PE管材生產(chǎn)工藝指導(dǎo)書(shū)

1、HDPE管材生產(chǎn)指導(dǎo)書(shū)1、擠出原理塑料加工業(yè)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)型產(chǎn)業(yè)。它涉及到高分子化 學(xué)，高分子物理，界面理論，塑料機(jī)械，塑料加工模具，配方設(shè) 計(jì)原理及工藝控制等方面。擠出理論主要研究塑料在擠出機(jī)內(nèi)的 運(yùn)動(dòng)情況與變化規(guī)律。擠出機(jī)中塑料在一定外力作用下，于不同 溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的高聚物的三種物理狀態(tài)，與螺桿結(jié)構(gòu)，塑料性 能，加工條件之間的關(guān)系。從而進(jìn)行合理工藝控制。以達(dá)到提高 塑料制品產(chǎn)量與質(zhì)量的目的。塑料高分子材料，在恒定的壓力下 受熱時(shí)，于不同溫度范圍內(nèi)，出現(xiàn)玻璃態(tài)，高彈態(tài)，粘流態(tài)三種 物理狀態(tài)。一般塑料的成型溫度在粘流溫度以上。螺桿的旋轉(zhuǎn)產(chǎn) 生剪切力使塑料破碎；螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生推動(dòng)力使破

2、碎的塑料連續(xù) 前進(jìn)并因此產(chǎn)生擠出壓力；在擠出壓力作用下，過(guò)濾板和壓力所 及的其它部位產(chǎn)生反作用力 （ 即背壓 ） ，造成塑料的迥流和攪拌， 從而實(shí)現(xiàn)擠塑過(guò)程的全面均衡。這一作用過(guò)程正是塑料實(shí)現(xiàn)均勻 塑化的必要條件和充分條件。2、原料準(zhǔn)備我公司PE管材生產(chǎn)采用PE白色基料添加黑色色母料混合均勻生 產(chǎn)，現(xiàn)使用白色基料PE80級(jí)為茂名石化的TR480M PE100級(jí)為上 海石化的 YGH04；1 黑色色母料炭黑含量為 45-50%，現(xiàn)生產(chǎn)添加量 為 2.0-3.0% ；因使用本色樹(shù)脂，吸水性差，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，水分 含量基本滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，不必要進(jìn)行烘干；如使用黑色專(zhuān)用混配 料，因炭黑吸水性強(qiáng)，需對(duì)原料

3、進(jìn)行脫濕干燥處理。開(kāi)機(jī)時(shí)，為 保證開(kāi)機(jī)效果，不建議添加會(huì)用料；在以后的正式生產(chǎn)中，根據(jù) 設(shè)備，原料特性合理進(jìn)行添加， 添加用量為 10%-40%原料混合， 要 求高速均勻混合。添加會(huì)用料時(shí)，最好對(duì)會(huì)用料進(jìn)行干燥處理。3、工藝準(zhǔn)備a、加工溫度：依據(jù)HDPE原料特性，以及我公司設(shè)備特點(diǎn)，熔體 流動(dòng)速率為0.38g/10min(5kg,190 C)，熔指偏低，需較高的加 工溫度；因此機(jī)筒溫度設(shè)置為180222 C，按逐漸遞增設(shè)置， 機(jī)頭溫度設(shè)置為220240 C，遞增或平穩(wěn)設(shè)置均可，口模溫度 設(shè)置為220230 C，開(kāi)機(jī)時(shí)，應(yīng)該注意的是機(jī)頭入口和出口熔 體溫差不應(yīng)超過(guò) 20 度。因?yàn)槿垠w與金屬間較高

4、的溫度差將導(dǎo)致 鯊魚(yú)皮現(xiàn)象?？谀囟炔灰诉^(guò)高，過(guò)高容易出現(xiàn)“流涎”現(xiàn)象。 應(yīng)及時(shí)根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整各段溫度。藍(lán)色線(xiàn)共擠機(jī)各段溫 度逐漸遞增設(shè)置為180200 Cob、下游附件： 真空定徑水箱采用硬質(zhì)橡膠皮密封， 其內(nèi)孔直徑應(yīng) 為所生產(chǎn)管材外徑的 40 60%，確保嚴(yán)實(shí)密封，真空箱內(nèi)支撐 板應(yīng)根據(jù)管材規(guī)格選擇相應(yīng)大小，穩(wěn)固安置，如果生產(chǎn)周期較 長(zhǎng)，還應(yīng)在相應(yīng)支撐板上墊上軟質(zhì)布料，防止長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)出現(xiàn) 雜質(zhì)水垢管材劃傷現(xiàn)象；冷卻水箱擋水圈內(nèi)孔直徑應(yīng)為管材外 徑的 7090%，確保有效擋水，水箱支撐輪必須根據(jù)管材規(guī)格 調(diào)整至相應(yīng)檔位；牽引機(jī)、切割鋸、翻轉(zhuǎn)臺(tái)應(yīng)依據(jù)管材規(guī)格調(diào) 整至合理位置，保證生產(chǎn)順利

