太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)ABS鋼塑復(fù)合管擠出機(jī)組設(shè)計(jì)摘要鋼塑復(fù)合管是在鋼管上包縛一層塑料，用塑料耐化學(xué)腐蝕，韌性好等優(yōu)點(diǎn)來改善鋼管易銹，不耐化學(xué)腐蝕等缺點(diǎn)，生成一種具備鋼和塑料性能的管材。本文介紹了國內(nèi)外塑料管材的發(fā)展?fàn)顩r，及鋼塑復(fù)合管的應(yīng)用性能和市場前景。同時(shí)對(duì)ABS樹脂耐侯性差的特點(diǎn)進(jìn)行了配方設(shè)計(jì)。在成型設(shè)備方面，對(duì)擠出機(jī)，定徑裝置，牽引裝置，切割裝置進(jìn)行了選用，對(duì)生產(chǎn)中應(yīng)控制的工藝參數(shù)進(jìn)行了確定。而重點(diǎn)是在對(duì)擠出機(jī)頭口模的結(jié)構(gòu)尺寸及流道進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的機(jī)頭為一包縛機(jī)頭，應(yīng)選用直角式機(jī)頭，而直角式機(jī)頭存在一個(gè)問題，即當(dāng)擠出料到達(dá)機(jī)頭內(nèi)時(shí)，流動(dòng)方向?qū)⒏淖儯瑫r(shí)流速也會(huì)變得不穩(wěn)定不均勻，為改變這一狀況，設(shè)計(jì)了一分料系統(tǒng)。為了保證產(chǎn)品密實(shí)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性能優(yōu)異，必須對(duì)壓縮段和定型段的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行確定。關(guān)鍵詞：鋼塑復(fù)合管機(jī)頭口模成型設(shè)備設(shè)計(jì)ABSsteel-plasticcompositepipeextrusionunitdesignAbstractSteel-plasticcompositepipeinthepipeonalayerofplasticpackagestiedupwithplasticcorrosion-resistantchemical，goodtoughnesstoimprovetheadvantagesofpipe-rust,corrosionandotherdefectsofchemicalintolerance，havegeneratedaperformanceofsteelandplasticpipe.Inthispaper，athomeandabroadthedevelopmentofplasticpipe，tubeandsteel-plasticcompositeapplicationperformanceandmarketprospects.Atthesametime，ABSresinpoorweathercharacteristicsoftheformulation.Inmoldingequipment，theextruder，sizingdevices,tractiondevices，cuttingdevicewaschosentobeincontroloftheproductionprocessparameterswereestablished.Thefocusisonthenoseoftheextrusiondiesizeandthestructureofthedesignflow.Thenosedesignforapacktiednose，shoulduseright-angle-nose，noseandright-angle-existenceofaproblem，thatis，whentheextrusionmaterialsarrivedinthenose，willchangethedirectionofflow，flowratewillbecomeUnevenstabilityforthechangethissituation，thedesignofasub-feedingsystem.Inordertoensureproductdensity，structuralstability，performance，theneedforcompressionofthestereotypesofthestructureandsizetofindout.Keywords:steel-plasticcompositepipe;die;moldingequipment;design目錄摘要 IAbstract II目錄 I第1章前言 11.1國內(nèi)外塑料管的發(fā)展?fàn)顩r 11.1.1國外塑料管的發(fā)展?fàn)顩r 11.1.2國內(nèi)塑料管道生產(chǎn)應(yīng)用情況 11.1.3國內(nèi)塑料管發(fā)展存在的問題 21.1.4我國塑料管的發(fā)展方向 61.2ABS鋼塑復(fù)合管 71.2.1ABS塑料的發(fā)展史 71.2.2ABS樹脂簡介 71.3ABS管道特點(diǎn) 81.3.1.物理化學(xué)性能： 81.3.2ABS管的使用壽命： 81.3.3ABS管的應(yīng)用： 81.4鋼塑復(fù)合管的背景： 91.5鋼塑復(fù)合管的項(xiàng)目優(yōu)勢： 91.6鋼塑復(fù)合管的性能特點(diǎn)： 101.7產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與要求 111.8鋼塑復(fù)合管在給水領(lǐng)域的應(yīng)用 111.9鋼塑給水管道的安裝 121.10鋼塑管的發(fā)展?fàn)顩r與展望 12第2章配方設(shè)計(jì) 132.1配方設(shè)計(jì)概述 132.2ABS樹脂的性能 142.2.1ABS的特性 142.2.2ABS的加工性 142.3助劑的選用 142.3.1阻燃劑 142.3.2抗氧劑 152.3.3光穩(wěn)定劑 162.3.4填充劑 17第3章管材的擠出成型原理及設(shè)備 183.1塑料擠出的基本原理 183.2擠出成型設(shè)備 183.2.1擠出機(jī) 193.2.2送料裝置 213.2.3預(yù)熱裝置 213.2.4定型及冷卻裝置 223.2.5牽引機(jī) 233.2.6切割裝置 25第4章ABS管擠出工藝參數(shù)的控制 264.1原材料的預(yù)處理 264.2溫度控制 264.3壓力控制 284.4真空定型 284.5冷卻 284.6螺桿轉(zhuǎn)速與擠出速度 284.7牽引速度 284.8管材的在線質(zhì)量控制與后處理 29第5章機(jī)頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 295.1機(jī)頭和口模 295.2成型機(jī)頭的設(shè)計(jì)一般要遵循以下幾方面原則 295.3機(jī)頭結(jié)構(gòu)確定 305.3.1口模定型段長度L1 305.3.2口模尺寸的確定 315.3.3壓縮段長度的確定 325.3.4分料段的長度及壓力降計(jì)算 325.3.5定型段壓力降計(jì)算 335.3.6壓縮段壓力降計(jì)算 345.3.7合流段的壓力降計(jì)算 355.3.8加熱功率 35總結(jié) 37參考資料 38致謝 39外文翻譯 40中文翻譯 52第1章前言1.1國內(nèi)外塑料管的發(fā)展?fàn)顩r1.1.在國外，塑料管材正不斷替代金屬或其他傳統(tǒng)材料的管材，發(fā)展十分迅速。從1980～1990年的10年中除塑料管以外，其它各種材料的管材增長率總和不足2%，而塑料管的增長率是其它各種管材增長率總和的4倍，達(dá)到8%，進(jìn)入90年代塑料管的需求量將仍是每年4.2%的速率增長，其產(chǎn)值大約以每年8%的速率遞增。美國1997年塑料管材量為216萬噸，歐洲1996年為147萬噸，日本60萬噸。而且國外從50年代開始就把硬聚氯乙烯(UPVC)制品用于建筑工程中。美國：用于自來水管、煤礦用管、灌溉用水管的壓力管道占總量的40.4%；用于下水、污水、通風(fēng)的UPVC管道為17.3%；電工穿線管方面用的管道為14.08%；市政工程污水排放用的UPVC管道為22.93%；其它用途占5.24%。日本：UPVC管道的消費(fèi)情況(占總量的百分?jǐn)?shù))：上水管17.2%；農(nóng)用管5℃%；下水管17.58%；工業(yè)污水管6.8%；設(shè)備排水32.6%；穿線管1.68%；其它5.7%；特殊用管13.24%。西歐國家塑料管道分布領(lǐng)域：壓力管68%；非壓力管17%；管件5%；其它10%。

1995年，UPVC管材人均消費(fèi)量，美國高達(dá)8.3Kg，日本4.27Kg，西歐4.18Kg，加拿大4.07Kg。聚烯烴管材的人均消費(fèi)量西歐各國較高，平均高于4kg。1995年美國HDPE人均消費(fèi)量已達(dá)1.38Kg，美國ABS管材人均消費(fèi)量為0.23Kg縱觀國外塑料管生產(chǎn)應(yīng)用，會(huì)發(fā)現(xiàn)以下特點(diǎn)：

1.原材料：分類較為詳細(xì)，品種較多，為適應(yīng)不同場合需要制成各種專用料，極大方便了塑料管生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)，有效地保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

2.塑料管生產(chǎn)：塑料管品種、規(guī)格齊全，管材與管件配套性較好，加工設(shè)備自動(dòng)化程度高，在線檢測設(shè)備較為完善，有效地提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率和成品率。其質(zhì)量概念遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于價(jià)格概念。

3.塑料管工程應(yīng)用：塑料管在工程應(yīng)用較為普及，品種很多，并且可以根據(jù)工程特點(diǎn)選擇需要的品種、規(guī)格的塑料管。目前，國外塑料管仍以聚氯乙烯管(PVC)和聚乙烯管(PE)為主導(dǎo)。1.1.2我國自80年代初開始，系統(tǒng)地研究在市政工程和建筑工程中塑料管的應(yīng)用。10年來，塑料管在工程應(yīng)用中得到了很大發(fā)展，不僅在數(shù)量上而且在品種和規(guī)格上得到很大發(fā)展。先后開發(fā)出了聚氯乙烯管(PVC)、玻璃鋼夾砂管(RPM)、聚乙烯管(PE)、鋁塑復(fù)合管(PAP)、交聯(lián)聚乙烯管(PE-X)、聚丙烯管(PP-R)、氯化聚氯乙烯管(CPVC0、ABS工程塑料管(ABS)、鋼塑復(fù)合管(SP)等塑料管。

1996年，我國各種塑料管材的總產(chǎn)量已達(dá)43.5萬噸，其中，UPVC管材24萬噸，占55%；PE管材18萬噸，占41%；PP管材1.5萬噸，占3.3%。盡管UPVC管材產(chǎn)量已達(dá)24萬噸，但人均消費(fèi)量還不到0.2Kg，遠(yuǎn)低于美、日、歐的人均消費(fèi)量。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，1997年全國塑料制品的總產(chǎn)量為1534萬噸，其中塑料管材為87萬噸，已成為塑料行業(yè)中一個(gè)主導(dǎo)產(chǎn)品。另據(jù)中國塑料加工業(yè)協(xié)會(huì)塑料管道制品專業(yè)委員會(huì)的不完全統(tǒng)計(jì)，1998年UPVC管材、管件總產(chǎn)量為35萬噸，比1997年增長了10萬噸，創(chuàng)造了歷史最好水平。1.1.3國內(nèi)塑料管發(fā)展存在的1、原材料方面

隨著我國石化行業(yè)的發(fā)展，塑料制品的原材料生產(chǎn)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，質(zhì)量在不斷提高。因此，目前我國塑料管原材料供應(yīng)渠道基本暢通，但也存在不少問題。

(1)原料品種少，基本無專用料

就塑料管中占主導(dǎo)地位的PVC、PE原料來說，在國外PVC、PE原料牌號(hào)很多，形成系列，用戶可根據(jù)不同用途需要選擇不同牌號(hào)原料。而且對(duì)PVC給水管、PE燃?xì)夤艿纫蟾叩墓懿模瑸橛行ПＷC管材質(zhì)量，一般都直接供應(yīng)專用料。雖然我國PVC、PE樹脂產(chǎn)量很大，但牌號(hào)少。PVC原料基本上都是普通型樹脂，適合做供水管等特殊要求的少。PE原料中低密度聚乙烯占有很大比例，適合做城市和建筑供水管、城市燃?xì)夤艿墓懿募癙E原料很少，致使有些企業(yè)將普通拉絲級(jí)HDPE來生產(chǎn)管材，嚴(yán)重影響管材的產(chǎn)品質(zhì)量；雖然80年代末對(duì)城市燃?xì)夤軐Ｓ昧线M(jìn)行研制，但由于多種原因，未能投入生產(chǎn)。目前，我國燃?xì)夤軐Ｓ昧匣旧鲜强靠凇４送猓琍E-X、PP-R原料基本上靠進(jìn)口，國內(nèi)不能生產(chǎn)。

