聚丙烯管生产工艺ppr管模板.doc
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1、聚丙烯管(PPR管)生产工艺摘要:三型聚丙烯管含有节能,耐腐蚀,不结垢、卫生,无毒,耐热、耐压,使用寿命长,质轻高强,流体阻力小等优点,是替换镀锌钢管新一代产品。介绍PPR管特点,原料生产工艺,中国现实状况、施工方法、项目投资估算及市场前景分析。1序言80年代以前,中国住宅及公共建筑上水管基础上是镀锌钢管,因为受材质本身局限,镀锌钢管存在使用寿命短、易造成水质二次污染等缺点。为了保障大家日常饮用水质量,中国部分地域,如上海、浙江、河北、江苏等省市已前后提出淘汰镀锌钢管,用高质量塑料管替换。现在,在中国已相继开发了PVC管、PE管、铝塑复合管、玻璃钢管、钢塑复合管和PPR管等一批塑料管材,并取得
2、了一定市场拥有率。PPR管是欧洲90年代开发,以新型无规聚丙烯为原料,经挤出成型制作塑料管材。因为其优越性能,正日益受到大家青睐。2PPR管关键性能聚丙烯管分为均聚聚丙烯(PPH)、嵌段共聚聚丙烯(PPB)和无规聚丙烯(PPR)3种。PPH、PPB、PPR管材刚度依次递减,而抗冲击强度则依次增加。给水用聚丙烯管是用特殊PPR制成。PPR管作为一个新型管材,含有以下性能特点:21节能PPR管生产能耗仅为钢管20,而且其导热系数低02W(m.K),也仅为钢管1200,应用于热水系统将大大降低热量损失。22耐腐蚀、不结垢、卫生、无毒使用PPR管可免去使用镀锌钢管所造成内壁结垢、生锈而引发水质“二次污
3、染”。因为PPR组份单纯,基础成份为碳和氢,符合食品卫生要求,无毒,更适合于饮用水输送。23耐热、耐压、使用寿命长PPR管长久使用温度达95,短期使用温度可达120。在使用温度为70,工作压力为12MPa条件下,长久连续使用,寿命可达50年以上。24轻质高强、流体阻力小PPR管密度仅为金属管18,耐压力试验强度高达5MPa,且韧性好、耐冲击。因为内壁光滑、不生锈、不结垢,流体阻力小。PPR管关键技术指标以下:密度9gcm3弹性模量(20)800MPa热膨胀系数18104K导热系数02W(m.K)纵向收缩率2冲击试验破损率10液压试验短期1h,环应力16MPa无渗漏长久95,1000h,环应力3
4、5MPa无渗漏表1为多个材质管材性能比较。表1多种材质管材性能比较材质镀锌钢材PVCPEX铝塑PPR有没有结垢、生锈有无无无无卫生程度差有Cl、Cr、Pb离子好好好保温性差好差好好耐温性耐温不耐温耐温不耐温耐温耐压程度高低较高较高较高线膨胀性一致一致一致不一致一致连接方法受压粘接受压受压热熔废品回收利用能够能够不能困难能够3PPR管生产原料及生产工艺 31原料及性能PPR管对原料要求较高,国外原料厂商常有多个颜色PPR供管材厂选择。如北欧化工企业(Borealis)和奥地利PCD企业生产PPR原料有米色、淡蓝、深蓝、奶白等多个颜色。在德国和意大利,管材生产厂选择不一样颜色来作为标识,以区分管材
5、用途。如蓝色用于冷水管,米色、灰色用于热水管,棕红色用于地板采暖管等。原料性能指标见表2。表2PPR原料关键性能指标项目测试方法结果熔体指数(g10min)ISO1133035密度(gcm3)ISOR11830895着火点()ASTMD192968330软化范围()140150弯曲强度(MPa)ISOR52721抗拉强度(MPa)ISOR52740断裂伸长率()ISOR527800刻痕硬度(MPa)ISO203940弹性模量(MPa)ISO178800剪切弹性模量(MPa)(20)ISO537370抗冲击(kJm2)(常温)ISO179无断裂冲击强度(kJm2)(常温)ISO17925线膨胀系
6、数(1K)VDE030415104导热系数(20)W(m.K)DIN526120232生产工艺PPR管生产工艺为挤出成型工艺,首先加料斗内PPR原料靠自重进入挤出机,在挤出机料筒内经加热挤压混合,充足塑化后从挤出机口模挤出,进入定型台,定型后管材经牵引机,经过定长测定,由切割机切断,管材经检验合格后入库。对应管件采取注射成型方法生产。管材生产工艺步骤:PPR原料真空吸送上料料斗贮存进料挤压成型冷却定型牵引切割检验入库管件生产工艺步骤:PPR原料输送上料料斗贮存进料加热熔融挤压注塑冷却定型开模检验入库33生产工艺参数管材挤出参数:(1)螺杆转速70-90rmin(高速线)(2)机筒温度分布(实际