5、進(jìn)行，尤其是生產(chǎn)大口徑管材和 薄壁管材時(shí)，需合理調(diào)整牽引機(jī)檔位，設(shè)置牽引機(jī)壓力，時(shí)刻 關(guān)注牽引機(jī)運(yùn)行情況，防止?fàn)恳龣C(jī)打滑和壓扁管材現(xiàn)象發(fā)生。c、冷卻水溫應(yīng)控制15-25 C左右，開(kāi)機(jī)前檢查各冷卻水箱尤其是 真空槽內(nèi)的各噴淋嘴是否噴淋正常，如有異常及時(shí)維修清理； 檢查真空泵、各冷卻水泵運(yùn)行有無(wú)異常，及時(shí)排除影響生產(chǎn)的 不利因素。檢查牽引機(jī)、切割鋸運(yùn)行情況，如有不妥，及時(shí)調(diào) 整修理。d、穿設(shè)牽引管材時(shí)，應(yīng)對(duì)牽引管材進(jìn)行清洗，除去管材的雜物， 防止劃傷支撐輪和支撐板；穿設(shè)時(shí)，應(yīng)注意穿引速度，不得過(guò) 快，倒?fàn)恳俣葢?yīng)在 1.5 米/ 秒左右， 在進(jìn)真空槽以后， 應(yīng)及時(shí) 減慢倒?fàn)恳俣鹊陀?1.0 米/

6、 秒，同時(shí)必須有人專(zhuān)門(mén)關(guān)注各接 頭，防止碰撞頂壞相應(yīng)設(shè)備； 真空槽內(nèi)的牽引管最好一根整管， 不得有機(jī)頭或者破損穿孔，以便管徑及早成型；? 63 以下小口 徑牽引管的穿設(shè)可用手動(dòng)穿設(shè)即可。必須注意保證各接頭牽引 繩結(jié)實(shí)牢固， 不得在生產(chǎn)牽引時(shí)出線(xiàn)斷裂。 尤其需要注意的是， 開(kāi)機(jī)生產(chǎn)時(shí)，盡量采用同等規(guī)格的牽引管材，牽引管材與待生 產(chǎn)管材管徑不得差別過(guò)大。e、口模間隙調(diào)節(jié)： 管材壁厚是否均勻， 均大部分取決于模頭間隙 的調(diào)整，依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)， ?160（包括 ?160）以下管材的口 模間隙調(diào)節(jié)均可上、下、左、右均勻，即可基本保證管材壁厚 要求； ?200400 管材（特別是厚壁管材）因料坯自身流垂

7、比 較大，在生產(chǎn)時(shí)就必須合理調(diào)節(jié)口模上下間隙以保證管材壁厚 均勻，其口模間隙大體可調(diào)節(jié)在 1.0-2.5mm 左右，具體視擠 出設(shè)備、口模結(jié)構(gòu)、原料性能而定（主要影響因素為原料熔融 指數(shù)）。對(duì)于小口徑管材（?110以下）可憑肉眼管材進(jìn)行調(diào)節(jié)， 大口徑管材必須對(duì)口模間隙進(jìn)行精確測(cè)量， 確保合理口模間隙。f、開(kāi)機(jī)開(kāi)始前， 必須仔細(xì)清理整潔定徑套冷卻水環(huán)， 保證出水均 勻；合理調(diào)整定徑套位置，在口模間隙調(diào)節(jié)好的情況下，讓定 徑套和口模進(jìn)行對(duì)中，測(cè)量定徑套與口模邊沿上下均勻、左右 均勻，即為對(duì)中。4、開(kāi)機(jī)生產(chǎn)a、 各段加熱時(shí)，應(yīng)分階段加熱，即先每段溫度先加熱到120C, 恒溫30min后，在加熱到16

