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PE管材生产技术摘要本文介绍了PE给水、燃气管材的生产技术、工艺流程，生产设备、应用等。关键词：给水、燃气用聚乙烯管材、生产技术、工艺、设备应用。 I 目录 1 前言 ………………………………………………………………………… 1 1.1 PE管材的性能…………………………………………………………… 1 1.1.1 原材料性能……………………………………… …………………… 1 1.1.2 管材的性能…………………………………………………………… 2 1.2 PE管材的用途…………………………………………………………… 2 1.3 我国PE管材的市场前景……………………… ………………………… 2 2 PE 管材的生产 …………………………………………………………… 4 2.1 PE管材的生产工艺流程………………………………………………… 4 2.1.1生产工艺流程……………… ………………………………… ……… 4 2.2 生产设备介绍………………………… ………… ……………………… 5 2.2.1挤出机…………………………………………………………………… 5 2.2.2真空定型箱和冷却水箱………………………………………………… 5 2.2.3牵引机…………………………………………………………………… 5 2.2.4切割机…………………………………………………………………… 5 2.2.5辅机（上料机）…………………………………………………………… 6 2.3设备的操作要领… ……………………… ………… …… ……………… 6 2.3.1上料机注意事项………………………………………………………… 6 2.3.2烘干机注意事项………………………………………………………… 6 2.3.3挤出机注意事项………………………………………………………… 6 2.3.4下游设备………………………………………………………………… 7 2.4生产工艺的控制…………………………………………………………… 7 2.4.1温度的控制……………………………………………………………… 8 2.4.2主机电流的控制………………………………………………………… 9 2.4.3熔体压力的控制………………………………………………………… 9 2.4.4影响挤出的因素和控制………………………………………………… 9 2.4.5产品尺寸的控制………………………………………………………… 13 2.4.6产品的质量控制………………………………………………………… 14 2.5 PE管材生产中常见的问题及解决办法………………………………… 15 致谢 …………………………………………………………………………… 17 参考文献 ……………………………………………………………………… 18 PE管材的生产技术及应用 1 前言随着我国城市化进程的加快，面对人口、资源和环境的巨大压力，为确保国民经济的可持续发展，我国政府逐年加大对城市基础设施的投入，市政公用管道建设不断加快，品种和规格不断丰富，产量不断增加，质量在不断提高，尤其是塑料管材的发展更快，成为当今投资热点。目前管材应用领域中，塑料管材正在稳步发展，给水、供汽、排污应用等方面已逐步代替了传统的铸铁管和水泥管。PE, PV C, PP -R等管材在市场上都占有一定的比例，其中PE管材更是一支独秀，其独特的柔韧性、耐腐蚀性、无污染、重量轻、安装快、费用低、寿命长等优点是替代传统管材的一个重要原因。PE【1】管材的最佳用途之一是可以用来生产输送除强酸、强碱外的任何介质的管材，在20℃条件下管材50年后仍能保持10M pa的最小强度。