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氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道加工 影響因素與質(zhì)量淺析
  瀏覽次數(shù)：10253  發(fā)布時(shí)間：2020年04月07日 17:57:41
[導(dǎo)讀] 氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材(以下簡稱CPVC管材)是以氯化聚氯乙烯（CPVC）樹脂為主要原材料經(jīng)擠出工藝生產(chǎn)而成的熱塑性塑料管。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同谨朝，可分為高壓電力電纜護(hù)套管膝昆、冷熱水管材丸边、消防用管材等。工業(yè)用氯化聚氯乙烯（CPVC）管材是其中主要的種類荚孵，是工業(yè)用塑料管材的替代升級產(chǎn)品妹窖，也是腐蝕性流體介質(zhì)輸送管道的理想產(chǎn)品，它是一種以氯化聚氯乙烯（CPVC）樹脂為主要材料收叶，添加必要的抗沖改性劑骄呼、加工助劑、潤滑劑判没、抗氧劑等添加劑蜓萄，以特殊的工藝配方設(shè)計(jì)混合成必要的干混料，經(jīng)擠出成型而成澄峰。
 李曉軒
（寧夏青龍塑料管材有限公司嫉沽，寧夏，750002 ）


摘要：本文通過設(shè)備俏竞、模具绸硕、材料配方、加工工藝溫度魂毁、冷卻水溫玻佩、定徑真空壓力、摩擦熱控制席楚，擠出操作等方面的因素咬崔，分析了影響氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道生產(chǎn)質(zhì)量的主要影響因素和預(yù)防控制措施。

關(guān)鍵詞：氯化聚氯乙烯烦秩；加工垮斯；塑化；配方只祠；工藝溫度兜蠕；擠出模具；加工缺陷铆农；影響因素；質(zhì)量

Chlorinated Polyvinyl Chloride (PVC-C) Pipe Processing
Analysis of Influencing Factors and Quality
   Li Xiao Xuan
(Ningxia Qinglong Plastic pipe co. LTD,Ningxia,750002)
Abstract: This paper analyzes the main factors affecting the production quality of chlorinated polyvinyl chloride (PVC-C) pipes and preventive control measures through nine factors, including equipment, mould, material, formula, processing temperature, cooling water temperature, sizing vacuum pressure, friction heat control, extrusion operation, etc.
Key words: Chlorinated polyvinyl chloride; Processing;Plasticization; Formulation; Process temperature; Extrusion die; Processing defects; Influencing factors; Quality

氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材(以下簡稱CPVC管材)是以氯化聚氯乙烯（CPVC）樹脂為主要原材料經(jīng)擠出工藝生產(chǎn)而成的熱塑性塑料管狡耻。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同墩剖，可分為高壓電力電纜護(hù)套管、冷熱水管材夷狰、消防用管材等岭皂。工業(yè)用氯化聚氯乙烯（CPVC）管材是其中主要的種類，是工業(yè)用塑料管材的替代升級產(chǎn)品沼头，也是腐蝕性流體介質(zhì)輸送管道的理想產(chǎn)品爷绘，它是一種以氯化聚氯乙烯（CPVC）樹脂為主要材料书劝，添加必要的抗沖改性劑、加工助劑土至、潤滑劑购对、抗氧劑等添加劑，以特殊的工藝配方設(shè)計(jì)混合成必要的干混料陶因，經(jīng)擠出成型而成骡苞。

氯化聚氯乙烯管道產(chǎn)品技術(shù)于1958年由美國古立德公司(BFGoodrich)開發(fā)研制成功，該產(chǎn)品已經(jīng)有60余年的使用經(jīng)歷楷扬。在北美已經(jīng)有多年的應(yīng)用案列和生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)解幽，產(chǎn)品主要應(yīng)用于陸地油田油水混合物分離、工業(yè)廢水處理烘苹、化學(xué)流體介質(zhì)輸送躲株、造紙、生物工程镣衡、冷熱水輸送霜定、消防供水等領(lǐng)域。該管道生產(chǎn)技術(shù)由于采用高氯含量氯化聚氯乙烯（CPVC）樹脂為主要材料生產(chǎn)捆探，可以大幅度提高管道的耐熱性能和耐腐蝕性以及管道承受壓力能力然爆，高氯含量提高了產(chǎn)品的阻燃性。 

