鋼帶增強高密度聚乙烯螺旋波紋管工藝研究

鋼帶增強高密度聚乙烯螺旋波紋管工藝研究1緒論鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管（MRP)的簡介MRP管材用原料主要工藝原料檢測成品檢測總結(jié)緒論2緒論

在塑料管道各個應(yīng)用領(lǐng)域中塑料埋地排水管雖然起步較晚，但是發(fā)展非常迅猛。上世紀90年代全國的年產(chǎn)量才幾萬噸，到2004年塑料埋地排水管產(chǎn)量已經(jīng)達到近25萬噸。我們預(yù)測我國塑料埋地排水管在今后幾十年中將持續(xù)大發(fā)展，2010年將超過60萬噸。與傳統(tǒng)的金屬管、水泥管相比，塑料管材具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、水流阻力小、綜合節(jié)能性好、運輸安裝方便、使用壽命長等優(yōu)點。塑料管材使用的材料主要有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)等。與其他塑料管(如PVC)相比，高密度聚乙烯(HDPE)管材具有密度低、韌性好、耐腐蝕、絕緣性能好、易于施工和安裝等特點，廣泛應(yīng)用于市政和建筑埋地排水、排污、燃氣、供熱采暖、電線電纜穿線、農(nóng)用節(jié)水灌溉、室內(nèi)外給水等領(lǐng)域。緒論在塑料管道各個應(yīng)用領(lǐng)域中塑料埋地排水管雖然起步較3

但是市政排水、排污工程中，由于管材需要進行埋地處理，對管材的環(huán)剛度、環(huán)柔度提出了較高要求。而普通的聚乙烯埋地結(jié)構(gòu)壁管道，特別是大口徑管道的生產(chǎn)時耗用原料多、對設(shè)備要求高，而且環(huán)剛度普遍低。對于市政主管道工程造價、埋深等要求不能夠完全滿足，因此新的聚乙烯復(fù)合管道應(yīng)運而生。鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管（簡稱MRP）就是其中應(yīng)用的佼佼者。緒論緒論4鋼帶增強高密度聚乙烯螺旋波紋管工藝學習研究課件5鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的簡介定義：以HDPE為基體，用表面涂覆粘結(jié)樹脂的鋼帶成行為波形作為主要支撐結(jié)構(gòu)并與PE材料纏繞復(fù)合成整體的雙壁螺旋波紋管。鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的簡介定義：以HDPE為基體，用表面6鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的簡介本產(chǎn)品能將鋼材的高剛度、高強度和塑料的耐腐蝕、耐磨損和柔韌性等兩種材料的優(yōu)良性結(jié)合起來，不僅可使管材達到SN8、SN12.5、SN16三個環(huán)剛度，而且解決了鋼材的耐腐蝕問題，彌補了較大直徑全塑料埋地排水管一般環(huán)剛度只能達到SN8的弱點。

產(chǎn)品在達到高性能的同時，另一突出的特點是節(jié)約原材料由于是采用的鋼纏繞成型，其管材的口徑大小完全取決與生產(chǎn)線纏繞芯軸的大小，而不同與普通聚乙烯管材口徑大小依據(jù)成型模具大小來決定，這樣就可以使用較少的原料和較小的擠出機來生產(chǎn)較大的口徑管材，因此大大的減少了原料的使用，較之同直徑、同環(huán)剛度的全塑料埋地排水管可顯著降低成本；同時和傳統(tǒng)排水管相比，具有密封可靠、使用壽命長、柔韌抗震、重量輕、施工方便快捷，是有廣闊推廣前景的新型化學建材，適用于介質(zhì)長期溫度不大于45℃的雨水、污水、廢水排放系統(tǒng)等排水管道工程。鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的簡介本產(chǎn)品能將鋼材的高剛度7鋼帶增強高密度聚乙烯螺旋波紋管工藝學習研究課件8鋼帶增強高密度聚乙烯螺旋波紋管工藝學習研究課件9主要工藝鋼帶管生產(chǎn)工藝的主要要求是：在很短的時間內(nèi)，內(nèi)層、外層處于熔融狀態(tài)時，在一定的壓力下，內(nèi)層管、鋼帶增強體、外層PE完成復(fù)合，保證各層復(fù)合成為一個整體結(jié)構(gòu)管壁。管材生產(chǎn)包括鋼帶涂覆和擠出纏繞兩個主要工藝。主要工藝鋼帶管生產(chǎn)工藝的主要要求是：在很短的時間內(nèi)，10一、鋼帶涂覆工藝流程圖：鋼帶放卷清洗加熱黏合劑復(fù)合黏合劑擠出冷卻牽引收卷主要工藝一、鋼帶涂覆工藝鋼帶放卷清洗加熱黏合劑復(fù)合黏合劑擠出冷卻牽引11

