HDPE雙壁波紋管生產工藝流程介紹1ppt課件一、產品概述二、PE雙壁波紋管的原料及配比三、工藝流程四、工藝控制五、產品質量控制六、常見產品缺陷的原因分析2ppt課件一、產品概述1、高密度聚乙烯(HDPE)雙壁波紋管，簡稱PE波紋管，是以HDPE樹脂為主要原料、采用擠出成型工藝制成的一種內壁光滑平整、外壁為梯形（方波）或弧形（圓波）波紋狀、內外壁波紋間為中空的的新型塑料管材，屬聚烯烴類結構壁管材，主要用于埋地排水排污領域。3ppt課件2.PE雙壁波紋管的優(yōu)點：

1、抗外壓能力強：外壁呈環(huán)形波紋狀結構，大大增強了管材的環(huán)剛度，從而增強了管道對土壤負荷的抵抗力，在這個性能方面，HDPE雙壁波紋管與其他管材相比較具有明顯的優(yōu)勢。

2、工程造價低：在等負荷的條件下，HDPE雙壁波紋管只需要較薄的管壁就可以滿足要求。因此，與同材質規(guī)格的實壁相管比，能節(jié)約一半左右的原材料，所以HDPE雙壁波紋管造價也較低。這是該管材的又一個很突出的特點。

3、施工方便：由于HDPE雙壁波紋管重量輕，搬運和連接都很方便，所以施工快捷、維護工作簡單。在工期緊和施工條件差的情況況下，其優(yōu)勢更加明顯。

4、摩阻系數(shù)小，流量大：采用HDPE為材料的HDPE雙壁波紋管比相口徑的其他管材可通過更大的流量。換言之，相同的流量要求下，可采用口徑相對較小的HDPE雙壁波紋管。4ppt課件5、良好的耐低溫，抗沖擊性能：HDPE雙壁波紋管的脆化溫度是-70℃。一般低溫條件下(-30℃以上)施工時不必采取特殊保護措施，冬季施工方便，而且，HDPE雙壁波紋管有良好的抗沖擊性。

6、化學穩(wěn)定性佳：由于HDPE分子沒有極性，所以化學穩(wěn)定性極好。除少數(shù)的強氧化劑外，大多數(shù)化學介質對其不起破壞作用。一般使用環(huán)境的土壤、電力、酸堿因素都不會使該管道破壞，不滋生細菌，不結垢，其流通面積不會隨運行時間增加而減少。

7、使用壽命長：在不受陽光紫外線條件下，HDPE的雙壁波紋管的使用年限可達50年以上。

8、優(yōu)異的耐磨性能：德國曾用試驗證明，HDPE的耐磨性甚至比鋼管還要高幾倍。

9、適當?shù)膿锨龋阂欢ㄩL度的HDPE雙壁波紋管軸向可略為撓曲，不受地面一定程度的不均勻沉降的影響，可以不用管件就直接鋪在略為不直的溝槽內等等。5ppt課件3.PE雙壁波紋管的應用領域：

1范圍本部分適用于長期溫度不超過45℃的埋地排水和通訊套管，亦可用于工業(yè)排水、排污管。

①市政工程，用于建筑物的地下排水管、排污管、輸水管、通風管等；

②電器電信工程，作為電力電纜、光纜、通訊信號電纜的保護管；

③工業(yè)，由于聚乙烯材料具有優(yōu)良的耐酸、堿及耐腐蝕能力，結構壁管可用于化工、醫(yī)藥、環(huán)保等行業(yè)的給水和排水管道；

④農業(yè)、園林工程，用于農田、果園、茶園以及林帶排灌，可節(jié)水70％，節(jié)約用電13.9％，也可用于農村灌溉；

⑤道路工程，可用作鐵路、高速公路、高爾夫球場、足球場等的滲、排水管；

⑥礦場，用作礦井的通風、送風管、排水管。6ppt課件二、PE雙壁波紋管的原料及配比1.原料的組成：PE雙壁波紋管的原材料一般由聚乙烯、增強改性母料和顏料等組成。如果原材料潮濕，為了提高生產效率，可添加適當?shù)南輨ㄎ噶希?ppt課件2.對原材料性能的要求：

對聚乙烯（PE）性能的一般要求有熔體流動速率（MFR）、密度、彎曲彈性模量和氧化誘導時間（OIT）、沖擊強度等。檢測的項目還包括拉伸強度、斷裂伸長率、灰份、揮發(fā)份等

