вступ

Для труби UHMWPE виготовлення полімеру в трубку є лише першою частиною виробничої проблеми.

Важче тримати трубку рівною по всій довжині.

Труба може мати правильний номінальний діаметр, але все ще мати зміни товщини стінки, щільності, внутрішньої структури або залишкової напруги. Ці варіації тісно пов’язані з тим, що відбувається до того, як матеріал досягне формувальної матриці.

UHMWPE робить проблему більш складною, оскільки його надзвичайно висока молекулярна маса забезпечує дуже високу в’язкість розплаву та дуже низьку текучість розплаву. Це одна з причин, чому UHMWPE зазвичай обробляють шляхом пресування або екструзії, а не як звичайний поліетилен у стандартному процесі екструзії.

Для пресування порошок ущільнюється послідовними порціями та проштовхується через нагріту матрицю. Результат виробництва залежить не тільки від самого матеріалу, але й від того, наскільки послідовно порошок подається, ущільнюється, нагрівається та переміщується через систему формування.

З цього починається рівномірність стін.

Стінка труби будується до того, як вона досягне матриці

Легко припустити, що формувальна матриця визначає кінцеву товщину стінки.

Безумовно, матриця визначає профіль, але матеріал, що надходить у матрицю, вже пройшов кілька важливих етапів.

Порошок UHMWPE надходить у машину та поступово ущільнюється поршневим бараном. Кожен штовхальний рух стискає порцію порошку і штовхає зміцнений матеріал до нагрітої зони формування. Braskem описує це як послідовне упакування порошку та рух через нагріту матрицю, причому внутрішня частина матриці визначає кінцевий профіль.

Це створює виробничу ситуацію, яка дуже відрізняється від звичайної шнекової екструзії.

Звичайний поліетиленовий екструдер безперервно транспортує розплав полімеру, що тече. У поліетиленовій екструзії UHMWPE матеріал переміщується переважно шляхом позитивного зміщення та стиснення.

Якщо пороховий заряд непостійний, умови формування також можуть стати непостійними.

Таким чином, трубою неможливо керувати належним чином, дивлячись лише на отвір матриці.

Порошкова упаковка безпосередньо впливає на процес формування

Перш ніж порошок UHMWPE стане суцільною полімерною структурою, частинки порошку повинні бути приведені в тісний контакт.

Ступінь і рівномірність ущільнення впливають на поведінку матеріалу під час подальшого нагрівання та консолідації.

Нерівномірний заряд порошку може призвести до локальних відмінностей у щільності. Коли матеріал потрапляє в нагріту секцію, ці відмінності можуть впливати на швидкість консолідації різних областей.

Особливо це актуально для товстостінних виробів.

Товста труба СВМПЕ не нагрівається миттєво через всю стінку. Тепло має рухатися від нагрітих поверхонь до матеріалу всередині стіни. UHMWPE також має відносно низьку теплопровідність, тому під час обробки необхідно ретельно контролювати розподіл температури по секції. Дослідження обробки UHMWPE показують, що термічна поведінка матеріалу та обмежена рухливість розплаву роблять умови обробки важливою частиною якості формування.

Таким чином, мета виробництва полягає не просто в «нагріванні порошку».

Він полягає в досягненні достатніх теплових умов у всій секції формування при збереженні тиску та контролю розмірів.

Температура має бути досить високою, але не випадково високою

UHMWPE не реагує на температуру так само, як полімер з низькою в'язкістю.

Його температура плавлення становить близько 155 градусів, але для повного злиття частинок порошку потрібні вищі температури обробки, і матеріал все ще має надзвичайно низьку текучість навіть вище точки плавлення.

Це створює важливе вікно обробки.

Якщо термічні умови недостатні, частинки порошку можуть не консолідуватися належним чином.

Якщо матеріал піддається впливу надмірних температурних умов або залишається при високій температурі занадто довго, термічна деградація стає проблемою. У обробній літературі також зазначено, що UHMWPE має низьку теплопровідність, що може спричинити локальне накопичення тепла всередині матеріалу.