广泛用于给水、排污、农业灌溉，以及矿山、油田、化工输送和邮电通讯等领域。众所周知，金属管有四大致命弱点易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢。镀锌钢管被腐蚀后将滋生各种微生物，污染管道中的白来水。这些受污染的白来水中携带的细菌像无形的杀手，时时威胁着人们的健康。近10多年来，一些发达国家已先后立法或建立行业规章禁止使用镀锌钢管作为饮水输送管，并提出全面使用以绿色管道为主体的不生锈、无腐蚀、无结垢的优质塑料管材，这也是我国当前和今后符合国情、节能减排、治理污染的首选产品之一。 1.1 PE管材的性能 1.1.1 原材料性能聚乙烯是由多种工艺方法生产聚合成的高分子材料，具有多种结构和特性及用途的系列的树脂，己占世界合成树脂产量的三分之一。聚乙烯是一种热塑性塑料，它的性能取决于支链、分了量分布和半晶体结构，分了量是决定聚合物与耐久性有关性能的主要因素;分了量和支链决定管材的机械性能。聚乙烯(PE100)具有双峰分了量分布，一个短，一个相当长，高分了量链段获得双峰分布并连接更多分了，这种结构给出了数脂极好的物理性能，同时保留了较好的工艺性，从而达到抗蠕变性、耐龟裂性和良好加工性的完美结合。 1.1.2 PE管材的性能【2】（1)优异的物理性:强度高，也有很好的柔性、耐蠕变性，热熔连接性等优良特点，有利于管材的安装。（2)耐腐蚀，使用寿命长，可耐多种化学介质的侵蚀，不需防腐处理不会促进藻类、细菌或真菌生长，使用寿命达50年。（3)韧性、挠性好，其断裂仲长率超过500%，对管基础不均匀沉降和错位的适应能力非常强，抗震性好，并在施工时可在管材允许的弯曲半径内绕过障碍，降低施工难度。（4)流通能力大，经济上合算:PE管材内壁光滑，不结垢。相同管径、长度、压力下的管材其流通能力要比钢管大30%左右，因此经济优势明显。（5)连接方便，焊接容易、接口少，施工简单，管材重量轻，搬运方便，当管线较长时可使用盘管铺设(一般指管径小于63mm ) ;也可采用管材沉入的方法在水底铺设，大大降低了施工难度和工程费用。（6)密封性能好:因采用热熔或电熔，本质上保证接口材质与管材本身的同一性，不存在扭曲造成的泄漏，密封性能十分良好。（7)耐磨性好:它的耐磨性是钢管的4倍。（8)抗应力开裂性好，耐环境应力强。良好的抵抗快速裂纹传递能力，在塑料管材道中比其它管材要强。维修方便，可以不停水、汽维修和安装。由于PE管材具备以上等优点，所以被越来越多企业和领域所青睐。更重要的是经济效益好，根据资料统计，在燃气或供水用PE管材的安装费一般低于钢管的50%左右，若用于排污工程更显优势，重量轻、搬运连接方便，减少人工费用及各种吊装费用，施工快捷，可直接铺在不做基础的沟槽内，连接牢固，不会渗漏，不易结垢，减少使用中的维修工作。 1.2 PE管材的用途聚乙烯(PE)管材具有柔韧性好、耐腐蚀、易施工和安装等特点广泛应用于市政和建筑给排水、燃气、供热采暖、电线电缆穿线、农用节水灌溉和工业排污、矿山矿物输送等领域。目前，PE管材已成为继PVC之后，世界上消费量第二大的塑料管道品不中。在我国，“南水北调”、“西气东输”、农业节水灌溉等等工程，为PE管材提供了空前的市场机遇。 1.3 我国PE管材的市场前景[3] “以塑代钢”已成为我国管道工业21世纪发展的必然趋势。目前，PE管材的发展应用如日中天，方兴未艾。在全国新建、改建、扩建工程中，塑料管道采用的比例分别为:建筑排水管道70 % ,建筑给水和热水供应管道60%，电线护套管80%，建筑雨水排水管道50%，城市供水管道(DN400 mm以下)50%，村镇供水管道60%，城市排水管道20%，城市燃气管道(中低压管)50 %。