8、0C，在恒溫15min,最后加熱到工 藝溫度。b、待各段溫度達(dá)到工藝溫度后， 恒溫至少 30min 后，一直當(dāng)口模 處開(kāi)始出料后，再持續(xù)擠出 15mi n,排盡原空螺桿中氣體，停 止擠出，準(zhǔn)備開(kāi)機(jī)。使用PP-R生產(chǎn)線(xiàn)開(kāi)機(jī)時(shí)，需用PE本色樹(shù) 脂對(duì)擠出機(jī)原PP-R原料進(jìn)行清洗，清洗完畢后方可開(kāi)機(jī)。c、再次檢查各設(shè)備工作情況,人員組織情況,各種準(zhǔn)備工作,一 切就緒即可開(kāi)始開(kāi)機(jī)。d、啟動(dòng)擠出機(jī),先開(kāi)啟色線(xiàn)共擠機(jī)以 20轉(zhuǎn)的速度擠出 15-30min 后,即可以 5-10 轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)速度開(kāi)始擠出, 降低共擠機(jī)轉(zhuǎn)速至工 藝速度,觀察出料料胚,確認(rèn)加熱情況,料胚有無(wú)氣泡,料胚 是否光滑平整等, 根據(jù)觀察情況合

9、理調(diào)整工藝溫度,待料胚滿(mǎn) 足要求后，即可開(kāi)始制作開(kāi)機(jī)接頭，大口徑管材開(kāi)機(jī)最好采用 牽引管直接與料坯對(duì)接，減少開(kāi)機(jī)產(chǎn)生大量的異型管材。開(kāi)機(jī) 時(shí)，先在芯棒上涂抹潤(rùn)滑油，防止料坯粘接在芯棒上導(dǎo)致內(nèi)壁 質(zhì)量缺陷；先以5-10轉(zhuǎn)的主機(jī)速度開(kāi)啟主機(jī)，等待出料料坯 滿(mǎn)足接頭要求時(shí)，停止主機(jī)，將料坯從外向內(nèi)往芯棒壓實(shí)，以 較慢的速度及時(shí)將牽引管倒至管口插入料坯， 冷卻2-3分鐘后, 先開(kāi)啟主機(jī)，在開(kāi)牽引，按擠塑規(guī)程開(kāi)機(jī)，待接頭進(jìn)入定徑套 后及時(shí)開(kāi)啟冷卻水和真空泵。特別需要注意的時(shí)，制作接頭時(shí)， 部要出現(xiàn)裂縫和開(kāi)口，導(dǎo)致真空遲遲難以抽起。e、開(kāi)機(jī)生產(chǎn)開(kāi)始后，注意觀察各牽引管接頭，及時(shí)采取措施防止接頭產(chǎn)生碰、撞、

10、頂現(xiàn)象；當(dāng)每一根牽引管接頭通過(guò)牽引機(jī)以后，應(yīng)及時(shí)迅速的解除牽引繩，引導(dǎo)管材進(jìn)入切割鋸直到搭上 翻轉(zhuǎn)臺(tái)；及時(shí)打開(kāi)真空泵和真空箱冷卻水泵，冷卻水箱冷卻水 的開(kāi)啟必須注意在最后一個(gè)牽引接頭出冷卻水箱后再開(kāi)啟，防 止冷卻水進(jìn)入管材，影響管材質(zhì)量，直至影響模頭溫度，導(dǎo)致 開(kāi)機(jī)失敗。f、真空定徑。真空度的大小直接影響到管材的外徑尺寸， 真空度 一般控制在0. 02-0. 07MPa通常在滿(mǎn)足管材外觀質(zhì)量的前提下，真 空度應(yīng)盡可能低，這樣管材內(nèi)應(yīng)力小，產(chǎn)品在存放過(guò)程中變形 小。第一節(jié)的真空度相當(dāng)重要，主要起定徑作用，真空度要大 些，第二節(jié)、第三節(jié)的真空度可小些，能夠確保管材圓度即可。 一般情況下生產(chǎn)管材外徑

