Thảo luận kỹ thuật về dây chuyền ép đùn ống PE-RT tốc độ cao

Công ty TNHH Công nghệ Fangli Ninh Balà mộtnhà sản xuất thiết bị cơ khívới hơn 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 cấp nước/đùn ống dẫn 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”.

I. Tổng quan

Polyethylene Chịu Nhiệt Độ Tăng (viết tắt là PE-RT) là một loại vật liệu ống nhựa mới. Nhờ độ bền thủy tĩnh dài hạn vượt trội, khả năng chịu nhiệt độ, tính linh hoạt khi xử lý, tuổi thọ dài, khả năng nóng chảy và khả năng tái chế so với ống PE truyền thống, ống PE-RT đã trở thành trụ cột trong việc xây dựng hệ thống nước nóng và hệ thống sưởi sàn. Đặc biệt, thị phần của họ trong lĩnh vực hệ thống đường ống sưởi ấm sàn đang tăng lên đều đặn. Để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng nhanh chóng của thị trường, các nhà sản xuất đang áp dụng các phương pháp nâng cao năng suất lao động, cụ thể là bằng cách tăng tốc độ dây chuyền sản xuất của thiết bị ép đùn để tăng sản lượng trên một đơn vị thời gian. Dây chuyền sản xuất tốc độ cao thường hoạt động ở tốc độ cao hơn gấp đôi so với dây chuyền thông thường (5–6 m/phút). Đặc biệt, đối với các nhà sản xuất ống lớn hơn, việc giảm số lượng đơn vị thiết bị cho phép sử dụng không gian nhà máy hiệu quả hơn và giảm chi phí lao động. Ít đơn vị thiết bị hơn cũng tạo điều kiện cho việc kiểm soát quy trình dễ dàng hơn, điều này rất quan trọng để đảm bảo chất lượng đường ống đồng nhất và nhất quán. Hơn nữa, dây chuyền sản xuất tốc độ cao tiêu thụ điện năng thực tế ít hơn đáng kể so với dây chuyền thông thường ở tốc độ vận hành cao, do đó mang lại hiệu quả sử dụng năng lượng cao hơn. Việc tăng gấp đôi hiệu suất trên mỗi máy riêng lẻ cho phép các nhà sản xuất ống đáp ứng linh hoạt với nhu cầu thị trường luôn thay đổi, hoàn thành đơn đặt hàng của khách hàng trong thời gian ngắn nhất, giảm tồn kho thành phẩm và tăng tốc độ quay vòng vốn. Bài viết này thảo luận về cách đạt được tốc độ sản xuất cao ống sưởi sàn PE-RT thông qua kiểm soát quy trình kỹ thuật, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất để đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng tăng.

II. Kiểm soát quá trình

Quy trình xử lý:

Viên nguyên liệu → Sấy →Máy đùngia nhiệt → Khuôn dành riêng cho ống PE-RT → Định cỡ chân không → Làm mát và tạo hình → In ống → Tốc độ caođơn vị vận chuyển → Máy cắt không chip→ Đơn vị tiếp nhận → Kiểm tra trực quan và kiểm tra kích thước → Đóng gói đơn giản → Kiểm tra áp suất → Đóng gói theo tiêu chuẩn → Lưu kho

Vật liệu sử dụng cho ống PE-RT bao gồm DOWLEX 2344/2388E của Dow Chemical (Mỹ), YUCLAIR DX800 và DX900 của SK Corporation (Hàn Quốc), SP980 của LG Chem, XP 9000 của Daelim Industrial, v.v. Trong ép đùn tốc độ cao, các thông số xử lý thay đổi đáng kể tùy thuộc vào nguyên liệu thô được sử dụng. Do đó, việc kiểm soát chặt chẽ chất lượng nguyên liệu thô cũng là sự đảm bảo quan trọng để đảm bảo chất lượng và tuổi thọ của ống PE-RT sản xuất tốc độ cao.

Đối với nguyên liệu thô PE-RT, sản lượng cao nhất đạt được trong phạm vi nhiệt độ xử lý là 180–210 °C. Trong quá trình ép đùn tốc độ cao, nếu nhiệt độ quá thấp, quá trình dẻo hóa kém có thể xảy ra, dẫn đến bề mặt ống bị xỉn màu, không bóng hoặc bị nứt do nóng chảy. Nếu nhiệt độ quá cao, parison ép đùn trở nên quá mềm và bề mặt ống có xu hướng phát triển các vết gợn sóng nhỏ. Do đó, sự dao động nhiệt độ phải được kiểm soát trong khoảng ±5°C. Độ lệch lớn hơn có thể gây ra sự thay đổi về độ dày và hiệu suất của thành ống.