2000年全国塑料管道需求量为1 000 kt多，2005年将达到2 000 kt, 2010年将达到3 000一 4 000 kt;其中PE管材的比例从2000年的36%提高到2005年的45%和2010年的60%。因此，预计随着国内经济的发展和各类工程质量要求的不断提高，PE管材市场潜力巨大，应用将日益广阔。我国从1982年开始使用HDPE燃气管，目前国内燃气管的生产能力超过120 kt/ a，由于设计标准、应用习惯以及应用技术等方面的原因，H DPE燃气管材的实际需求量仅为50 kt/ a，占整个燃气管材市场的14 %左右，与发达国家存在着较大的差距。美国H DPE管道占燃气输送管的比例为90 %，欧洲为60%一70%0随着燃气管的应用技术的完善和人们对HDPE燃气管材优越性的充分认识，H DPE燃气管市场潜力很大。今后我国能源结构向天然气转变，西气东输工程，建设跨越全国的天然气输送管网。2005年全国有148个城市利用天然气，天然气利用量将达到每年200亿m3估计需改造和新建的城市管网约19 x 104 km(不包括天然气输气干管和户内管道)，除去现有城市管道4. 6 x 104 km，需新铺设的管道长度约14.4x104km按其管道规格，分配情况大致为:管径200 mm至400 mm的管道约4. 3 x 104 km，管径80 mm至200 mm管道约8. 7 x 104 km，其它1. 4 x 104 km。其中如果有50%采用H DPE管，到2005年HDPE管材需求量达80 kt以上。目前用于燃气管的H DPE基本全部为进口料，主要有FINA公司的3802, BP公司的PC2040Y黄色)、M D20Y W(黄色)、M D20BI}(黑色)、北欧化工的M E2421(黄色)、ME2418(黑色)、NESTE公司的2490等。随着燃气管向大口径、高压力的方向发展，对材料提出了更高的要求，如Solvay公司的EFtex TUB120为中密度双峰分布PE，还有美国FINA公司的PE3344N , PE3814N，这些产品具有抑制快速裂纹扩展的能力，特别适宜生产大口径燃气管。这些原料的到岸价在12 000一 14 000元/t之间。室内外给水管根据国家建设部关于《城市供水行业2000年技术进步发展规划》的要求，各地建委开始积极推广塑料给水管，以替代材质差、强度低、腐蚀严重、影响水质的灰铸铁管和镀锌管等，以提高供水水质及安全可靠性，降低能耗，降低漏耗和药耗。这为塑料管材发展提供了良好的契机，也为扩大塑料管材的应用领域提供了发展空问。而PE管材耐腐蚀，无结垢层，不滋生细菌、材质无毒，安全卫生，水质优异;具有良好的强度、刚度和弹性、韧性，能有效承受要求的内压力和外载荷，且管接头强度高，供水安全可靠;超低摩阻，输水能力不随时问变化，节约能源，降低电耗;铺设在腐蚀性的土壤中、地震多发地区和经常结冰的地区、山地和沼泽地区，具有更大的竞争力和技术经济效益。目前，城镇的供水、海水淡化等工程，越来越多地采用PE管材。2001年我国PE给水管材年需求量为70 kt左右。今后随着我国城市白来水普及率的不断提高，城市供热、制冷工程的快速发展和城市建设的日益规范，对优质PE给水管材的需求量将会越来越大。 2 PE管材的生产 2.1 PE管材的生产工艺流程 2.1.1生产工艺流程[4]　制品的生产工艺流程参见图1-1所示。图1-1 PE管材工艺流程图 (1)混料干燥混料干燥的作用是将PE树脂与色母料充分搅拌、干燥，混合得到均匀的生产原料。 (2)塑化挤出混合完的原料从料斗进入挤出机，经输送、压缩、熔融、均化作用下，由固体颗粒料逐步变为高弹态，再由高弹态逐步变为粘性流体(粘流态)，并连续挤出。 (3)模具成型在合适的温度下，从挤出机中挤出的物料通过滤板由旋转运动变为直线运动进入模具。经过螺旋分流后在成型段融合压实为管状型坯，最后从口模挤出。 (4)冷却定型从模具挤出的热管坯在负压状态下通过定径套真空定径箱的定型和冷却，再经过喷林冷却箱让管材内部逐渐冷却，从而整体固化定型。 (5)切割在计米轮的控制下，通过行星切割机来完成管材的定长切割。 (6)堆放包装切断后的管材被推到翻转台，经过检验包装后运走。 2.2 生产设备介绍[5] 2.2.1挤出机螺杆直径Φ55～200mm，长径比20：1、25：1、30：1、32：1、33：1、34：1，压缩比3～4，螺杆为分离型螺杆。 2.2.2真空定型箱和冷却水箱真空定型箱由箱体、喷头、水泵、真空泵、定径套等组成。真空定型的原理是利用真空泵的作用将箱体内的空气抽走，使箱体内形成负压，由管材内和芯模内进入的大气压作用的料坯的内壁的四周上，使料坯紧贴定径套，通过冷冻水迅速冷却,从而达到定径的效果。如图2-1所示：口模箱体管材定径套料坯芯模图2-1冷却示意图 2.2.3牵引机牵引机的原理是由气缸将橡胶履带压紧在管材的表面，增大摩擦力，通传动系统将管材均速的从真空箱中牵出。牵引机有2抓、3抓。所生产的管材越大，需要的抓数越多，气缸作用力越大。 2.2.4切割机切割机为行星切割机，切割的方式为无屑切割。进刀的方式可分为液压进刀式。无屑切割机：端面切割平整，但是无法切割大管材和厚壁管材。液压进刀式：进刀有弹性，但漏油时造成材料的污染 2.2.5辅机（上料机）上料机为真空上料机（又称真空吸料机）。真空上料机结构复杂，故障率高。其原理是：循环气泵将小料斗内的空气抽掉，形成负压，从而靠大气压将吸料管周围的料粒通过吸料管压入小料斗，当小料斗内被物料填满，循环气泵停止工作，小料斗内的物料靠重力自由落入大料斗内，开始第二次吸料。 2.3设备的操作要领 2.3.1上料机注意事项（1）吸料时间不能过长。（2）经常清理过滤网。（3）监视微动开关是否正常。 2.3.2烘干机注意事项（1）先开风机再开加热。（2）满桶状态才能达到最佳烘干效果。（3）PE料烘干温度为80°C左右。（4）温控表显示的是设置温度下实际温度的差值，当显示温度为零实际温度与设置温度一致。（5）双金属温度表工作原理：利用两种不同膨胀系数的材料，根据变形的程度大小来测定温度。（6）控制风气的运行方向。（7）进风口严禁关闭。 2.3.3挤出机注意事项（1）启动时要待加热温度到达设定的工艺温度并保温一定时间后才能启动。以防电机、螺杆等部件损坏。（2）加热时间视机头的大小,63机的机头不少于3小时,250机头不小于6小时,450机头不小于8小时。（3）主机启动时必须先低速运行数分钟，将机筒内上次余留的熔料排尽，待熔体压力和主机电流稳定后方能提速，以免喷料伤及人员。（4）设备运行中要随时观察温度、电流、熔体压力等参数。并观察电机、减速箱的发热情况,有异常时要及时查明原因并加以排除。（5）开机前要检查好加热圈是否完好,热电偶是否插好,测温是否准确。（6）模具的选择:要根据产品规格选择相应模具,如果模具选择不当会给生产带来困难。（7）模具的保护:模具的好坏决定了产品的质量,模具的材料一般为模具钢,表面作镀铬处理,硬度差。因此在拆装和搬运过程中一定要保护好,不能有划伤和碰撞等。模具一般不能直接放置在地面上，应放于橡胶或木板上为宜。更换模具时不能用坚硬的利器敲打。（8）加热圈的保护：一般来说，加热圈的使用命很长，往往是在拆卸的过程中损坏的，因此，加热圈在拆卸过程中要格外小心。（9）口芯模的同心度的调整：实壁管生产线的口芯模的调节遵循“松薄顶厚”原则。就是把间隔小的方向的螺丝松开，拧紧间隙大的方向的螺丝。