11、尺寸越大，要求的真空度就越高。及 時(shí)測(cè)量真空槽后管材外徑，合理判定后調(diào)整真空度，記錄相關(guān) 數(shù)據(jù)，以作以后正常生產(chǎn)參考使用。對(duì)于大口徑管材壁厚，最 好是在第一個(gè)冷卻水箱后打孔測(cè)量，以便及時(shí)調(diào)整，杜絕大批 量廢品的產(chǎn)生。生產(chǎn)時(shí)還有一個(gè)重要的數(shù)據(jù)需要及時(shí)調(diào)整及測(cè) 量，即管材不圓度，合格管材出真空槽后應(yīng)及時(shí)對(duì)管材進(jìn)行夾 持，并及時(shí)測(cè)量管材不圓度，及時(shí)調(diào)整，確保管材質(zhì)量，因管 材不圓度過(guò)大超標(biāo)，焊接時(shí)對(duì)接偏差大，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量； 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目中，雖未對(duì)不圓度進(jìn)行強(qiáng)制要求，但在 使用過(guò)程中，越來(lái)越受到重視，引起的質(zhì)量投訴也越來(lái)越多， 因此對(duì)不圓度指標(biāo)必須加以重視。g、冷卻定型。冷卻定型水溫度一般

12、在 15 一 25C為宜，冷卻水溫 度過(guò)高，將會(huì)延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，減慢冷卻速度，意味著熔融的原 料處于高溫的時(shí)間也將延長(zhǎng)，尤其是管材內(nèi)壁，這樣會(huì)加速原 料中抗氧化等添加劑的分解，降低管材的抗老化性能，同時(shí)對(duì) 管材的定型也有不利影響。相反，如果冷卻定型水溫過(guò)低，則 會(huì)使熔融態(tài)的PE管材外表面冷卻結(jié)晶速度過(guò)快，造成管材的 內(nèi)外表面溫差過(guò)大而使管材定型后產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力， 降低管 材的力學(xué)、物理性能（直觀體現(xiàn)為管材脆性大）。冷卻水流量 可通過(guò)流量計(jì)來(lái)控制，冷卻水流量過(guò)大，易使管材表面粗糙， 產(chǎn)生斑點(diǎn)、凹坑；過(guò)小也會(huì)使管材表面質(zhì)量變差，產(chǎn)生斑點(diǎn)， 冷卻水分布不均勻還會(huì)使管材產(chǎn)生不圓現(xiàn)象。h、開(kāi)機(jī)生產(chǎn)的各種

13、數(shù)據(jù)非常重要，必須如實(shí)、全面的記錄各 類(lèi)數(shù)據(jù)，包括工藝溫度、使用原料、擠出速度、定徑套型號(hào)、 真空度、冷卻水溫、真空槽后管材直徑、切割后管材直徑，牽 引速度、管材壁厚、不圓度，管材夾持程度等等。i、管材切割時(shí)，應(yīng)有專(zhuān)人觀察切割情況，出現(xiàn)夾刀和頂?shù)都?時(shí)處理，避免尾大不調(diào)而全線(xiàn)停機(jī)。管材切割后，因管材溫度 較常溫高，管材將冷卻收縮，內(nèi)應(yīng)力釋放等，冷卻后，管材尺寸將發(fā)生變化，尤其時(shí)管材外徑和管材長(zhǎng)度，主要原因有，一, 聚烯烴熔體冷卻過(guò)程中要發(fā)生結(jié)晶作用，結(jié)晶度及晶型與溫度 及熱歷史，放置的時(shí)間有關(guān)。第二，剛下線(xiàn)管材的溫度通常高 于常溫。第三，剛下線(xiàn)的管材內(nèi)應(yīng)力較大。為了達(dá)到性能及尺 寸的穩(wěn)定性，一

14、般的聚乙烯管材應(yīng)下線(xiàn)放置 24小時(shí)，可依照 相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測(cè)試。因此管材切割后和完全冷卻收縮后 的管材尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)測(cè)量記錄，并與過(guò)程中各種數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)， 這是以后正常生產(chǎn)最好的參考依據(jù)，必須整理歸納，完整保存。5、產(chǎn)品檢測(cè)與試驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)品檢測(cè)是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品的表面質(zhì)量、外形尺寸（外徑、壁厚、不圓度等）進(jìn)行的控制。管材外徑的控制大體可從以下幾處著手：a、真空槽后外徑數(shù)據(jù)的測(cè)量；b、切割以后的外徑 數(shù)據(jù)測(cè)量；c、放置一段時(shí)間幾乎完全冷卻定型后的外徑數(shù)據(jù)測(cè)量。 目前較先進(jìn)的生產(chǎn)線(xiàn)上配置有在線(xiàn)壁厚測(cè)量裝置和自動(dòng)口模對(duì)中 系統(tǒng)，如果沒(méi)有這些裝置就需使用工具測(cè)量管材的外徑。壁厚和 橢圓度等指標(biāo)，如不

