تولید لوله پلی اتیلن اکسترود شده
پارامترهای فرآیند ، کنترل کیفیت و کاربردهای صنعتی
تولید لوله های پلی اتیلن اکسترود شده یک بخش مهم در صنعت پردازش پلیمر است که تولید جهانی بیش از 15 میلیون تن سالانه است. لوله های پلی اتیلن اکسترود شده سیستم های حمل و نقل سیال ، کاربردهای عایق الکتریکی و شبکه های آبیاری کشاورزی را به دلیل خاصیت استثنایی آنها از جمله مقاومت شیمیایی ، انعطاف پذیری و اثربخشی -.
تطبیق پذیری مواد پلی اتیلن اکسترود شده ، تولید کنندگان را قادر می سازد لوله هایی را از 10 میلی متر تا 2000 میلی متر قطر تولید کنند و نیازهای صنعتی متنوعی را ارائه دهند.
15M+
تن متریک سالانه در سراسر جهان تولید می شود
10-2000 میلی متر
دامنه قطر لوله
30+
برنامه های اصلی صنعتی
طبقه بندی مواد و خصوصیات
ویژگی های کم - چگالی (LDPE)
لوله های پلی اتیلن اکسترود شده با چگالی کم- مقادیر چگالی بین 0.910-0.925 گرم در سانتی متر مربع ، با سطح تبلور از 55-65 ٪ نشان می دهد. این محصولات پلی اتیلن اکسترود شده انعطاف پذیری بسیار خوبی را نشان می دهند ، با کشیدگی در استراحت به 300-600 ٪ می رسد.
استحکام کششی پلی اتیلن اکسترود شده LDPE به طور معمول 8-12 MPa را اندازه گیری می کند و آنها را برای کاربردهایی که نیاز به خم یا سیم کشی مکرر دارند ، ایده آل می کند. خواص عایق الکتریکی این لوله های پلی اتیلن اکسترود شده شامل مقادیر مقاومت دی الکتریک 18-20 کیلو ولت بر میلی متر و مقاومت در برابر حجم بیش از 10^16 Ω · سانتی متر است.
برنامه های اصلی
سیستم های آبیاری انعطاف پذیر
عایق کابل الکتریکی
انتقال سیال فشار غیر -
اجزای صنعت بسته بندی
مشخصات بالا - چگالی چگالی (HDPE)
لوله های پلی اتیلن اکسترود شده با چگالی بالا {{0} دارای خواص مکانیکی برتر با مقادیر چگالی 0.941-0.965 گرم در سانتی متر و سطح تبلور 70-85 ٪ هستند. استحکام کششی پلی اتیلن اکسترود شده HDPE از 22-31 MPa ، مقاومت در برابر فشار افزایش یافته تا 1.6 مگاپاسکال را برای کاربردهای استاندارد فراهم می کند.
این مواد پلی اتیلن اکسترود شده مقادیر استحکام تأثیر 8-12 کیلوگرم در متر مربع را در 23 درجه نشان می دهند و یکپارچگی ساختاری را در دماهای -40 درجه تا 80 درجه حفظ می کنند. مدول کشش برای پلی اتیلن اکسترود شده HDPE تقریباً 800-1400 مگاپاسکال را اندازه گیری می کند و از ثبات بعدی در زیر بار اطمینان می دهد.
برنامه های اصلی
توزیع آب قابل شرب
سیستم های حمل و نقل گاز
شبکه های فاضلاب و زهکشی
انتقال سیال صنعتی
برنامه های کاربردی کم خطی -} چگالی چگالی (LLDPE)
خطی کم -} چگالی اکسترود شده پلی اتیلن انعطاف پذیری LDPE را با خصوصیات مکانیکی پیشرفته ترکیب می کند و به نقاط قوت کششی 10-25 مگاپاسکال می رسد. این مواد پلی اتیلن اکسترود شده مقاومت در برابر ترک استرس محیطی برتر (ESCR) را با زمان خرابی بیش از 1000 ساعت در تست های استاندارد ASTM D1693 نشان می دهد.