近年黍图，我國多家企業(yè)已經(jīng)或正在進(jìn)行該項(xiàng)目產(chǎn)品的研發(fā)及應(yīng)用曾雕，產(chǎn)品主要是小口徑建筑冷熱水用氯化聚氯乙烯（CPVC）護(hù)套管材，主要用于建筑冷熱水供給助被、洗浴中心酒店浴場等用途剖张。在工業(yè)領(lǐng)域和消防領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于研究試點(diǎn)應(yīng)用和市場推廣階段。國內(nèi)部分企業(yè)積極參與標(biāo)準(zhǔn)的修揩环、制定工作搔弄，預(yù)計(jì)明年工業(yè)用氯化聚氯乙烯管材修訂標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)獲批發(fā)布，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)用氯化聚氯乙烯管道系統(tǒng)也將會(huì)獲批發(fā)布丰滑。

目前國內(nèi)氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道（以下簡稱氯化聚氯乙烯管）加工方面工藝技術(shù)還很不成熟顾犹，能規(guī)模化持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的企業(yè)不到十家褒墨。產(chǎn)品質(zhì)量層次不齊炫刷，許多企業(yè)不具備生產(chǎn)制造的能力、研發(fā)能力郁妈、檢測手段也不完善浑玛，產(chǎn)品質(zhì)量把控存在許多不足。目前最主要存在如下制約因素影響著氯化聚氯乙烯管材的生產(chǎn)質(zhì)量：

1噩咪、生產(chǎn)設(shè)備不滿足加工氯化聚氯乙烯管的基本要求
氯化聚氯乙烯管的生產(chǎn)原材料主要是氯化聚氯乙烯（CPVC）樹脂顾彰。由于CPVC樹脂比普通PVC樹脂氯含量提高了24%极阅，使得氯化聚氯乙烯的加工難度比普通UPVC困難得多。物料的粘度比普通UPVC粘度更高涨享，物料流動(dòng)性不好筋搏，物料與設(shè)備摩擦熱很高，加工電流灰伟，擠出機(jī)螺桿扭矩會(huì)更高拆又，擠出過程會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦熱，從而導(dǎo)致在擠出生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生分解現(xiàn)象栏账。因此帖族，生產(chǎn)CPVC管材會(huì)對擠出機(jī)的螺桿料筒以及成型模具的接觸面提出更高要求，否則就會(huì)粘附金屬表面挡爵，造成物料滯留而分解刮料竖般，逼迫停產(chǎn)。（如下圖）


目前國內(nèi)部分企業(yè)都是利用過去生產(chǎn)UPVC管材的擠出機(jī)來生產(chǎn)CPVC管材茶鹃。這與加工CPVC物料的本身特性不適應(yīng)涣雕。CPVC物料的擠出生產(chǎn)必須嚴(yán)格控制塑化速度，設(shè)備模具工作面要有防止螺桿闭翩、料筒及擠出模具表面受釋放氯的腐蝕的抗腐蝕層挣郭。要有消除多余摩擦熱的循環(huán)系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。一般采用進(jìn)口擠出機(jī)能夠有較好設(shè)計(jì)配置疗韵，能夠有效控制生產(chǎn)方面的溫度控制問題兑障。

2、擠出模具設(shè)計(jì)蕉汪、加工缺陷和后期保養(yǎng)問題制約CPVC管材的生產(chǎn)
氯化聚氯乙烯物料粘度高流译，易粘附金屬表面。因此者疤，擠出模具必須流道圓潤無死角福澡，特別支架式模具的分流器支架，峰必須鋒利不得有死角驹马，模具各部件連接縫隙必須無縫連接革砸，口模、芯模糯累、壓緊部件必須緊密無縫隙算利。芯模邊緣宜采用球面圓潤過渡。
 模具電鍍處理并拋光達(dá)到鏡面光亮寇蚊。日常使用保養(yǎng)不得造成劃傷或?qū)е洛冦t層腐蝕脫鉻笔时。嚴(yán)重腐蝕或有死角會(huì)給生產(chǎn)造成很大麻煩棍好。（如下圖）

 
    
3仗岸、材料不穩(wěn)定允耿，配方不合理會(huì)嚴(yán)重制約生產(chǎn)
    氯化聚氯乙烯樹脂是采用水相懸浮法或紫外光誘導(dǎo)法生產(chǎn)的，不同企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)都有差異扒怖。特別小產(chǎn)能企業(yè)较锡，由于反應(yīng)缶較小，產(chǎn)品批量較小盗痒，各項(xiàng)參數(shù)也有差異蚂蕴。因此，在擠出生產(chǎn)中俯邓，同一配方的混配料骡楼，生產(chǎn)工藝也會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，如果設(shè)備模具和工藝溫度存在瑕疵稽鞭，會(huì)給生產(chǎn)質(zhì)量帶來各種缺陷鸟整。