氧化誘導時間決定了氧化破壞的時間，對于要求使用50周年的波紋管來說，控制好原材料的氧化誘導時間是能否保證50年使用壽命的關鍵。GB/T19472.1-2004中明確規(guī)定，波紋管的原材料的氧化誘導時間應≥20min（200℃）。

8ppt課件HDPE樹脂的彈性模量對的環(huán)剛度有很大影響，高彈性模量的材料可以提高制品的環(huán)剛度，也可以在保證環(huán)剛度的前提下節(jié)省原料，降低成本。所以在HDPE雙壁波紋管生產時，采用的原料應該具有較高的彈性模量。熔體流動速率的大小反映了分子量的大小，一般來說，熔體流動速率大一點的材料有利于加工成型，并可提高生產效率。但也不能過大，過大對環(huán)剛度的影響較大。同時，還必須具有較高的密度和良好的加工性能及設備適應性。9ppt課件原料要求外壁料（TR571類）內壁料（5301類）熔體流動速率(190℃，21.6Kg）2-55-15密度，≥0.950.945彎曲彈性模量(MPa)，≥13001000氧化誘導時間（OIT），≥20min（200℃）20min（200℃）10ppt課件改性母料的選擇也很關鍵，選用改性母料時應當充分考慮其分散性、偶聯(lián)性和對聚乙烯改性的程度。其對應的可以從產品外觀、抗沖擊強度、環(huán)剛度、加工適應性等方面進行驗證。11ppt課件3.典型的配方如下表材料名稱外壁配方內壁配方外壁配方2TR571類30355301類255530（造粒料）外壁母料4535內壁母料45吸水母料2/3-5色母料2.51.52.512ppt課件三、工藝流程13ppt課件設備流程14ppt課件設備及控制（一）擠出機擠出機擠出原理是利用帶有斜面螺紋的螺桿在加熱的料筒中旋轉，將料斗中送來的塑料向前擠壓，使塑料逐漸受熱，均勻塑化將塑料擠出，通過機頭和模具成型。擠出機由擠出系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。

15ppt課件工藝控制參數(shù)有：①擠出壓力。擠出壓力一般應控制在30Mpa以內，壓力過高在降低生產效率，增加能耗比；壓力過小則制品不利于成型。一般來說，增加機頭壓力，熔體體積被壓縮，分子鏈堆積緊密，物料黏度增加，流動性減小，擠出產量下降，而且因黏度增加，剪切熱增加而導致物料分解。但從產品質量來看，產品密實，有利于提高產品質量。如果機頭壓力過小，熔體強度低，成型時管坯易被吹破，力學性能也會隨之下降。16ppt課件②螺桿轉速：螺桿轉速是擠出成型工藝中極為重要的工藝參數(shù)之一。提高轉速，產量增加，剪切速率增大，物料黏度下降，有利于物料的塑化。但轉速的提高還需考慮擠出機的塑化能力和熔體壓力范圍，否則物料流速過快有可能導致物料還未完全塑化就被壓入機頭，嚴重影響產品質量。因此，剛開車時，螺桿轉速通常調得較低，待生產穩(wěn)定后，緩慢提高轉速，同時密切觀察擠出機電流、熔體壓力變化及產品質量。螺桿轉速很大程度上決定了擠出機的擠出量，但過快的轉速會致機筒部產生大量的剪切熱能，在相同的溫度下對物料性能的折損較大。長時間的高速運轉也會使螺桿的壽命提前結束。螺桿轉速一般控制在最高轉速的75%--85%為宜。在正常生產過程中，應盡可能使用較低的螺桿轉速來達到最高的固體輸送能力，這樣一方面可以防止物料在較大的剪切力作用下發(fā)生熱降解，另一方面也可以提高制品的質量和擠出的效率。17ppt課件③熔體溫度：聚烯烴的熔體溫度一般不超過230℃，超過此極限，材料的熱降解嚴重，影響管材的質量。溫度過低，物料塑化不好，成型產品表面粗糙；④機筒軸線方向上各點溫度的分布：典型的聚烯烴的擠出溫度的設置如下：機筒第一段：80-100℃第二段—第六段：175—200℃機頭：190—220℃⑤功率消耗：一般顯示電流，通?？刂圃?0-80%。18ppt課件擠出機性能指標：①生產能力Q：單位時間內最大擠出量。單位為Kg/h②名義比功率，又稱為單耗N/Q：單位產量所消耗的功率。KW/Kg19ppt課件（二）波紋管模具雙壁波紋管擠出模具的結構較復雜，主要特點是在同一模具內分成內外兩層流道，內外流道夾層間通壓縮空氣，幫助外層在成型模塊上形成波紋。同時，定徑套的冷卻水管也從芯棒內通過，為了補償冷卻水通過引起的熱量損失，一般需要對機頭內壁加熱。在生產大口徑管材時，由于聚烯烴管材一般采用單螺桿擠出機，其擠出量比雙螺桿擠出機小得多，故一般采用兩臺擠出機雙層共擠技術，這樣既可保證生產，也能提高產量。20ppt課件機頭的作用有：①使熔融物料由旋轉運動變?yōu)橹本€運動；②產生必要的成型壓力，保證制品的密實；③使物料通過機頭時進一步得到塑化；④通過機頭斷面得到所需要斷面形狀和尺寸的料坯。21ppt課件機頭對制品影響與普通管材機頭結構相比，波紋管擠出機頭口模間隙小，口模長厚比大，其管壁流道特別長，間隙也小，在生產過程應盡量避免壓力過大以及過度剪切造成熔體破裂。機頭主要使熔融塑化的樹脂在一定的壓力下成型為所需要的截面形狀，它決定著制品的外形尺寸、公差和表觀質量，影響制品的物理力學性能、生產效率和操作的穩(wěn)定性。如機頭壓縮比過大會造成物料流動不暢、易過熱分解、壓力過大等；壓縮比不足會造成制品密實度差和強度差、熔接痕難以消除等。機頭芯模和口模的間隙及同心度對制品的壁厚均勻性有很大影響。所以機頭的結構設計是否合理將對管材表面質量產生重要的影響。22ppt課件23ppt課件24ppt課件（三）、成型機

