Въведение

За UHMWPE тръба превръщането на полимера в тръба е само първата част от производствения проблем.

По-трудната част е да поддържате тази тръба постоянна по цялата й дължина.

Една тръба може да има правилния номинален диаметър, докато все още има вариации в дебелината на стената, плътността, вътрешната структура или остатъчното напрежение. Тези вариации са тясно свързани с това, което се случва преди материалът да достигне матрицата за формоване.

UHMWPE прави проблема по-сложен, тъй като изключително високото му молекулно тегло му дава много висок вискозитет на стопилката и много слаба течливост на стопилката. Това е една от причините UHMWPE обикновено да се обработва чрез компресионно формоване или чрез екструдиране, вместо да се третира като конвенционален полиетилен в стандартен процес на екструдиране.

За екструдиране на рама, прахът се уплътнява на последователни стъпки и се избутва през нагрята матрица. Производственият резултат зависи не само от самия материал, но и от това колко последователно прахът се подава, уплътнява, нагрява и движи през системата за формоване.

Оттук започва еднаквостта на стените.

Тръбната стена е изградена преди да достигне матрицата

Лесно е да се предположи, че матрицата за формоване определя крайната дебелина на стената.

Матрицата определено определя профила, но материалът, влизащ в матрицата, вече е преминал през няколко важни етапа.

Прахът от UHMWPE влиза в машината и постепенно се уплътнява от бутален уред. Всяко бутално движение компресира част от праха и избутва консолидирания материал към нагрятата формовъчна зона. Braskem описва това като последователно опаковане на прах и движение през нагрята матрица, като вътрешната секция на матрицата определя крайния профил.

Това създава много различна производствена ситуация от обикновеното шнеково екструдиране.

Конвенционален PE екструдер непрекъснато пренася течаща полимерна стопилка. При екструдирането на UHMWPE материалът се придвижва предимно чрез положително изместване и компресия.

Ако праховият заряд е непоследователен, условията на формоване също могат да станат непоследователни.

Следователно тръбата не може да се контролира правилно, като се гледа само отвора на матрицата.

Опаковането на прах има пряк ефект върху процеса на формоване

Преди UHMWPE прахът да се превърне в непрекъсната полимерна структура, частиците на праха трябва да бъдат поставени в близък контакт.

Степента и равномерността на уплътняване влияят върху поведението на материала по време на последващо нагряване и консолидация.

Неравномерният барутен заряд може да създаде локални разлики в плътността. Когато материалът влезе в нагрятата секция, тези разлики могат да повлияят на това колко бързо се консолидират различните региони.

Това е особено важно за продукти с дебели стени.

Една дебела UHMWPE тръба не се нагрява веднага през цялата си стена. Топлината трябва да се движи от нагретите повърхности към материала вътре в стената. UHMWPE също има относително ниска топлопроводимост, така че разпределението на температурата през секцията трябва да се контролира внимателно по време на обработката. Изследванията върху обработката на UHMWPE показват, че термичното поведение на материала и ограничената подвижност на стопилката правят условията на обработка важна част от качеството на формоване.

Производствената цел следователно не е просто „загряване на праха“.

Целта е да се постигнат достатъчни топлинни условия в цялата секция за формоване, като същевременно се поддържа налягане и контрол на размерите.

Температурата трябва да е достатъчно висока - но не произволно висока

UHMWPE не реагира на температурата по същия начин като полимер с нисък вискозитет.

Неговата точка на топене е около 155 градуса, но пълното сливане на прахови частици изисква по-високи температури на обработка и материалът все още има изключително слаба течливост дори над точката си на топене.

Това създава важен прозорец за обработка.

Ако термичните условия са недостатъчни, праховите частици може да не се консолидират адекватно.

Ако материалът е изложен на прекомерни топлинни условия или остане при повишена температура твърде дълго, термичното разграждане става проблем. В литературата за обработка също се отбелязва, че UHMWPE има лоша топлопроводимост, което може да причини локално натрупване на топлина вътре в материала.

Следователно при производството на тръби проблемът не е просто температурата, показана на нагревателния контролер.