   與普通PVC-U管道生產(chǎn)不同，氯化聚氯乙烯管道生產(chǎn)工藝配方要求會(huì)更高朦蕴。特別樹脂本身氯含量高篮条，加工中容易出現(xiàn)粘料糊料現(xiàn)象。因此吩抓，配方設(shè)計(jì)中需要考慮控制塑化的時(shí)間涉茧，物料粘度，摩擦熱疹娶，以及物料的金屬剝離性伴栓。由于樹脂氯含量本身較高，配方中穩(wěn)定劑的選擇非常重要蚓胸，一般不會(huì)選擇復(fù)合型穩(wěn)定劑挣饥。比如：復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑，復(fù)合鈣鋅穩(wěn)定劑沛膳，有機(jī)系穩(wěn)定劑等扔枫。一般選擇有機(jī)錫穩(wěn)定劑。由于氯化聚氯乙烯本身材料性能會(huì)發(fā)脆锹安，配方中需要添加一定量的抗沖改性劑短荐。在化工行業(yè)里面工藝管道基本都是露天安裝使用。因此叹哭，需要添加足量的抗老化劑和光穩(wěn)定劑等增加耐候性的輔助穩(wěn)定劑忍宋。

    由于配方中前期潤滑、后期潤滑以及內(nèi)外潤滑劑的不匹配风罩，會(huì)造成塑化質(zhì)量不好糠排，制品物理力學(xué)性能達(dá)不到要求，產(chǎn)品外觀質(zhì)量不合格超升，內(nèi)部粗糙入宦，或外壁粗糙無光澤哺徊。配方設(shè)計(jì)不合理會(huì)造成擠出生產(chǎn)擠出機(jī)電流大，擠出機(jī)扭矩偏高乾闰，擠出效率低落追，物料在模具停留時(shí)間長，粘模掛料風(fēng)險(xiǎn)增加涯肩，生產(chǎn)故障率增大轿钠。

4、加工工藝溫度對制品性能的影響
由于氯化聚氯乙烯管材混配料材料本身加工溫度比普通PVC-U要高出10℃到15℃病苗。因此擠出機(jī)各區(qū)段合理的工藝溫度設(shè)置十分重要疗垛。塑化段的溫度設(shè)置的偏低物料塑化不合格，管材外觀質(zhì)量粗糙無光澤硫朦，制品落錘沖擊試驗(yàn)不合格继谚，水壓試驗(yàn)不合格。溫度偏高阵幸，則塑化提前花履，物料早分解，擠出過程容易粘料挚赊，掛料生產(chǎn)出管材內(nèi)壁有氣穴诡壁，斷面有氣孔，制品物理力學(xué)性能不合格荠割。

螺桿擠出段的溫度設(shè)置不宜過低也不宜過高妹卿，擠出段溫度過低塑化不均勻，制品性能不合格蔑鹦，外觀無光澤夺克，溫度過高也會(huì)造成物料分解產(chǎn)生氣泡。

螺桿溫度開機(jī)時(shí)需要螺桿內(nèi)部溫度提升嚎朽，幫助加熱軟化螺桿周圍的物料铺纽，防止料硬強(qiáng)制擠出損壞螺桿。當(dāng)物料擠出正常后螺桿溫度需要設(shè)置低點(diǎn)兒哟忍，防止摩擦熱過高或摩擦熱失控狡门，造成物料分解。

模具溫度的設(shè)置影響物料流動(dòng)以及制品外觀光澤锅很。一般模具一區(qū)其馏、二區(qū)、三區(qū)溫度需要保證物料的熱量平穩(wěn)爆安，物料保持粘流態(tài)叛复。模具前套溫度影響管材外表面平整度和光澤，會(huì)影響分流物料的合模效果，溫度過低管材內(nèi)壁拼縫線明顯褐奥，液壓實(shí)驗(yàn)受影響肤寝。溫度過高會(huì)造成物料粘模或出現(xiàn)黃線抖僵。

口模溫度的設(shè)置影響管材外觀質(zhì)量，溫度過低管材擠出外表無光澤甚至粗糙缘揪，溫度過高會(huì)造成物料粘乃Ｈ海或出現(xiàn)分解黃線，影響生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行找筝。

5蹈垢、冷卻水溫、定徑套內(nèi)徑袖裕、定徑真空壓力對制品幾何尺寸的影響
 氯化聚氯乙烯管道工藝配方由于很少添加甚至不添加碳酸鈣等填充劑曹抬，物料的收縮率比較大。因此急鳄，在擠出生產(chǎn)中產(chǎn)品性能受冷卻水溫的影響較大谤民。

