寧波康潤(rùn)擠出機(jī)械科技有限公司 泪喊、康潤(rùn)機(jī)械科技（江蘇)有限公司    徐新    棕硫、周志創(chuàng)

如今，采用塑料管代替?zhèn)鹘y(tǒng)管材是不可抗拒的趨勢(shì)袒啼。本文闡述了塑料管材應(yīng)用的幾大領(lǐng)域哈扮，并著重介紹了寧波康潤(rùn)機(jī)械科技有限公司針對(duì)HDPE管材生產(chǎn)所開發(fā)的設(shè)備，包括擠出機(jī)蚓再、模具滑肉、定徑裝置、牽引和切割設(shè)備摘仅，以及控制系統(tǒng)等靶庙。

根據(jù)各國(guó)的歷史經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)代化的過(guò)程中娃属，用塑料管代替?zhèn)鹘y(tǒng)管材是不可抗拒的趨勢(shì)六荒。即使在已經(jīng)建成密布管網(wǎng)的發(fā)達(dá)國(guó)家护姆，塑料管的應(yīng)用量仍然在逐步增長(zhǎng)。我國(guó)的塑料管市場(chǎng)也正面臨一個(gè)歷史性的大發(fā)展機(jī)遇掏击，在《國(guó)家化學(xué)建材產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和2015發(fā)展規(guī)劃綱要》中卵皂，明確提出了“十五”期間及今后15年內(nèi)加快推廣化學(xué)建材，限制淘汰落后產(chǎn)品的計(jì)劃和目標(biāo)砚亭，推廣應(yīng)用塑料管道灯变。

 

塑料管材類型及應(yīng)用

1.塑料給水和輸氣用管材

給水用聚乙烯管材，主要應(yīng)用在建筑以外的城鄉(xiāng)給水捅膘、建筑內(nèi)的給冷水領(lǐng)域添祸，以及農(nóng)業(yè)灌溉用輸配水管網(wǎng)。按我國(guó)的新國(guó)標(biāo)ＧＢ/Ｔ13663-2000寻仗，該類管材的直徑范圍為16~3000mm膝捞。輸氣用聚乙烯管材專門應(yīng)用于埋地燃?xì)廨斉渚W(wǎng)，按我國(guó)現(xiàn)行國(guó)標(biāo)ＧＢ15558.1-1995和ＧＢ15558.2-1995愧沟，其直徑范圍為20~630mm，最大壓力為0.4MPa.

聚乙烯管有獨(dú)特的柔韌性鲤遥，其斷裂伸長(zhǎng)率一般超過(guò)500％沐寺，彎曲半徑可以小到管直徑的20~25倍，還有優(yōu)良的耐刮傷痕的能力盖奈。因此鋪設(shè)時(shí)容易移動(dòng)混坞、彎曲和穿插，對(duì)管道基礎(chǔ)的適應(yīng)能力強(qiáng)钢坦。一方面究孕，聚乙烯管鋪設(shè)對(duì)于管基的要求較低可以節(jié)約費(fèi)用；另一方面爹凹，其鋪設(shè)后管基發(fā)生不均勻沉降和錯(cuò)位時(shí)也不容易損壞厨诸，這使得聚乙烯管最適宜于有地震危險(xiǎn)的地區(qū)。另外禾酱，還可以采用聚乙烯管做襯管的方法來(lái)修復(fù)舊的城市給水或排水管微酬。