波紋成型裝置主要由成型模具、傳動裝置和控制系統(tǒng)三部分組成。成型模具是由數(shù)十對哈夫定型模塊組成，對開的方式可以是上下的（立式），也可以是水平方向的（臥式）。25ppt課件立式成型裝置可使模塊上下開合，并且占地面積小、結構緊湊；水平式（又稱為臥式）成型裝置可使模塊水平開合，占地面積較大，但更換模塊比立式方便。而且模塊內設計了冷卻水循環(huán)通道，以水作為冷卻介質，大幅度提高了生產的速度。26ppt課件定型模塊分別固定在兩條傳動帶上，當傳動裝置帶動模具轉動時，上下（或水平）模塊重復進行開合動作。模塊閉合構成圓形管子的成型腔，模塊打開可以使制品脫模。圖為波紋成型模塊工作運行示意圖。從圖中可以看出，波紋成型裝置同時具有成型波紋和牽引管材的作用。波紋成型裝置的關鍵就是成型模塊運行軌道的確定。先獲得精確的波紋成型軌跡，然后按照這一軌跡組合模塊，從而能夠使成型裝置正常工作，以達到最終的質量要求。當變化產品規(guī)格時，可以更換相應規(guī)格的定型模塊。27ppt課件在波紋成型過程中，成型模塊的配合精度、波形設計對波紋管的外觀和力學性能均有重要影響。成型模塊配合精度差、有微小的錯位或不規(guī)則、傳動裝置中模塊的推移或鏈條的節(jié)距因誤差積累等都會使波紋管的形狀改變，產生錯紋。另外，管材的波紋設計將影響環(huán)剛度、環(huán)柔性和沖擊強度等力學性能指標，好的波形結構設計可獲得優(yōu)異的力學性能。28ppt課件（四）、成型模塊：

波紋管的成型模具主要就是模塊，它決定著管材的基本結構和尺寸。隨著成型方式的不同，以及模塊運動軌跡的不同，模塊的結構也有所不一樣。目前大多生產線是通過模塊抽真空將料坯吸附在模具內表上，模塊上有抽真空用的通道。29ppt課件30ppt課件擴口示意圖31ppt課件四、工藝控制（一）、開機前的準備1.原料準備：聚乙烯混配料應在70～80℃的溫度下干燥2小時后方能使用；一般原材料視水分的大小，可以直接投入使用，如水分較大，可添加2%以內的消泡劑，以提高生產效率。原材料必須堆放在干燥通風的場所，不能直接堆放在地面上；添加有功能母料或色母料的必須混配均勻。