شاخص جریان ذوب LLDPE برای تولید لوله پلی اتیلن اکسترود شده به طور معمول از 0.5-3.0 گرم در 10 دقیقه متغیر است ، و در حالی که کیفیت محصول را حفظ می کند ، پردازش را بهینه می کند.
برنامه های اصلی
سیستم های آبیاری کشاورزی
خطوط انتقال شیمیایی
آستین های محافظ و مجرا
برنامه های دریایی و زیر آب
معیارهای انتخاب مواد اولیه
ملاحظات سرعت جریان ذوب
انتخاب رزین های پلی اتیلن اکسترود شده مناسب نیاز به ارزیابی دقیق نرخ جریان ذوب (MFR) دارد ، که به طور مستقیم بر پارامترهای پردازش و خصوصیات محصول نهایی تأثیر می گذارد.
برنامه های لوله فشار0.2-0.4
توزیع وزن مولکولی بهینه برای تقویت طولانی {{0} term قدرت هیدرواستاتیک
برنامه های فشار متوسط -0.4-1.0
قابلیت پردازش را با عملکرد مکانیکی متعادل می کند
برنامه های فشار غیر -تا 7.0
ضمن حفظ خصوصیات کافی ، نرخ تولید را به حداکثر می رساند
تأثیر توزیع وزن مولکولی
توزیع وزن مولکولی (MWD) پلی اتیلن اکسترود شده به طور قابل توجهی بر رفتار پردازش و عملکرد لوله تأثیر می گذارد.
| نوع MWD | نسبت مگاوات/منگنز | خصوصیات |
|---|---|---|
|
MWD باریک |
3-5 |
خصوصیات مکانیکی برتر ، ضخامت دیواره سازگار |
|
MWD گسترده |
15-25 |
پردازش بهبود یافته ، کاهش مصرف انرژی |
|
دوتایی |
ترکیبی |
مگاوات زیاد برای استحکام ، مگاوات کم برای پردازش |
پارامترهای فرآیند اکستروژن
جریان فرآیند اکستروژن لوله پلی اتیلن
تهیه مواد اولیه
مخلوط کردن رزین و خشک کردن
ذوب شدن اکسترودر
گرمایش و ذوب کنترل شده
مرگ
اکستروژن شکل لوله
کالیبراسیون
کنترل ابعادی
خنک کننده
کاهش دمای کنترل شده
برش و آزمایش
برش طول و بررسی کیفیت
بهینه سازی مشخصات دما
استراتژی کنترل دما برای تولید لوله پلی اتیلن اکسترود شده به تنظیمات خاص - برای اطمینان از ذوب کامل و همگن نیاز دارد.
دمای پردازش LDPE
منطقه خوراک 90-100 درجه
منطقه فشرده سازی 100-140 درجه
منطقه اندازه گیری 140-160 درجه
منطقه آداپتور 140-160 درجه
درجه 130-150 درجه
دمای پردازش HDPE
منطقه خوراک 100-120 درجه
منطقه فشرده سازی 120-140 درجه
منطقه اندازه گیری 160-180 درجه
منطقه مرگ 150-170 درجه
اهمیت کنترل دما
کنترل دما دقیق از ذوب مناسب اطمینان می دهد ، تخریب مواد را کاهش می دهد و ویسکوزیته مداوم را برای ضخامت دیواره لوله یکنواخت و کیفیت سطح حفظ می کند.
تجزیه و تحلیل توزیع فشار
مشخصات فشار در طول تولید لوله پلی اتیلن اکسترود شده به طور معمول بسته به ویسکوزیته مواد و میزان توان ، در نوک پیچ به 20-35 مگاپاسکال می رسد. افت فشار در صفحه شکن و بسته صفحه از 5-10 مگاپاسکال متغیر است و تصفیه ذوب و همگن شدن جریان را فراهم می کند.