一般來(lái)說(shuō)，小直徑的聚乙烯管道以長(zhǎng)盤管形式供貨颤陶，較大直徑的柔韌管材可在地面上連接好后颗管，再鋪在挖好的溝內(nèi)。

2.塑料埋地用排水滓走、排污管材

塑料埋地排水管屬于“柔性管”垦江，在正確設(shè)計(jì)和施工下，塑料埋地排水管和周圍土壤共同承受負(fù)載搅方，因此不需要和剛性的混凝土排水管一樣的強(qiáng)度和剛度比吭，就可以保證滿足埋地使用中的力學(xué)性能的要求绽族。在水力特性方面，塑料管光滑的內(nèi)壁使其對(duì)于液體流動(dòng)的阻力明顯小于混凝土管梗逮。實(shí)踐證明项秉，在同樣的坡度下，采用直徑較小的塑料埋地排水管就可以達(dá)到要求的流量慷彤；在同樣的直徑下娄蔼，采用塑料埋地排水管可以減少坡度（減少了鋪設(shè)工程量）。在密封性方面底哗，相對(duì)于混凝土排水管岁诉，塑料管的連接比較可靠。在耐腐蝕方面跋选，塑料埋地排水管也遠(yuǎn)勝于金屬管和混凝土管涕癣，同時(shí)其抗磨損性能也很好。

在安裝方面前标，塑料埋地排水管的優(yōu)點(diǎn)尤其明顯：質(zhì)量輕坠韩、長(zhǎng)度大（接頭少）、對(duì)于管溝和基礎(chǔ)的要求低（混凝土管一般需要做混凝土管道基礎(chǔ)）炼列、連接方便且施工快捷（混凝土管的連接處需要養(yǎng)護(hù)）只搁。在城市擁擠地區(qū)和地質(zhì)惡劣地區(qū)（如地下水位高、地基松軟）俭尖，塑料埋地排水管在安裝方面的優(yōu)點(diǎn)常常更明顯氢惋。在綜合經(jīng)濟(jì)性方面，塑料埋地排水管的優(yōu)勢(shì)正在被越來(lái)越多的用戶所認(rèn)識(shí)稽犁。盡管塑料埋地排水管管材的價(jià)格比混凝土管高焰望，但其總工程造價(jià)常常低于傳統(tǒng)的混凝土排水管。

鑒于相較于傳統(tǒng)埋地排水管（如混凝土已亥、金屬管）的明顯優(yōu)越性熊赖，塑料埋地排水管在國(guó)外已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，在我國(guó)的塑料管材市場(chǎng)中虑椎，發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮念I(lǐng)域也是埋地排水管秫舌，因?yàn)槌鞘薪ㄔO(shè)需要一個(gè)龐大的排水排污管道系統(tǒng)，不光生活排水绣檬、工業(yè)排水要進(jìn)入這個(gè)管系足陨，體量更大的雨水也有很大部分需要通過(guò)這個(gè)排水系統(tǒng)收集和輸送。特別是3S聚丙烯（PP)超靜音排水管材生產(chǎn)線娇未，采用全電腦控制三層共擠的生產(chǎn)工藝墨缘，內(nèi)、外層原材料均為環(huán)保型耐沖擊共聚丙烯樹脂，中間層是特殊降噪吸聲材料镊讼，具有良好靜音性能宽涌，耐化學(xué)腐蝕性能，耐高溫性能蝶棋，深受廣大用戶的認(rèn)可和信賴卸亮。

性能特點(diǎn)：

1、靜音效果優(yōu)異：通過(guò)高密度的特殊分子結(jié)構(gòu)材料來(lái)吸收聲波的能量玩裙，靜音效果明顯優(yōu)于其他管道兼贸。2、超強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性吃溅。3溶诞、優(yōu)異的耐高溫型。4决侈、良好的抗沖擊性能螺垢。5、先進(jìn)的柔性連接方法赖歌。6枉圃、施工速度快：管道安裝、拆卸與維修非常方便庐冯。7讯蒲、使用壽命長(zhǎng)：正常使用可達(dá)50年以上，且無(wú)需日常維護(hù)肄扎。8、環(huán)保材料赁酝。9犯祠、具有輕質(zhì)、無(wú)毒酌呆、阻燃衡载、耐老化等優(yōu)點(diǎn)。 

3.光纜護(hù)套管

當(dāng)前光纜網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)高潮隙袁，帶來(lái)了世界范圍的塑料光纜護(hù)套管的發(fā)展機(jī)遇痰娱。光纜護(hù)套管有多種類別，其中最有發(fā)展前途的是各種柔韌菩收、大長(zhǎng)度且內(nèi)壁有永久預(yù)潤(rùn)滑的高密度聚乙烯（HDPE）管——“硅芯管（CILICORE）”梨睁。

