Ống có độ dày cao và đường kính lớn: làm thế nào để tránh võng khi đùn ống

Công ty TNHH Công nghệ Fangli Ninh Balà mộtnhà sản xuất thiết bị cơ khívới gần 30 năm kinh nghiệmthiết bị đùn ống nhựa, bảo vệ môi trường mới và thiết bị vật liệu mới. Kể từ khi thành lập Fangli đã được phát triển dựa trên nhu cầu của người dùng. Thông qua cải tiến liên tục, hoạt động R&D độc lập về công nghệ cốt lõi cũng như tiêu hóa và hấp thụ công nghệ tiên tiến và các phương tiện khác, chúng tôi đã phát triểnDây chuyền ép đùn ống PVC, Dây chuyền ép đùn ống PP-R, Dây chuyền ép đùn ống cấp nước/khí PE, được Bộ Xây dựng Trung Quốc khuyến nghị thay thế sản phẩm nhập khẩu. Chúng tôi đã đạt được danh hiệu “Thương hiệu hạng nhất ở tỉnh Chiết Giang”.

Việc sử dụng ngày càng nhiều các ống có đường kính lớn, từ 630mm lên 1.200mm, trong nhiều ứng dụng khác nhau đã khuyến khích phát triển vật liệu PE100 phù hợp với các ống có đường kính lớn để ngăn ngừa các vấn đề trong quá trình ép đùn, chẳng hạn như độ võng.

Việc duy trì kích thước trong phạm vi thông số kỹ thuật là vấn đề đối với việc đùn ống HDPE thành dày đường kính lớn (tường > 75mm) do độ võng do cường độ nóng chảy của nhựa không đủ.

Khi đường kính ống HDPE tăng lên trong quá trình ép đùn:

·Độ dày tăng lên;

·Đường ống không được làm mát hiệu quả từ bên trong và bên trong lõi;

·Tốc độ tuyến tính giảm.

Các ống có đường kính lớn thường mất 3,3 giờ để sản xuất và có thể có nhiều phân đoạn khác nhau:

·Độ kết tinh khác nhau;

·Độ dày khác nhau;

·Độ ẩm khác nhau, v.v.

Sự phát triển của tinh thể:

Trong hầu hết các quy trình ép đùn HDPE, 60% đến 80% quá trình kết tinh diễn ra trong giai đoạn làm nguội của quá trình xử lý và có tới 90% xảy ra trong vòng một tuần xử lý. Quá trình kết tinh còn lại có thể mất vài tháng để hoàn thành, tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường. Tuy nhiên, quá trình kết tinh vẫn tiếp tục cho đến khi đạt được cấu trúc tinh thể ổn định.

Vấn đề võng trongđùn ống:

Đối với đường ống có thành dày, mặt trong của thành ống bị nóng chảy trong thời gian dài, gây ra dòng chảy nóng chảy đi xuống gọi là độ võng.

Độ võng trong quá trình ép đùn ống có thể gây ra sự không đồng đều nghiêm trọng về độ dày thành ống, làm tăng độ ô van và bù đắp độ đồng tâm của ống và tạo ra sự lãng phí vật liệu ở đáy ống, làm tăng thêm chi phí sản xuất và khiến chất lượng sản phẩm cuối cùng không tối ưu.

Độ võng luôn xảy ra khi sản xuất ống có thành dày đường kính lớn và là dòng chảy của vật liệu từ trên xuống dưới ống trước khi bị đóng băng bởi nước làm mát.

Có hai cách để hỗ trợ loại bỏ tình trạng chảy xệ ởđùn ống:

a) Bằng cách bù đắp khoảng cách khuôn – nhưng việc này tốn thời gian và luôn dẫn đến việc sử dụng vật liệu bổ sung và độ dày thay đổi. Việc bù đắp khuôn cũng giúp tránh độ dày thành cao ở phía dưới.

b) Bằng cách sử dụng vật liệu HDPE có độ võng thấp và tối ưu hóa quá trình làm mát. Người ta tin rằng chế phẩm polyetylen lưỡng kim có độ nhớt cao ở ứng suất cắt thấp sẽ cải thiện đặc tính chảy xệ của polyme nóng chảy. Ống được ép đùn thông qua một khuôn hình vòng và được làm mát trên cả bề mặt bên trong và bên ngoài.

Bù đắp khoảng cách chết:

Cách thông thường để giảm độ võng ởđùn ốngcác quy trình được thực hiện bằng cách điều chỉnh độ lệch tâm của khuôn theo cách thủ công, cho đến khi đạt được độ dày thành chấp nhận được. Quy trình thử và sai tẻ nhạt này có thể phải mất vài lần thử mới có được hồ sơ phù hợp. Để giảm thiểu nỗ lực và bù đắp ảnh hưởng của độ võng, khe hở khuôn được điều chỉnh trước khi bắt đầu ép đùn sao cho khe hở khuôn lớn hơn ở phía trên và ít hơn ở phía dưới khuôn.