目前國內(nèi)無專用料的主要原因是：由于專用料用量較少，要求特殊，因此，一般大型石化企業(yè)不愿生產(chǎn)，一般小型石化企業(yè)生產(chǎn)又達(dá)不到要求。(2)原料質(zhì)量不穩(wěn)定目前，我國PVC、PE原料普遍存在內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定，如：PVC原料，顆粒規(guī)正度差，殘留氯乙烯單體(VCM)含量高(在5～10ppm，而國外用于供水管的只有1ppm)，只能生產(chǎn)一般水平的產(chǎn)品，不適宜高速擠出需要。主要原因是：國內(nèi)很多PVC樹脂生產(chǎn)企業(yè)工藝路線落后，仍采用電石法生產(chǎn)PVC樹脂，這樣往往會(huì)出現(xiàn)樹脂分子量不理想，給加工帶來一定影響；對(duì)于PE原料，熔體指數(shù)離散性較大，影響擠出性能和機(jī)械性能，以及耐蠕變性能差，影響使用壽命。此外，各種穩(wěn)定劑、添加劑、加工改性劑也極為重要。目前，國內(nèi)生產(chǎn)廠家很多，基本能滿足PVC制品的需要，但品種單一，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，某些要求較高的品種還是要依靠進(jìn)口。

(3)原料價(jià)格高，且波動(dòng)大原料價(jià)格對(duì)塑料管生產(chǎn)和應(yīng)用有著密切的關(guān)系。綜觀我國塑料原料價(jià)格，普通型原料價(jià)格基本適宜，并且與國外價(jià)格基本相當(dāng)，專用料及要求較高的原料，普遍價(jià)格偏高，而且國產(chǎn)原料價(jià)格比國外還高，尤其是一些輔料和助劑價(jià)格更高，致使許多要求較高的原料需要從國外進(jìn)口?；仡?994年～1995年，我國PVC樹脂價(jià)格突然從4000元/噸暴漲到9000～10000元/噸，不少生產(chǎn)企業(yè)每生產(chǎn)一噸管材要虧損500～1000元，嚴(yán)重影響了PVC管生產(chǎn)和應(yīng)用。因此，建議石化部門在今后要根據(jù)市場需要，安排好塑料管所需的原材料，保證原料的穩(wěn)定供應(yīng)。

2、塑料管生產(chǎn)方面

(1)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理塑料管產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理突出反映在規(guī)格系列不全，管材管件配套不完善。管材與管件生產(chǎn)不配套是我國塑料管推廣應(yīng)用中的瓶頸問題，一直未能得到很好地解決。據(jù)對(duì)我國150多家有一定生產(chǎn)規(guī)模的塑料管生產(chǎn)企業(yè)初步調(diào)查統(tǒng)計(jì)，管材的生產(chǎn)能力約為24萬噸，管件生產(chǎn)能力約為1.2萬噸，管材與管件生產(chǎn)能力配比約為20∶1，與正常應(yīng)用的配比8∶1相差甚遠(yuǎn)。管件的品種也僅有100多種，不能滿足工程建設(shè)的需要。造成這種局面的原因與某些企業(yè)的急功近利的思想有關(guān)，見到塑料管生產(chǎn)有利可圖，就一哄而上，而對(duì)技術(shù)難度較大、生產(chǎn)成本較高的塑料管件的生產(chǎn)，就很少有企業(yè)愿意承擔(dān)，以致管材與管件的比例嚴(yán)重失調(diào)。

(2)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不合理目前我國塑料管生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較多，達(dá)到近1000家，但企業(yè)規(guī)模普遍較小，萬噸級(jí)企業(yè)只有30余家，絕大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)能力在3000噸/年以上，一條生產(chǎn)線最多生產(chǎn)2～3個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品。企業(yè)生產(chǎn)效率低，內(nèi)部消耗大，經(jīng)濟(jì)效益差，造成自身發(fā)展的能力弱，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品的價(jià)格也居高不下，嚴(yán)重影響了塑料管推廣應(yīng)用。

(3)加工設(shè)備技術(shù)水平參差不齊，總體水平較低

我國塑料管生產(chǎn)設(shè)備由開始從國外引進(jìn)，到消化吸收、自主開發(fā)，基本上實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。國產(chǎn)設(shè)備如果嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求去生產(chǎn)，能生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)良的產(chǎn)品，而且價(jià)格也能適應(yīng)國內(nèi)市場的需要。但是，國產(chǎn)設(shè)備制造精度、電報(bào)導(dǎo)元件穩(wěn)定性、生產(chǎn)速度和自動(dòng)化程度與進(jìn)口設(shè)備相比存在一定的差距，尤其是國產(chǎn)模具的設(shè)計(jì)制造，在設(shè)計(jì)技術(shù)水平、制造技術(shù)、表面處理、加工精度與光潔度、使用壽命等方面與國外有較大差距。

(4)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定

塑料管產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，有相當(dāng)一部分企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定?？傮w而言的管材的質(zhì)量略好一些，而管件的問題更多一些。質(zhì)量問題反映較多的是配合尺寸的穩(wěn)定性較差，外觀粗糙，易脆裂等，特別是塑料閥門，關(guān)閉不嚴(yán)，易漏水。另外，管材和管件質(zhì)量涉及原料、工藝設(shè)備、模具、操作工藝等方面，任何一方面出現(xiàn)問題，都會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。另外，國產(chǎn)樹脂、助劑通用性的多，牌號(hào)品種少，一些專用的樹脂或助劑則品種不多，質(zhì)量也不穩(wěn)定，生產(chǎn)廠不同，生產(chǎn)批號(hào)不同，質(zhì)量差異明顯，用戶選擇余地有限，這也增加了生產(chǎn)工藝控制的難度，最終產(chǎn)品質(zhì)量得不到有效保證。據(jù)PVC塑料管生產(chǎn)企業(yè)反映，采用乙烯氧氯化方法生產(chǎn)的PVC樹脂產(chǎn)品質(zhì)量較好，所以云南以電石乙炔PVC樹脂的企業(yè)改造，已經(jīng)刻不容緩了。

(5)質(zhì)量監(jiān)督管理力度不夠，假冒偽劣產(chǎn)品充斥市場

由于對(duì)假冒偽劣塑料管檢查打擊力度不夠，假冒偽劣塑料管充斥市場。如：對(duì)PVC排水管不按標(biāo)準(zhǔn)要求生產(chǎn)，大量添加碳酸鈣等價(jià)格低廉的鋪料，片面追求降低成本，致使PVC管強(qiáng)度、抗沖擊性等物理力學(xué)性能得不到保證；對(duì)于PVC給水管，在原料選擇上，以次充好，用一般普通型PVC樹脂生產(chǎn)給水管；對(duì)于PE給水管，用價(jià)格較低的拉絲級(jí)HDPE充當(dāng)價(jià)格較高的管材級(jí)HDPE生產(chǎn)給水管，管材的長期使用性能和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能得不到保證；對(duì)于鋁塑復(fù)合管，除用拉絲料代替管材料外，中間鋁層不焊接，用塑料夾鋁管冒充鋁塑復(fù)合管，向市場傾銷，另外，還有鋁塑復(fù)合管在安全性能未得到證實(shí)前就用于輸送燃?xì)?，用非交?lián)鋁復(fù)合管輸送熱水，用搭接焊鋁塑復(fù)合管產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)檢測對(duì)接焊鋁塑復(fù)合管，不能反映對(duì)接焊鋁塑復(fù)合管的內(nèi)在性能等問題；對(duì)于PC-X管，由于國產(chǎn)設(shè)備供料計(jì)量和質(zhì)量控制技術(shù)落后，因此對(duì)設(shè)備操作要求較高，必須嚴(yán)格按照操作程序進(jìn)行，但是有很多用國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)PE-X管的企業(yè)不按要求進(jìn)行，再加上國內(nèi)PE-X原料配方不盡人意，導(dǎo)致PE-X管交聯(lián)度不穩(wěn)定，最高達(dá)70%以上，最低在30%左右，嚴(yán)重影響PE-X管質(zhì)量，但市場銷量很大。因此，對(duì)塑料管加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督管理勢在必行。

3、塑料管應(yīng)用方面標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范嚴(yán)重滯后，塑料管在我國推廣應(yīng)用有10幾年歷史了，但是，塑料管產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)圖以及概預(yù)算定額等嚴(yán)重不配套。有很多種塑料管生產(chǎn)和檢測只得參考國外標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。尤其是概預(yù)算定額，除UPVC建筑排水管在幾個(gè)大城市列入概預(yù)算手冊(cè)外，其它塑料管均沒有概預(yù)算定額，在工程設(shè)計(jì)、施工計(jì)算時(shí)，只能套用其它管道定額。并且，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中技術(shù)規(guī)定不能適應(yīng)塑料管道發(fā)展需要，需要不斷修訂，但目前修訂計(jì)劃進(jìn)展緩慢。(1)科普宣傳不夠

在相當(dāng)長一段時(shí)期，我國塑料制品以軟制品為主，且多為日用品，工程上應(yīng)用較少，人們對(duì)它缺乏完整的認(rèn)識(shí)，于是產(chǎn)生一種錯(cuò)覺，認(rèn)為塑料制品軟、強(qiáng)度低、不結(jié)實(shí)、易老化、不耐用、有毒性等。這些其實(shí)都是塑料軟制品過去存在的一些缺點(diǎn)，例如：在PVC軟制品中要添加大量的增塑劑，有時(shí)增塑劑的添加量可達(dá)樹脂量的60%～80%，增塑劑易揮發(fā)，也易溶出，產(chǎn)生氣味和毒性(過去生產(chǎn)的PVC樹脂中有毒的氯乙烯單體含量高)，隨著我國科技水平的不斷提高，設(shè)備的不斷改進(jìn)，我國生產(chǎn)的PVC樹脂和管材已逐步達(dá)到了無毒級(jí)水平，并且在制造PVC管材是幾乎不含增塑劑，而且在加工過程中常加有穩(wěn)定劑、抗老化劑、耐沖擊改性劑等各種添加劑，使PVC管使用壽命、衛(wèi)生性能大為改進(jìn)，適合做給水和排水管道。此外，雖然塑料管與傳統(tǒng)管道相比，價(jià)格上要貴一些，一次性投資大，但使用壽命長、施工方便、工程綜合造價(jià)低等特性，仍然有很多人不了解，需要不斷進(jìn)行宣傳。