如图3-1所示： a b 表示顶的方向：图3-1口芯模调整当口模与芯模的间隙由a向b转变后，表示口芯模已经同心了，然把四周的螺丝拧紧即可。压力传感器的拆装：压力传感器是易损高精度元件，要遵循“热拆热装”或“热拆空装”的原则。（10）主机不能突然停止，应当缓缓减速。同样升速时也应缓慢进行。每次对主机进行检修后，必须检查好螺杆的转向，正常后才能开机。 2.3.4、下游设备（1）每次开机前要检查好每一个喷头是否通畅，喷头不通畅会给生产带来困难，严重时会影响产品的质量甚至无法生产。（2）定径套为铜质材料，强度不高，不能用坚硬的如螺丝刀等与其接触。 2.4生产工艺的控制 2.4.1温度的控制（1）塑料熔融过程中能量的获得塑料熔融过程中能量的获得方式有两个途径，在启动螺杆的之前，设备从冷态经加热装置进行加热，使机筒、螺杆和模腔及螺槽内的料的温度逐渐上升到工艺温度，达到工艺要求，这一时段的热能量主要由加热装置提供；在刚刚启动主机的时候，螺杆的转速较低，机筒内的物料相互剪切产生的应力小，由剪切产生的热能仍不足以提供物料熔融所需要的全部能量，仍然需要外部加热装置提供部分能量；当螺杆的旋转达到一定的速度后，机筒内物料与物料之间产生高速摩擦运动、物料与螺杆之和物料与机筒之间也产生高速的剪切运动，由剪切产生大量的热能。这时外部的加热装置只需要克服环境中的热量损失，必要时还要把剪切产生的大量热能向环境中排放，主要通过冷却风机来实现。加工温度及曲线见图4-1所示 t 各区段图4-1 PE加工温度及曲线 PE和PP-R的加工温度的范围比较宽，视设备和模具的不同，其温度的控制不尽相同，即使是用同一种原材料，国外的先进的设备通常在180—190℃就能达到质量要求，而国内的设备一般都要将温度高得高一些，否则制品的表面表现得很粗糙。即便如此也要遵循以下原则：PE的加工温度不能超过220℃，PP—R的加工温度不能超过230℃，否则将导致材料的分子链断裂，材料的性能下降。下料口（输送段）的温度是否合理，决定了产品的质量和设备的使用寿命。如果该段的温度过低，将增加主电机的负荷。如果设置过高则物料过早软化，没有推动力，螺杆处于供料不足状态，会导致生产不正常。常规表现为挤出量下降或不稳定。所生产的制品也不密实。视设备的不同，一般控制在110-120℃之间为宜。如上图所示，从机筒一区开始，温度一般从170℃左右开始逐渐往上加，至口模段一般为215℃左右。 2.4.2主机电流的控制主机电流反映的是螺杆里物料的多少的情况，一般来说，电流大的时候螺杆的螺槽内被物料所填满，这时的塑化效果最佳，产品的质量好，产量大。电流小的时则相反。对于PVC粉末料，主机电流达到额定电流的70—75%时，产量最高，塑化效果最好。因此，在生产过程中应当将电流控制在此范围内。实践和经验证明，除了螺槽内的物料的多少外，熔体的压力也对主机电流有影响，但不是很明显。另外，螺杆的装配质量也会使主机电流受影响。根据实际情况，比如PVC破碎料的比例、粒径等因素，可用以下方法控制主机的电流：PE可以通过调整下料口的温度实现电流的控制，也可以通过调节下料口的大小来控制。PVC可以通过下料电机的速度、温度、合流芯的大小来控制主机的电流。 2.4.3熔体压力的控制熔体压力反映的是机头的模腔内的物料对螺杆的反作用力。熔体压力越大，则证明机头的模腔内的物料对对螺杆的反作用力越大。相反，当压力小于正常值时，证明机筒内的物料对模腔内的物料的推力不足，或是模腔内的阻力减小了，例如：温度过高、机头损坏后漏料等。熔体压力的控制一般可通调节主机的速度和整机的温度来实现。也可以通过配方的调整来实现。 2.4.4影响挤出的因素和控制（1）熔体流动理论熔体的几种流态： ①正流，熔体沿螺槽向机头方向向前流动。