硅芯管是共擠出的雙壁管，其主體外層為高密度聚乙烯娜饵，內(nèi)層為薄層含硅塑料——硅芯層（0.5~2mm）坡贺。硅芯管的內(nèi)直徑一般為25~50mm，厚度為2~5mm毫米，長(zhǎng)度可達(dá)1000~5000m遍坟。硅芯管一般被做成各種顏色拳亿，還常加有標(biāo)志色條，以便用戶分辨愿伴。

硅芯管的主要優(yōu)點(diǎn)在于：能夠在鋪設(shè)后用“氣吹法”穿入光纜肺魁，且一次穿入的光纜長(zhǎng)度可達(dá)上千米，護(hù)套管和光纜都可以在此長(zhǎng)度下沒(méi)有接頭隔节。其鋪設(shè)的效率高鹅经、成本低，可以先進(jìn)行鋪設(shè)官帘，在需要時(shí)穿入光纜瞬雹，也可以更新光纜。憑借這些優(yōu)點(diǎn)刽虹，硅芯管迅速發(fā)展成為全球光纜護(hù)套的主體酗捌。

在我國(guó)，最先成功應(yīng)用硅芯管是在高速公路涌哲，而更大的市場(chǎng)是全國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)用的長(zhǎng)途光纜胖缤。鑒于保密性和可靠性的考慮，我國(guó)在國(guó)防建設(shè)中也大量投資建設(shè)光纖通信網(wǎng)絡(luò)阀圾，同時(shí)大量應(yīng)用了硅芯管哪廓。針對(duì)這種現(xiàn)狀，寧波康潤(rùn)機(jī)械科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“康潤(rùn)機(jī)械”）開發(fā)了硅芯管與梅花管生產(chǎn)線初烘，并已投放市場(chǎng)涡真。

康潤(rùn)機(jī)械的HDPE管材擠出生產(chǎn)技術(shù)

1.擠出機(jī)

HDPE管材的生產(chǎn)，是將HDPE在擠出機(jī)料筒內(nèi)熔融塑化肾筐，然后通過(guò)模頭成型管坯哆料，這要求擠出機(jī)能快速而充分地將樹脂熔融，同時(shí)熔體溫度要盡可能均勻吗铐，才能確保熔體流量的恒定东亦。平穩(wěn)流動(dòng)的熔體通過(guò)模頭分散，形成沿圓周方向均勻唬渗、壁厚同一且在整個(gè)長(zhǎng)度方向一致的管材典阵。為此，擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比要求為L(zhǎng)/D>30：1镊逝，最具代表性的L/D為36：1~42：1壮啊。擠出機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率要大，減速箱采用高轉(zhuǎn)矩撑蒜、低噪音的配置他巨，擠出料筒采用開槽強(qiáng)制加料輸送系統(tǒng)充坑，使其在優(yōu)化生產(chǎn)率下有較大的可調(diào)性，保證了管材的均勻染突。在此過(guò)程中捻爷，穩(wěn)定可靠的電氣控制和精確的機(jī)筒加熱冷卻控制精度是保證HDPE熔體均勻的關(guān)鍵。

螺桿是擠出機(jī)的心臟份企，各種類型的螺桿都可適用于PE管材的擠出也榄，但要得到產(chǎn)量高、熔體均勻并且擠出穩(wěn)定的螺桿司志，其設(shè)計(jì)上必須使螺桿混煉效果好甜紫，避免過(guò)高的剪切力使聚合物發(fā)生剪切損傷或熔融過(guò)熱而降低樹脂的性能÷钤叮康潤(rùn)機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)了采用屏障式螺棱囚霸、帶混煉頭的雙階式螺桿，該螺桿具有物料輸送能力強(qiáng)激才、混煉效果好且熔體擠出均勻穩(wěn)定的特點(diǎn)拓型；而對(duì)于大口徑的管材生產(chǎn)，最好采用多機(jī)共擠極術(shù)瘸恼，以節(jié)省能源劣挫、提高產(chǎn)量，并使用自動(dòng)換網(wǎng)裝置來(lái)過(guò)濾細(xì)化已塑化的熔融物东帅，進(jìn)一步提高管材性能压固。康潤(rùn)機(jī)械用于HDPE管材的擠出生產(chǎn)線配置如表所示靠闭。