冷卻水溫過低（水溫小于20℃）會(huì)造成管材收縮率變大，管材尺寸疾宏，特別是外徑達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求张足。冷卻水溫低于15℃就會(huì)影響到管材的低溫沖擊性能，使管道沖擊脆性突出坎藐，影響后期使用安全为牍。一般要求冷卻水溫保持在30℃，而且逐步冷卻為好岩馍。否則易造成材料表面結(jié)晶加快內(nèi)應(yīng)力釋放緩慢后期力學(xué)性能不穩(wěn)定碉咆。

冷卻水溫過高，會(huì)造成制品幾何尺寸蛀恩，特別是外徑超標(biāo)疫铜。影響管材與管件粘接施工。

定徑套內(nèi)徑尺寸匹配對制品幾何尺寸影響較大双谆。定徑套內(nèi)徑較大會(huì)造成管材外徑偏大块攒，影響管道安裝施工，甚至無法插入管件承口佃乘。定徑套內(nèi)徑較小會(huì)造成管材外徑偏小囱井，造成管道安裝施工粘結(jié)質(zhì)量不好，易出現(xiàn)接頭滲漏趣避，影響工程質(zhì)量庞呕。

擠出生產(chǎn)定型箱的真空壓力大小影響管材幾何尺寸。真空壓力偏大會(huì)造成管材外徑超標(biāo)，影響管材施工安裝質(zhì)量住练，甚至?xí)斐刹蹇诓宀贿M(jìn)承口地啰。如果定型箱真空壓力偏低就會(huì)造成外徑偏小，管材橢圓讲逛，也會(huì)造成管道粘接質(zhì)量不好甚至無法粘接亏吝，影響施工質(zhì)量。

6盏混、擠出操作與摩擦熱控制對制品性能的影響
氯化聚氯乙烯管材擠出生產(chǎn)過程中蔚鸥，操作規(guī)范是非常重要的環(huán)節(jié)，特別開機(jī)操作決定著后期生產(chǎn)能否持續(xù)和產(chǎn)品質(zhì)量能否保證的問題许赃。在擠出開機(jī)操作中首先是準(zhǔn)備工作止喷。包括擠出機(jī)的檢查、模具的檢查混聊、擠出機(jī)排氣系統(tǒng)檢查弹谁、螺桿油溫循環(huán)系統(tǒng)檢查、擠出機(jī)料筒擠出區(qū)域冷卻系統(tǒng)檢查句喜、真空定型箱水泵真空泵的檢查预愤、配套定徑套的選型再檢查等。每一個(gè)環(huán)節(jié)都不可省略咳胃。否則都會(huì)因?yàn)槭韬龃笠舛斐砷_機(jī)失敗鳖粟。

擠出機(jī)檢查主要檢查擠出機(jī)各區(qū)段加熱器是否正常工作，擠出機(jī)真空泵是否卡死拙绊、真空管路是否堵死向图、真空壓力表是否顯示正常。擠出機(jī)螺桿油溫循環(huán)系統(tǒng)是否能正常工作标沪。料筒四區(qū)冷卻管路是否暢通榄攀。擠出機(jī)喂料系統(tǒng)是否正常工作。

模具檢查主要檢查模具工作面的電鍍層是否完好金句，有沒有鍍鉻層脫落現(xiàn)象檩赢。如果有此類現(xiàn)象該模具就不能用于生產(chǎn)，需要更換模具违寞。檢查模具加熱圈是否完好贞瞒，否則需更換加熱圈。特別芯模加熱圈和芯模冷卻銅管是否完好趁曼。

開機(jī)升溫需要分階段進(jìn)行军浆，保證每一階段的溫度達(dá)到要求、恒溫時(shí)間達(dá)到時(shí)間要求挡闰。切不可時(shí)間及溫度不到就硬擠出乒融，損壞設(shè)備掰盘。在擠出過程中隨時(shí)依據(jù)擠出物料狀態(tài)、外觀和擠出機(jī)電流大小赞季、扭矩大小來調(diào)整工藝溫度和擠出喂料速度愧捕。當(dāng)擠出物料擠出模具后及時(shí)測量管坯厚度及外觀檢查。當(dāng)其它都正常后隨時(shí)注意芯模溫度變化申钩，當(dāng)生產(chǎn)正常后芯模溫度持續(xù)升高次绘，應(yīng)及時(shí)通過開通芯模溫度控制氣冷閥門來控制芯模溫度∪銮玻控制摩擦熱邮偎，防止摩擦熱過高造成管內(nèi)壁分解發(fā)黃甚至粘模。

結(jié)束語
氯化聚氯乙烯管材擠出成型加工終會(huì)受到各種因素的影響愉舔。在生產(chǎn)各因素的控制方面，一定要做好準(zhǔn)備和檢查工作伙菜，防止某一個(gè)因素的不符合造成生產(chǎn)無法持續(xù)進(jìn)行轩缤，造成后期產(chǎn)品質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

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