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PPR管材擠出成形質(zhì)量缺陷及解決對(duì)策
  瀏覽次數(shù)：5376  發(fā)布時(shí)間：2017年02月09日 09:43:06
[導(dǎo)讀] 　　PP-R (Poly Propylene Random) 管，即無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管月杉，是當(dāng)今發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的新型水管材料刃跛。PP-R 管道在歐洲已有 10 多
 　　PP-R (Poly Propylene Random) 管，即無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管苛萎，是當(dāng)今發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的新型水管材料。PP-R 管道在歐洲已有 10 多年的使用經(jīng)驗(yàn)检号，由于其優(yōu)良的性能腌歉，近幾年來(lái)其市場(chǎng)占有率遙遙領(lǐng)先于其他塑料水管材料。
　　我國(guó)的 PP-R 管材生產(chǎn)及應(yīng)用也有幾年的時(shí)間齐苛，隨著國(guó)家大力推廣應(yīng)用化學(xué)建材翘盖，我國(guó)化學(xué)建材進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，其中的新型塑料管的發(fā)展再次出現(xiàn)新的高潮凹蜂，目前國(guó)內(nèi)在建筑冷熱水與采暖中幾乎都是采用 PVC-C馍驯、PE-X、鋁塑管和 PP-R 管玛痊，并逐步向 PP-R 管過(guò)渡汰瘫。PP-R 管是當(dāng)今生產(chǎn)和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。PP-R 管的特點(diǎn)逐步被我國(guó)管道工程界認(rèn)同擂煞，PP-R 管除具有一般塑料管質(zhì)量輕混弥、耐腐蝕、強(qiáng)度高对省、不結(jié)垢蝗拿、使用壽命長(zhǎng)等通用優(yōu)點(diǎn)外，還具有清潔和無(wú)毒蒿涎、較好的低溫抗沖擊性能哀托、長(zhǎng)期耐熱和耐壓性、良好的保溫和節(jié)能性能劳秋，是真正的綠色環(huán)保建材產(chǎn)品仓手，還具有系統(tǒng)連接和安裝方便、管件連接牢固俗批，且是永久性的連接等特點(diǎn)俗或。加之PP-R 管具有優(yōu)良的性能價(jià)格比，因而使其從各種新型輸水管材中脫穎而出岁忘，短短幾年時(shí)間發(fā)展十分迅速辛慰，應(yīng)用十分廣泛。
　　我國(guó)已正式制訂并頒布了 GB/ T18742.2 -20002《冷熱水用聚丙烯管道系統(tǒng)》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)干像，并于 2003 年1月1日正式實(shí)施帅腌。該標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施后驰弄，我們根據(jù)《冷熱水用聚丙烯管道系統(tǒng)第 2 部分:管材》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，對(duì)市場(chǎng)的 PP-R管進(jìn)行了一次全面監(jiān)督檢查速客，檢查結(jié)果戚篙，總體上PP-R 管材的質(zhì)量雖較以往已有不同程度的提高，但是通過(guò)抽查生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)的產(chǎn)品總合格率為 70 %左右溺职，其中經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量合格率僅為 50 %岔擂，說(shuō)明目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的不合格PP-R 管材比例仍然相當(dāng)高，同時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題是多種多樣的浪耘。2006r年浙江省化學(xué)建材協(xié)會(huì)委托國(guó)家化學(xué)建材質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)浙江省部分管材市場(chǎng)進(jìn)行的產(chǎn)品抽檢結(jié)果日前揭曉乱灵，塑料管材產(chǎn)品的質(zhì)量狀況觸目驚心。聚丙烯PP-R管抽檢合格率僅10%七冲。
　　現(xiàn)簡(jiǎn)要分析一下痛倚，影響PPR管材質(zhì)量的各種因素：
　　1、PP-R 管材生產(chǎn)原料
　　PP-R 原料其化學(xué)名稱(chēng)為 :丙烯-乙烯無(wú)規(guī)共聚物澜躺，由丙烯和乙烯的混合氣體進(jìn)行共聚合蝉稳，所得到主鏈中無(wú)規(guī)分布丙烯和乙烯鏈段的共聚物。質(zhì)量良好的 PP-R 原料掘鄙，應(yīng)符合 GB/ T1888742.1標(biāo)準(zhǔn)要求耘戚，有最小必須強(qiáng)度 SMR 保證值。質(zhì)量較好的PP-R原料主要來(lái)自Borealis和Hostalen等公司通铲，所提供的原料有SMR保證值毕莱，并且對(duì)原料的性能與管子性能間關(guān)系有較深入的研究，特別是乙烯含量對(duì)管子整體性能的影響颅夺。目前市場(chǎng)上PP-R料的牌號(hào)較雜朋截，性能參差不齊，使用上也有很大的差別吧黄，有些牌號(hào)的PP-R料不太適合用于熱水管和壓力管部服，加土某些企業(yè)的宣傳不太切合實(shí)際，極易在幣場(chǎng)上造成混亂拗慨。
　　2廓八、PP-R管外觀質(zhì)量問(wèn)題及其分析......