7、测量温度以此为准)12区18019034区200210模具温度200牵引速度220mmin管件注射参数:(1)机筒温度分布机筒后部160170机筒中部200220机筒前部180200(2)喷嘴170190(3)模具4080PPR管生产过程中产生残次品,经破碎后可再次加以利用,这就提升了原料利用率,并可降低生产成本,提升经济效益。 现在,用国产设备也能生产PPR管,但存在以下缺点,因为PPR管生产过程中对管壁控制要求较高,国产设备厚度控制达不到引进设备水平,挤出机产量也较低,产品外管质量逊色部分。 5PPR管施工及应用传统镀锌钢管采取受压连接,PVC管和PE管以承插粘接方法连接,铝塑复合管和PE
8、X管采取铜质管件以受压连接(小口径PEX管也能够采取热熔连接)。而PPR管系统则采取一样材质管件,其价格低于铜质管件,管件和管材线膨胀系数一致,安装时将热熔机加热熔化后插接,操作简单方便,质量可靠,通常连接1个节点只需几秒钟。因为PPR管优越性能,所以,可广泛应用于饮用水系统、纯净水系统、冷热水系统,石油、化工中液体输送,食品工业中牛奶、饮料、果酱、酒类等输送及相关工业领域。在热水输送领域,PPR管已经能够和PEX管相媲美,而其加工要比PEX管轻易,PPR管可做得口径更大,达110mm管子,比PEX管和铝塑复合管要优越。PEX管内层交联聚乙烯含有交联剂(硅烷或过氧化物),而PPR管则符合食品卫
9、生要求。现在,中国PPR管关键用于纯净水和热水系统,如上海市纯净水系统就使用了相当数量PPR管。 单螺杆挤出机生产PPR工艺一.工作原理挤出机螺杆在电机带动下,经过减速箱传动,顺时针(从机头位置看)旋转时,从料斗垂直下来物料将顺着螺杆螺槽向前移动,在其向前移动过程中,受到机筒外部加热圈加热而使物料熔融,通常经过加料段,熔融段和均化段后,物料得以充足塑化而形成易成型熔融流体,再经过挤出模具后形成需要规格尺寸,经过定径套真空定型、喷淋冷却、进入牵引机牵引,并按工艺要求制品长度进行切割,再由存料台翻卸存料。二 结构概述 PPR生产用单螺杆挤出机,关键有螺杆、机筒、加热冷却部分、冷却水套、传动系统、机
10、头体、过滤板、机架、料斗、电气控制柜等部件组成。(1) 螺杆:是直接加工塑料,使塑料塑化关键零件,通常为右旋螺纹,依据所要生产塑料原料把它制成特有结构形式,当它顺时针旋转时,使塑料向前移动、搅拌及压缩,从而达成塑料充足均化要求。螺杆通常由优质氮化钢38CrMoALA制成,经氮化处理后达成很高硬度和很强耐腐蚀能力,所以螺杆含有很高耐磨、抗蚀特点。(2) 机筒:是容纳塑料及螺杆零件,通常它和螺杆之间有很小间隙,当螺杆旋转时。塑料和螺杆、机筒接触摩擦使塑料挤压、粉碎。机筒通常由优质氮化钢38CrMoALA制成,表面经氮化处理后达成很高硬度和很强耐腐蚀能力,所以和螺杆一样含有很高耐磨、抗蚀特点。(3)
11、 加热冷却部分:为使塑料塑化良好,需保持一定温度,机筒加热分四段分别控制,机头加热分七段分别控制,它们分别在0300范围内由PLC经模数转换后自动控制其温度,以满足工艺要求。为了使其不致过热和塑料温度过高时能快速冷却,在机筒上装有风机,能够分段自动控制通风进行冷却。料筒及机头温度由装在主机上显示器读得,并能够依据需求随时调整工艺设定温度;(4) 冷却水套:用于在入料口冷却塑料原料零件,在机筒入料口端部,为了预防塑料在下料过程中,因为加热热传导造成塑料原料粘接而影响了塑料原料下料 速度,挤出机正常工作时,冷却水套通循环水冷却;(5) 传动系统:是螺杆转动动力和桥梁,关键有电机、连轴器和减速箱组成
12、,为了适应多种规格塑料制品生产需要,螺杆应该含有不一样转速,本机采取名牌直流电机,经过高扭矩齿轮减速箱,并借助于进口名牌数字式直流调速器,使螺杆转速在10-120r/min之间平滑无极调速,电机转速及扭矩由装在主机上显示器读得,能够在显示器上预置转速等参数,由PLC控制转速达成设定值,并有过载保护及报警功效;(6) 机头体:用于连接模具零件,在机筒前端,它同机筒用螺纹连接,装拆方便;(7) 过滤板:在机筒前端放置有过滤板,依据产品及工艺需要在过滤板前装置不锈钢金属滤网,其作用是滤去杂质及增加其挤出阻力;(8) 料斗:用于储存塑料容积,通常由不锈钢制作,料斗下部有喂料挡板用于控制下料量。(9)三