32ppt課件2.設備準備：①由電工檢查整條生產線的電器線路和電器元件，使其達到開機要求后才能開啟電源。

②溫度的設定：聚乙烯從固態(tài)到熔融態(tài)，需要足夠的熱量。熱量的來源有二方面：一是機身料筒外的電加熱，另一方面是螺桿料筒之間的摩擦熱。在加料段螺槽深度較大，塑料又未熔化，產生的摩擦熱少，主要靠外部加熱升溫，熔融段塑料處于熔融狀態(tài)，塑料受到的剪切速率較高，摩擦產生的熱量也較多；均化段所受的反壓力最大，逆流和漏流也最大，也會產生大量的摩擦熱，基于這些原因，均化段的溫度必須嚴格控制，以避免聚乙烯分解。33ppt課件擠塑機各區(qū)溫度分布分析如下：a.加料段一般采用低溫。這一段基本任務是進料，需要產生足夠的推力，機械剪切并攪拌混合。如果溫度過高，由于聚乙烯粘度大，使熔融聚乙烯粘在料筒內壁和螺桿上，引起打滑，物料無法推送，所以這一區(qū)的溫度不宜高。一般設為80-100℃。b.壓縮段：壓縮段要使所有的物料都能均勻受熱，混合，完成從玻璃態(tài)到粘流態(tài)的轉變。因此此區(qū)的溫度稍高，只有達到一定的溫度，才能確保大部分物料得以塑化，這一區(qū)的溫度一般不超過的分解溫度即可。c.均化段：塑料在此區(qū)段已大部分塑化，而其中小部分在中機身未塑化的塑料在此段進一步塑化均勻，并將熔融狀態(tài)的塑料定量定壓地送到機頭去。根據(jù)聚乙烯擠塑的特點，這一區(qū)的溫度一般比中機身稍低一點。34ppt課件③加熱時間的控制：按工藝卡規(guī)定設置加熱溫度，開始加熱。一般波紋管的機頭都比較大，需要足夠的加熱時間才能保證設備的安全，可以按梯度升溫的方式進行加熱。機頭各區(qū)加熱約提前3小時左右，再開啟1#、2#擠出機的加熱。具體可以按100-120℃為第一梯段，150-160℃為第二梯段，180℃至工藝溫度為第三梯段。當溫度升至第一梯段時保溫2小時，至第二梯段時保溫1小時，至第三梯段保溫1小時后將各區(qū)段的溫度設定為工藝溫度，保溫半小時后開始啟動擠出機。35ppt課件④在升溫的同時應作以下工作。檢查液壓系統(tǒng)是否運轉正常；各處限位開關是否到位以及通斷自如；調整成型水套的水平和中心線，檢查是否在一條直線上；將成型機開到生產位置，分開左右模塊，（如是立式成型機則將上下模塊分開）用塞尺測量模塊與水之間的間隙，進行相應調整；更換或調整下游輔助設的模具。36ppt課件（二）、開機過程中的注意事項：①擠出機啟動之前必須檢查各區(qū)段溫度是否正常，如發(fā)現(xiàn)異常，必須待處理完畢后方能啟動擠出機。以免損壞螺桿等部件或噴料傷人。

②各開機條件具備后啟動主機，剛啟動主機時必須將熔體壓力控制在一定范圍內，以免料溫過高而噴料傷人。37ppt課件③擠出時要觀察主機電流和壓力，如果電流和壓力過大，必須先檢查、排除故障后才能開機，以免損壞設備。④隨時監(jiān)測主電機、減速箱的溫度和聲音，如有異常，及時報告設備管理人員，確定是否停機。⑤水套的材質較軟，更換規(guī)格時不能與金屬物相撞。處理損傷處時不能用800目以下的砂紙打磨。38ppt課件6成型機正常運轉時要隨時觀察所有軸承及附件的完好情況，如有損壞或異常要及時更換和處理。