Отже, для виробництва труб проблема полягає не просто в температурі, яка відображається на контролері опалення.

Сам матеріал повинен досягти необхідного теплового стану по всій секції формування.

Це одна з причин, чому нагріта матриця є важливою частиною процесу.

Нагріта матриця контролює час перебування

Формувальна матриця не тільки надає трубі остаточну форму.

Його нагріта довжина визначає, як довго ущільнений матеріал залишається в контрольованих теплових умовах перед тим, як покинути зону формування.

Braskem конкретно визначає довжину нагрітої зони матриці, крок штока та регулярність руху штока як фактори, що впливають на продуктивність.

Поміркуйте, що станеться, якщо рух штовхана зміниться.

Більш швидкий рух змінює кількість матеріалу, що проходить через нагріту секцію за одиницю часу. Термічна історія матеріалу змінюється разом із цим.

Повільніший рух робить навпаки.

Це означає, що швидкість виробництва не можна відокремити від термоконтролю. Збільшення продуктивності без урахування потужності нагрівання та довжини матриці може порушити умови, необхідні для послідовної консолідації.

З цієї причини виробництво труб із СВМПЕ є скоординованим процесом, а не простою операцією «порошок входить, труба виходить».

Поворотний рух може спричинити пульсацію процесу

Є ще одна особливість, яку легко не помітити.

Система екструзії з плунжером використовує зворотно-поступальний рух, а не безперервне обертання шнека.

Бунгало просувається, ущільнює порошок і штовхає матеріал вперед. Потім він повертається для наступного циклу завантаження та ущільнення.

Це означає, що процес містить притаманний циклічний рух.

Дослідження прес-екструзії UHMWPE відзначає, що періодична подача та ущільнення роблять процес технічно квазібезперервним, і що циклічне штампування може сприяти залишковим напругам у екструдованому продукті. Для зменшення пульсації та наближення процесу до безперервної роботи були розроблені багатоплунжерні системи.

Тому для виробництва труб важливо підтримувати стабільний рух штока.

Якщо рух є нерегулярним, тиск і умови доставки матеріалу також можуть коливатися.

Мета полягає не просто в створенні достатньої сили. Силу потрібно застосовувати неодноразово і послідовно.

Геометрія матриці визначає кінцевий профіль труби

Після того, як матеріал був достатньо ущільнений і нагрітий, він проходить через формувальну матрицю.

Внутрішня частина матриці встановлює трубчасту геометрію. У виробництві труб це включає співвідношення між зовнішнім діаметром, внутрішнім діаметром і товщиною стінки.

Зміна геометрії формування змінює розподіл матеріалу навколо труби.

З цієї причини конструкцію матриці слід розглядати разом з матеріалом, що в неї входить. Теоретично правильна матриця не може компенсувати нестабільну подачу порошку або непослідовне ущільнення на вході.

Матриця також повинна витримувати значні механічні навантаження. Наконечник має подолати опір, створюваний високов’язким матеріалом UHMWPE, і тертя, пов’язане з процесом формування. Braskem визначає гідравлічну потужність і механічну міцність компонентів екструдера серед факторів, що впливають на продуктивність і якість продукту.

Охолодження може змінити остаточні розміри

Труба не припиняє змінюватися, як тільки вона залишає нагріту матрицю.

Охолодження спричиняє скорочення та стабілізацію полімерної структури.

Для трубчастої секції зовнішня поверхня та внутрішня поверхня можуть не мати однакової термічної історії. Тому швидкість охолодження впливає на стабільність розмірів і залишкову напругу.

Це стає більш значущим із збільшенням розмірів труб і товщини стінок.

Метою охолодження є не просто охолодження труби якомога швидше. Він полягає в тому, щоб привести сформований профіль в стабільний розмірний стан без створення зайвих температурних перепадів через стіну.

Ось чому наступне обладнання для охолодження та формування вважається частиною самої екструзійної системи ПВМП.