Самият материал трябва да достигне необходимото топлинно състояние в цялата формовъчна секция.

Това е една от причините нагрятата матрица да е важна част от процеса.

Нагрятата матрица контролира времето на престой

Формовъчната матрица прави нещо повече от придаване на окончателната форма на тръбата.

Неговата нагрята дължина определя колко дълго уплътненият материал остава при контролирани топлинни условия, преди да напусне зоната на формоване.

Braskem специално идентифицира дължината на нагрятата зона на матрицата, стъпката на буталото и редовността на движението на бутана като фактори, влияещи върху скоростта на производство.

Помислете какво се случва, ако движението на овен се промени.

По-бързото движение променя количеството материал, преминаващо през нагрятата секция за единица време. Термичната история на материала се променя с него.

По-бавното движение прави обратното.

Това означава, че производствената скорост не може да бъде отделена от термичния контрол. Увеличаването на производителността без да се вземат предвид капацитетът на нагряване и дължината на матрицата може да наруши условията, необходими за последователно консолидиране.

Поради тази причина производството на тръби от UHMWPE е координиран процес, а не обикновена операция „прах вътре, тръба навън“.

Движението на таран може да създаде пулсация на процеса

Има още една характеристика, която е лесно да се пренебрегне.

Системата за екструдиране с рамен използва възвратно-постъпателно движение, а не непрекъснато въртене на винта.

Бутонът напредва, уплътнява праха и избутва материала напред. След това се връща за следващия цикъл на зареждане и уплътняване.

Това означава, че процесът съдържа присъщо циклично движение.

Изследванията на UHMWPE ram екструдиране отбелязват, че периодичното подаване и уплътняване правят процеса технически квази-непрекъснат и че цикличното щамповане може да допринесе за остатъчните напрежения в екструдирания продукт. Разработени са системи с множество бутала, за да се намали пулсацията и да се доближи процеса до непрекъсната работа.

Поради това за производството на тръби поддържането на стабилно движение на буталото е важно.

Ако движението е неравномерно, налягането и условията за доставяне на материала също могат да варират.

Целта не е просто да се генерира достатъчно сила. Силата трябва да се прилага многократно и последователно.

Геометрията на матрицата определя крайния профил на тръбата

След като материалът е достатъчно консолидиран и нагрят, той преминава през формовъчната матрица.

Вътрешната част на матрицата установява тръбната геометрия. При производството на тръби това включва връзката между външния диаметър, вътрешния диаметър и дебелината на стената.

Промяната в геометрията на формоване променя разпределението на материала около тръбата.

Поради тази причина дизайнът на матрицата трябва да се разглежда заедно с материала, който влиза в нея. Теоретично правилната матрица не може да компенсира нестабилното подаване на прах или непоследователното уплътняване нагоре по веригата.

Матрицата също трябва да издържа на значителни механични натоварвания. Бутонът трябва да преодолее съпротивлението, създадено от силно вискозния UHMWPE материал и триенето, свързано с процеса на формоване. Braskem идентифицира хидравличната мощност и механичната якост на компонентите на екструдера сред факторите, влияещи върху производителността и качеството на продукта.

Охлаждането може да промени окончателните размери

Тръбата не спира да се променя веднага след като напусне нагрятата матрица.

Охлаждането кара полимерната структура да се свие и стабилизира.

За тръбен участък външната повърхност и вътрешната повърхност може да не изпитат точно същата термична история. Следователно скоростта на охлаждане влияе върху стабилността на размерите и остатъчното напрежение.

Това става по-значимо с увеличаване на размерите на тръбата и дебелината на стената.

Целта на охлаждането не е просто тръбата да се охлади възможно най-бързо. Тя е за привеждане на формирания профил в стабилно оразмерително състояние, без да се създават ненужни топлинни разлики през стената.

Ето защо оборудването за охлаждане и оформяне надолу по веригата се счита за част от самата система за екструдиране на UHMWPE.

Защо дебелината на стената не се контролира от едно число

Когато купувачите определят UHMWPE тръба, дебелината на стената обикновено се дава като изискване за размери.

