年产8000吨HDPEB型DN1200增强缠绕管生产车间初步工艺设计样本.docx
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1、毕业设计(论文)题 目 年产8000吨HDPE-B型DN1200增强缠绕管生产车间初步工艺设计 学 院 材料科学和工程学院 专业班级 高分子131班 学生姓名 指导老师 成 绩 6月14日郑 重 声 明本人呈交学位论文,是在导师指导下,独立进行研究工作所取得结果。全部数据、图片资料真实可靠。尽我所知,除文中已经注明引用内容外,本学位论文研究结果不包含她人享受著作权内容。对本论文所包含研究工作做出贡献其它个人和集体,均已在文中以明确方法标明。本学位论文知识产权属于培养单位。本人署名: 日期: 摘 要本设计是相关年产8000吨HDPE-B型DN1200增强缠绕管生产车间初步工艺设计,其中关键介绍了
2、厂址对比、原料选择和配方确实定、工艺步骤选择、物料衡算计算、设备型号选择等,同时也粗略介绍了车间部署及人员安排、厂房采暖通风照明、经济核实和公用工程设计。本设计选择关键原料是6100M,辅助原料是K1108,配料选择是碳酸钙和炭黑。选择建厂地方在西安市,选择工艺是热态缠绕成型,所用设备关键是单螺杆挤出机、波纹成型机和缠绕成型机。关键词:增强缠绕管;热态缠绕成型;单螺杆挤出机;缠绕成型机。AbstractThe design is about 8,000 tons of HDPE-B-type DN1200 enhanced winding pipe production workshop pr
3、eliminary process design, which mainly describes the site of the comparison, the selection of raw materials and formula to determine the choice of process, material accounting calculation, equipment Model selection, but also a rough introduction to the workshop layout and staffing, plant ventilation
4、 and ventilation lighting, economic accounting and public works design. The design of the main raw material is 6100M, auxiliary raw material is K1108, ingredients are selected calcium carbonate and carbon black. Choose to build the place in Xian, the selected process is hot winding forming, the equi
5、pment used is mainly single screw extruder, corrugated machine and winding machine.Key words : Reinforced winding; Hot winding forming; Single screw extruder; Winding machine目 录摘 要IAbstract第1章 绪论11.1 概述11.1.1 HDPE介绍11.1.2 HDPE-B型增强缠绕管介绍11.1.3 HDPE-B型增强缠绕管特征11.1.4 中国外克拉管发展历程和应用前景21.1.5 克拉管应用范围21. 2 设
6、计依据和指导思想31.2.1 设计依据31.2.2 指导思想31.3 设计标准31.4 产品规格31.5 厂址选择41.5.1 厂址选择基础标准41.5.2 厂址方案对比51.6 设计范围51.7 工作制度61.8 生产中故障分析及处理方法6第2章 配方设计62.1 产品关键性能要求72.2 产品性能指标72.3 主料选择72.4 辅料选择82.4.1 PP骨架管原料选择82.4.2 填充剂82.4.3 着色剂92.5 配方确实定9第3章 工艺步骤93.1 工艺步骤选择103.2 PP波纹管生产工艺步骤103.2.1 上料103.2.2 挤出成型103.2.3 波纹成型113.2.4 切割11
7、3.2.5 收卷113.3 克拉管生产工艺步骤113.3.1 配方料混合113.3.2 上料123.3.3 挤出成型123.3.3 缠绕成型123.3.3 冷却切削133.3.4 脱模修型133.2.5 装电熔丝143.2.6 检验入库14第4章 物料衡算144.1 物料衡算作用和意义154.2 工作时间154.3 物料衡算154.5 原料配方及各组分用料174.6 物料衡算步骤图18第5章 设备选型195.1 PP波纹管生产设备选型205.1.1 上料机205.1.2 挤出机205.1.3 波纹成型机215.1.4 切割机215.1.5 收卷机215.2 克拉管生产设备选型225.2.1 混