III.Thiết bị đùn ống PE-RT

Do các ống sưởi sàn được cung cấp ở dạng cuộn (thường là 200–300 mét mỗi cuộn), nên không dễ phát hiện ra những sai lệch ở phần giữa của ống, điều này có thể gây ra rủi ro về chất lượng. Sản xuất ống PE-RT yêu cầu "sao chép" các đặc tính tuyệt vời của nguyên liệu thô vào ống thành phẩm, đồng thời đạt được quá trình ép đùn liên tục và tốc độ cao để tạo ra các sản phẩm chất lượng cao với lợi nhuận kinh tế thuận lợi. Điều này đòi hỏi thiết bị tiên tiến và dụng cụ điều khiển có độ chính xác cao. Vì vậy, việc thiết kế máy đùn chính là cực kỳ quan trọng; nếu không sẽ khó đạt được cả sản lượng và chất lượng. Dây chuyền sản xuất thường sử dụng máy đùn trục vít Φ65, có khả năng đạt công suất lên tới 250 kg/h và tốc độ sản xuất ổn định từ 15–25 m/phút trở lên. Thiết kế trên nhằm mục đích tích hợp tối ưu từng quy trình từ cả khía cạnh kỹ thuật và kinh tế để đạt được hiệu suất và hiệu quả chi phí tốt nhất. Do độ nhớt nóng chảy của PE-RT tương đối cao nên máy đùn được thiết kế với công suất mô-men xoắn cao, vòng bi lực đẩy nhập khẩu và bánh răng làm bằng hợp kim đặc biệt được xử lý nhiệt chuyên dụng để giảm tiếng ồn và thất thoát nhiệt. Hoạt động ép đùn được điều khiển bởi hệ thống điều khiển tiên tiến để đảm bảo quá trình ép đùn PE-RT ổn định, an toàn và tốc độ cao.

Trong quá trình xử lý ống PE-RT, nếu các giai đoạn nóng chảy, tạo hình parison và làm mát/kích thước không được kiểm soát đúng cách thì các tính chất cơ học của ống có thể suy giảm do thoái hóa vật liệu, định hướng chuỗi phân tử hoặc kết tinh trong quá trình làm mát. Độ dẻo của nguyên liệu thô và làm mát/định cỡ của parison là những yếu tố chính trong việc kiểm soát chất lượng ép đùn. Đối với thiết bị ép đùn, cần đáp ứng các điểm sau:

1.  Sử dụng nhiệt độ nóng chảy thấp để giảm thiểu sự xuống cấp của vật liệu trong quá trình nấu chảy và hóa dẻo.

2.  Đảm bảo đặc tính nóng chảy tuyệt vời và đồng đều, ngăn chặn sự định hướng dọc của chuỗi phân tử polymer trong quá trình hình thành parison.

3.  Đạt được khả năng làm mát đồng đều để giảm ứng suất bên trong đường ống.

IV. Thiết kế vít và thùng

Dựa trên đặc tính của nguyên liệu thô PE-RT, trục vít yêu cầu tỷ lệ chiều dài trên đường kính (L/D) tương đối lớn, thường được thiết kế ở mức 33:1. Cấu trúc vít sử dụng thiết kế vít trộn hai giai đoạn, với các bộ phận trộn được tích hợp cả ở giữa và ở đầu trước của vít để tránh lực cắt quá mức trên vật liệu. Phần cấp liệu của thùng sử dụng cấu trúc ống lót độc lập với sự tuần hoàn môi chất làm mát và rãnh hướng trục bên trong. Những thiết kế cấu trúc này giúp cải thiện hiệu quả vận chuyển của phần cấp liệu. Vật liệu vít và thùng được làm bằng hợp kim chất lượng cao với phương pháp xử lý bề mặt chuyên dụng. Thùng và vít phải được sản xuất với độ chính xác rất cao. Nếu độ chính xác không đủ, dựa trên nguyên tắc tương đương nhiệt độ-thời gian, thì bất kỳ vật liệu ứ đọng nào bám vào bề mặt không nhẵn sẽ thực sự phải trải qua quá trình tiếp xúc với nhiệt độ cao kéo dài theo thời gian, có khả năng dẫn đến các sản phẩm xuống cấp hoặc phân hủy. Việc sản xuất liên tục trong thời gian dài có thể dẫn đến các đốm đen không liên tục trên bề mặt ống, ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm.

V. Thiết kế đầu khuôn dành riêng cho PE-RT

Các đầu khuôn ép đùn ống thông thường, chẳng hạn như khuôn dạng nhện (được hỗ trợ bằng trục gá), gặp khó khăn trong việc đảm bảo sản xuất ống PE-RT do các khuyết tật của đường hàn trong dòng chảy nóng chảy. Hiện tại, đầu khuôn xoắn ốc chủ yếu được sử dụng cả trong nước và quốc tế, với tỷ lệ rút xuống thường từ 1,3 đến 1,6. Độ mịn của bề mặt khuôn và trục gá ảnh hưởng trực tiếp đến hình dáng bề mặt của ống. Các vấn đề như đầu ra và chất lượng không ổn định có thể dẫn đến trầy xước, nứt giả do làm mát bằng nước hoặc tích tụ tan chảy trên bề mặt ống. Trong điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao và áp suất cao kéo dài, những khiếm khuyết bề mặt này có thể trở thành điểm khởi đầu cho sự cố nổ, do đó rút ngắn tuổi thọ sử dụng của sản phẩm.