(2)項(xiàng)目建設(shè)盲目，缺少宏觀調(diào)控

近兩年來有些部門看到了塑料的廣闊前景，但未經(jīng)充分市場調(diào)查和研究分析，通過不同渠道，采用不同方式，盲目重復(fù)引進(jìn)設(shè)備，其生產(chǎn)能力大大超過目前國內(nèi)市場需要和原材料供應(yīng)的可能，據(jù)中國塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)40多個(gè)企業(yè)進(jìn)行分析表明，現(xiàn)有生產(chǎn)能力均不能很好發(fā)揮，其中生產(chǎn)能力18萬噸，而產(chǎn)量只有8.6萬噸，能力發(fā)揮不到50%，個(gè)別好的企業(yè)可發(fā)揮70～80%，差的企業(yè)只有20%左右。近幾年，隨著住宅產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，建筑室內(nèi)塑料柔性管(PE-X、PAP)發(fā)展很快，成為當(dāng)今投資熱點(diǎn)。兩年來鋁塑復(fù)合管上馬廠猛增，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，平均開工率不足30%，其中：技術(shù)設(shè)備先進(jìn)、管理水平高的企業(yè)開工率80%～90%，設(shè)備水平較低、管理不善的企業(yè)開工率一般在10%～20%，有的未開工就停產(chǎn)。但是，目前仍然有不少企業(yè)在上低不平的鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)設(shè)備。造成盲目建設(shè)、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的主要原因是：①由于新舊體制交叉，計(jì)劃經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換為商品經(jīng)濟(jì)，轉(zhuǎn)換時(shí)期缺少計(jì)劃調(diào)控又缺少商品經(jīng)濟(jì)規(guī)律制約，發(fā)展處于盲目和缺少計(jì)劃狀態(tài)；②由于各部門和各地區(qū)強(qiáng)調(diào)各自經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，自成體系，很少考慮全國布局和綜合平衡，其結(jié)果是點(diǎn)多面廣而規(guī)模小，不能形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，投資效益差；③信息不靈，不適應(yīng)商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，建議準(zhǔn)備上馬或擴(kuò)建塑料的企業(yè)必須事先作好市場調(diào)查分析，了解當(dāng)?shù)厥袌龊统惺苣芰Γ侥芙ㄔO(shè)。

(3)市場競爭機(jī)制不規(guī)范

隨著國家對(duì)化學(xué)建材的大力提倡，塑料管市場不斷發(fā)展，一些唯利是圖的人打著新材料的幌子，任意改變?cè)系呐浔?，趁機(jī)大推銷偽劣產(chǎn)品，有的廠家在市場競爭中不是靠質(zhì)量和服務(wù)來取勝，而是熱衷于搞回扣，搞價(jià)格大戰(zhàn)；不是靠通過技術(shù)革新來降低成本打市場，而是靠拉關(guān)系走后門，損害國家利益來擠占市場，導(dǎo)致市場上出現(xiàn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品賣不出合適價(jià)錢，不合格產(chǎn)品反倒有人問津。這些做法不僅敗壞了塑料管的聲譽(yù)，而且也嚴(yán)重阻礙了化學(xué)建材事業(yè)的發(fā)展。

(4)缺少扶持企業(yè)發(fā)展的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策

自從1994年成立全國化學(xué)建材協(xié)調(diào)組以來，我國塑料管發(fā)展很快，究其原因是協(xié)調(diào)組制定了“國家化學(xué)建材推廣應(yīng)用‘九五’計(jì)劃和2010年發(fā)展綱要”，各地參照制定了相關(guān)意見或建議，推動(dòng)了塑料管的應(yīng)用，但發(fā)展速度和推廣應(yīng)用仍不盡意，其原因是這些意見或建議僅僅是行政引導(dǎo)，力度不夠，而且缺少經(jīng)濟(jì)上的必要措施和扶持政策，如稅收、價(jià)格或進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼等政策。1.1.4我國塑料管的1、原材料

原材料及輔助材料(包括各種助劑、穩(wěn)定劑、粘接劑等)應(yīng)根據(jù)各種塑料管的加工性能的要求，開發(fā)專用料，以保障制品的加工性能和質(zhì)量。目前開發(fā)重點(diǎn)是：

(1)開發(fā)生產(chǎn)表觀密度0.55～0.6g/ml，Vcm≤1ppm，顆粒規(guī)正，內(nèi)在質(zhì)量好的給水管用PVC樹脂及專用料。

(2)開發(fā)生產(chǎn)HDPE、MDPE燃?xì)鈱Ｓ昧希攸c(diǎn)開發(fā)MDPE、PE100級(jí)燃?xì)夤軐Ｓ昧稀?/p>

(3)開發(fā)生產(chǎn)HDPE供水管專用料以及PE-X專用料和一步法交聯(lián)工藝所需的HDPE。(4)開發(fā)生產(chǎn)塑料管所需性能優(yōu)良的各種助劑。2000年，各種原料需求量估算：給水管UPVC原料約20萬噸/年，排水管UPVC原料約30萬噸/年；供水管PE原料約10萬噸/年，燃?xì)夤躊E原料約1萬噸/年；玻璃鋼管原料約3萬噸/年。

2、重點(diǎn)發(fā)展的塑料管品種

塑料管的推廣應(yīng)用主要以UPVC管和PE管為主，并大力發(fā)展新型復(fù)合、改性塑料等。重點(diǎn)發(fā)展的塑料品種：UPVC給水管、PE城市供水管、PE城市燃?xì)夤?、大口徑城市排水玻璃鋼夾砂管、PE-X建筑冷熱水供應(yīng)管、鋁塑復(fù)合管和擠出成型的鋼骨架鋼塑復(fù)合管。

3、重點(diǎn)發(fā)展的塑料管規(guī)格

重點(diǎn)發(fā)展的塑料管規(guī)格是按最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能比來確定，UPVC城市供水管：DN63～400mm，UPVC建筑排水管DN110～1600mm;PE供水管：DN63～800mm，PE燃?xì)夤埽篋N20～400mm，PVC螺旋纏繞管DN300～2000mm，玻璃鋼管DN800～2000mm，PE-X管DN10～32mm，鋁塑復(fù)合管DN10～32mm，擠出成型鋼塑復(fù)合管DN40～200mm。

4、發(fā)展目標(biāo)