　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，合格的PP-R管材外觀應(yīng)做到:色澤應(yīng)基本一致;內(nèi)外表ICI應(yīng)光滑赵抢、平整剧蹂，無(wú)凹陷、氣泡和其它影響性能的表面缺陷;不應(yīng)含有可見(jiàn)雜質(zhì)烦却。
　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管材外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)宠叼，雖然僅僅是簡(jiǎn)單的文字定性描述，但是其所有的定性指標(biāo)，均能體現(xiàn)管材重要的內(nèi)在質(zhì)量冒冬。管材外觀合格與否伸蚯，與產(chǎn)品的原料和加工工藝密切相關(guān)，因此管材的外觀質(zhì)量不僅影響管材的美觀简烤，而日_影響管材的物理和化學(xué)性能剂邮，往往決定管材的整體質(zhì)量。所以管材的外觀檢驗(yàn)是十分重要的横侦，可以“由表及里”初步判斷產(chǎn)品的整體質(zhì)量挥萌。
　　2.1 外觀色澤
　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定合格的PP-R管材外觀色澤應(yīng)基本一致。關(guān)于管材的外觀色澤質(zhì)量要求丈咐，標(biāo)準(zhǔn)只是簡(jiǎn)單原則的規(guī)定瑞眼，但是我們?cè)谌粘z驗(yàn)中PP-R管材外觀色澤出現(xiàn)的問(wèn)題是多種多樣的，有的管材局部變色或表面有斑點(diǎn)棵逊，外觀色澤不能做到均勻一致;有的表面暗淡無(wú)光或外表面有光亮透明的塊狀。所有局部變色银酗、表面有斑點(diǎn)辆影、表面暗淡無(wú)光、表面有光亮透明的塊狀等外觀色澤不合格的管材黍特，其物理力學(xué)性能指標(biāo)大都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求蛙讥，在使用過(guò)程中容易破裂。另有少數(shù)管材雖然外觀光澤明亮或彩色鮮艷灭衷，但是這類(lèi)管材多為偽劣產(chǎn)品次慢，其各項(xiàng)性能指標(biāo)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求相差更遠(yuǎn)。
　　2.1.1局部變色翔曲，以致外觀色澤不均勻一致
　　(1)成因迫像。PP-R管材是由PP-R樹(shù)脂經(jīng)擠出機(jī)擠出成型而成。擠出機(jī)的作用能使PP-R樹(shù)脂從晶體塑化到高彈態(tài)瞳遍，進(jìn)而再塑化到熔融粘流態(tài)這一過(guò)程中闻妓，如果PP-R原料在擠出成型時(shí)所受到熱量和壓力不當(dāng)，會(huì)使原料狀態(tài)變化時(shí)發(fā)生分子構(gòu)型改變掠械。過(guò)高塑化溫度破壞PP-R的分子結(jié)構(gòu)并產(chǎn)生分解變色由缆。同時(shí)擠出速度過(guò)快，在機(jī)筒內(nèi)產(chǎn)生較高的摩擦熱猾蒂，使物料溫度升高而分解變色均唉。
　　(2)防治措施。鑒于PP-R樹(shù)脂的特殊性能肚菠，要求PP-R管材擠出加工過(guò)程中舔箭，應(yīng)避免塑化溫度過(guò)高和擠出速度過(guò)快，引起PP-R樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)的改變案糙。因此對(duì)于生產(chǎn)PP-R管材的擠出機(jī)螺桿的設(shè)計(jì)要求采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模型限嫌，使其有良好的低溫塑化能力和最佳擠出速度靴庆。要求螺桿的結(jié)構(gòu)能滿(mǎn)足PP-R物料能在較低的溫度和最佳擠出速度下擠出，并保證塑化質(zhì)量而不降低擠出量怒医。用于生產(chǎn)PP-R塑料管的擠出機(jī)的螺桿料筒要用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模型精確計(jì)算的確定各段壓力分布炉抒、熔融速率，使其有良好的低溫塑化能力稚叹。