فشار قالب برای اقدامات پردازش پلی اتیلن اکسترود شده 10-20 مگاپاسکال ، تحت تأثیر هندسه قالب و میزان تولید. حفظ پروفایل های فشار مداوم ، توزیع ضخامت یکنواخت دیواره را تضمین می کند و از بی ثباتی جریان در محصول پلی اتیلن اکسترود شده جلوگیری می کند.
مزایای کنترل فشار
توزیع مواد یکنواخت
ضخامت دیوار سازگار
تنوع بعدی کاهش یافته است
سطح سطح بهبود یافته
محدوده فشار معمولی
فشار نوک پیچ20-35 MPa
افت فشار صفحه شکن5-10 MPa
فشار10-20 MPa
روش های اندازه و کالیبراسیون
سیستم های کالیبراسیون خلاء
کالیبراسیون خلاء برای لوله های پلی اتیلن اکسترود شده از دیفرانسیل فشار منفی 30-60 کیلو پاسکال برای دستیابی به کنترل دقیق بعدی استفاده می کند. آستین کالیبراسیون از سه منطقه مجزا تشکیل شده است: خنک کننده اولیه (30-50 درجه) ، کاربرد خلاء و خنک کننده نهایی (15-25 درجه).
لوله های پلی اتیلن اکسترود شده با قطر کوچک (کمتر از یا مساوی با 110 میلی متر) به طور معمول به دلیل کنترل گردان برتر و پایان سطح ، از کالیبراسیون خلاء استفاده می کنند. تنظیم سطح خلاء به ضخامت دیواره بستگی دارد ، با لوله های پلی اتیلن اکسترود شده - که نیاز به 30- 40 kPa دارد در حالی که برنامه های دیواری ضخیم برای نیروی اندازه کافی به 50-60 kPa نیاز دارند.
کالیبراسیون فشار داخلی
Large diameter extruded polyethylene pipes (>160 میلی متر) از کالیبراسیون فشار هوا داخلی استفاده می کند ، با استفاده از 0.02-0.04 MPa هوای فشرده شده برای حفظ دقت بعدی. این روش تماس یکنواخت بین قسمت بیرونی لوله پلی اتیلن اکسترود شده و داخلی آستین کالیبراسیون را تضمین می کند و به تحمل گردان در 1 ± 1 ٪ می رسد.
کنترل دمای هوا فشرده شده در 20-30 درجه از شوک حرارتی در حالی که اثربخشی اندازه را حفظ می کند ، جلوگیری می کند. سیستم های نظارت بر فشار ، دقت 0.005 پوند MPa را حفظ می کنند و از ابعاد محصول مداوم در طول تولید اطمینان می دهند.
"بهینه سازی پارامترهای کالیبراسیون برای لوله های پلی اتیلن اکسترود شده نشان می دهد که حفظ شیب دما دقیق بین 30- 50 درجه در منطقه خنک کننده اولیه" استرس باقیمانده را تا 45 ٪ در مقایسه با روشهای خنک کننده سریع کاهش می دهد ، به طور قابل توجهی پایداری ابعاد طولانی مدت و مقاومت در برابر لوله های استحکام محیط زیست در هر دو HDPE و LDPE در هر دو HDPE
- Smith et al. ، 2023 ، PolymerProcessing.org
تنها مکانی که در خارج از خانه پیدا خواهید کرد
مدیریت گرادیان دما
فرآیند خنک کننده برای لوله های پلی اتیلن اکسترود شده برای به حداقل رساندن فشارهای داخلی و بهینه سازی تبلور نیاز به کنترل شیب دما دارد. خنک کننده اولیه در واحد کالیبراسیون دمای آب را در 30-50 درجه حفظ می کند و باعث می شود گرمای تدریجی از مواد پلی اتیلن اکسترود شده حذف شود.
مخازن خنک کننده ثانویه با درجه حرارت به تدریج پایین تر ، به طور معمول 25 درجه ، 20 درجه و 15 درجه عمل می کنند و از تبلور کنترل شده اطمینان می دهند. میزان خنک کننده 2-5 درجه در میلی متر از نقص سطح جلوگیری می کند و در عین حال ثبات بعدی در محصول پلی اتیلن اکسترود شده را حفظ می کند.