Chúng ta có thể sử dụng dụng cụ đo độ dày nội tuyến siêu âm, với bốn vị trí cách nhau 90° và hiển thị sự thay đổi độ dày trên màn hình. Ngoài ra, thiết bị cầm tay có thể được sử dụng để đo độ dày nội tuyến ở nhiều vị trí khác nhau của đường ống. Khi chúng ta biết về sự thay đổi độ dày, chúng ta có thể tinh chỉnh nó bằng cách thay đổi nhiệt độ của bộ gia nhiệt phân đoạn một cách thích hợp, để kiểm soát độ dày và tiết kiệm lãng phí, cũng như cải thiện chất lượng.

Vấn đề võng trong

Loại nhựa “độ võng thấp” hiện đại giúp có thể sản xuất các ống có đường kính lớn hơn và thành ống dày hơn trước. Cần có các thành phần polyetylen đặc biệt, thể hiện sự cân bằng được cải thiện giữa đặc tính võng thấp và khả năng xử lý, để hỗ trợ các ống áp lực đường kính lớn (lên đến 1.200 mm) với độ dày thành 100 mm, có thể được ép đùn bằng dây chuyền hiện có và các điều chỉnh tiêu chuẩn của đầu khuôn. Thành phần cũng phải thể hiện sự cân bằng tốt về tính chất cơ học và khả năng chịu áp lực để đáp ứng yêu cầu PE100. (Backman, M & Lind, C. 2001).

Do độ dày thành ống cao và quá trình làm nguội chậm bị chi phối bởi tính dẫn nhiệt của PE, điều quan trọng nhất là HDPE ở trạng thái nóng chảy phải có đủ độ bền nóng chảy để ngăn vật liệu chảy xệ xuống đáy ống.

Những nỗ lực đã được thực hiện để đạt được điều này bằng thiết kế phân tử của HDPE giúp cân bằng độ bền nóng chảy cao với khả năng xử lý và thông lượng tốt.

Việc sử dụng hexene làm comonomer trong nhựa PE100 được phát triển đặc biệt cho các ống có đường kính rất lớn được biết là mang lại những lợi ích sau:

·Khả năng chống nứt chậm phát triển tốt hơn;

·Khả năng chống nứt lan truyền nhanh tốt hơn;

· Độ bền nóng chảy vượt trội (độ võng thấp).

BorSafe HE3490-ELS-H, PE100, là vật liệu trong đó sự phân bổ trọng lượng phân tử đã được điều chỉnh để tăng độ nhớt ở tốc độ cắt thấp, giúp giảm độ võng trong quá trình ép đùn ống, đồng thời cho phép sử dụng cùng một vật liệu cho các ống có đường kính nhỏ hơn. Nó là vật liệu polyetylen MRS 10 mật độ cao, lưỡng kim được thiết kế đặc biệt để đơn giản hóa việc sản xuất ống HDPE có thành dày, đường kính lớn (độ dày trên 80mm) thông qua khả năng chống võng đặc biệt và độ bền nóng chảy vượt trội. Nhiều thử nghiệm đã chứng minh mức tiết kiệm vật liệu trung bình lên tới 7% và kiểm soát kích thước tốt hơn so với PE100 tiêu chuẩn khi sản xuất ống có độ dày thành vượt quá 80mm, không phụ thuộc vào đường kính ngoài của ống. Ví dụ, các thử nghiệm đã được tiến hành đối với ống 1.200mm x SDR 11 với vật liệu có độ võng thấp tiêu chuẩn và vật liệu có độ võng cực thấp. Thử nghiệm cho thấy rõ ràng sự phân bố độ dày thành tốt hơn nhiều nhờ vật liệu có độ võng cực thấp. (Abdullah Sabre & Hussein Basha, 2021).

Hơn nữa, bằng cách sử dụng dụng cụ chính xác và vật liệu có độ võng thấp, giá trị quá tải có thể được giảm xuống, dẫn đến giảm nguyên liệu thô và do đó giảm chi phí sản xuất. Thông thường, tất cả các nhà sản xuất ống nên cố gắng làm việc ở mức 30% dung sai độ dày. Điều này là vì hai lý do: để có chất lượng cao nhưng trên hết là giảm chi phí sản xuất. Mục tiêu là tỷ lệ thừa cân là 3–3,5%.

Nếu bạn cần thêm thông tin,Công ty TNHH Công nghệ Fangli Ninh Bahoan nghênh bạn liên hệ để có câu hỏi chi tiết, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn hướng dẫn kỹ thuật chuyên nghiệp hoặc đề xuất mua sắm thiết bị.