鋼帶涂塑的均勻性和牢固度是直接影響鋼帶管復(fù)合的重要因素，也是影響鋼帶管使用性能和壽命重要因素，因此必須給與高度重視。1、鋼帶上下面涂塑厚度不均勻。這種情況在生產(chǎn)中很容易見到，產(chǎn)生的主要原因為導入輥定向不準，這需要在生產(chǎn)之前調(diào)整導入定向輥，使得從口模出來的鋼帶上下左右都比較均勻。

主要工藝鋼帶涂塑的均勻性和牢固度是直接影響鋼帶管復(fù)合的重要122、影響鋼帶涂塑牢固度的因素有：（1）鋼帶涂塑前表面的油污需要清洗干凈，油污清洗需要嚴格執(zhí)行。（2）鋼帶表面熱處理的工藝，鋼帶涂塑前表面需要進行一層微氧化，氧化要求均勻并很薄，這樣才能保證與塑料的粘接強度又不破壞鋼帶的表面結(jié)構(gòu)。（3）鋼帶涂塑出口模后的冷卻速度，冷卻速度過快會造成兩層皮的情況，應(yīng)予以重視。主要工藝2、影響鋼帶涂塑牢固度的因素有：主要工藝13二、管材纏繞成型工藝

鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的生產(chǎn)工藝如下:首先，將PE片材在芯軸上纏繞成實壁的芯管。然后，預(yù)涂覆的鋼帶經(jīng)過成型機、彎曲機形成V字形狀，再在芯軸上按照預(yù)定的螺距纏繞在芯管上，并擠出一層PE覆蓋在鋼帶增強材料上。接著在很短的時間內(nèi)，處于熔融態(tài)的內(nèi)層PE、外層PE在一定的壓力下，由內(nèi)層管、鋼帶增強體及外層PE完成復(fù)合，從而成為一個整體結(jié)構(gòu)的管壁。

干燥自動上料擠出管坯纏繞成型噴淋冷卻鋼帶涂敷鋼帶成型鋼帶彎曲管材切割堆放檢驗入庫主要工藝二、管材纏繞成型工藝干燥自動上料擠出管坯纏繞成型噴淋冷卻鋼帶14鋼帶增強高密度聚乙烯螺旋波紋管工藝學習研究課件15

鋼帶管生產(chǎn)線主要由以下設(shè)備組成:擠塑機—成型機—彎曲機—纏繞機—送管機—控制柜—填料機—干燥機--切割機。

在上述生產(chǎn)過程中，鋼帶的預(yù)涂覆即在鋼帶外預(yù)涂覆的樹脂作為剛與塑料的中間層，是確保鋼塑粘結(jié)牢固的關(guān)鍵。而只有剛與塑料牢固的粘接在一起，任意兩層不發(fā)生分離，才能獲得最佳的金屬增強的效果。另外為使鋼塑各層能在最適合的溫度下進行熔接工藝溫度，壓力和冷卻時間也必須得到嚴格的控制。總之管材的復(fù)合質(zhì)量對管材的性能影響至關(guān)重要，也是一個非常重要的工藝控制點。主要工藝鋼帶管生產(chǎn)線主要由以下設(shè)備組成:擠塑機—成型機—彎16主要工藝（1）保證的復(fù)合質(zhì)量的條件：a良好的增強波形：波形平順，基本無折皺或有很淺很緩的折皺；兩腳無大于2㎜的折皺或折皺相距較遠。b適當、穩(wěn)定的張力：張力調(diào)節(jié)直接會影響到管材復(fù)合質(zhì)量。張力調(diào)整原則：根據(jù)增強波的兩腳與芯層帶相互位置判定：①兩腳未接觸芯層帶或剛接觸芯層帶，則張力較小，應(yīng)調(diào)大；②兩腳凹入芯層帶很深，則張力過大，應(yīng)減小張力；③兩腳均凹入芯層帶，凹入深厚度0.5～1.5㎜,則張力合適,滿足這個條件非常重要。主要工藝（1）保證的復(fù)合質(zhì)量的條件：17主要工藝c涂復(fù)帶、芯層帶合適的溫度。芯層帶溫度：芯層帶出口模的溫度不宜超過220℃；芯層帶復(fù)合位置溫度≥170℃，理論上，此處溫度越高越好，在210℃～230℃最好。芯層帶復(fù)合位置溫度由芯層帶線速度、熱風溫度、熱風噴口位置共同決定。涂復(fù)帶增強圈溫度：涂復(fù)帶溫度90℃～130℃.通過調(diào)整高頻電流的大小可以調(diào)整涂復(fù)增強圈的溫度。對熱風噴口位置和熱風溫度的調(diào)整也可以影響到增強圈的溫度。外層帶的溫度：外層帶出口模溫度要求采用較高的溫度220℃～240℃，這樣有利于復(fù)合。主要工藝c涂復(fù)帶、芯層帶合適的溫度。18三、缺陷及修補措施在生產(chǎn)過程中往往由于原料中本身含有或生產(chǎn)中混入的雜質(zhì)、原料干燥不完全導致生產(chǎn)中會產(chǎn)生小氣泡、生產(chǎn)設(shè)備不容易控制等原因使管材出現(xiàn)各種缺陷。如管材內(nèi)壁不平整，出現(xiàn)較淺凹陷缺料；螺距不穩(wěn)；內(nèi)壁熔縫搭接處出現(xiàn)較小分開；外壁破洞漏鋼帶和漏內(nèi)壁料，外壁出現(xiàn)較少氣泡；鋼帶彈起現(xiàn)象等。1.鋼帶管出現(xiàn)破洞和氣泡的修補方法：首先對出現(xiàn)破洞的管材進行外表面預(yù)熱，然后將鋼帶管內(nèi)壁修補料裁剪成稍大于漏洞的形狀，進行粘補，邊加熱邊進行覆蓋，直至完全覆蓋，然后用砂紙進行平整。2.管材出現(xiàn)搭接處脫開和切口處的間隙的修補方法：首先對管材出現(xiàn)較小的搭接處脫開位置進行預(yù)熱，然后輕輕且迅速的按平整，用砂紙壓好。主要工藝三、缺陷及修補措施主要工藝19原料的檢測