30-50 درجه
خنک کننده اولیه
25 درجه
مرحله اول
15 درجه
خنک کننده نهایی
بهینه سازی جریان آب
پیشخوان - جریان آب جریان در مخازن خنک کننده ، راندمان انتقال حرارت برای لوله های پلی اتیلن اکسترود شده توسط 25- 30 ٪ در مقایسه با سیستم های فعلی CO {5} افزایش می دهد. میزان جریان آب 10-15 متر مربع در ساعت در هر متر طول مخزن ، از بین بردن حرارت کافی بدون ایجاد حرکت لوله ناشی از تلاطم اطمینان حاصل می کند.
عمق غوطه وری شامل 80-} 90 ٪ از دور لوله است و از تغییر شکل ناشی از شناور در حالی که حداکثر میزان سطح خنک کننده را دارد ، جلوگیری می کند. نظارت بر دما در فواصل 2 متری تنظیم دقیق مشخصات خنک کننده را برای نمرات پلی اتیلن اکسترود شده مختلف و ضخامت دیواره امکان پذیر می کند.
عوامل کارایی خنک کننده
پارامترهای کنترل کیفیت
استانداردهای تحمل بعدی
استانداردهای بین المللی برای لوله های پلی اتیلن اکسترود شده ، تحمل های بعدی بعدی را برای اطمینان از سازگاری و عملکرد سیستم مشخص می کند.
ضخامت دیواری
10 ± از ارزش اسمی برای برنامه های فشار ، 15 ± برای استفاده از فشار غیر {2 {2
بی حسی
در 3 ٪ برای قطر تا 110 میلی متر و 5 ٪ برای اندازه های بزرگتر
طول
تحمل 10 میلی متر پوند در هر متر برای مونتاژ مفصل مناسب
آزمایش خاصیت مکانیکی
پروتکل های آزمایش جامع اطمینان حاصل می کنند که لوله های پلی اتیلن اکسترود شده نیازهای عملکرد را برای برنامه های مورد نظر خود برآورده می کنند.
تست کششی
رویه های ISO 6259 را دنبال می کند ، که حداقل در زمان استراحت 350 ٪ برای PE80 و 250 ٪ برای PE100 نیاز به حداقل کشیدگی دارد
تست هیدرواستاتیک
در 80 درجه به مدت 1000 ساعت برای تعیین قدرت طولانی {{2} term تحت سطح استرس مشخص
مقاومت در برابر ضربه
آزمایش در -20 درجه ، سختی کافی را برای شرایط نصب تضمین می کند
مقاومت در برابر ترک
تست های نوار خم شده دوام مواد را در معرض قرار گرفتن در معرض محیط زیست تأیید می کنند
ارزیابی کیفیت سطح
کیفیت سطح به طور مستقیم بر عملکرد تأثیر می گذارد ، به خصوص برای حمل و نقل سیال و کاربردهای مقاومت در برابر خوردگی.
بازرسی بصری
خراش ، شیارها و ذرات آلودگی را مشخص می کند
زبری سطح
RA کمتر از یا مساوی 0.5 میکرومتر برای کاربردهای گاز ، RA کمتر از یا مساوی 1.0 میکرومتر برای سرویس آب
اسکن ضخامت دیوار
اسکن اولتراسونیک در فواصل 10 میلی متر توزیع مداوم را تضمین می کند
اندازه گیری نوری
قطر و تخمدان را در فواصل 1 متر در طول تولید تأیید می کند
استراتژی های بهینه سازی فرآیند
ملاحظات طراحی پیچ
اکسترودرهای پیچ- برای تولید لوله پلی اتیلن اکسترود شده به طور معمول از پیچ های سد با نسبت های L/D 24: 1 تا 32: 1 استفاده می کنند. نسبت های فشرده سازی 2.5: 1 تا 3.5: 1 ذوب و فشار کافی را برای تولید مداوم فراهم می کند.