8、料设备225.2.2 上料机225.2.3 挤出机235.2.4 缠绕成型机245.2.4 切削机245.2.5 脱模机245.2.6 修型台245.2.7 绕丝机245.2.8 破碎机255.3 其它设备255.3.1 台秤265.3.2 环刚度仪器265.3.3 搬运车265.4 设备一览表27第6章 车间部署及人员安排276.1 车间部署286.1.1 生产工艺要求286.1.2 设备安装和检修286.1.3 生产车间部署286.2 照明设备部署296.3 生产人员安排29第7章 能量衡算297.1 能量衡算307.2 电能消耗30第8章 采暖、通风、照明308.1 采暖设计318.2
9、通风318.3 照明31第9章 经济核实339.1 购置设备费用339.2 购置物料费用339.3 能量消花费用339.4 建筑费用339.5 人职员资339.6 投资回收期34第10章 公用工程设计3410.1 防静电设计3510.2 防雷设计3510.3 实施方法3510.4 防火设计35结 论37参考文件38致 谢40第1章 绪 论1.1 概述1.1.1 HDPE介绍高密度聚乙烯(HDPE)也称低压聚乙烯,是一个白色粉末或颗粒状产品,无毒无味,密度为0.940.976g/cm3,结晶度达80%90%,软化点在125130内,使用温度可达100;熔化温度在120160内1。它含有良好耐热性
10、、耐寒性和化学稳定性,还含有较高刚性和韧性,机械强度、耐环境应力开裂性和介电性能均很好2。拉伸强度、硬度和蠕变性均优于低密度聚乙烯;但耐磨性、电绝缘性、韧性比低密度聚乙烯略差部分。在室温下,难溶于有机溶剂,耐酸、碱和多个盐类腐蚀3。 1.1.2 HDPE-B型增强缠绕管介绍HDPE-B型增强缠绕管又称HDPE缠绕B型管,高密度聚乙烯缠绕管,HDPE缠绕结构壁管,B型结构壁管,克拉管,以下简称为克拉管4。克拉管是以高密度聚乙烯(HDPE)树脂为关键原料,以聚丙烯(PP)波纹管为骨架管,采取热态缠绕成型工艺生产一个含有螺旋肋状异形外壁和平滑内壁新型结构塑料管材,也是一个新型柔性塑料管材,含有自重轻
11、、强度高、内壁光滑、耐磨损、耐腐蚀、耐压、耐老化、柔韧性好、抗冲击性强、卫生安全、本体连接、熔缝质量高、连接质量好、百分百无渗漏、施工快捷简便、使用寿命长、适用温度范围在70等特点5。1.1.3 HDPE-B型增强缠绕管特征产品轻便,便于运输。以特殊增强结构形式(由PP波纹管形成骨架作用)建立了良好承外力结构使得克拉管含有了良好性能,实现了产品轻量化6。在表面看来克拉管强度和刚度不如混凝土管,尤其是钢筋混凝土管,但在实际应用中因为克拉管属于柔性管,只要在设计、生产和施工过程中合理,它就能够和周围土壤共同承受外部载荷,在相同使用条件下较之其它管材质轻,运输方便,比水泥管、钢管施工更为方便、快捷、
12、安全、可显着降低经济成本7。克拉管米重比水泥管、铸铁管、钢管要小得多,管材轻量化使得施工作业愈加安全,降低了工人劳动强度8。产品输水量大,密封性能优良,耐磨损和耐腐蚀性好,使用寿命长。克拉管一另大优点是粗糙度小、输水量大。和其它同类型管材相比,能够取得较小流体阻力和较大设计流量9。在一样直径管材下,使用克拉管能够降低坡度,能够降低铺设工程量;在密封性方面,克拉管连接牢靠、可靠,无泄漏;而且弹性和韧性均良好,化学性质也稳定,能耐多个酸、碱腐蚀,耐磨损性优良,使用寿命长达50年10。产品有利于保护环境。在卫生和环境保护方面,克拉管材质卫生、无污染、无毒害,在产品生产全过程中没有任何污染物产生,使用
13、过废旧管也能够百分之百地回收利用,属于环境保护安全型绿色产品11。1.1.4 中国外克拉管发展历程和应用前景1998年,石家庄宝石克拉大径塑管企业从德国克拉企业完成第一套缠绕结构管设备和生产技术及产品引进,距今已经有时间12。在第一套国产缠绕结构管材成套设备推向市场,太原亚明企业已经为中国外用户提供了50台套设备。上海亚大管材企业在中国第一次引进德国宝库企业PP缠绕结构壁管材生产加工设备和应用技术。直到中国现有克拉管生产线80余台套,其中进口设备8台套。总设计能力在20万吨年,实际产能只有l0万吨年左右。中国缠绕结构管材发展已经有时间,在最近五年内发展快速,产能快速增加。现在中国克拉管生产线总