Чому товщина стіни не контролюється одним числом

Коли покупці вказують трубу UHMWPE, товщина стінки зазвичай вказується як вимога до розмірів.

Однак під час виробництва збереження цієї товщини стінки залежить від кількох умов процесу, які працюють разом.

Ось чому товщину стінки не слід розглядати як щось, що «створено матрицею».

Штамп визначає геометрію, але стабільність усього процесу формування визначає, наскільки послідовно відтворюється ця геометрія.

Що станеться, якщо процес нестабільний?

Нестабільність процесу не обов’язково відразу викликає очевидний дефект.

Зовні труба може виглядати гладкою.

Однак непослідовна обробка може вплинути на однорідність розмірів, внутрішню консолідацію та залишкову напругу. Дослідження екструзії прямокутним способом визначають залишкову напругу як один із наслідків процесу періодичного стиснення, причому в деяких продуктах екструзії для зменшення цих напруг використовується відпал.

Це особливо важливо для труб із СВМПЕ, оскільки матеріал вибрано для вимогливих умов експлуатації, таких як транспортування абразивного шламу.

Стінка труби повинна зберігати структурну цілісність, тоді як внутрішня поверхня піддається безперервному удару часток і ковзанню.

Таким чином, узгодженість виробництва пов’язана з ефективністю обслуговування. Чудова зносостійкість UHMWPE не може компенсувати низьку якість формування.

Як виробники контролюють процес

Для стабільної виробничої лінії потрібні контрольні точки протягом усього процесу формування, а не лише остаточна перевірка розмірів.

Сирий порошок потребує постійного годування. Стадія ущільнення потребує стабільного руху барана. Система опалення потребує достатньої потужності та стабільного теплового режиму. Формуюча матриця повинна зберігати свою геометрію під механічним навантаженням. Охолодження необхідно для стабілізації готового профілю.

Після цього кінцеву трубу можна перевірити на відповідність вимогам до розмірів та іншим визначеним характеристикам якості.

Цей підхід більш корисний, ніж покладатися на одне остаточне вимірювання.

Якщо виявлено відхилення розмірів труби, розуміння повної послідовності формування дає змогу дослідити, чи виникла проблема в подачі порошку, ущільненні, нагріванні, умовах матриці чи охолодженні.

Висновок

Виробництво труб із СВМПЕ – це не просто нагрівання полімерного порошку та продавлювання його через прес-форму.

Складна частина полягає в підтримці стабільного середовища формування, поки матеріал з надзвичайно високою молекулярною масою та дуже поганою текучістю розплаву ущільнюється, нагрівається, консолідується та формується.

Під час екструзії з плунжером укладання порошку, рух штока, довжина нагрітої матриці, температурні умови, геометрія матриці та охолодження сприяють формуванню кінцевої структури труби.

Ось чому контроль якості стінки труби з СВМПЕ починається задовго до того, як матеріал досягне кінцевої форми для формування.

Для виробника гірничодобувної труби справжньою складністю виробництва є не лише виробництво труби з СВМПЕ потрібних розмірів. Він виробляє ці розміри послідовно від однієї секції труби до наступної, зберігаючи консолідовану полімерну структуру, яка надає UHMWPE його стійкість до стирання та міцність.

Основне ключове слово:Процес виробництва труб UHMWPE
Другорядні ключові слова:Виробництво труб UHMWPE, екструзія UHMWPE, формування труб UHMWPE, контроль товщини стінки UHMWPE, ущільнення порошку UHMWPE, екструзія труб UHMWPE, контроль якості труб UHMWPE

запитUHMWPEКвота трубиn

дляГірнича труба з UHMWPE, футерована сталева труба з UHMWPE, коліна та сполучні фланці з UHMWPE, надішліть нам:

DN + PN + Тип суспензії + Концентрація твердої речовини + Розмір частинок + Швидкість потоку + Довжина трубопроводу + Кількість

Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd.

WhatsApp:+86 19937270645

Електронна адреса: baibaili456@gmail.com

WeChat: +86 19937270645

Отримайте найкращу ціну на трубопровід для подрібнення шламу.