По време на производството обаче поддържането на тази дебелина на стената зависи от няколко съвместни условия на процеса.

Ето защо дебелината на стената не трябва да се разглежда като нещо, което е „създадено само от матрицата“.

Матрицата определя геометрията, но стабилността на целия процес на формоване определя колко последователно се възпроизвежда тази геометрия.

Какво се случва, ако процесът е нестабилен?

Нестабилността на процеса не води непременно веднага до очевиден дефект.

Една тръба все още може да изглежда гладка отвън.

Въпреки това, непоследователната обработка може да повлияе на еднаквостта на размерите, вътрешната консолидация и остатъчното напрежение. Изследванията върху екструзията на рама конкретно идентифицират остатъчното напрежение като едно следствие от процеса на прекъсване на компресия, като в някои продукти за екструдиране се използва отгряване за намаляване на тези напрежения.

Това е особено важно за тръбата от UHMWPE, тъй като материалът е избран за взискателна услуга, като транспортиране на абразивна суспензия.

Стената на тръбата трябва да поддържа своята структурна цялост, докато вътрешната повърхност е изложена на непрекъснат удар на частици и плъзгащо се износване.

Следователно последователността на производството е свързана с производителността на услугата. Отличната устойчивост на износване на UHMWPE не може да компенсира лошото качество на формоване.

Как производителите наблюдават процеса

Една стабилна производствена линия се нуждае от контролни точки през целия процес на формоване, а не само от окончателна проверка на размерите.

Суровият прах се нуждае от последователно хранене. Етапът на уплътняване се нуждае от стабилно движение на буталото. Отоплителната система се нуждае от достатъчен капацитет и стабилни топлинни условия. Формиращата матрица трябва да поддържа своята геометрия при механично натоварване. Охлаждането трябва да стабилизира готовия профил.

След това крайната тръба може да бъде проверена за изискванията за размери и други определени качествени характеристики.

Този подход е по-полезен от разчитането на едно крайно измерване.

Ако се установи, че дадена тръба има отклонение в размерите, разбирането на пълната последователност на формоване прави възможно да се проучи дали проблемът произхожда от подаване на прах, уплътняване, нагряване, условия на матрицата или охлаждане.

Заключение

Производството на UHMWPE тръби не е просто въпрос на нагряване на полимерен прах и прокарването му през матрица.

Трудната част е поддържането на стабилна среда за формиране, докато материал с изключително високо молекулно тегло и много слаба течливост на стопилката се уплътнява, нагрява, консолидира и оформя.

При екструзията с шайба прахово опаковане, движение на шайба, нагрята дължина на матрицата, топлинни условия, геометрия на матрицата и охлаждане допринасят за крайната структура на тръбата.

Ето защо контролирането на качеството на стената на тръбата от UHMWPE започва много преди материалът да достигне крайната матрица за формоване.

За производителя на минни тръби истинското производствено предизвикателство не е само производството на UHMWPE тръба с точните размери. Той произвежда тези размери последователно от една секция на тръбата до следващата, като същевременно запазва консолидираната полимерна структура, която придава на UHMWPE неговата устойчивост на абразия и издръжливост.

Основна ключова дума:Процес на производство на UHMWPE тръби
Вторични ключови думи:Производство на тръби от UHMWPE, екструдиране на UHMWPE, формоване на тръби от UHMWPE, контрол на дебелината на стената от UHMWPE, уплътняване на прах от UHMWPE, екструдиране на тръби от UHMWPE, контрол на качеството на тръби от UHMWPE

ЗаявкаUHMWPEКвота за тръбиn

ЗаUHMWPE минна тръба, UHMWPE облицована стоманена тръба, UHMWPE колена и свързващи фланци, изпратете ни:

DN + PN + Тип суспензия + Концентрация на твърдо вещество + Размер на частиците + Дебит + Дължина на тръбопровода + Количество

Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd.

WhatsApp:+86 19937270645

Имейл: baibaili456@gmail.com

Wechat: +86 19937270645

Вземете най-добрата цена за вашия тръбопровод за смилаща суспензия.