生產(chǎn)該管材所用的主要原料包括聚乙烯(PE)樹脂、鋼帶、粘接樹脂。1、樹脂原料的性能檢測，有五項性能指標需在生產(chǎn)前進行，即水分含量、灰分、熔體質(zhì)量流動速（MFR）、氧化誘導、斷裂伸長率。2、鋼帶的物理性能主要是抗拉強度和屈服強度的檢測，通過電子萬能試驗機根據(jù)具體的試驗標準要求進行鋼帶的拉伸試驗來測定。3、粘接樹脂的質(zhì)量會直接影響鋼塑的復(fù)合質(zhì)量，因此采用與聚乙烯和鋼帶都具有良好粘接性的樹脂才能滿足對擠出涂敷的要求。檢測項目主要有兩項剝離強度和熔指原料的檢測20

成品質(zhì)量控制是至關(guān)重要的一環(huán)。生產(chǎn)現(xiàn)場主要依據(jù)標準對管材內(nèi)層的壁厚、層壓壁厚、防腐層厚度、螺距等指標進行檢驗控制；對管材內(nèi)外層熔接情況、外觀、內(nèi)壁的平整度等進行檢驗控制。對上述指標合格的產(chǎn)品，逐批進行抽樣，對出廠檢驗項目環(huán)剛度、環(huán)柔性、烘箱試驗等進行檢驗，合格產(chǎn)品方可入庫。成品檢測成品檢測21成品檢測（1）柔性的測試環(huán)柔性是管材柔韌性的表征，是垂直方向外徑變形量達到原外徑的30%時，要求外觀無反向彎曲，內(nèi)壁、端口處無開裂。（2）環(huán)剛度測試鋼帶管的主要性能指標是環(huán)剛度，它是變形量達到內(nèi)徑的3%時管材在單位截面上的受力，表示管材安裝后的抗外壓負載的能力。

試驗方法：取長度為30±1CM的管材,共6段,管材在23±2℃下放置2個小時，管材環(huán)剛度3段，環(huán)柔性3段，進行實驗。DN≧200的管材環(huán)剛度為管材內(nèi)經(jīng)的3％,環(huán)柔性為外徑（含波高）的30％,試驗取3個角度（0，45，90）。（實驗儀器：萬能試驗機）成品檢測（1）柔性的測試22成品檢測（3）落錘沖擊試驗實驗溫度為（0±1）℃，管材取長度為20cm，在冰箱內(nèi)放置兩個小時，每取一次沖擊在30秒內(nèi)完成，再放回冰箱中，每個規(guī)格共取三個管段，企業(yè)標準可沖擊6次，小于兩次破壞為合格。（4）烘箱試驗烘箱溫度設(shè)定為（110±2）℃，溫度達到后，將試樣放置在烘箱內(nèi)，使其不相互接觸，且不與烘箱四壁接觸。放置三十分鐘后取出時不可使其變形或損壞，冷卻到室溫后觀察，試樣出現(xiàn)分層、開裂或起泡為試樣不合格。成品檢測（3