مقاطع مخلوط کردن همگن ذوب را افزایش می دهد و تغییرات دما را به 2 درجه در طول جریان ذوب کاهش می دهد. بهینه سازی هندسه پرواز برای پردازش پلی اتیلن اکسترود شده شامل طرح های متغیر زمین است که بازده ذوب را 15-20 ٪ بهبود می بخشد.
پارامترهای طراحی
عنکبوت - نوع برای لوله های پلی اتیلن اکسترود شده ، پاهای پشتیبانی 6-8 را با پروفایل های ساده برای به حداقل رساندن شکل گیری خط جوش در نظر می گیرد. نسبت های طول زمین از 10: 1 به 15: 1 از جریان ذوب پایدار و توزیع سرعت یکنواخت اطمینان حاصل می کند.
مکانیسم های مرکز تنظیم قابل تنظیم ، غلظت را در 0.1 میلی متر پوند حفظ می کنند ، برای ضخامت دیواره سازگار بسیار مهم هستند. محاسبات شکاف درگذشت نسبت های کاهش 1.1-1.3 برای کنترل بهینه بعدی محصول پلی اتیلن اکسترود شده را در نظر بگیرید.
ملاحظات بهره وری انرژی
بهینه سازی مدیریت حرارتی
مصرف انرژی در تولید لوله پلی اتیلن اکسترود شده به طور متوسط 0.3-0.5 کیلو وات ساعت در کیلوگرم ، با گرمایش 60-70 ٪ از کل مصرف انرژی را تشکیل می دهد. عایق بشکه باعث کاهش افت گرما تا 20-25 ٪ و باعث افزایش بهره وری انرژی و پایداری دما می شود.
سیستم های بازیابی حرارتی انرژی حرارتی آب خنک کننده ، گرم کردن آب ورودی و کاهش نیازهای کلی انرژی را 15-20 ٪ ضبط می کنند. درایوهای فرکانس متغیر روی پمپ های خنک کننده مصرف انرژی را بر اساس تقاضای خنک کننده واقعی برای نمرات مختلف پلی اتیلن اکسترود شده بهینه می کنند.
بهینه سازی پارامتر فرآیند
بهره برداری در دمای مطلوب ذوب باعث کاهش مصرف انرژی در حالی که کیفیت محصول در تولید پلی اتیلن اکسترود شده را کاهش می دهد. افزایش نرخ توان 20 ٪ به طور معمول مصرف انرژی خاص را 10-15 ٪ به دلیل راندمان حرارتی بهتر بهبود می بخشد.
به حداقل رساندن افت فشار از طریق طراحی مناسب ، بار موتور و نیازهای انرژی را کاهش می دهد. تعمیر و نگهداری منظم از جمله تمیز کردن پیچ و پرداخت پولی ، بهره وری انرژی را در طول کمپین های تولیدی طولانی حفظ می کند.
همگام سازی تجهیزات
تولید لوله پلی اتیلن اکسترود شده موفق نیاز به هماهنگی دقیق بین سیستم های اکستروژن ، کالیبراسیون ، خنک کننده و کشش دارد. تغییرات سرعت خط باید برای جلوگیری از نوسانات ضخامت دیواره و بی ثباتی ابعاد ، در 1 ٪ باقی بماند.
سیستم های کنترل خودکار نسبت سرعت بین HAUL-} خاموش و میزان اکستروژن را حفظ می کنند ، و باعث افزایش کوچک شدن مواد در هنگام خنک کننده می شوند. نظارت بر تنش بسته به ابعاد لوله و درجه پلی اتیلن اکسترود شده ، نیروی کشش مداوم 50-200 نانومانه را تضمین می کند.