表 康潤(rùn)機(jī)械用于聚烯烴管材的擠出生產(chǎn)線配置

康潤(rùn)KR系列多層共擠復(fù)合管材擠出生產(chǎn)線                               康潤(rùn)機(jī)械中空模具內(nèi)部超強(qiáng)冷卻三層共擠模具

康潤(rùn)機(jī)械多層復(fù)合共擠管材                                                       康潤(rùn)機(jī)械多層復(fù)合共擠3SPP超靜音管材擠出生產(chǎn)線

 

2. 擠出模具

HDPE管材擠出模頭可以采用支架式模頭帐我、篩板式模頭和螺旋式模頭等。在選擇模具型式時(shí)愧膀，需考慮熔體流經(jīng)的整個(gè)區(qū)域拦键，避免發(fā)生掛料現(xiàn)象或流速不等而導(dǎo)致停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。若熔體在高溫下停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)扇调，熔體將發(fā)生氧化降解引起性能下降，降解以后樹脂可能發(fā)生周期性斷裂抢肛，沿模頭表面拖括形成管材表面缺陷狼钮。

對(duì)于大口徑的厚壁管材，采用支架式模頭是不適宜的捡絮。通過(guò)支架以后的熔體往往由于各種原因在匯合時(shí)不能緊密融合在一起熬芜，形成接縫處強(qiáng)度減弱，故一般推薦使用篩板式模頭或螺旋式模頭福稳。

康潤(rùn)機(jī)械為高產(chǎn)量的單螺桿擠出機(jī)配備的聚烯烴管模具為新型螺旋式結(jié)構(gòu)涎拉。基于在設(shè)計(jì)制造螺旋分配器方面的多年經(jīng)驗(yàn)，該公司采用其特有的縮放技術(shù)來(lái)確保機(jī)頭均勻的壁厚分配且不受管徑尺寸影響鼓拧。這種技術(shù)專為最佳的管材成型及優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量而設(shè)計(jì)半火，具有其他類型聚烯烴管材擠出模頭難以比擬的優(yōu)點(diǎn)。該公司還可提供特殊模具季俩，用于標(biāo)準(zhǔn)模具無(wú)法生產(chǎn)的管材钮糖，為客戶制定詳細(xì)的解決方案，以滿足其市場(chǎng)需求酌住，提高市場(chǎng)占有率店归。

康潤(rùn)機(jī)械的多履帶牽引機(jī)                                             康潤(rùn)機(jī)械系列大口徑無(wú)屑切割機(jī)

康潤(rùn)機(jī)械的新型螺旋式模頭的主要特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

（1）可根據(jù)客戶要求提供單螺旋分配器、雙螺旋分配器及多螺旋分配器模具酪我，用于生產(chǎn)單層消痛、雙層及多層結(jié)構(gòu)的管材，并且可生產(chǎn)雙色及多種顏色的管材都哭，提高性能秩伞，節(jié)省成本。

（2）有優(yōu)良的自潔性能质涛，便于模具的清理稠歉，加工過(guò)程中滯料和制品原料的更換對(duì)管材的影響極小，提高了工作效率汇陆，節(jié)省了成本怒炸。

（3）通過(guò)模頭后，熔體合理的星型圓周分布使管材具有極其穩(wěn)定的尺寸公差毡代。

（4）具有組合式結(jié)構(gòu)阅羹，通過(guò)過(guò)渡器的調(diào)整，模具合理地實(shí)現(xiàn)了管材口徑的大范圍過(guò)渡教寂，并因此使得模具投資更加經(jīng)濟(jì)捏鱼。

（5）可形成分層的管材結(jié)構(gòu)，保證了管材的強(qiáng)度酪耕。

（6）帶有可移動(dòng)的模具小車导梆，安裝與拆卸簡(jiǎn)便，清模迂烁、換模和組裝變得更加容易看尼。

（7）模具對(duì)物料的適應(yīng)性更強(qiáng)，可用于各種熱塑性材料盟步，包括：PE80藏斩、PE100、PP-R却盘、PP-H狰域、ABS和ABS/PC混合料等媳拴。 