　　2.1.2表面斑點(diǎn)焰薄，以致外觀色澤不均勻一致
　　(1)成因。造成管材表面斑點(diǎn)的原因扒袖，有可能是由加工原料引起的塞茅，也可能是由擠出工藝的缺陷引起的。生產(chǎn)管材的PP-R樹(shù)脂原料中如有水分季率，可能導(dǎo)致擠出成型管材表面形成斑點(diǎn)野瘦。 管材在擠出成型加土過(guò)程中采用真空槽式定徑時(shí)，水槽中的管子上如有氣泡飒泻，也會(huì)導(dǎo)致擠出成型管材表面形成斑點(diǎn)鞭光。
　　(2)防治措施。去除原料中的水分或消除水槽中管子上的氣泡泞遗。為確保水槽管子上無(wú)氣泡惰许，必須做到:防止水槽的循環(huán)泵產(chǎn)生氣蝕，水槽中的水面保持在水口以上史辙，增加水槽中水的循環(huán)量汹买。
　　2.1.3表面暗淡無(wú)光
　　(1)成因。此類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生原因聊倔，可能來(lái)自原料晦毙，也可能由于加工工藝參數(shù)不合適。 生產(chǎn)管材的原料中有水分方库，可能導(dǎo)致管材表面暗淡無(wú)光结序。 擠出加工熔體溫度不合適，擠出機(jī)擠出的熔融物料不均勻纵潦，定徑套過(guò)短徐鹤，口模成型段過(guò)短等都可能導(dǎo)致管材表面暗淡無(wú)光。
　　(2)防治措施邀层。去除原料中的水分或調(diào)整管材加工的工藝參數(shù)返敬。
　　其中調(diào)整管材加工的工藝參數(shù)包括:選擇合適的熔體溫度，改善擠出機(jī)擠出的熔融物料的均勻性寥院，使用長(zhǎng)定徑套劲赠，增加口模成型段的長(zhǎng)度。
　　2.1.4有光亮透明的塊狀
　　(1)成因。機(jī)頭溫度過(guò)高和冷卻不足凛澎。
　　(2)防治措施霹肝。降低機(jī)頭溫度和冷卻水開(kāi)大。
　　2.1.5光澤明亮或彩色鮮艷
　　正規(guī)的PP-R管材應(yīng)是灰色或其它顏色的亞光塑煎。但我們?cè)谑袌?chǎng)抽檢中發(fā)現(xiàn)有少數(shù)PP-R管材外觀光澤明亮或彩色鮮艷沫换，這類(lèi)管材是典型偽劣產(chǎn)品，這類(lèi)管材不是采用PP-R樹(shù)脂生產(chǎn)加土的最铁。這類(lèi)偽劣產(chǎn)品與正規(guī)PP-R相比還具有其它一些顯著特征:其密度略大讯赏，落地聲比較清脆，手感更光滑冷尉。
　　這類(lèi)偽PP-R管的危害很大漱挎，使用壽命僅為1至5年，而真PP-R管使用壽命均在50年以上雀哨。
　　2.2表面缺陷
　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定磕谅，合格的PP-R管材內(nèi)外表面應(yīng)光滑、平整雾棺，無(wú)凹陷怜庸、氣泡和其它影響性能的表面缺陷。我們?cè)谌粘z驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)PP-R管材表面缺陷也是多種多樣的垢村，其中有表面粗糙面不光滑、表面出現(xiàn)氣泡和斑點(diǎn)凹坑嚎卫。
　　管材表面缺陷嘉栓，常常影響管材的力學(xué)性能，從而在管道工程中留下隱患拓诸。如有的管材面有凹陷和氣泡侵佃，在高溫高壓使用條件下，就會(huì)在凹陷和氣泡處產(chǎn)生應(yīng)力集中奠支，引起管道的破裂馋辈。