2010年，全國新建的工程中，建筑給水管道、建筑排水管道、建筑雨水排水管道、電線護(hù)套管、城市供水管道(DN400mm以下)、城市排水管道、城市燃?xì)夤艿?中低壓管)等范圍應(yīng)用普及率要求到90%以上。由此可見作為化學(xué)建材重點(diǎn)發(fā)展之首的管道，承擔(dān)著生產(chǎn)、生活輸送各種能源物料的重任，在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位日益顯現(xiàn)。但是，人們?cè)趯?shí)踐中，深深體會(huì)到各種管道由于暴管、銹蝕、二次污染等問題帶來的困擾，尤其在生產(chǎn)中大多是停產(chǎn)搶修，造成相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失。目前使用的鍍鋅鐵管、鑄鐵鋼管、水泥壓力管、塑料管、不銹鋼管、鋼管襯塑等均存在不同程度的易銹蝕、有污染、強(qiáng)度低、成本高、笨重、使用壽命短等缺陷。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)給水系統(tǒng)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)衛(wèi)生等方面的要求越來越高。在給水領(lǐng)域，鍍鋅管、鑄鐵管由于輸水質(zhì)量不太理想，而被有些城市限制使用，而單一的塑料管由于其強(qiáng)度低，防火震性能差，易老化等缺點(diǎn)，使用范圍也受到了限制。如何使管道具備無毒、耐腐蝕、耐廣泛性。復(fù)合管是市場上最富生命力的新型管，其中直徑承壓管道缺口最大。其二，應(yīng)具有防腐蝕、性能好、耐高溫、成本低、承壓高、使用壽命長、施工方便、安全可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)。其三，必須順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展要求，既要符合環(huán)境保護(hù)要求又要節(jié)能，還要滿足國家的發(fā)展和人民生活的需要。鋼塑復(fù)合管解決了當(dāng)今管道行業(yè)的難題，鋼塑復(fù)合管是一種內(nèi)、外層為高密度聚乙稀或交聯(lián)聚乙稀，中間加強(qiáng)層為對(duì)接焊薄鋼管，通過專用熱熔使層間牢固復(fù)合在一起的五層結(jié)構(gòu)最新型綠色環(huán)保管道。其技術(shù)已獲得國家多項(xiàng)專利，是鋁塑復(fù)合管的換代產(chǎn)品。這種新型管道具有剛性好、耐壓強(qiáng)度高、能徹底消除滲透、對(duì)氣體輸送更安全、無二次污染、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于市政給排水、煤氣、油料輸送等管道作業(yè)工程。國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，極大地推動(dòng)了我國建筑材料行業(yè)的發(fā)展。新型內(nèi)外防腐鋼塑復(fù)合管，以其優(yōu)越的特點(diǎn)性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，被建設(shè)部、質(zhì)量監(jiān)督局、中國建材工業(yè)協(xié)會(huì)等單位大力推廣應(yīng)用，是世紀(jì)新型“綠色”環(huán)保管道。1.2ABS鋼塑復(fù)合管本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是鋼管外包覆一層ABS塑料的擠出機(jī)機(jī)頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，鋼管外包覆一層ABS塑料是鋼塑復(fù)合管的一種類型，而且生產(chǎn)更為方便快捷，產(chǎn)量也相對(duì)較高。具備了鋼管的特性和工程塑料ABS的優(yōu)良性能。下面介紹一下ABS的性能及應(yīng)用，鋼塑復(fù)合管的發(fā)展背景及性能特點(diǎn)。1.2.1939年，高壓法生產(chǎn)的聚乙烯問世，20世紀(jì)40年代和50年代，開發(fā)出了ABS樹脂。ABS樹脂除具有通用塑料所具有的一般性能外，還具有優(yōu)異的力學(xué)性能和優(yōu)異的耐熱性，又具有優(yōu)異的耐化學(xué)性能，在苛刻的化學(xué)環(huán)境中可以長時(shí)間工作，并保持固有的優(yōu)異性能。所以，ABS樹脂被視為工程塑料，ABS是應(yīng)用量最大的工程塑料。1.2.2AABS樹脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物，是科學(xué)家在對(duì)聚苯乙烯改性中開發(fā)的一種新型塑料材料，制備方法歸結(jié)為兩大類，共混法和接枝共聚法。ABS外觀是淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同，ABS具有良好的綜合物理力學(xué)性能。耐熱、耐腐、耐油、耐磨，尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點(diǎn)。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油、耐腐，良好的著色性和電鍍性，丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性，苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動(dòng)性，改變?nèi)M的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。1.3ABS管道特點(diǎn)1.3.（1)耐腐蝕：化學(xué)穩(wěn)定性高，不受任何條件改變材質(zhì)，也不會(huì)造成水質(zhì)污染。（2)抗沖擊：可承受大外力而不破碎、變形。（3)耐壓高：常溫下可承受額定壓力的3.5倍，不漏水，不破裂。（4)保溫性：其熱傳導(dǎo)系數(shù)為鍍鋅鋼管的1/200，節(jié)省保溫材料。（5)耐溫性：適于－40℃～70℃溫度使用（6)耐候性：物性穩(wěn)定，抗紫外線。（7)韌性強(qiáng)：超高韌性高分子聚合物，抗震性強(qiáng)，不易脆化。（8)無毒性：不含重金屬穩(wěn)定劑，不會(huì)有金屬物質(zhì)滲出。（9)內(nèi)壁光滑：摩擦系數(shù)小，提高流體輸送率。（10)質(zhì)輕：僅為鐵管的1/7重。1.3.2在生產(chǎn)ABS管的過程中，由于參入了酚類抗氧化劑和炭黑，免受紫外線的損害，使用壽命可達(dá)50年。1.3.3由于ABS塑膠管避免了單體分子結(jié)構(gòu)帶來的局限性，因此，它的使用范圍不僅在給排水領(lǐng)域，其它領(lǐng)域使用也很廣泛，國外常作高腐蝕工業(yè)管道、生活用水管、壓縮空氣管、大型游泳場館的管網(wǎng)等，2000年奧運(yùn)會(huì)舉辦地悉尼的巨蛋形體育館、游泳館、就采用了ABS管。國內(nèi)一般用于高層給水、空調(diào)配管、海水輸送管道、超純水管道以及有腐蝕作用的工業(yè)管道。ABS管就其生產(chǎn)技術(shù)來說，國際上的英國、美國、德國、澳大利亞、新加坡、臺(tái)灣等國家地區(qū)具有較成熟的生產(chǎn)工藝，也有比較規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，比如：英國的標(biāo)準(zhǔn)BS，美國的標(biāo)準(zhǔn)ASTM，澳大利亞的標(biāo)準(zhǔn)AS，臺(tái)灣的標(biāo)準(zhǔn)的CNS，而國內(nèi)的ABS管生產(chǎn)相對(duì)國外來說較為滯后，但隨著我國塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展和市場的國際化，國內(nèi)生產(chǎn)ABS管材的企業(yè)近幾年已發(fā)展到幾十家，管件配套率也逐步提高，為確保產(chǎn)品的品質(zhì)，這些廠家的生產(chǎn)原料大部分靠進(jìn)口。標(biāo)準(zhǔn)大多參照澳大利亞和臺(tái)灣的標(biāo)準(zhǔn)來制定企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。1.4鋼塑復(fù)合管的背景：管道運(yùn)輸在國民經(jīng)濟(jì)中的地位日益重要，它承擔(dān)著輸送人們生產(chǎn)、生活中所必需的各種能源、物料（水、氣、油等）的作用，在人們的生產(chǎn)和生活中應(yīng)用越來越廣泛。近年來，西氣東輸、南水北調(diào)以及全國各地區(qū)的管網(wǎng)改造等重點(diǎn)工程陸續(xù)開工建設(shè)，同時(shí)，各地方也紛紛開始興建地區(qū)的支線管網(wǎng)，這些大型和地區(qū)管網(wǎng)建設(shè)的市場空間極為廣闊，需要大量的質(zhì)量可靠、性能優(yōu)異的管材來滿足市場的需求。在管道業(yè)的快速發(fā)展過程中，對(duì)管材本身也提出了更高的要求，除了傳統(tǒng)的機(jī)械強(qiáng)度、密封性、安全性等要求外，對(duì)管材的衛(wèi)生性、耐腐蝕性、流動(dòng)阻力、運(yùn)輸安裝、使用壽命、綠色環(huán)保等各方面也提出了更高要求。普通的金屬管道與非金屬管道由于自身結(jié)構(gòu)的限制，都不能很好的滿足流體輸送對(duì)管道的各項(xiàng)要求，尤其是一些落后的管材品種，在世界各地均已明確規(guī)定逐步淘汰。國內(nèi)外的行業(yè)專家都在為研制綜合性能優(yōu)良的管材而努力。如日本開發(fā)出一種稱為“LP”的復(fù)合管，其內(nèi)層是PVC-U管，外層為鋼管，鋼管表面涂有環(huán)氧涂料保護(hù)層，可消除噪音，增加耐沖擊力和隔熱性等。美國也開發(fā)出了以金屬為加強(qiáng)筋的PVC管材。英國Bayer公司開發(fā)出一種金屬/塑料（HDPE）套管，據(jù)稱可承受100℃20世紀(jì)80年代由德國UNICOR公司首先開發(fā)研制成功的鋁塑復(fù)合管，兼具金屬管與塑料管的優(yōu)點(diǎn)，目前技術(shù)較成熟，市場應(yīng)用也很廣泛。但鋁塑復(fù)合管管徑較小，通常在Φ63mm以下，使其應(yīng)用范圍受到限制。國內(nèi)的廣州勵(lì)進(jìn)公司，掌握薄壁金屬焊接的最核心技術(shù)，依靠多年的鋁管、銅管、鈦管、不銹鋼管、鋁塑復(fù)合管、不銹鋼塑復(fù)合管等項(xiàng)目的成熟經(jīng)驗(yàn)，在全世界首次提出并實(shí)施新型鋼塑復(fù)合管道項(xiàng)目。1.5鋼塑復(fù)合管的項(xiàng)目優(yōu)勢：支持：鋼塑管項(xiàng)目獲評(píng)為2004年建設(shè)部科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，這標(biāo)志著該項(xiàng)目符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，符合行業(yè)發(fā)展趨勢，具有推廣應(yīng)用前景。高新技術(shù)項(xiàng)目：鋼塑管項(xiàng)目屬國家扶持高新技術(shù)項(xiàng)目，可以得到國家在貸款、土地、稅收等多方面的優(yōu)惠。標(biāo)準(zhǔn)：CJ183-2004《鋼塑復(fù)合壓力管》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)于2003年12月1日正式實(shí)施，這對(duì)鋼塑復(fù)合管的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和應(yīng)用起到重要的指導(dǎo)作用，同時(shí)對(duì)鋼塑復(fù)合管的迅速推廣具有更加積極的意義。市場：鋼塑復(fù)合管已經(jīng)在全國各地的供水、燃?xì)?、石油等領(lǐng)域得到應(yīng)用，其特點(diǎn)和優(yōu)勢逐步被各行業(yè)用戶認(rèn)識(shí)和認(rèn)可，將在迅速發(fā)展的國內(nèi)管道業(yè)占有重要地位，在更多的領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。實(shí)施：2001年3月，世界第一條鋼塑復(fù)合管生產(chǎn)線在亞洲最大的球墨鑄管生產(chǎn)企業(yè)河北新興鑄管集團(tuán)成功實(shí)施，2004年初，新興鑄管再次追加投資，開展鋼塑復(fù)合管項(xiàng)目二期工程。截止2004年底，鋼塑管項(xiàng)目已相繼在河南、四川、新疆等地的多家大型企業(yè)成功實(shí)施。