改性瀝青起保護(hù)作用的材料。材料做隔離層時(shí)沒有太多要求，要求撒布或粘覆均勻，不對(duì)卷材氈面有影響或起到破壞即可。作保護(hù)層時(shí)，對(duì)撒布要求就比較苛刻。首先我們要了解撒布材料的有關(guān)特

11、性。撒布大都采用石灰?guī)r天然色片狀頁巖或人工著色玄武巖顆粒，從顆粒大小分析，顆粒較大的石料粘覆時(shí)容易造成石壓石，懸粘到瀝青上，生產(chǎn)過程容易脫落，脫落后會(huì)造成瀝青外露起不到保護(hù)作用。顆粒小就談不上對(duì)卷材的保護(hù)。防水卷材使用的頁巖要求形狀是“片狀”，要求片狀直徑12mm，厚度是0.61.2mm。要求的硬度“4.505.50”。使用彩色玄武巖顆粒1619目/cm2，要求的硬度“6.507.50”。有了規(guī)格的砂料，撒布時(shí)對(duì)撒布工藝還要有一定的了解。若使粘覆的砂料不脫落就要求有粘覆“時(shí)間”，粘覆“溫度”，撒布“高度”等。撒布時(shí)間上，從生產(chǎn)線開始運(yùn)轉(zhuǎn)，砂料粘覆到氈面，撒砂時(shí)間要比運(yùn)轉(zhuǎn)延遲1.51.8秒的時(shí)間

12、，因?yàn)榫聿牧魉€在這段運(yùn)行都有一個(gè)“惰性”起動(dòng)，胎體的起步時(shí)間比機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度慢，延時(shí)主要是避免生產(chǎn)線初始運(yùn)行砂料的淤集。粘覆溫度上，砂料在改性瀝青上粘覆是否牢固，一個(gè)是砂料是否“干凈”，另一個(gè)是粘覆時(shí)的溫度，砂料的最佳粘覆溫度應(yīng)大于150。在這個(gè)溫度以上可使頁巖的每個(gè)顆粒三分之一或五分之二處嵌入改性瀝青中，同時(shí)嵌入部分又不使改性瀝青擠壓到撒滿頁巖表面。從撒布高度上分析，頁巖有一定的比重，撒布時(shí)在撒布慣性和一定高度空間頁巖呈現(xiàn)翻滾，頁巖落下時(shí)翻滾750950，翻滾的角度對(duì)卷材粘覆頁巖最為有力。依據(jù)這個(gè)角度就可確定頁巖從脫離撒砂輥或履帶時(shí)的高度為188192mm。這個(gè)高度從卷材運(yùn)行直線計(jì)算，正常運(yùn)

13、行時(shí)卷材有一個(gè)下垂弧度，這個(gè)下垂弧度可忽略。撒砂量的大小可設(shè)制擋板，轉(zhuǎn)速可通過生產(chǎn)線同步控制。當(dāng)撒砂顆粒比較均勻，撒砂量在生產(chǎn)線同步控制下，同步撒砂量為線性。當(dāng)撒砂顆粒大小不均，同步撒砂量為非線性，呈生產(chǎn)線速度越快撒砂量變大。生產(chǎn)中胎體運(yùn)動(dòng)張力影響生產(chǎn)線同步速度，為減少運(yùn)行張力，主傳動(dòng)輥直徑不能做的太小一般直徑為198225mm，主傳動(dòng)布局應(yīng)在全生產(chǎn)線布均。導(dǎo)向輥一般屬被傳動(dòng)，直徑在150180mm較合適，要做到減小張力，該輥少則為妙。電器、機(jī)械傳動(dòng)基本以鏈條傳動(dòng)為主，減速機(jī)最好選用擺線針輪減速機(jī)，可使同步速度更穩(wěn)。配料系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)：配料系統(tǒng)一般包括配料罐、填料攪拌罐、浸漬攪拌罐。根據(jù)年生產(chǎn)量

14、確定各攪拌罐的大小和個(gè)數(shù)，年產(chǎn)200萬平方米產(chǎn)量需要4噸配料罐1個(gè)， 5噸填料攪拌罐2個(gè)，4噸浸漬配料罐1個(gè)。年產(chǎn)1000萬平方米產(chǎn)量需要有10噸配料罐2個(gè)，10噸填料攪拌罐4個(gè)，10噸浸漬配料罐1個(gè)，以上均為有效容積配套數(shù)量。配料系統(tǒng)設(shè)備工藝“有攪拌配料工藝、膠體磨剪切工藝、計(jì)量稱重工藝、管道工藝”。主要是攪拌和管道工藝，下面就攪拌剪切和管道工藝談一些建議。（1）攪拌罐中的攪拌翅在配制改性瀝青時(shí)，起到攪拌、混均、分散、剪切的作用。如攪拌翅設(shè)計(jì)不當(dāng)則不能擔(dān)當(dāng)所有功效。有的攪拌翅形狀呈螺旋疊片狀或鐵錨形狀，不管疊片的模數(shù)做的多大，錨式的幾何交叉，轉(zhuǎn)速有多快，這種攪拌翅只能起到攪拌、分散作用，沒有