13、 电气控制:电气控制分两部分:(1)电机转速控制:采取进口数字式直流调速器来控制直流电机运行,控制部分设置有:主机开启、停止控制按钮和速度调整按钮;在显示器上能直接读出转速预置及实际速度,并有主机扭矩报警、极限报警及超速报警自动停机等保护设备功效。设有故障报警灯铃,并设有红色故障急停自锁按钮,在危及人身或设备安全时,能够经过急停按钮使设备急停以保障安全和缩小事故范围。电控柜内有以下电气元件:总电源空气开关、直流调速器、三相交流进线电抗器、快速熔断器、交流接触器等,数字式直流调速器设置在出厂时已经调试好,假如需要重新调整请仔细阅读随机所付使用手册,按使用手册要求进行调整,切勿随意调整设置,以免造
14、成无须要损失。(2) 机筒加热冷却和机头加热控制:由进口PLCA/D模块对各段热电偶信号进行采样后,将模拟电压转换为数字量,再经过PLC进行运算后经过输出模块控制每段加热冷却。在显示器上能预设各段温度和温度上、下偏差,并显示各段实际温度。柜内设置有各段对应空气开关和交流接触器,PLC输出模块各输出点控制各自交流接触器通断来控制机筒和机头上加热圈通断达成加热目标,机筒部分还设有风机冷却装置,当某段温度过高时,由PLC输出模块使冷却风机控制用交流接触器接通,使风机转动向机筒送风,以达成冷却机筒目标。四 安装和调整: 机器到位后,先根据装箱清单检验机器及备件是否齐全,检验运输过程中可能发生机器损坏。
15、在安装现场根据生产安装图将各单机依次安装,然后仔细地调整主机、真空定型喷淋箱、牵引机、切割机及存料台之间中心高低,左右位置和各单机之间间距,检验外接气路、水路及电气接线是否正确。1、 依据机器重量,选择适宜起吊设备,通常见铲车和行吊。2、 机器在安装、搬运时,应将钓钩或铲车置于重心平衡,以免发生倾倒、脱落、损坏设备。吊运时要注意安全,谨防碰撞周围人、物。3、 保护油漆面,避免在油漆面示加保护情况下放置钓钩及铲运。4、 设备运转前,最好将减速箱内润滑油放净。5、 模具不许可装在挤出机上同时吊运。6、 在机器下部安装八块防震垫铁(用户自备),调整机器水平,并垫实垫铁。7、 安装拆下包装料斗或干燥机
16、(选配),上料机(选配),主电机风机罩等零件。8、 连接外电源:本机供电为三相四线制380AC,50HZ电源,用25线将外电源接入总电源空气开关上(如附机部分电源由主机引出则进线为50)9、 连接冷却水:用15PVC夹网软管和冷却水套进出水接头连接,用20PVC夹网软管和冷却器进出水接头连接。并检验水循环情况。10、 在主机料斗或干燥机(选配)料斗内放置磁力架(用户字备)。五、 首次开机准备工作:1. 认真阅读操作手册,不然不许可进行设备操作;2. 按设备平面部署图安放,调整好设备位置;3. 按安装图接好水、电、气路,高位水箱管路最好采取PP-R管连接;4. 在机出机减速箱中加入润滑油:A加油
17、时须过滤B润滑油为中级压齿轮油N150或其它粘度相同优质齿轮油; 5在主机料斗或干燥料斗内放置磁力架 6. 按所生产管材规格,装好口模、芯模、定经套、密封盘、密封垫等;交换件 7将牵引管放入设备中,注意放置牵引管时,不可强行推入,以免撞坏托辊架(尤其是大管); 8调整好真空定型机、喷淋箱托辊上下位置,以适应所所生产管材; 9调整好设备中心高及直线度; 11.调整各单机参数,以满足所生产管材要求 12.将手洗洁净,严禁脏手操作设备 13.将单机逐一开机试验、检验水、电、气路连接是否正确,机器运转是否正常(主机在生产厂家均经过试机,内部存有物料,必需升温至工艺温度并达成保温时间后方可开机)。14.
18、将机头加热电源插头一一对应插入在主机机箱右侧插座,检验是否完全插入。15.仔细检验机箱内多种电器元件接线有没有松动、脱落、保险丝和座之间有没有松动脱落等,经检验无误后断开全部空气开关。16、 打开冷却水套进水阀门,确保有冷却水循环。17、 打开主电源开关及机筒机头各短加热、冷却对应空气开关。18、 在显示器上对机筒机头各段温度预置值按工艺要求进行修改,然后在显示器上依据提醒打开各段温控开关。19、 将干燥机和上料机电源开关合上,上料后预热15分钟。20、 机筒、机头升温至工艺温度后,保温1.5小时后才能开启电机,在保温期内切勿强制开启主电机投料,以免损坏设备。21、 保温时间到后,打开喂料挡板
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