它是熔体的主要流动方式，是决定挤出量大小的主要因素，是由于螺棱与机筒相对运动而形成的。 ②逆流，熔体的流动方向与正流相反的流动叫逆流。是由于机头多孔板等组件的阻力造成的，逆流一定程度上减少了挤出量，它随机头的压力的变化而变化。 ③横流，又称为环流。是熔体垂直于螺槽的流动。生产中，这种流动对挤出量的影响并不大，在工艺控制中一般不予考虑。 ④漏流，漏流也是由于机头内的压力引起的流动。正常情况下，挤出机机筒与螺杆的间隙很小，对挤出量的影响不大，但当机筒磨损后，漏流量QL与机筒和螺杆间隙δ的三次方成正比。 ⑤层流，层流主要出现于高黏度材料的挤出过程中。它是物料塑化不好的一种表现，体现螺槽的底部流动速度慢，而螺槽的表面流动速度快，形成速度差，从而导致层流的出现。层流在聚烯烃材料的挤出中很少出现。以上五种流态如图5-1所示：正流逆流环流漏流层流 “ ”方向表示流向图5-1 熔体五种流态如图（2）挤出过程中塑料的流动机理[6] 塑料沿螺槽向前移动，经历着温度、压力、状态的变化。这种变化在螺杆各段是不一样的。根据塑料的变化情况，通常把螺杆工作部分分为三段：加料段、压缩段、均化段。 ①加料段（输送段）：塑料在加料段还是固体状态，这一段的作用主要是接受来自料斗的塑料并将其送到压缩段，因此螺槽容积可维持不变，一般是等深等距。通常加料段的螺槽不会被塑料全部填满，其填充程度与塑料的形状，干湿程度，加料装置有关。加料段第一个作用就是为塑料（粒状固体）提供软化温度，其次是以螺杆的旋转与固定的料筒之间产生的剪切力，实行对软化塑料的破碎，而最主要的是以螺杆的旋转产生足够大的连续而稳定的推力和反向磨擦力，以形成连续而稳定的挤出压力，进而实现对破碎的塑料的搅拌与混合，并初步实行热交换。因此，塑料在此阶段虽只发生破碎和软化，并未发生物态的转变，但在挤出过程中这段却是重要的，它产生的推力是否连续均匀稳定，剪切应变率的高低，破碎与搅拌是否均匀都直接影响着挤出的质量和产量。 ②压缩段（熔融段）：压缩段接受由加料段输送过来的松散料。在此，塑料受到了较高温度的热作用，这时的热源，除外加热外，螺杆旋转的摩擦热也在起作用，由于螺纹深度相对减小，使得热作用更为显著，而来自加料段的推力和来自均压段的反作用力也在此区域对塑料同时产生作用。这个作用的结果是在塑料的前进中形成为与主流反向的回流，这回流产生在螺槽内以及螺杆与套筒的间隙之间，这一回流的产生不但使物料进一步均匀混合，而且使塑料热交换作用加入，达到表里热平衡，由于在此阶段的作用温度已超过塑料的流变温度，加之作用时间已长，致使塑料发生了物态的转变，即由固态转为粘流态（可塑态），此时塑料分子发生了根本的改变，分子间张力极度松弛，若为结晶性高聚物，则其晶区开始减少，无定形区增多。除组成中的特高分子量而外，主体完成了塑化，即所谓的“初步塑化”。同时在压力作用下，排除了固态物料中所含的气体，实现初步压实。 ③均化段（计量段）：均化段把压缩段送来的熔融塑料进一步塑化均匀，最后使料流定量定压由机头模口均匀挤出。因而均化段也常称为计量段。来自螺杆的推力和来自机头处的反作用力使塑料在此阶段所受的径向压力和轴向压力最大，这种高压作用，能使含于塑料内约占其总体积50%的气体排出，并使胶层压实致密。在此段，由于高温、高压的作用，使得经过熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化，从而最后消除“颗粒”，而使塑料塑化充分均匀。（3）塑料熔融理论由料斗进入螺槽的颗粒状固体塑料，经过固体输送区被压紧成因体床，固体床在螺槽内向前推进过程中，与机筒表面接触的塑料由于机筒子的热传导和摩擦热的作用，首先开始熔化，形成一层熔体膜。