15、剪切效果，不能配制高分子改性瀝青，可用于制作涂料、冷膠、基層處理劑等。配制改性瀝青的最佳攪拌翅形狀呈交叉框架式。攪拌翅同液體垂直運(yùn)動(dòng)，使改性瀝青中的高分子材料交叉螺旋運(yùn)動(dòng)并相互撞擊，使之形成較大的網(wǎng)狀體，再經(jīng)膠體磨剪切延磨使剪切效果倍增。這種交叉框架式攪拌翅阻尼大、剪切率高、分散效果顯著。有興趣的讀者不妨可以做個(gè)實(shí)驗(yàn)，將700ml燒杯放入純凈機(jī)油，在杯中點(diǎn)2.ppm單位的甲基紫或甲基藍(lán)試劑，將兩種不同形狀攪拌翅分別作對(duì)比攪拌試驗(yàn)。攪拌速度為35n40n/min，可從燒杯外觀察。這個(gè)試驗(yàn)告訴我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)和計(jì)算剪切、分散、均混等數(shù)據(jù)。攪拌漿轉(zhuǎn)速與裝載介質(zhì)在一定溫度下的粘度有關(guān)，與攪拌漿直徑、寬度、

16、角度有關(guān)。通過以上數(shù)據(jù)的測(cè)算可得出攪拌電動(dòng)機(jī)功率，一般5噸有效容積攪拌罐使用電機(jī)功率為11kw，7.5噸罐電機(jī)功率為18.5kw，10噸罐電機(jī)功率為22kw。臥式攪拌罐此基礎(chǔ)功率增加一個(gè)級(jí)別。攪拌軸潤滑點(diǎn)可采用罐體兩級(jí)單推力雙定芯式潤滑，也可采用罐體單邊軸承箱單推力雙定芯式潤滑，前者造價(jià)低維修比較麻煩，使用年限短，后者恰好相反。使用軸承箱式傳動(dòng)方式特需要在罐中間位置增加三角定芯支撐軸套，軸套的連接架還可提高改性瀝青剪切效果。配制改性瀝青過程中，不加料時(shí)攪拌罐應(yīng)是全密封形式，加料時(shí)攪拌罐內(nèi)的油煙可通過排煙管道將瀝青廢氣抽調(diào)，以利環(huán)保。在抽風(fēng)管道上加電動(dòng)抽風(fēng)擋板，控制端可設(shè)定在加料口上的感應(yīng)式行程

17、開關(guān)，控制抽風(fēng)檔板做900開關(guān)閉合，也可通過操縱工，人為的手動(dòng)控制檔板。這樣的形式是有必要的，因?yàn)槌轱L(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間抽取會(huì)將改性瀝青中的油分（各種芳烴物質(zhì)）抽走，使改性瀝青中的高分子材料溶融教困難，形成不了規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。（2）管道系統(tǒng)包括導(dǎo)熱油管線，瀝青管線等。在防水卷材生產(chǎn)中起到很重要第位。生產(chǎn)線各循環(huán)加熱工序干燥器、浸漬池、涂油池、瀝青回油管線，配料系統(tǒng)的配料罐、計(jì)量罐、瀝青儲(chǔ)備罐各瀝青進(jìn)油、循環(huán)油管線等共同而且最佳分配熱能，根據(jù)導(dǎo)熱油爐輸出熱能能量，熱油循環(huán)泵輸送量，粗略計(jì)算，分配生產(chǎn)線熱油循環(huán)管的管徑如下表；導(dǎo)熱油爐熱能量 年產(chǎn)量 單位 生產(chǎn)線各工序熱油管線 配料罐熱油管線 瀝青儲(chǔ)油罐熱油

18、管線 瀝青管線保溫?zé)嵊凸芫€60萬卡 200萬米 DN 32 40 40 2580萬卡 400萬米 DN 40 50 40 32120萬卡 600萬米 DN 40 50 50 32200萬卡以上 1000萬米 DN 50 65 50 40導(dǎo)熱油管線的口徑大小對(duì)加熱對(duì)象來說只是加熱時(shí)間問題，生產(chǎn)線速度加快后帶走的熱量就要增大，從時(shí)間上說熱油帶來的熱能應(yīng)很快補(bǔ)償，導(dǎo)熱油泵所提供的流量、壓力依據(jù)加熱能量設(shè)計(jì)的，壓力、流速是固定不變的，根據(jù)生產(chǎn)時(shí)線速的快與慢都應(yīng)有適合的熱能提供。攪拌配料罐各瀝青進(jìn)油管線有內(nèi)層瀝青管、外層導(dǎo)熱油保溫管組成。同管雙臂管線夾層中應(yīng)有一定空間，以提供一定熱能的流量為介質(zhì)加熱。各種瀝青進(jìn)油管線應(yīng)分開使用，不應(yīng)混合使用，這樣可避免因混料造成的配比不準(zhǔn)。瀝青管線直徑大小，是依據(jù)管道承載物質(zhì)的粘度有關(guān)，依據(jù)進(jìn)料時(shí)間的快慢有關(guān)。下表是不同線速的生產(chǎn)線，不同部位使用各種口徑的瀝青管線分配表。管線項(xiàng)目 年產(chǎn)200萬米 年產(chǎn)500萬米 年產(chǎn)1000萬米以上內(nèi)臂管 保溫管 內(nèi)臂管 保溫管 內(nèi)臂管 保溫管瀝青進(jìn)料管線 DN80 DN100 DN80 DN100 DN100 DN150膠體磨循環(huán)進(jìn)口管線 DN80 DN125 DN100 DN150 DN1