14、数量已经占世界该设备总数二分之一以上,不过整个缠绕结构管材在中国排污、排水管道领域所占百分比很低仅占1-2,伴随中国大力推广全塑型环境保护管材应用,缠绕管材竞争力得到了大幅度提升,使其拥有巨大发展空间。克拉管是经过优异生产工艺和技术,采取热态缠绕成型工艺,使得生产出来产品含有很好耐腐蚀性、韧性好、流动阻力小、重量轻、强度高等特点,这也是克拉管继U-PVC管道以后,成为世界上消费量第二塑料管道关键原因 13。在发达国家中,埋地排水管是市场潜力最大领域。克拉管是现在大口径埋地排水管领域替换混凝土管、铸铁管和钢管等传统管材最理想、工程业绩最好新型管材,关键被应用于市政排水、港口码头、石油化工、道路、
15、电力(核电)、冶金造纸等行业和大型工业及民用建设工程和排水排污工程14。在最近几年市场推广中,市场已经逐步认知克拉管在大口径埋地排水管领域优越性,所占市场份额快速成长。1.1.5 克拉管应用范围(1)市政给排水:现在克拉管内压可至12kg/cm2,是替换城市原有排水铸铁管和混凝土管最理想管材。(2)大型水利工程:关键被用来进行农田浇灌,长距离输水,库区抽淤。(3)石油化工:作为输油、输气管线。(4)煤炭工业:输煤工程及多种类型通风系统。(5)化学工程:流体输送管道(尤其是腐蚀性流体)和化学容器。(6)环境保护工程:污水处理、深海排污、排毒管道、垃圾场排污。(7)电力工程:循环水管道。(8)其它
16、工程:如在沙漠、沼泽、湖区等用来输送流体。1.2 设计依据和指导思想1.2.1 设计依据(1)严格遵照齐齐哈尔大学公布齐齐哈尔大学本科生毕业设计(论文)工作手册。(2)依据齐齐哈尔大学教研室修订高分子材料和工程系实践教学步骤文件汇编(3)依据指导老师下达毕业设计任务书及开题汇报,设计相关HDPE-B型增强缠绕管生产车间初步工艺任务说明书。1.2.2 指导思想利用中国外优异技术理论,成熟加工工艺步骤并加以合理改善,结合实际生产和综合考虑多种原因影响,来完成此次设计任务说明书,最终实现设计优异性和合理性。1.3 设计标准(1)熟悉并掌握设计基础要求和应该遵照基础标准。(2)论证设计方案,确定设计方
17、法和计算标准。(3)熟悉并掌握设计参数控制指标确实定方法和控制方案。(4)提出并处理工程项目对公共设施、环境影响及方法。(5)初步熟悉并掌握撰写设计说明书、可行性研究汇报和项目提议书基础内容和要求。(6)设计图纸要规范,要符合工程制图要求。1.4 产品规格GB/T 19472.2-要求了埋地用聚乙烯缠绕结构壁管材和管件定义、符号和缩略语、原料、管材分类和标识、连接方法和结构型式、技术要求、试验方法、检验规则、标志、运输和贮存15。依据GB/T 19472.2-,本设计生产克拉管规格是12009mm,单件长6米,管材环刚度SN为8,PP波纹管直径是80mm,PP波纹管螺距为120mm,PP波纹管
18、包覆厚度为6mm。本设计DN1200克拉管承插口加工尺寸见表1-1,管材结构见图1-1。表1-1 DN1200克拉管承插口加工尺寸 单位:管径承口直径插口直径DN120012361218图1-1 克拉管结构图1.5 厂址选择1.5.1 厂址选择基础标准(1)服从国家对工厂要求总体计划布局,遵守国家法律、法规,坚持基础建设程序。(2)利用土地要计划合理,既要考虑不占和少占耕地又考虑到后续发展空间要求。(3)注意选择厂址自然条件,避开洪水、台风、地震等自然灾难高发地域。(4)重视三废处理场地确实定,以预防对周围环境产生污染。(5)企业生产所需要各项资源能够落实,原料、辅助材料和燃料和水资源供给要经
19、济合理。(6)交通运输条件要便利经济。1.5.2 厂址方案对比本设计是年产8000吨HDPE-B型增强缠绕管生产车间初步工艺设计,选择在西安建厂理由以下(见表1-1 厂址方案对比)。表1-1 厂址方案对比地域位置安达市长春市西安市地价比较廉价相对廉价相对廉价交通便利交通发达交通发达水源水源较丰富排水方便水源丰富排水较方便水源丰富排水方便气候相对适宜比较适宜适宜资源条件资源丰富能源燃料多资源较丰富能源燃料多资源丰富销售市场销售空间通常销售空间通常销售空间大技术要求技术通常技术通常技术优异原料供给情况相对方便比较方便方便人力资源人力资源通常人力资源较丰富人力资源丰富结合以上分析,西安市是省会城市,
20、也是国家关键教育、科研和工业基地。西安拥有多所985工程类大学(如西安交通大学、西北工业大学)能够提供大量优异人力资源。西安地处中国陆地版图中心,是西北各省通往中原、华北和华东各地必经之路,交通十分发达。在全国区域经济布局上,西安作为陇海兰新铁路沿线上最大西部中心城市,是国家实施西部大开发战略桥头堡,含有承东启西、连接南北关键战略地位,是国家大力扶持城市之一。所以,本设计选择在西安建厂。1.6 设计范围本设计是年产8000吨HDPE-B型增强缠绕管生产车间初步工艺设计,在此简单介绍一下设计内容。其中关键包含工艺步骤选择,工艺参数确实定,物料衡算,设备选型,厂址选择,车间部署图和工艺步骤图等内容
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