当熔体膜的厚度超过机筒与螺杆的间隙时，旋转的螺棱将熔体膜刮落，并强制汇聚于螺纹推力面的前侧，形成熔体池。在熔体池与固体床的界面处，是已被受热软化、变形而粘结的料粒，此时物料处于高弹态向黏流态转化的过程。随着螺槽中的物料不断向前推进，机筒加热传入的热量和熔体膜受螺杆与机筒的剪切力产生的热量，不断给传递给未熔化的固体床，使固体床与熔体膜之间界面处继续不断地熔化，致固体床逐渐变窄，直至消失。熔体床逐渐变宽，最后螺槽全部被熔体充满，塑料全部熔化。如图6-1示。 δ机筒与螺杆间隙 H H1螺棱高熔体膜熔体池固体床螺棱图6-1 熔体理论（4）影响挤出量的因素影响挤出机挤出量的因素很多。设备方面的最直接的有机头压缩比，口芯模的尺寸，螺杆的直径，挤出机的线性等。工艺方面的有螺杆的转速，机身的温度等。原材料方面的有黏度，表观密度等。有关机头的压缩比、口芯模的尺寸和螺杆的直径在设备出厂时已经确定。挤出机的线性理想的应该是直线的（挤出量与螺杆转速成正比关系）。如下图7-1所示：但是一般的挤出机很难做到这点。挤出量Q 0 转速n 图7-1 理想的挤出机线性常规的挤出机的挤出量如图7-2所示：因此，在生产过程中我们要通过对挤出量Q 0 50 120 转速n 图7-2 实际生产中挤出机的线性工艺的控制来进行补偿。如上图所示，当螺杆从0到50转左右的时候，挤出量Q基本与转速成正比例关系，当螺杆从50上升到120转时，挤出量Q就与转速不成正比例关系，因此我们在生产过程中应将与120转所对应的牵引速度稍作下调，以补偿挤出机线性不良带来的挤出量下降现象。同样的原材料，电流和熔压力的的变化也影响到挤出量。生产过程中要实时根据电流和熔体压所表现出来的信息，对下料的多少、下料口的温度和机身的温度进行适当的调整，确保物料得到充分的塑化熔融，提高制品的质量。 2.4.5产品尺寸的控制（1）影响外径的因素及控制 ①定径套的内孔尺寸。 ②管材的壁厚（收缩比的影响）。 ③牵引速度（影响较小，生产中只能微调）。 ④真空度的大小（真空度的越大，外径越大，反之真空度越小，外径越小）。 ⑤冷却水的温度（水温越高，同样的速度下外径越大）。（2）影响椭圆度的因素 ①真空度 ②冷却水是否四周均匀（喷头的畅通状况；喷头的结构；水泵的压力） ③喷头的角度 ④冷却槽中管材与导引装置间的作用力 ⑤重力效应 ⑥围绕管材周围发生不匀等的材料收缩通过夹圆器进行调整，或给管材进行编号，以便安装。（3）影响壁厚的因素及控制 ①挤出机的挤出量。 ②口模与芯模的间隙。 ③牵引速度与主机速度的比例（速比）。 ④生产过程中根据管材的规格选择定合适的口模和芯模，控制好挤出量。（4）影响长度的因素及控制影响长度的因素：主要是由于纵向回缩的影响，生产过程中可适当增加长度予以补偿。 2.4.6产品的质量控制[7] [8] （1）原材料的控制原材料是决定产品质量的关键性因素，有关基本的性能要求我们在国家标中已经作过详细的分析，在此不再赘述。那么我们在生产过程中主要的是要控制好其水分，水分超标会使产品表面出现气泡、内壁凹凸不平等级现象。因此原材料在投入使用之前应视其水分的大小，要进行相应的烘干处理。在生产PVC时，要严格控制好配方配比准确度，否则再好的原材料也不一定能生产出好的产品。几种常见的质量缺陷现象及工艺原因管材的纵向回缩：物料从机头的口模挤出后，需要牵引的拉伸、冷却。连续挤出的的制品在牵引力的拉伸中，会产生分子取向现象，而拉伸后又立即进行冷却，必然会使取向冻结，导致管材中各向异性的存在。也就是在制品中产品生内应力。因此，挤出制品在温度提高的情况下，会产生管材轴向上长度变长，径向上壁厚增加的的回缩现象。这种现象是牵引拉伸并随后快速冷却过程中，因取向冻结所产生的内应力松驰所致。