　　2.2.1表面粗糙不光滑
　　(1)成因。PP-R管材在擠出加工過(guò)程中倍谜，在高溫下擠出的管坯迈螟，需經(jīng)真空定徑槽的真空定型以及用恰當(dāng)冷卻手段和溫度及時(shí)冷卻定型，方能得到外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良的產(chǎn)品尔崔。管材的冷卻定型操作答毫，主要是控制真空度和冷卻速度兩個(gè)參數(shù)。真空定型的真空度控制的確當(dāng)與否季春，將直接影響管材的表面質(zhì)量洗搂，真空度太高使管材表面粗糙;冷卻速度過(guò)快易在管材內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致管材表面粗糙。
　　另外耘拇，PP-R樹(shù)脂原料中的含有水分也會(huì)導(dǎo)致管材內(nèi)外表面粗糙撵颊。
　　(2)防治措施。將真空定徑槽的真空度和冷卻速度調(diào)整控制到最佳狀態(tài)惫叛。
　　去除PP-R樹(shù)脂原料中的水分倡勇。
　　2.2.2表面出現(xiàn)氣泡
　　(1)成因。擠出成型溫度對(duì)管材制品的質(zhì)量和產(chǎn)量均有十分重要的影響挣棕。溫度過(guò)高译隘，聚合物分解，表面產(chǎn)生氣泡洛心。
　　原料中含有水分固耘，可能導(dǎo)致熔體中出現(xiàn)氣泡，導(dǎo)致管材表面出現(xiàn)氣泡词身。
　　(2)防治措施厅目。正確控制管材的擠出成型溫度;去除PP-R樹(shù)脂原料中的水分。
　　2.2.3表ICI出現(xiàn)斑點(diǎn)凹坑
　　(1)成因法严。高溫下擠出的管坯损敷，冷卻成型時(shí)冷卻速度對(duì)制品的性能有一定的影響，冷卻過(guò)快易在管材內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力深啤，并降低外觀質(zhì)量拗馒。冷卻水流量過(guò)大，管子表面就會(huì)粗糙溯街，生斑點(diǎn)凹坑诱桂。原料中含有水分，可能導(dǎo)致管材內(nèi)壁出現(xiàn)凹坑呈昔。
　　(2>防治措施挥等。
　　將真空定徑槽的冷卻速度調(diào)整控制到最佳狀態(tài)。除樹(shù)脂原料中的水分
　　3堤尾、 不透光性質(zhì)量問(wèn)題及其分析......
　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定肝劲，合格的PP-R管材，應(yīng)是完全不透光郭宝。在PP-R管材的不透光性檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)有的管材出現(xiàn)輕微透光或半透光辞槐。
　　檢測(cè)所發(fā)現(xiàn)的輕微透光或半透光管材，經(jīng)進(jìn)一步檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該類(lèi)管材均為偽劣產(chǎn)品剩蟀，其管材的樹(shù)脂成分均為雜牌PP-R樹(shù)脂催蝗，這類(lèi)情況大都是由于少數(shù)企業(yè)，為追求高額利潤(rùn)育特，降低成本丙号，不惜選用低能PP-R樹(shù)脂或其它材料冒充PP-R原料先朦。這類(lèi)管材的所有物理力學(xué)和化學(xué)性能指標(biāo)以及系統(tǒng)適應(yīng)性均遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，若在工程中使用犬缨，其危害是不言而喻的喳魏。
　　4、 規(guī)格及尺寸質(zhì)量問(wèn)題及其分析......