（8）大容量的順暢流道可確保管材內(nèi)應(yīng)力的充分釋放。

（9）管材的內(nèi)外表面光滑無(wú)劃痕兆览。

（10）無(wú)論管徑大小屈溉，都能保證擁有穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量。

（11）采用了高品質(zhì)的陶瓷加熱器或鑄鋁加熱器拓颓，使用壽命長(zhǎng)语婴。

3. 定徑要求

HDPE是高結(jié)晶性聚合物，成型收縮率在2%~4%驶睦，熔融管坯從模頭擠出以后通過(guò)定徑筒砰左，在冷卻過(guò)程中需精確控制其尺寸。該過(guò)程既可采用真空定徑法又可采用內(nèi)壓定徑法场航，它們均要求熔融管坯通過(guò)定徑筒以后缠导，迅速冷卻定徑，以保證管材精確的外徑和橢圓度要求溉痢。特別是對(duì)于大口徑厚壁管材僻造，厚壁管坯由于自重而易下塌造成壁厚不均勻，且散熱困難孩饼，外徑難以控制髓削。因此，冷卻定徑顯得十分重要镀娶。

康潤(rùn)機(jī)械設(shè)計(jì)的HDPE擠出生產(chǎn)線均采用真空定徑法立膛，一般是將9m或12m長(zhǎng)的真空定徑水箱分融成幾個(gè)真空冷卻室，以滿足幾個(gè)冷卻階段對(duì)真空度的不同要求梯码。在第一真空室外裝有定徑筒宝泵，其真空度應(yīng)調(diào)節(jié)到擠出管坯貼吸到定徑筒上。各個(gè)真空室的真空度可任意控制轩娶，以適應(yīng)不同冷卻階段對(duì)管徑的要求儿奶。該生產(chǎn)線還配備可變徑定徑套，以便于PE管材的生產(chǎn)鳄抒，提高成品率闯捎。

為了克服擠出管坯與定徑筒間的摩擦阻力并避免熔體粘附在定徑筒上，保證管材表面外觀的良好许溅，定徑筒前端采用了水環(huán)冷卻和水膜式冷卻潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)瓤鼻，以水流為潤(rùn)滑介質(zhì)，保證了在一定長(zhǎng)度的定徑筒內(nèi)闹司，管材能得到均勻的冷卻與潤(rùn)滑娱仔，同時(shí)在箱體內(nèi)還加裝了幾道定徑環(huán)沐飘，以彌補(bǔ)修復(fù)管材的橢圓度游桩。

對(duì)大口徑厚壁的HDPE管材進(jìn)行迅速均勻的冷卻是困難的牲迫，雖然通過(guò)真空冷卻定徑以后，管材表面已冷卻固化借卧，但管材仍處于熔融狀態(tài)盹憎，熔融熱量迅速傳遞至管材表面，還未固化的熔融內(nèi)層極易在管材的自重下下垂铐刘，造成管材壁厚的不均勻和較大向的橢圓度陪每。因此，冷卻水箱采用噴淋式冷卻系統(tǒng)镰吵，保持較低而恒定的進(jìn)水溫度和較高的水壓檩禾，使水呈霧狀迅速噴淋至管材四周，均勻帶走熱量疤祭。定徑控制主要取決于擠出速度和冷卻能力之間的平衡盼产，若水溫經(jīng)常變化，要求操作者不斷高速操作工藝條件是難以保證穩(wěn)定的高質(zhì)量生產(chǎn)的勺馆，因此戏售，恒定的冷卻水溫度顯得十分重要。

就冷卻水箱而言草穆，為保持穩(wěn)定的生產(chǎn)灌灾，冷卻水量及水溫的自動(dòng)控制是必須的，康潤(rùn)機(jī)械的真空定型水箱至少有兩套水位悲柱、水溫自動(dòng)控制裝置锋喜，并且有相應(yīng)的手動(dòng)控制裝置，以確保管材的正常生產(chǎn)诗祸∨芊迹康潤(rùn)機(jī)械公司有管材在線可變徑定徑套發(fā)明專利技術(shù)和管材分水器冷去技術(shù)發(fā)明專利技術(shù)，詳見(jiàn)發(fā)明專利證書直颅。