7成型機的潤滑系統(tǒng)要隨時保證運行正常，否則必須立即停止成型機。

8成型機的移動軌道要保持清潔。

9每次更換模塊時必須清理干凈。

10每次更換模塊時必須檢查所有的銷子和定位槽是否完好，如有異常情況時要處理好后才能安裝。39ppt課件11模塊的轉運、安裝、拆卸要格外小心，嚴禁損傷任何部位。

12上下模塊（臥式為左右模塊）不能壓得太緊，以防將模塊壓變形或成型機主電機過載。

13真空泵要定期清理過濾網和泵腔內的水垢，以免影響真空度或損壞電機。

14真空泵的供水系統(tǒng)要定期檢查。

15防止管材鋸屑進入成型機的滑道和其他部位。40ppt課件五、產品質量控制一般而言，塑料波紋管的質量要求包括3個方面：外觀質量規(guī)格與公差物理力學性能。41ppt課件（1）外觀質量：1、光澤度差或發(fā)泡2、麻點，有顆粒物3、劃痕或熔接線4、管材彎曲5、內波紋或起泡6、波紋凹陷不飽滿7、擴口不貼、擴口前后內壁不平8、兩壁粘合不牢42ppt課件（2）規(guī)格與公差：1、內層壁厚控制2、內外壁比例3、擴口厚度、擴口內徑、配合間隙4、偏心、層壓厚度5、總長、管材內徑、尺寸收縮率43ppt課件44ppt課件PE管材承口配合間隙45ppt課件（3）物理力學性能波紋管的三大主要性能指標為環(huán)剛度、耐沖擊性能、環(huán)柔性。除了環(huán)剛度、環(huán)柔性、耐沖擊性能之外，國家標準還對蠕變比率（反映波紋管在外力負載下變形后的蠕變情況，影響產品的使用壽命）和烘箱試驗（反映波紋管內外壁結合強度是否足夠，結構穩(wěn)定性如何）有要求。46ppt課件環(huán)剛度代表管材抗外壓的能力，單位為kN/m2，環(huán)剛度的數(shù)值越大，則管材抗外壓能力越強，相應的管材的壁厚也越厚。環(huán)剛度主要由波形結構和材料配方決定，生產上控制在于米重、內外壁用料比例、壁厚偏差、密實度、物料降解和發(fā)泡、波形凹陷等47ppt課件耐沖擊性能使用落錘沖擊的方法，在0±1℃環(huán)境下，真實沖擊率（TIR）≤10%（可以理解為10個允許破1個，但是并不完全等同）。生產控制：排除原料和配方的原因，主要應避免過高或過低的加工溫度造成的降解和塑化不良，常見的以溫度過高造成的發(fā)泡和水分未消除造成的發(fā)泡，易造成沖擊不合格。48ppt課件環(huán)柔性環(huán)柔性檢測設備與環(huán)剛度相同，但是壓縮量更大，試樣在垂直方向外徑變形量為原外徑的30%時立即卸荷，觀察試樣的內壁是否保持圓滑，有無反向彎曲，是否破裂，兩壁是否脫開。環(huán)柔性反映的是管材耐形變的能力。影響環(huán)柔性的因素也主要與波形結構和材料配方有關，生產中應注意如模塊錯位、真空漏氣、填料比例、外壁厚度變化等造成的性能變化。49ppt課件六、常見產品缺陷的原因分析1、剛開機時波峰不能成型，這時通常伴隨著外層真空不能達到需要的真空度（≥0.06Mpa）。這是波紋管生產中最常見的現(xiàn)象之一。原因一般有：50ppt課件①參數(shù)方面，例如成型機的速度與擠出量不匹配，如擠出量不變的話，成型機速度過慢則模塊內的料坯太厚，在壓縮空氣和真空負壓的作用下料坯不能貼上模塊內表面，難以成型。如果成型機的速度過快，則料坯不足以填充模塊的內表面，大氣壓進入真空槽，無法成型。51ppt課件②原材料方面：原材料內有雜質；因為一部分原料長時間在機頭內接收熱量，致原料熱降解，失去韌性，難以成型；因部分區(qū)段溫度失控，溫度過高致物料燒焦，燒焦的物料會黏附在模具表面，在擠出過程中，時而夾帶部分焦料，夾帶有焦料的料坯就無法成型。另外，整體溫度過高也很難成型。③機械方面：成型模塊的中心線與水套的中心線偏離過大，這樣其中一邊的物料被嚴重拖曳（拖破），無法成型；真空管路有漏氣現(xiàn)象；壓縮空氣氣路有堵塞；兩模塊間間隔過大等。52ppt課件2、內壁不平整。內壁不平整一般由真空度偏小、水套溫度過高、內層過薄等引起。真空度偏小應當檢查內層真空管路是否暢通，真空泵是否工作正常等。水套溫度過高一般是因為冷卻水的水溫過高或冷卻水的流量過小引起，可通過這兩個方面的調整來解決。53ppt課件3、擴口不良。擴口不良可分為以下幾種情況：①內層被吹破原因一般有內層沖氣氣壓過大；原材料韌性不好；內層過??；擴口放氣啟動晚或擴口放氣管路不通暢；原材料內有雜質；物料塑化不良等。②擴口內外