熔垂：在生产厚壁管时，由于聚乙烯的导热率较低，径向的固化过程很慢，管壁内侧固化所需要的时间较长，这将致使沿管子内侧熔体的流动。这种现象称为熔垂，将引起管材壁厚的严重不均匀。研究表明： a.熔体的黏度、挤出温度是影响熔垂的两个重要因素。 b.当冷却水的流量达到一定量后，再继续加大冷却水的流量，对壁厚偏差的改善影响小。 c.对于模型的预测能否正确，取决于材料的热传递系数。影响熔垂的因素有： ①管壁内侧熔体的强度 ②管壁内侧熔体的温度,或者加工的温度 ③挤出过程中口模的偏移状况 ④加工的拉伸比。改善熔垂的加工方法：通常是通过调节口模的同心度来进行补偿，也就是改变口模的位置，顶部厚，低部薄。 2.5 PE管材生产中常见的问题及解决办法生产中常见的问题及解决方法见表1-1 表1-1 管材生产中常见的问题及解决办法异常情况产生原因处理方法表面暗淡无光原料水分原料预处理熔体温度不合适调整温度挤出机挤出的熔融物料不均匀增加背压，用较细的过滤网，设计适宜的螺杆结构定径套过短加长定径套口模成型段过短加长口模成型段表面斑点原料中有水分干燥原料，消除气泡水槽中的管子上有气泡调整工艺温度外表面呈现光亮透明的块状机头温度过高降低机头温度冷却水太小或不足，或不均匀冷却水开大或清理定径套管材光滑外表面规则的斑纹管材趋向粘附定径套加大冷却水流量清理水路或降速管材外表面深的波纹定径套口模没对中对中，保持定径箱与口模在同一轴线内表面粗糙原料潮湿原料烘干，或预处理芯模温度低提高温度或延长保温时间口模与芯模间隙过大换芯模口模定型段太短换定型段较长的口模管内壁波纹状挤出机产量变化，下料不稳降低螺杆喂料区温度牵引打滑调节牵引气压管材冷却不均调节水路管内壁有凹坑原料水分大原料预热干燥填充料分散性差未塑化，杂质调料，调节温度，清洁原料管内壁有焦粒挤出机机头与口模内壁不干净清模局部温度过高检查热电偶是否正常口模积料严重清模，适当降低口模温度外径或壁厚随时变化挤出速度变化检查牵引机牵引速度发生变化或打滑适当提高压力下料不稳（回用料粒径不均）原料过筛或造粒熔体的不稳定性提高料温，降低线速度，增加模口间隙冷却不均清理水路管材壁厚不均口模没对中调节口模同心口模温度不均调节温度牵引机，定径套，口模没对中保持在同一轴线上定径套与口模距离太远拉近距离致谢经过两个多月的努力，PE塑料管材加工工艺论文终于完成在整个设计过程中，出现过很多的难题与不足，但都在徐应林老师的帮助下顺利解决了，，通过毕业设计,我深刻体会到要做好一个完整的事情，需要有系统的思维方式和方法，对待要解决的问题，要耐心、要善于运用已有的资源来充实自己。同时我也深刻的认识到，在对待一个新事物时，一定要从整体考虑，完成一步之后再作下一步，这样才能更加有效。最后，我要想对在百忙之中抽出时间对本文进行审阅、评议的徐老师表示由衷的感谢！参考文献 [1]崔奇．聚乙烯管道的特点及应用[J]．建设科技，2002，5：35～38． [2]刘华，吴绍鑑. 简述P E 100管材的应用与节能优势[J] 兰州兰塑塑业有限公司，2008,24（16）:71-72 [3]崔科增，我国HDPE管材的现状和发展前景[J] 齐鲁石化公司信息中心，2002,16（7）:1-4 [4]张汝忠，汪发兵大口径聚乙烯实壁管生产技术[J] 上海金纬机械制造有限公 2009,86-87 [5]陈滨楠. 塑料成型设备[M].北京：化学工业出版社，2007.7 [6]王加龙.高分子材料基本加工工艺[M]. 第二版北京：化学工业出版社2009.2 [7]GB/T13663-2000.给水用聚乙烯(PE)管材 2001 [8]GB15558.1-2003.燃气用埋地聚乙烯管材 2003 18

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