4. 牽引與切割

HDPE擠出生產(chǎn)線通過(guò)強(qiáng)制牽引來(lái)克服管材通過(guò)定徑筒與各冷卻水箱的密封墊所產(chǎn)生的摩擦力博个。牽引速度的穩(wěn)定性決定了管材的壁厚均勻性，康潤(rùn)機(jī)械的PE管材牽引機(jī)均采用履帶式牽引功偿，根據(jù)規(guī)格不同采用雙履帶盆佣、三履帶或多履帶的牽引。牽引速度為無(wú)級(jí)變速械荷，并通過(guò)PLC程序與主機(jī)實(shí)現(xiàn)同步調(diào)速共耍，同時(shí)具有自動(dòng)增厚裝置，使每根管材的兩個(gè)端面壁厚比中間壁厚稍厚吨瞎，確保管材聯(lián)接處的強(qiáng)度要求痹兜。

切割機(jī)一般采用自動(dòng)定長(zhǎng)切割，小于Φ1600mm 的管徑采用無(wú)屑切割颤诀，大口徑采用行星切割機(jī)字旭，以確保管材端面的平整对湃。

5. 生產(chǎn)控制系統(tǒng)

康潤(rùn)機(jī)械的HDPE生產(chǎn)線采用自行設(shè)計(jì)的微電腦控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)直觀方便遗淳，采用人機(jī)對(duì)話拍柒，方便實(shí)現(xiàn)其工藝條件控制和調(diào)節(jié)。擠出機(jī)轉(zhuǎn)速與牽引可實(shí)現(xiàn)同步調(diào)速屈暗，保證了穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)質(zhì)量拆讯。其硬件系統(tǒng)由德國(guó)西門子公司提供，軟件采用歐洲先進(jìn)技術(shù)养叛，由康潤(rùn)機(jī)械自行開發(fā)种呐。該控制系統(tǒng)為可編程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有10.4寸液晶顯示弃甥、中文菜單和薄膜開關(guān)操作面板陕贮，帶有熔體壓力計(jì)熔體溫度測(cè)量裝置，其溫度控制為模塊化PID自整定潘飘。在此配置下肮之，可實(shí)現(xiàn)的指令有：主機(jī)、輔機(jī)同步控制卜录；自動(dòng)開機(jī)預(yù)熱戈擒；可編程預(yù)設(shè)各級(jí)報(bào)警；自動(dòng)溫度及過(guò)載保護(hù)艰毒；口令設(shè)置進(jìn)入筐高。

此外，該生產(chǎn)線均可加配管材外徑及壁厚的超聲波自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)丑瞧，以及自動(dòng)稱量加料系統(tǒng)柑土。

除了HDPE管材生產(chǎn)設(shè)備之外，康潤(rùn)機(jī)械還可提供多種PP管材生產(chǎn)線绊汹，PVC/PVCM/CPVC/UPVC管材生產(chǎn)線稽屏，如PE雙壁波紋管、農(nóng)田滴灌用PE管生產(chǎn)線西乖、PA11汽車剎車用管 生產(chǎn)線狐榔、MPP電力管材生產(chǎn)線、ＣＰＶＣ管材生產(chǎn)線获雕、PE梅花型管生產(chǎn)線薄腻、 PERT管材生產(chǎn)線、PP棒材生產(chǎn)線等届案。

公司2015年克拉管設(shè)備以及高速波紋管生產(chǎn)線賣的特別好庵楷，設(shè)備供不應(yīng)求。為了新產(chǎn)品的大力推向市場(chǎng)，康潤(rùn)機(jī)械公司先后在哈薩克斯坦尽纽、印度昆婿、埃及、土耳其蜓斧、沙特、俄羅斯睁冬、迪拜等國(guó)家參展挎春，大力推廣康潤(rùn)機(jī)械新產(chǎn)品。