Trong thực tế, một thiết kế đầu khuôn phù hợp hơn cho việc ép đùn PE-RT đã được phát triển, được gọi là đầu khuôn dành riêng cho PE-RT. Khi dòng nóng chảy từ máy đùn đi vào đầu khuôn, đầu tiên nó đi qua bộ chia dòng hình ngôi sao, tách thành nhiều dòng, sau đó kết hợp lại và đi qua bộ phân phối xoắn ốc để tạo thành dòng chảy nóng chảy hình khuyên. Dòng chảy này sau đó đi qua một thiết bị lọc hình khuyên, trải qua quá trình nén dần dần sau khi tái hợp và cuối cùng đi vào kênh tạo hình bao gồm trục gá và môi khuôn để được ép đùn dưới dạng parison. Thông qua nhiều bước phân tách và kết hợp lại, quá trình tan chảy đạt được mức độ hóa dẻo đồng nhất cao. Kinh nghiệm thực tế đã chứng minh rằng đầu khuôn này cho phép ép đùn "nhiệt độ thấp, áp suất thấp" được ủng hộ cho PE-RT bởi dây chuyền sản xuất quốc tế tiên tiến, và thiết kế của nó vốn đã ngăn ngừa sự xuống cấp vật liệu do cắt quá mức, khiến nó đặc biệt thích hợp cho sản xuất tốc độ cao.

VI. Hệ thống làm mát và định cỡ hiệu quả cao

Cấu hình cơ bản của mộtDây chuyền sản xuất ống PE-RTtương tự như các dòng ống polyolefin thông thường, với điểm khác biệt chính nằm ở cấu trúc của phần làm mát và định cỡ.

Do độ nhớt cao của chất tan chảy PE-RT, một vòng làm mát sơ bộ thường được lắp đặt trước ống định cỡ để tạo điều kiện cho việc đi vào parison một cách trơn tru. Ngoài ra, do PE-RT có entanpy cao nên có thể sử dụng bộ phận làm mát và định cỡ kiểu ống bọc và kiểu đĩa kết hợp để tăng tốc độ làm mát. Cấu trúc, độ chính xác gia công và phương pháp làm mát của ống định cỡ rất quan trọng đối với chất lượng xử lý ống PE-RT. Ống định cỡ vòng nước kiểu đĩa (trong đó nước làm mát lưu thông xung quanh ống định cỡ mà không tiếp xúc trực tiếp với đường ống) cho phép sản xuất nhanh chóng các ống có thành mỏng (nước lạnh) trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, do vật liệu đi vào ống định cỡ ở nhiệt độ tương đối cao và có độ nhớt cao nên việc sử dụng ống định cỡ loại màng nước thông thường trong thời gian dài có thể dẫn đến sự nhám dần dần bề mặt bên ngoài của ống hoặc thậm chí làm vỡ ống. Do đó, để sản xuất ống PE-RT, nên sử dụng ống bọc định cỡ dạng đĩa màn nước. Thiết kế này cung cấp khả năng làm mát trước cho đường ống trước khi nó đi vào ống bọc định cỡ và cũng ngăn chặn sự bám dính và tắc nghẽn của vật liệu ở đầu vào của ống bọc định cỡ. Với entanpy tương đối cao của vật liệu PE-RT, đặc biệt là trong quá trình sản xuất ống tốc độ cao, tổng chiều dài làm mát dài hơn là cần thiết để đáp ứng tốc độ đùn cao hơn. Thông thường, tổng chiều dài làm mát của dây chuyền sản xuất vượt quá 23 mét, bao gồm một bể chứa chân không và hai máng nước làm mát. Cấu hình chiều dài làm mát này được thiết kế để cung cấp đủ công suất làm mát để sản xuất ống 20 x 2,0 mm ở tốc độ tuyến tính vượt quá 15 m/phút.

VII. Phần kết luận

Để đảm bảo cả sản lượng và chất lượng trong sản xuất ống PE-RT tốc độ cao, điều cần thiết là phải sử dụng thiết bị và dụng cụ tiên tiến, có độ chính xác cao, áp dụng các phương pháp định cỡ hợp lý và phù hợp cũng như kiểm soát quy trình hợp lý, đồng thời thực thi các biện pháp kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt kết hợp với nguyên liệu thô chất lượng cao. Bằng cách cải thiện năng suất lao động, các nhà sản xuất có thể đạt được chi phí xử lý thấp hơn và sản lượng cao hơn, từ đó cung cấp các sản phẩm có giá cạnh tranh hơn để đáp ứng nhu cầu thị trường không ngừng mở rộng.

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.