1.6鋼塑復(fù)合管的性能特點(diǎn)：(1)優(yōu)良的機(jī)械和物理性能鋼塑管保持了鋼管的高強(qiáng)韌性，具有較高的耐壓、耐沖擊、抗破裂性能，可用于工作壓力小于1.6MPa的低壓流體輸送。并且具有較柔軟的塑性變形性能和良好的保溫、耐燃性能。(2)良好的耐腐蝕性能和使用壽命能耐酸、弱堿、鹽的腐蝕，保證供水水質(zhì)，內(nèi)壁光滑，不積水垢。由于塑料層在鋼管內(nèi)壁，有效地減少了大氣層紫外線的照射強(qiáng)度，具有良好的抗老化性能。鋼管內(nèi)壁的塑料層還能有效阻止自來水中的氯離子和有害物質(zhì)對(duì)鋼管基體的浸蝕，大大提高管材的使用壽命，正常使用條件下鋼塑管壽命可達(dá)50年。(3)很高的輸送效率鋼塑管內(nèi)壁的摩擦系數(shù)僅為0.009，管內(nèi)介質(zhì)流體阻力低于鋼管40%，輸送流量增加10%～20%。由于內(nèi)壁為塑料層，彈性較好，能減弱供水中水錘現(xiàn)象，消除流體壓力沖擊和噪聲。因此鋼塑管具有節(jié)能高效的優(yōu)點(diǎn)。(4)較寬的適用范圍由于鋼塑管具有優(yōu)越的綜合性能，鋼塑管在室內(nèi)室外，地上地下、南北地區(qū)、擱置架空均可使用。使用溫度范圍在-40～95℃(5)優(yōu)異的環(huán)保衛(wèi)生性能給水鋼塑管復(fù)合塑料層選用食用級(jí)塑料，無毒無害。內(nèi)壁無銹，不積水垢，不滋生微生物。(6)簡單方便的安裝性能直徑小于或等于100mm的鋼塑管采用螺紋和管件連接，直徑大于100mm鋼塑管宜采用法蘭或溝槽式連接，與傳統(tǒng)的鍍鋅管安裝方法相似，簡單易學(xué)、省時(shí)、安全、可靠。連接管件采用外鍍鋅、內(nèi)涂塑瑪鋼件?，斾摴芗牧辖?jīng)長時(shí)間退火處理，具有優(yōu)良的強(qiáng)度和韌性。管件內(nèi)壁塑料層采用原料及性能與鋼塑管內(nèi)塑料層一致，規(guī)格與相應(yīng)的鋼塑管規(guī)格相配套。表1-1鋼塑管與其它管材的性能及價(jià)格比較材名稱銹蝕結(jié)垢水質(zhì)保溫性耐溫性抗凍性可靠性安裝價(jià)格鋼塑管無好好好好好容易適中塑料管無較好較好較差一般一般容易較高鍍鋅管有較差較差好一般較好容易低鋁塑管無好較好較好較好一般容易較低不銹鋼管銅管無好差好好較好難高對(duì)比上述材料的性能與價(jià)格不難發(fā)現(xiàn)，鋼塑管的綜合性能明顯比塑料管、鍍鋅管、鋁塑管優(yōu)越。銅管、不銹鋼管雖然性能較好，但安裝需采用特種焊接方法進(jìn)行連接，安裝難度大、成本高，而且管材價(jià)格在目前國內(nèi)給水管材中是最昂貴的，銅管表面也易生成銅綠?？梢婁撍芄艿男阅軆r(jià)格比優(yōu)勢明顯。1.7產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與要求2001年國家建設(shè)部頒布了《給水涂塑復(fù)合鋼管》(CJ/T120—2000)《給水襯塑復(fù)合鋼管》(CJ/T136—2001)和《給水襯塑可鍛鑄鐵管件》(CJ/T137—2001)三個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容參照和采用了日本水道協(xié)會(huì)及美國等發(fā)達(dá)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的部分內(nèi)容，具有先進(jìn)性。為配合工程施工，建設(shè)部也制定了配套的施工標(biāo)準(zhǔn)《建筑給水鋼塑復(fù)合管管道工程技術(shù)規(guī)程》(CECS125—2001)。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼塑管的原材料、標(biāo)記、外觀、尺寸、強(qiáng)度、衛(wèi)生及抽樣檢驗(yàn)方法、制造方法、包裝運(yùn)輸、安裝都給予了明確規(guī)定。1.8鋼塑復(fù)合管在給水領(lǐng)域的應(yīng)用給水管道設(shè)計(jì)時(shí)選用管道的基本原則是安全可靠、經(jīng)濟(jì)衛(wèi)生、節(jié)能高效。從上面介紹的鋼塑管性能可以看出，鋼塑管完全滿足上述原則要求。根據(jù)鋼塑管的性能及管徑，鋼塑管既能作為給水管網(wǎng)中的連接管、分配管及進(jìn)戶管等，又能廣泛應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)的輸水管道。(1)民用供水城市民用供水管網(wǎng)最大、分布最廣，也最復(fù)雜，是鋼塑管最大的應(yīng)用領(lǐng)域?？捎迷诔鞘凶詠硭W(wǎng)支線，住宅和商住樓供水系統(tǒng)，熱水、空調(diào)、太陽能供熱管道，如居民小區(qū)、賓館飯店、樓堂館所、大學(xué)園區(qū)、公寓的輸水管道。建筑商品房(特別是裝修房)內(nèi)管道、水泵房管道、高層和多層建筑給水立柱管和配水干管、屋頂室外明露管道、室內(nèi)明敷及嵌墻管、室內(nèi)埋找平管道、室內(nèi)吊頂內(nèi)暗設(shè)管、室內(nèi)管道井管窿內(nèi)管道、高層多層建筑入戶支管、冷熱水管、飲用凈水管、水箱池內(nèi)管道、水箱外溢流泄管道、消防噴淋管等。(2)工業(yè)供水用于工業(yè)與高新技術(shù)園區(qū)的輸水管道，含弱酸、弱堿及鹽的工業(yè)水輸送管道，以及對(duì)水質(zhì)衛(wèi)生要求特別高的制藥及食品加工、電子企業(yè)、純水制造企業(yè)水的輸送管道等。(3)污水輸送隨著國家對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視，各地都在投入大量資金建設(shè)污水處理廠，鋼塑管適用于對(duì)城市生活污水，工業(yè)污水的輸送。如居民生活和賓館飯店廢水、醫(yī)療廢水、石油化工廢水、鋼鐵機(jī)械廢水、電子廢水、電鍍廢水、皮革屠宰廢水、制藥廢水、食品發(fā)酵工業(yè)廢水、造紙廢水、焦化廢水、化纖紡織印染廢水的輸送管道。(4)海水輸送由于海水中含有氯化鈉等腐蝕介質(zhì)，金屬管道與海水直接接觸極易產(chǎn)生腐蝕。鋼塑管可用于海洋工程中海水淡化廠的海水輸送管道，使用海水冷卻的設(shè)備管道，海洋石油鉆井平臺(tái)用管道。(5)其它還可應(yīng)用于機(jī)械、煤氣、天然氣等領(lǐng)域。1.9鋼塑給水管道的安裝鋼塑管在安裝方面同鍍鋅鋼管完全相容，在設(shè)計(jì)、施工、安裝工具的轉(zhuǎn)換方面都可以得到原來安裝鍍鋅管條件的支持。采用螺紋連接安裝工序?yàn)?裝夾→切斷→修整→加工螺紋→清理螺紋→接頭和螺紋涂密封膠→接頭連接→修整。切斷鋼塑管時(shí)要避免溫度過高和強(qiáng)力擠壓，保持管端垂直。并對(duì)管口進(jìn)行修整，將螺紋處油漬等污物清除干凈。1.10鋼塑管的發(fā)展?fàn)顩r與展望早在20世紀(jì)70年代，鋼塑管就已在日本等發(fā)達(dá)國家供水領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了住友金屬、日本鋼管等一批世界著名的鋼塑管生產(chǎn)企業(yè)，鋼塑管僅在日本的年生產(chǎn)能力就達(dá)30×104t。據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，美國、日本等國的建筑輸水管道有80%～90%的管材采用鋼塑管。國內(nèi)鋼塑管發(fā)展相對(duì)較遲，20世紀(jì)90年代，浙江金洲、山東巨力、濰坊邁特等公司開發(fā)生產(chǎn)鋼塑管。經(jīng)過這些年的發(fā)展，鋼塑管已在上海、廣東、江蘇、浙江、福建、山東、天津等省市得到廣泛應(yīng)用，目前在上海新建高層住宅中90%的給水管選用鋼塑管。隨著中西部經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中西部很多省市也開始了鋼塑管的推廣應(yīng)用工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)“，十五”期間，我國每年城市供水管道鋪設(shè)長度約為1.5×104km，而我國正在運(yùn)行的市政公用管道中，城市供水管道有5.87×104km是20世紀(jì)70年代以前鋪設(shè)的，都已到了或接近使用年限，需要更新改造。目前深圳、上海等發(fā)達(dá)城市建設(shè)的直接飲用自來水工程，是以居民區(qū)或公共建筑內(nèi)自來水為水源，經(jīng)加工凈化處理達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，最后經(jīng)管道直接輸送到各家各戶和用水點(diǎn)，這項(xiàng)工程也需要大量的綠色環(huán)保供水管道。直飲水工程代表著城市供水的發(fā)展方向，所有這些都為鋼塑管提供了廣闊的市場空間。由上可知，鋼塑復(fù)合管在目前幾年具有廣闊的發(fā)展空間和優(yōu)越的政策支持，是一個(gè)充滿活力的項(xiàng)目。第2章配方設(shè)計(jì)2.1配方設(shè)計(jì)概述塑料助劑是塑料產(chǎn)品中不可缺少的重要原材料，是在塑料配制及成型加工過程中添加到聚合物中起各種輔助作用的添加劑。它不僅能影響聚合物的加工特性、使用性能和使用壽命，而且還能降低成本、節(jié)約能源、提高生產(chǎn)率和商品價(jià)值。聚合物與塑料的配方混合機(jī)理是不同于改性的，同樣道理，合成聚合物是所用的助劑也就不在塑料助劑范疇之內(nèi)。常用的塑料助劑，按習(xí)慣和用途劃分為增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、改性劑、填充劑、著色劑、交聯(lián)劑、發(fā)泡劑、偶聯(lián)劑、阻燃劑等等。在配方設(shè)計(jì)中，除滿足制品性能和使用性能要求外，還要掌握聚合物與助劑的配伍性。為了防止因配方設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的制品缺陷，選擇助劑應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。（1）理論和實(shí)踐相結(jié)合，通過經(jīng)驗(yàn)積累，舉一反三。（2）制定改善聚合物主要性能的目標(biāo)。因?yàn)樗芰现鷦┑募尤耄环矫嬗欣谀骋恍阅艿奶岣撸硪环矫嬗袚p于另一性能。例如在聚合物中加入填料能夠提高剛性和力學(xué)性能，但脆性加大，韌性降低。所以應(yīng)根據(jù)使用要求，權(quán)衡得失利弊，正確的選用助劑。（3）考核助劑與聚合物的相容性能。相容性好，助劑分布均勻，助劑分子難以向制品表面遷移。（4）考核助劑的揮發(fā)性能。尤其是液狀助劑和增塑劑，如果選用高沸點(diǎn)，在擠出溫度下不會(huì)造成大量揮發(fā)，從而提高了增塑或助劑所起的功能效果。（5）考慮衛(wèi)生性能和環(huán)保要求。與人體健康關(guān)系密切的制品應(yīng)選用無毒或低毒助劑或環(huán)保型助劑。（6）幾種助劑配合使用效果大，我們稱為“協(xié)同效應(yīng)”，在配方中應(yīng)盡可能發(fā)揮“協(xié)同效應(yīng)”的作用。反之，即稱為“對(duì)抗效應(yīng)”，應(yīng)盡量避免。（7）采用最佳的高?；炝戏椒?，是提高助劑效果的重要因素。2.2ABS樹脂的性能ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物，是科學(xué)家在對(duì)聚苯乙烯改性中開發(fā)的一種新型塑料材料，制備方法歸結(jié)為兩大類，共混法和接枝共聚法。ABS外觀是淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同，ABS具有良好的綜合物理力學(xué)性能。耐熱、耐腐、耐油、耐磨，尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點(diǎn)。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油、耐腐，良好的著色性和電鍍性，丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性，苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動(dòng)性，改變?nèi)M的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。2.2.1、淺象牙色不透明的非結(jié)晶性聚合物，無毒，無臭，著色性好.2、硬而堅(jiān)韌，剛性，耐低溫沖擊性，耐蠕變性，尺寸穩(wěn)定性，耐磨性均好;線膨脹系數(shù)很小，成型收縮小，表面光澤好.3、電結(jié)緣性能較好，可燃，火焰呈黃色黑煙，有特殊氣味，但不滴落;耐候性差，不耐紫外線.4、耐油，耐酸，堿和無機(jī)鹽，但溶于酯，醛，醚類及氯化烴，且易吸濕.