مزایای هماهنگ سازی
تنوع بعدی کاهش یافته است
سازگاری ضخامت دیواره بهبود یافته
فشارهای داخلی به حداقل رسیده است
افزایش راندمان تولید
ادغام تجهیزات کمکی
تغذیه گرانشی
برای خصوصیات مداوم ، 0.5 ٪ دقت در دوز مواد را حفظ می کند
پمپ های ذوب شده
ثبات فشار را در 0.5 MPa پوند فراهم کنید ، و قوام بعدی را تا 30 ٪ بهبود می بخشد
برش اتوماتیک
هماهنگ با سرعت خط اطمینان از دقت طول 5 میلی متر پوند برای بخش های 6 متر
سیستم های علامت گذاری
برای ردیابی کامل کدهای تولید را در فواصل 1 متری اعمال کنید
جنبه های زیست محیطی و پایداری
ادغام بازیافت مواد
POST - induction زباله پلی اتیلن اکسترود شده صنعتی تا 20 ٪ ضمن کاهش هزینه های مواد ، خواص محصول را حفظ می کند. مواد Regrind برای تغذیه یکنواخت به کنترل آلودگی دقیق و اندازه ذرات سازگار 3-5 میلی متر نیاز دارد.
سیستم های تصفیه ذوب با 80-100 صفحه مش ، آلودگی ها را از جریان پلی اتیلن اکسترود شده بازیافت شده خارج می کنند. آزمایش املاک تضمین می کند که محتوای بازیافت شده الزامات مشخصات برنامه مورد نظر را برآورده می کند.
استراتژی های کاهش زباله
روشهای بهینه سازی-} up را از طریق تنظیم سریع دما و سرعت ، ضایعات انتقال را 30-40 ٪ کاهش دهید
پیشرفت های طراحی قالب ، نیازهای پاکسازی را در طول تغییر رنگ یا درجه در تولید پلی اتیلن اکسترود به حداقل می رساند
سیستم های کنترل ابعادی خودکار با حفظ ویندوزهای فرآیند محکم تر ، تولید مشخصات را کاهش می دهند
اجرای کنترل فرآیند آماری روندها را قبل از تولید محصولات غیر- مطابق با محصولات پلی اتیلن اکسترود شده مشخص می کند
کاربردهای صنعتی
لوله های پلی اتیلن اکسترود شده به دلیل تطبیق پذیری ، دوام و هزینه-} اثربخشی ، طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی را ارائه می دهند. از سیستم های آب شهرداری گرفته تا کاربردهای تخصصی صنعتی ، لوله های پلی اتیلن همچنان در بسیاری از بخش ها جایگزین مواد سنتی مانند فلز و بتن می شوند.
توزیع آب
لوله های HDPE به دلیل مقاومت در برابر خوردگی ، سطح داخلی صاف و عمر طولانی مدت بیش از 50 سال ، به طور گسترده ای برای توزیع آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرند.
مقاوم در برابر خط لوله فشار خون
حمل و نقل گاز
لوله های پلی اتیلن درجه PE100 توزیع گاز طبیعی ایمن و قابل اعتماد را با مقاومت شیمیایی عالی و نشت-} سیستم های اتصال رایگان فراهم می کنند.
ایمنی PE100LEAK مقاومت
آبیاری کشاورزی
لوله های LLDPE و LDPE به دلیل انعطاف پذیری ، وزن سبک و مقاومت در برابر مواد شیمیایی کشاورزی برای آبیاری ترجیح داده می شوند.
مقاوم در برابر lldpeflexiblechemical
فاضلاب و زهکشی
لوله های HDPE با قطر بزرگ ویژگی های جریان عالی و مقاومت در برابر سایش برای سیستم های فاضلاب شهری و صنعتی را ارائه می دهند.
قطر HDPELARGE مقاوم در برابر
مجرای برق
لوله های LDPE خواص عایق الکتریکی عالی را برای محافظت از کابل های برق و ارتباطی در تاسیسات زیرزمینی فراهم می کنند.
LDPeinsulate -Protective
انتقال شیمیایی
لوله های تخصصی PE در برابر خوردگی ناشی از اسیدها ، قلیایی ها و حلالها مقاومت می کنند و آنها را برای کاربردهای پردازش شیمیایی صنعتی ایده آل می کند.
مقاوم در برابر intindustrial