　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)PP-R管材的公稱(chēng)外徑怀薛、平均外徑以及與管系列S對(duì)應(yīng)的壁厚做了具體規(guī)定刺彩。管材的規(guī)格和尺寸指標(biāo)是管材的重要質(zhì)量指標(biāo)。我們?cè)趯?duì)PP-R管材的規(guī)格和尺寸的檢驗(yàn)中枝恋，管材公稱(chēng)外徑创倔、平均外徑及壁厚不合格的情況均有發(fā)生。公稱(chēng)外徑焚碌、平均外徑的合格與否將影響管材的應(yīng)用和施工質(zhì)量畦攘，規(guī)格和尺寸指標(biāo)不合格的管材不能與管件很好連接，同時(shí)可能降低連接處的耐壓強(qiáng)度十电，留下管道破裂和滲漏的隱患知押。壁厚的質(zhì)量也將影響管材的物理力學(xué)性能。
　　(1)成因
　　PP-R管材在擠出成型加土過(guò)程中鹃骂，在真空定型時(shí)台盯，其真空度控制的恰當(dāng)與否，將直接影響管材的尺寸精度畏线。真空度太低静盅，對(duì)管坯的吸附力不足，管坯容易變形寝殴，而使管材公稱(chēng)外徑温亲、平均外徑和壁厚產(chǎn)生誤差。
　　擠出和牽引速度直接影響管材的壁厚杯矩、尺寸公差。擠出和牽引速度過(guò)快袖外，造成管材壁厚負(fù)誤差史隆，擠出和牽引速度太慢，造成管材壁厚正誤差曼验。
　　(2)防治措施
　　將真空定型的真空度調(diào)整并穩(wěn)定在最佳值泌射，真空度的控制與真空槽的密封程度及真空泵性能密切相關(guān)。
　　控制消除擠出成型系統(tǒng)的不穩(wěn)定性因素鬓照，確保擠出和牽引速度的精確恒定熔酷。
　　5、 物理性能和化學(xué)性能質(zhì)量問(wèn)題及其分析
　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定PP-R管材的物理力學(xué)性能和化學(xué)性能指標(biāo):包括縱向回縮率豺裆、簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)拒秘、液凈壓試驗(yàn)号显、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率、凈液壓狀態(tài)下熱穩(wěn)定性試驗(yàn)躺酒。 我們?cè)趯?duì)PP-R管材的物理力學(xué)性能和化學(xué)性能檢驗(yàn)中押蚤，發(fā)現(xiàn)有些管材在進(jìn)行液凈壓試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生破裂和滲漏。液凈壓試驗(yàn)項(xiàng)目是PP-R管材關(guān)鍵的物理力學(xué)性能指標(biāo)羹应，它直接影響管材的使用性能和壽命揽碘。
　　(1)成因
　　液凈壓試驗(yàn)不合格的主要原因，既有管材的原料不符合標(biāo)準(zhǔn)要求造成的园匹，也有擠出成型的加工設(shè)備和加工工藝參數(shù)不規(guī)范造成的雳刺。
　　原料問(wèn)題造成進(jìn)行液凈壓試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生破裂和滲漏的原因有：(1)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，生產(chǎn)PP-R管材應(yīng)使用符合GB/T1888742. 1標(biāo)準(zhǔn)要求的正規(guī)PP-R樹(shù)脂裸违，原料應(yīng)有最小必須強(qiáng)度SMR保證值掖桦。但是有些PP-R管材使用質(zhì)量不符要求的雜牌PP-R樹(shù)脂，這類(lèi)PP-R樹(shù)脂分子鏈中的支鏈太多累颂，缺少SMR數(shù)據(jù)滞详，用其生產(chǎn)的管材耐高溫性能差;(2)雖采用符合GB/T1888742. 1要求的正規(guī)PP-R樹(shù)脂，但由于生產(chǎn)管理混亂紊馏，生產(chǎn)過(guò)程中混進(jìn)了雜質(zhì)或水分料饥，以致管材表面存在可見(jiàn)雜質(zhì)或氣泡，在可見(jiàn)雜質(zhì)或氣泡處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中朱监，為此造成管材的液凈壓試驗(yàn)不合格岸啡。
　　擠出成型的加工設(shè)備和加工工藝參數(shù)不規(guī)范造成的管材表面有斑點(diǎn)凹坑和氣泡缺陷(本文前面己經(jīng)提及)，同樣在管材表面有斑點(diǎn)凹坑等缺陷處赫编，也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中巡蘸，造成管材的液凈壓試驗(yàn)不合格。
　　(2)防治措施
　　使用符合GB/T1888742. 1標(biāo)準(zhǔn)要求的正規(guī)PP-R樹(shù)脂擂送，加強(qiáng)管理防止原料混進(jìn)雜質(zhì)或水分悦荒。使用符合要求的擠出成型的加工設(shè)備和加工工藝參數(shù)，防止管材表面產(chǎn)生斑點(diǎn)凹坑和氣泡缺陷嘹吨。