和極性樹脂相容性好，可改善PVC性能等.2.2.ABS的成型加工性能很好，可擠塑，吹塑，注塑，壓延，層合，熱成型，發(fā)泡，涂覆，焊接，機(jī)加工，印刷，電鍍和拋光，也可用于無機(jī)填料填充，與其它樹脂共混，用玻璃纖維增強(qiáng)等.2.3助劑的選用2.3.1ABS塑料是可以燃燒的，而且燃燒放熱量大，還因燃燒不完全產(chǎn)生煙和有毒氣體。維持燃燒的必要條件是：（1）燃燒熱的積累足可以保持可燃物的溫度在燃點(diǎn)以上；（2）有充分的燃燒物；（3）有足夠的氧。阻燃的途徑就是要排除這三個(gè)因素中的一個(gè)或幾個(gè)。添加阻燃劑是是塑料阻燃的有效途徑。阻燃劑的作用是：（1）切斷燃燒的鏈反應(yīng)；（2）形成隔熱與隔氧的表層;（3）促進(jìn)脫水炭化。各種阻燃劑及其作用機(jī)理：（一）添加型阻燃劑，1、鹵化物通常采用氯化物或溴化物，這在氣相下特別有效，因鹵化物分解產(chǎn)生的鹵化氫（溴化氫或氯化氫），覆蓋在燃料表面，可隔絕空氣和熱，并能抑制燃燒的鏈反應(yīng)。溴化物阻燃機(jī)理如下：Br·+RHBr·+RHR·+HBrHO·+HBrH2O+Br·塑料中加入的含溴阻燃劑，遇火受熱發(fā)生分解反應(yīng)，分解產(chǎn)生的溴離子與塑料反應(yīng)產(chǎn)生HBr，溴化氫與水反應(yīng)使反應(yīng)活性很強(qiáng)的游離基HO.的濃度減小，燃燒速度減慢，直到火焰熄滅。含氯有機(jī)化合物也有相同的效果。2、磷酸酯，磷酸酯阻燃劑中有磷酸酯、磷酸氯烴酯等。它們?cè)诠滔嗯c液相時(shí)發(fā)生作用，在分解階段生成磷酸，使塑料脫水炭化，在其表面形成炭膜，以此斷絕空氣。（二）反應(yīng)型阻燃劑，這是含有CL、BR、P等阻燃元素并含有反應(yīng)基的一類化合物。它們與樹脂聚合而賦予樹脂以阻燃性。（三）阻燃助劑，這是一類與添加型或反應(yīng)型阻燃劑并用而使其效果顯著加強(qiáng)的物質(zhì)。主要有三氧化二銻、硼酸鋅等。硼酸鋅的阻燃機(jī)理是在鹵化物存在下生成SbCl3、SbBr3等氣相鹵化銻，這種比重很大的氣體覆蓋在樹脂表面可隔斷空氣和熱，同時(shí)也有捕捉游離基的作用。鹵素阻燃劑燃燒時(shí)會(huì)生成大量的煙、有毒及有腐蝕性的氣體。有毒的煙氣會(huì)對(duì)人體的呼吸道及其它器官產(chǎn)生危害，甚至引起窒息而威脅生命。發(fā)達(dá)國家已開始禁止使用各種鹵素阻燃劑。減少或不使用鹵素阻燃劑已成為塑料行業(yè)的發(fā)展趨勢。磷酸酯類的磷酸酯二苯異辛酯具有比較好的增塑作用，較好的低溫柔順性，并且可適用與食品包裝材料。2.3.抗氧劑的作用是阻止聚丙烯自動(dòng)氧化鏈反應(yīng)過程的進(jìn)行。也即供給氫，以除去氧化過程中生成的游離基R·和ROO·的活性使變成RH和ROOH，或使ROOH變成ROH。根據(jù)作用機(jī)理的不同，抗氧劑可分為游離基鏈反應(yīng)終止劑(也稱主抗氧劑)和過氧化物分解劑（輔助抗氧劑）兩類。1.游離基鏈反應(yīng)終止劑游離基鏈反應(yīng)終止劑能與氧化過程中生成的活性游離基R·和ROO·結(jié)合，生成穩(wěn)定的化合物和低活性的游離基，從而阻止鏈的傳遞與增長。R·R·+IHRH+I·K1ROOROO·+IHROOH+I·K式中IH表示游離基鏈反應(yīng)終止劑，生成的I·是低活性游離基，不能再引起鏈反應(yīng)。ROOH·+RHROOH+R·K3有效的游離基鏈反應(yīng)終止劑，應(yīng)使上述反應(yīng)速度常數(shù)k1ROOH·+RHROOH+R·K32.過氧化物分解劑大分子過氧化游離基鏈傳遞及其與游離基鏈反應(yīng)終止劑反應(yīng)所生成的大分子過氧化物，能與過氧化分解劑作用生成穩(wěn)定的化合物，從而使自由基鏈反應(yīng)完全終止。ROOH+R?ROOH+R?SR?ROH+R?SOR?ROH+RROH+R?SO2R?ROOH+R?SOR?ROOH+(RROOH+(R?O)3PROH+(R?O)3P=O選用主抗氧劑1010和輔助抗氧劑DLTP，作為ABS管材配方的抗氧劑。2.3.大多數(shù)聚合物在太陽光長期暴曬下會(huì)變色、變脆、性能下降，這種廣化學(xué)反應(yīng)后就伴生表面開裂、催化而失強(qiáng)，電性能下降。添加各種光穩(wěn)定劑就能延緩這種過程的發(fā)生，防止光氧老化，而使制品壽命延長，常用的光穩(wěn)定劑按其作用機(jī)理可分為四類。（1）紫外線吸收劑，它能有效吸收波長為290~410mm的紫外線，先于聚合物吸收紫外線的能量通過它自身原子中電子結(jié)構(gòu)的重排將輻射能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散于大氣中，一旦釋放出能量，原子有回到原來狀態(tài)。常用的紫外線吸收劑有二苯甲酮類的UV-9、UV-531;水楊酸酯類的BAD、TBS、OPS;笨并三唑類的UV-P、UV-326、UV-327;三嗪類的三嗪-1、三嗪-2、三嗪-5等。（2）猝滅劑。又稱能量轉(zhuǎn)移劑，是通過分子間的能量轉(zhuǎn)移來消耗能。未被遮蔽或吸收的紫外線被聚合物吸收后，使聚合物處于不穩(wěn)定的“激發(fā)態(tài)”，為了防止其進(jìn)一步產(chǎn)生自由基，猝滅劑能夠從受激聚合物分子上將激發(fā)能消除，使之回到低能狀態(tài)。這類光穩(wěn)定劑對(duì)聚合物的穩(wěn)定效果很好，與紫外線吸收劑并用，有很好的協(xié)同效應(yīng)。常用的品中有二硫代氨基甲酸鎳類的NBC;硫代雙酚A類的AM-101;膦酸單酯鎳類的2002。（3）自由基捕獲劑。它能捕獲高分子中生成的活性自由基，從而抑制光氧化過程，達(dá)到光穩(wěn)定劑的目的。新一類的光穩(wěn)定劑主要是受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS），其穩(wěn)定效果比紫外線吸收劑要高2~3倍。HALS有猝滅劑的功能，還能夠分解過氧化物，而且自身生成穩(wěn)定的氮氧自由基，氮氧自由基又能消除在氧化過程中生成的大分子游離基和過氧游離基，穩(wěn)定性能較高。我國塑料用光穩(wěn)定劑產(chǎn)品中有80％的HALS，主要品種有GW-540、480、544、508等。光屏蔽劑。能減少紫外線對(duì)材料的投射作用，使光不能投入聚合物內(nèi)部，從而起到保護(hù)聚合物的作用，具有這種性能的物質(zhì)很多，如炭黑、氧化鋅、二氧化碳、氧化鈦等。選用三嗪-5作為ABS管材的光穩(wěn)定劑。2.3.4填充劑填充劑來源廣泛，價(jià)格低廉，用它填充到聚合物中，改進(jìn)塑料制品的性能、降低制品的成本，有著十分顯著的效果。隨著填充劑相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，賦予它的不僅僅是致廉劑，更重要的是功能助劑，填充劑對(duì)填充后的聚合物所產(chǎn)生的影響與填充劑某些性能有關(guān)。粒子的形狀為球型對(duì)復(fù)合材料影響較小，粒子形狀為板形、薄片形、針形、不定型的，則對(duì)復(fù)合材料影響較大，所制得的制品具有異向性。粒徑大小又影響加工性能和制品物性，粒子小的在混合時(shí)需要能量較大，流動(dòng)性能較差，擠出加工性能降低，但制品的光滑性和強(qiáng)度有所提高；反之，粒子大分散性和流動(dòng)性較好，但制品表面不光滑，而且彎曲時(shí)產(chǎn)生泛白現(xiàn)象。水分含量高的，在加工時(shí)會(huì)導(dǎo)致分散不好，制品起泡，電性能下降；填充劑PH值太大或太小都有可能使制品的穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、固化性等受到不良影響；白色填充劑的白色度受水分和粒度的影響，采用化學(xué)處理法制得的填充劑比機(jī)械碎法白色度高，而且色散小。填充劑的作用主要應(yīng)用于改性功能方面。塑料中添加有機(jī)或無機(jī)填充劑，以改變其力學(xué)性能、工藝、使用性能和降低成本，應(yīng)用越來越廣。碳酸鈣：碳酸鈣不僅大量的應(yīng)用于PVC的填充，近年來對(duì)聚烯烴樹脂的填充也得到了廣泛的應(yīng)用。使用最多的粒子直徑為3~4μm，比表面積為12m2硅酸鹽:用硅酸鹽填充的聚合物，具有較好的電絕緣性能，常應(yīng)用于PVC電線電纜。亞硫酸鹽：在聚丙烯中加入粒徑為5~40微米的70％亞硫酸鈣（CaSO3·1/2H2O），經(jīng)成型并拉伸300％~400％，得柔軟、透明的片材。氫氧化鈣：用氫氧化鈣填充的聚合物，能夠提高阻燃性能。氧化物：以金紅石型二氧化鈦應(yīng)用為主，它是一個(gè)立方體，鈦原子和氧原子排列緊密，晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此密度較高，折射率在戶外使用易變黃。除此之外，通常還將二氧化鈦、氧化鋅等作為白色著色劑使用。表2-1配方類別名稱份數(shù)(質(zhì)量份數(shù))樹脂ABS100助燃劑磷酸酯二苯異辛酯5抗氧劑10100.5DLTP0.5光穩(wěn)定劑三嗪-50.5填料碳酸鈣20第3章管材的擠出成型原理及設(shè)備3.1塑料擠出的基本原理塑料加工業(yè)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)型產(chǎn)業(yè)。它涉及到高分子化學(xué)，高分子物理，界面理論，塑料機(jī)械，塑料加工模具，配方設(shè)計(jì)原理及工藝控制等方面。擠出理論主要研究塑料在擠出機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況與變化規(guī)律。擠出機(jī)中塑料在一定外力作用下，于不同溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的高聚物的三種物理狀態(tài)，與螺桿結(jié)構(gòu)，塑料性能，加工條件之間的關(guān)系。從而進(jìn)行合理工藝控制。以達(dá)到提高塑料制品產(chǎn)量與質(zhì)量的目的。塑料高分子材料，在恒定的壓力下受熱時(shí)，于不同溫度范圍內(nèi)，出現(xiàn)玻璃態(tài)，高彈態(tài)，粘流態(tài)三種物理狀態(tài)。一般塑料的成型溫度在粘流態(tài)溫度以上。擠出成型也叫擠壓模塑或擠塑，它是在擠出機(jī)中，物料自料斗進(jìn)入料筒，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下，通過料筒內(nèi)壁和螺桿表面摩擦剪切作用向前輸送到加料段，在此松散固體向前輸送同時(shí)被壓實(shí)；在壓縮段，螺槽深度變淺，進(jìn)一步壓實(shí)，同時(shí)在料筒外加熱和螺桿與料筒內(nèi)壁摩擦剪切作用，料溫升高物料開始熔融，壓縮段結(jié)束；均化段的作用是使物料均勻，定溫、定量、定壓擠到機(jī)頭后成型，再經(jīng)定型裝置定型得到制品。3.2\o"返回頁首"擠出成型設(shè)備（1）主機(jī)擠出系統(tǒng)：由螺桿與料筒組成，是擠出機(jī)關(guān)鍵部分。其作用是塑化物料，定量、定壓、定溫?cái)D出熔體傳動(dòng)系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)螺桿，提高所需的扭矩和轉(zhuǎn)矩加熱和冷卻系統(tǒng)：保證塑料和擠出系統(tǒng)在成型過程中溫度達(dá)工藝要求（2）輔機(jī)由機(jī)頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、卷取裝置、切割組成控制系統(tǒng)塑料擠出機(jī)的控制系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及工藝參數(shù)測量系統(tǒng)，主要由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（即控制屏和操作臺(tái)）組成。其主要作用是：控制和調(diào)節(jié)主輔機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)，輸出符合工藝要求的轉(zhuǎn)速和功率，并能使主輔機(jī)協(xié)調(diào)工作；檢測和調(diào)節(jié)擠塑機(jī)中塑料的溫度、壓力、流量；實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)組的控制或自動(dòng)控制。擠出機(jī)組的電氣控制大致分為傳動(dòng)控制和溫度控制兩大部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)擠塑工藝包括溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、螺桿冷卻、機(jī)筒冷卻、制品冷卻和外徑的控制，以及牽引速度、整齊排線和保證收線盤上從空盤到滿盤的恒張力收線控制。3.2.1塑料擠出機(jī)的主機(jī)是擠塑機(jī)，它由擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)組成。1．?dāng)D壓系統(tǒng)

擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)頭、和模具，塑料通過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過程中所建立壓力下，被螺桿連續(xù)的擠出機(jī)頭。（1）螺桿：是擠塑機(jī)的最主要部件，它直接關(guān)系到擠塑機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率，由高強(qiáng)度耐腐蝕的合金鋼制成。（2）機(jī)筒：是一金屬圓筒，一般用耐熱、耐壓強(qiáng)度較高、堅(jiān)固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成。機(jī)筒與螺桿配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實(shí)，并向成型系統(tǒng)連續(xù)均勻輸送膠料。一般機(jī)筒的長度為其直徑的15～30倍，以使塑料得到充分加熱和充分塑化為原則。（3）料斗：料斗底部裝有截?cái)嘌b置，以便調(diào)整和切斷料流，料斗的側(cè)面裝有視孔和標(biāo)定計(jì)量裝置。（4）機(jī)頭和模具：機(jī)頭由合金鋼內(nèi)套和碳素鋼外套構(gòu)成，機(jī)頭內(nèi)裝有成型模具。機(jī)頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動(dòng)，均勻平穩(wěn)的導(dǎo)入模套中，并賦予塑料以必要的成型壓力。塑料在機(jī)筒內(nèi)塑化壓實(shí)，經(jīng)多孔濾板沿一定的流道通過機(jī)頭脖頸流入機(jī)頭成型模具，模芯模套適當(dāng)配合，形成截面不斷減小的環(huán)形空隙，使塑料熔體在芯線的周圍形成連續(xù)密實(shí)的管狀包覆層。為保證機(jī)頭內(nèi)塑料流道合理，消除積存塑料的死角，往往安置有分流套筒，為消除塑料擠出時(shí)壓力波動(dòng)，也有設(shè)置均壓環(huán)的。機(jī)頭上還裝有模具校正和調(diào)整的裝置，便于調(diào)整和校正模芯和模套的同心度。擠塑機(jī)按照機(jī)頭料流方向和螺桿中心線的夾角，將機(jī)頭分成斜角機(jī)頭（夾角120o）和直角機(jī)頭。機(jī)頭的外殼是用螺栓固定在機(jī)身上，機(jī)頭內(nèi)的模具有模芯坐，并用螺帽固定在機(jī)頭進(jìn)線端口，模芯座的前面裝有模芯，模芯及模芯座的中心有孔，用于通過鋼管；在機(jī)頭前部裝有均壓環(huán)，用于均衡壓力；擠包成型部分由模套座和模套組成，模套的位置可由螺栓通過支撐來調(diào)節(jié)，以調(diào)整模套對(duì)模芯的相對(duì)位置，便于調(diào)節(jié)擠包層厚度的均勻性。機(jī)頭外部裝有加熱裝置和測溫裝置。2．傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是驅(qū)動(dòng)螺桿，供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速，通常由電動(dòng)機(jī)、減速器和軸承等組成。螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定是主機(jī)傳動(dòng)的重要工藝要求之一。螺桿轉(zhuǎn)速直接決定出膠量和擠出速度，正常生產(chǎn)總希望盡可能實(shí)現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速及實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，對(duì)擠塑機(jī)要求螺桿轉(zhuǎn)速從起動(dòng)到所需工作轉(zhuǎn)速時(shí)，可供使用的調(diào)速范圍要大。而且對(duì)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性要求高，因?yàn)檗D(zhuǎn)速的波動(dòng)將導(dǎo)致擠出量的波動(dòng)，影響擠出質(zhì)量，所以在牽引線速度沒有變化情況下，就會(huì)造成線纜外徑的變化。同理如牽引裝置線速波動(dòng)大也會(huì)造成線纜外徑的變化，螺桿和牽引線速度可通過操作臺(tái)上相應(yīng)儀表反映出來，擠出時(shí)應(yīng)密切觀察，確保優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。3．加熱冷卻裝置加熱與冷卻是塑料擠出過程能夠進(jìn)行的必要條件。（1）現(xiàn)在擠塑機(jī)通常用的是電加熱，分為電阻加熱和感應(yīng)加熱，加熱片裝于機(jī)身、機(jī)脖、機(jī)頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內(nèi)的塑料，使之升溫，以達(dá)到工藝操作所需要的溫度。（2）冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)置的。具體說是為了排除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量，以避免溫度過高使塑料分解、焦燒或定型困難。機(jī)筒冷卻分為水冷與風(fēng)冷兩種，一般中小型擠塑機(jī)采用風(fēng)冷比較合適，大型則多采用水冷或兩種形式結(jié)合冷卻；螺桿冷卻主要采用中心水冷，目的是增加物料固體輸送率，穩(wěn)定出膠量，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量；但在料斗處的冷卻，一是為了加強(qiáng)對(duì)固體物料的輸送作用，防止因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口，二是保證傳動(dòng)部分正常工作。4．?dāng)D出機(jī)的選擇選定牽引速度為1m／min，ABS的密度p=1.05g／㎝3管材外徑為180mm鋼管外徑為包縛層截面積S=π92-π8.52=27.475㎝2V=27.475×100=2747.2㎝3／minQ=2747.5×1.05=2884.875g／min=173.1㎏／hV——體積流量Q——質(zhì)量流量據(jù)此選擇SJ-90的擠出機(jī)，外形尺寸（mm）2800×800×1600，其參數(shù)如表3-1：表3-1擠出機(jī)參數(shù)螺桿直徑D／mm90長徑比L／D28：1螺桿最高轉(zhuǎn)速（r／min）120最高產(chǎn)量／（㎏／h）200電動(dòng)機(jī)功率N／kW60名義比功率kW／（kg／h）0.3比流量（㎏／h）／（r／min）1.67機(jī)筒加熱段數(shù)4機(jī)筒加熱功率／kW28中心高／mm10003.2.為了能夠持續(xù)不斷的生產(chǎn)，應(yīng)提供送料裝置，保證鋼管能連續(xù)被送入擠出機(jī)機(jī)頭，并且要保證這個(gè)生產(chǎn)線管材的同心度。在此選用一臺(tái)牽引機(jī)，和后面的牽引裝置完全相同，這樣可準(zhǔn)確保證同心度，并且為鋼管提供向前運(yùn)動(dòng)的推力，同時(shí)還可保證鋼管的輸送速度與牽引速度一致，具體類型見后面的牽引裝置。3.2.3在鋼塑復(fù)合管的生產(chǎn)及應(yīng)用中，會(huì)出現(xiàn)包縛的塑料層與鋼管層脫離，使兩者的連接出現(xiàn)問題。產(chǎn)生這個(gè)問題的原因是鋼質(zhì)與塑料的膨脹率及收縮率都不同。鋼鐵具有明顯的熱脹冷縮現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)使鋼管與塑料層之間堆積力，使他們相互間的變形不同，最終導(dǎo)致兩者脫層。尤其是在低溫條件下生產(chǎn)的鋼塑復(fù)合管，這種問題更突出。因?yàn)椋诘蜏貤l件下，鋼管處于收縮狀態(tài)，包縛的塑料層與鋼管緊密連接在一起，但隨著使用條件的不同，溫度升高，鋼管將恢復(fù)原狀或處于膨脹狀態(tài)，而塑料的膨脹明顯低于鋼管，這樣它們之間就會(huì)產(chǎn)生力的作用，使之變形。當(dāng)環(huán)境溫度降低后，他們又將收縮，各自的收縮率不同，導(dǎo)致收縮后的形態(tài)不同，這樣周而復(fù)始的膨脹與收縮，最終導(dǎo)致它們之間產(chǎn)生間隙，發(fā)生脫層。為了減小這種變形差距，盡量防止脫層現(xiàn)象的出現(xiàn)，冬天應(yīng)對(duì)鋼管預(yù)熱。在此選用一烘箱對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱處理。烘箱長2米，高1.2米，寬0.8米，中心度高1米。預(yù)熱的功率計(jì)算如下：烘箱長2m,牽引速度1m／s，鋼管的比熱C＝0.46KJ／㎏·K，預(yù)熱前的溫度T1＝0℃預(yù)熱后的溫度T2＝30℃,鋼管的密度ρ＝7.85g／cm鋼管在烘箱中的停留時(shí)間t＝2／1＝2min＝120s烘箱中鋼管的質(zhì)量為M＝ρν＝7.85×(π882-π852)×2000＝25.89㎏烘箱中鋼管吸收的熱量為Q＝CMΔt＝0.46×25.89×(30-0)＝357.82KJ烘箱的加熱功率Ｗ＝Ｑ／t＝357.82／120＝2.98≈3.0kw3.2.離開機(jī)頭的管材熔體型坯，必須冷卻固化，才能傳遞牽引力，成型為管材。為使制品具有正確的幾何形狀﹑尺寸和好的表面光滑度，應(yīng)使用定徑裝置。定徑方法，管材定型方法有兩種:內(nèi)徑定型法和外徑定型法。所謂內(nèi)定型法，即定徑裝置控制管材內(nèi)徑尺寸及圓度，使熔體管包緊于定徑套的外表面冷卻硬化。外徑定型法，即定徑裝置控制管材外徑尺寸及圓度。由于我國國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)塑料管材規(guī)格系列依據(jù)外徑確定，因此，一般情況下，塑料管材生產(chǎn)采用外徑定型工藝。外徑定型工藝通常分為兩類:壓力定型和真空定型。近年來，管材基本采用真空外定型工藝。與壓力定型相比，真空定型有以下優(yōu)點(diǎn):①引管簡單快速，廢料少；②壓力定型方法中，壓縮空氣存留在管內(nèi)，隨著生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，氣體溫度不斷升高，而真空定型空氣在管內(nèi)自由流動(dòng)，管材內(nèi)壁冷卻效果好；③能較好地控制尺寸公差；④管子在機(jī)頭出口處與塑化狀態(tài)，幾乎沒有變形；⑤管材的內(nèi)應(yīng)力小；⑥沒有被螺塞撕裂的危險(xiǎn)；⑦不會(huì)因螺塞磨損而停產(chǎn)；⑧機(jī)頭口模與真空定型裝置二者分離，因而溫度能單獨(dú)控制。在真空定型中，管材型坯與定徑裝置之間的接觸，通過定徑裝置抽真空達(dá)到。管內(nèi)只需維持大氣壓，平衡空氣壓力的鉆孔安裝在機(jī)頭模芯上，一般選用真空槽式定型。真空槽式定型:即定徑元件固定在密閉的水槽內(nèi)，在向水槽中供給冷卻水的同時(shí)，水環(huán)式真空泵對(duì)水槽抽真空，將水和空氣一并抽出水箱，使水槽內(nèi)形成真空負(fù)壓力，熔體管壞通過處于減壓狀態(tài)的水箱時(shí)，由于內(nèi)部大氣壓力的作用，使其向定徑元件內(nèi)壁方向膨脹而緊貼于定徑元件內(nèi)壁，達(dá)到冷卻定型的目的。采用真空槽式定徑具有下列優(yōu)點(diǎn):①使用同一機(jī)頭口模，可通過選擇不同直徑的定徑套以及控制真空度來使管坯膨脹和收縮，而獲得不同管徑的管子；②管材冷卻充分；③由于毛細(xì)管作用，水在定徑套和管子之間起潤滑作用，使定徑套和塑料管之間摩擦力大大減小，因此引管容易，牽引力大。定徑套呈管狀，是用黃銅、銅鈹合金或鋁制成。定徑套處于密封好的真空槽內(nèi)，定徑套周圍保持真空狀態(tài)。為使塑料管緊貼在定徑套上，沿定徑套開出許多真空吸附孔，并按一定的間隔均勻排部，其結(jié)構(gòu)形式有小圓孔及溝槽兩種。小圓孔直徑一般取0.4㎜至1㎜，溝槽一般寬0.8㎜至1.2㎜。此選用小圓孔直徑0.6㎜。真空定徑套的內(nèi)徑根據(jù)管材尺寸和收縮率確定。ABS的收縮率為1.5%至1.9%，取1.6%。管材外徑為180㎜、176㎜。定徑套的內(nèi)徑R=R外×（1-1.6%）。因此定徑套內(nèi)徑為177.12㎜、173.19㎜。定徑套管的長度應(yīng)保證從定徑套出來的外表面被冷卻到足夠深度，以保證形狀和引力。因此定徑套的長度與生產(chǎn)管子的線速度、后續(xù)冷卻系統(tǒng)的效率以及材料的塑性溫度范圍、熱熔及熱傳遞性能有關(guān)。定徑套長度可定為L=0.5～1.5DL=1.5D=270㎜。塑料管進(jìn)入定徑套前通常進(jìn)行水膜潤滑。一方面可減小定徑套內(nèi)的摩擦，另一方面也可防止熔體(特別是對(duì)于PP)對(duì)定徑套的黏附。水膜必須在環(huán)向上安全包覆管材，并與管材一起被拉入定徑套內(nèi)，以避免水流動(dòng)引起的水斑。即使在高牽引速度下，采用該技術(shù)也能獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。但潤滑水量必須使用流量計(jì)精確調(diào)整，并記錄，以便于生產(chǎn)控制。管材冷卻，管材的冷卻方式有兩種，一種是侵浴式冷卻，另一種是噴淋式冷卻。侵浴式通常用于小口徑管材，直徑大于110㎜的管材傾向采用噴淋冷卻。侵浴式冷卻水槽中隔有4～6檔(或分幾段組分而成)，每檔2～3米長，以維持溫度梯度，調(diào)節(jié)冷卻速度。冷卻在槽中應(yīng)保持一定的水位，通過調(diào)整進(jìn)入槽中的冷卻水流量調(diào)整冷卻槽溫度。侵浴式冷卻主要問題是水槽中垂直溫度差及水的浮力可能使管材變形，特別是對(duì)較大口徑管材。采用沿管材圓周均勻布置噴水頭的噴淋冷卻不僅可避免上述問題，而且其冷卻強(qiáng)度明顯提高，因?yàn)樗饕韵喈?dāng)高的速度沖擊到管材壁上，阻止了界面暖水層的形成。而且噴淋冷卻沿管材圓周的熱傳遞均一。噴嘴一般沿管材圓周均勻布置，根據(jù)管材口徑大小，可安置4～6個(gè)。冷卻水中3㎜以下的異物不應(yīng)引起噴嘴堵塞。水箱長度選為6米。3.2.牽引機(jī)的主要作用是給機(jī)頭出來的熔體管坯提供一定的牽引力和牽引速度，克服冷切過程所產(chǎn)生的摩擦力，使管材以均勻的速度自冷切定型裝置中引出，并通過調(diào)節(jié)牽引速度來調(diào)節(jié)管材的壁厚。牽引機(jī)要能適應(yīng)夾持多種直徑管材的需要，并且能在較大范圍內(nèi)無極平滑變速（調(diào)速范圍通常不小于10），因?yàn)橐慌_(tái)牽引機(jī)要用于不同管徑、不同壁厚管材的生產(chǎn)；要提供足夠大的牽引力，并且牽引機(jī)對(duì)管材的夾持力可調(diào)節(jié)；以使厚壁管材不會(huì)產(chǎn)生永久變形，另一方面，又應(yīng)有足夠的拉力生產(chǎn)厚壁管材；牽引速度在相當(dāng)大的范圍內(nèi)保持速度平穩(wěn)，因牽引速度的脈動(dòng)，會(huì)引起管材表面產(chǎn)生竹節(jié)。牽引機(jī)主要有履帶式和皮帶式兩種。皮帶式牽引裝置主要用于壓力敏感、壁薄、管徑較小和生產(chǎn)速度較高的管。除此之外，一般使用履帶式牽引機(jī)。履帶式牽引機(jī)一般由兩條或兩條以上履帶組成以生產(chǎn)不同的牽引力來適應(yīng)不同管徑管材的需要，履帶上嵌有橡膠加緊塊。常做成凹形或V形以增加對(duì)管材施加徑向壓力地面積。加緊塊對(duì)管材的加緊力通常由氣動(dòng)（壓縮空氣）產(chǎn)生，也可由液壓系統(tǒng)，或由絲桿螺母機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。圖3－1履帶式牽引機(jī)履帶式牽引機(jī)牽引力大，速度調(diào)節(jié)范圍寬，與管材接觸面大，管材不易變形，不易打滑。通常處于下方的履帶根據(jù)不同的管徑，通過手動(dòng)或由齒輪馬達(dá)、心軸傳動(dòng)調(diào)節(jié)位置。其它履帶通過汽缸保持與管材接觸，接觸壓力可通過壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。牽引機(jī)的遙控設(shè)計(jì)可使?fàn)恳龣C(jī)與擠出機(jī)保持精確同步。微處理機(jī)控制系統(tǒng)可對(duì)牽引實(shí)施開環(huán)和閉環(huán)控制。履帶必須結(jié)對(duì)的平行，以防止產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)管材的力。履帶應(yīng)能反向運(yùn)轉(zhuǎn)，以方便開始生產(chǎn)時(shí)牽引管材向口模方向運(yùn)動(dòng)。用于800mm以上管材的大型牽引機(jī)最大牽引力為50——80KN，中型（150——800mm）牽引力為30——50KN，小型為15——32KN。履帶式牽引機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通常采用蝸輪離合器和直流（DC）驅(qū)動(dòng)代替以往的交流（AC）驅(qū)動(dòng)。牽引鏈應(yīng)精確同步，使管材無扭曲牽引。同時(shí)，牽引力應(yīng)均勻地分配在管子的圓周上。牽引機(jī)的牽引力、接觸長度、履帶數(shù)及傳遞壓力等與管材的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系密切。牽引裝置的選配還要考慮下列因素:(1)管徑：最大出口寬度，即牽引裝置的自由通道應(yīng)比受傳送的管徑的最大外徑大50mm;(2)管壁厚和硬度：低硬度管和薄壁管要求有幾個(gè)長履帶牽引裝置。有兩條履帶的牽引裝置使用了橡膠墊和低表面硬度的橡膠皮帶；（3）牽引速度和牽引力：牽引速度和牽引力應(yīng)有約20%~25%的余量。綜合考慮以上因素，結(jié)合擠出機(jī)的參數(shù)，本設(shè)計(jì)可選用張家港市永順降解塑膠機(jī)械有限公司生產(chǎn)的牽引裝置，參數(shù)見表3-2。表3－2履帶式牽引機(jī)參數(shù)型號(hào)DY-3Q牽引速度（M／min）0.4-6牽引最大尺寸（mm）210×160牽引中心高度（mm）950×1050牽引功率（KW）4.4外形尺寸（mm）2740×1200×1800重量（kg）12003.2.6管材切割裝置是生產(chǎn)過程中最后的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，理想的切割裝置應(yīng)具備以下條件保證切斷的管材截面與軸心線的垂直度。保證切斷的管材截面的平整度，不允許出現(xiàn)毛邊等缺陷。滿足生產(chǎn)線速度的要求。目前，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)用較多的切割裝置主要是以下幾種：（1）鋸片式切斷裝置；（2）行星式切斷裝置。鋸片式切斷裝置是最古老的機(jī)型，在過去它常被用來切割直徑小于110mm的薄壁管，由于鋸片切割很難保證管材截面與軸心的垂直度，而且切斷的截面不平整，以及噪音較大等原因，目前處于被淘汰階段。行星式的切斷裝置比較適用于直徑為160mm以上的管材，它的原理就是高速旋轉(zhuǎn)的圓盤鋸片能圍繞管材旋轉(zhuǎn)一周將管材切斷。根據(jù)ABS管材的生產(chǎn)特點(diǎn)，能提供以下的切割技術(shù)：1、無屑刀切割。2、環(huán)面刀切割。3、行星切斷裝置無屑刀切的原理：一個(gè)配置合金刀的特殊裝置能在瞬間將直徑63mm以下的管材快速切斷，在這個(gè)過程中，不會(huì)產(chǎn)生造成浪費(fèi)的鋸末，而且保證切斷截面的垂直度和極高的平整度，是目前小口徑管材的最佳切割裝置。環(huán)面刀切割裝置的原理有點(diǎn)類似與車床的切削原理，帶有多種切削角度的刀具環(huán)繞管材旋轉(zhuǎn)切削，經(jīng)過若干圓周后，將管材切斷。這種裝置較適合直徑160mm以下的熱熔性能較好的管材切割，能保證管材切斷截面的高平整水平，和光潔度。設(shè)計(jì)生產(chǎn)的是最大外徑180mm，最大壁厚為10mm的鋼塑復(fù)合管，由于壁厚、管徑均較大，再加上內(nèi)襯鋼管，這將對(duì)切割裝置提出更高的要求，尤其是切割的準(zhǔn)確度。因此，應(yīng)選擇更為自動(dòng)化和先進(jìn)性能的切割裝置。張家港市三興鼎盛機(jī)械廠生產(chǎn)的行星切割機(jī)XQG-250采用國際先進(jìn)的技術(shù)，結(jié)合本國的實(shí)際情況。使用本機(jī)切割的管材切口光滑平整，切割時(shí)無粉屑，無須人工修光，節(jié)約成本，產(chǎn)品檔次高，經(jīng)生產(chǎn)廠商多年使用，效果良好。參數(shù)見表3-3。表3-3行星切割機(jī)XQG-250參數(shù)切割管徑（mm）60-250鋸片規(guī)格（mm）110×2×40T銑刀規(guī)格（mm）80×75×20機(jī)器中心高度（mm）1000制品工作線速度（M／min）4切割壁厚（mm）15切割電機(jī)功率（KW）1.5風(fēng)機(jī)功率（KW）0.75公轉(zhuǎn)電機(jī)功率（KW）0.75進(jìn)風(fēng)電機(jī)功率（KW）0.18外形尺寸（mm）2500×1160×1540重量（kg）1200第4章ABS管擠出工藝參數(shù)的控制擠出成型工藝的控制參數(shù)包括成型溫度，擠出機(jī)工作壓力，螺桿轉(zhuǎn)速，擠出速度和牽引速度，加料速度，冷卻定型等。4.1原材料的預(yù)處理ABS具有吸濕性，當(dāng)ABS含吸水性顏料，如炭黑時(shí)，對(duì)濕度敏感。另外，在使用回料及填充料時(shí)，含水量會(huì)增大。水分不但導(dǎo)致管材內(nèi)外表面粗糙，而且可能導(dǎo)致熔體中出現(xiàn)氣泡。通常應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理。一般采用干燥處理，也可加相應(yīng)的具有除濕功能的助劑。如消泡劑等。ABS的干燥條件