15、符合要求應(yīng)及時(shí)對(duì)口模，對(duì)真空定徑進(jìn)行調(diào) 節(jié)直到能夠穩(wěn)定生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。最終產(chǎn)品的檢測(cè)是產(chǎn)品出廠 前必須要進(jìn)行的，除前面提到的表面質(zhì)量，外形尺寸檢測(cè)以外， 還要對(duì)管材產(chǎn)品進(jìn)行靜液壓強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、熱穩(wěn)定性等物理 性能指標(biāo)的檢測(cè).6、開(kāi)機(jī)總結(jié)在開(kāi)機(jī)過(guò)程中，必定會(huì)出現(xiàn)各種異常情況，及時(shí)做出相應(yīng)調(diào)整， 保證管材質(zhì)量合格。開(kāi)機(jī)時(shí)的調(diào)整措施、測(cè)量數(shù)據(jù)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)、 開(kāi)機(jī)的各種好的方式方法都必須及時(shí)總結(jié)歸納，這是我公司生產(chǎn) HDPE管材的第一手資料，尤為重要，在分析總結(jié)后妥善保存、并 形成相關(guān)資料，以供今后生產(chǎn)參考使用。7、HDPET材生產(chǎn)中常見(jiàn)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因和處理方法（附表） 表：HDPEf材生產(chǎn)中常見(jiàn)

16、現(xiàn)象的產(chǎn)生原因和處理方法常見(jiàn)現(xiàn)象產(chǎn)生原因推薦解決方法表面暗淡無(wú)光1.原料水分1.原料預(yù)處理2 .熔體溫度不合 適2.調(diào)整溫度3 .擠出機(jī)擠出的熔融物料不均勻3.增加背壓，用較細(xì)的 過(guò)濾網(wǎng)，設(shè)計(jì)適宜的螺桿 結(jié)構(gòu)4.定徑套過(guò)短4.加長(zhǎng)定徑套5 .口模成型段過(guò)5.加長(zhǎng)口模成型段。短表面斑點(diǎn)1.原料中有水分1.干燥原料2.水槽中的管子 上有氣泡2.消除氣泡。調(diào)整工藝溫 度外表面呈現(xiàn)光亮透 明的塊狀（俗稱(chēng)眼 晴）1.機(jī)頭溫度過(guò)高1.降低機(jī)頭溫度2.冷卻水太小或不足，或不均勻2.冷卻水開(kāi)大或清理定徑套管材光滑外表面規(guī)則的斑紋管材趨向粘附定徑套加大冷卻水流量清理水路或降速管材外表面深的波紋定徑套口模沒(méi)對(duì)中對(duì)

17、中，保扌寸疋徑相與口模在同一軸線(xiàn)內(nèi)表面粗糙1.原料潮濕1.原料烘干，或預(yù)處理2.芯模溫度低2.提咼溫度或延長(zhǎng)保溫時(shí)間3. 口模與芯模間隙過(guò)大3.換芯模4. 口模定型段太 短4.換定型段較長(zhǎng)的口模管內(nèi)壁波紋狀1.擠出機(jī)產(chǎn)量變化，下料不穩(wěn)1.降低螺桿喂料區(qū)溫度2.牽引機(jī)打滑2.調(diào)節(jié)牽引氣壓3.管材冷卻不3.調(diào)節(jié)水路均管內(nèi)壁有凹坑1.原料水分大1.原料預(yù)熱干燥2.填充料分散性差未塑化，雜質(zhì)2.換料，調(diào)節(jié)溫度，清潔原料管內(nèi)壁有焦粒1.擠出機(jī)機(jī)頭與口模內(nèi)壁不干凈1.清模2.局部溫度過(guò)高2.檢查熱電偶是否正常3. 口模積料嚴(yán)重3.清模，適當(dāng)降低口模溫 度外徑或壁厚隨時(shí)變化1.擠出速度變化1.檢杳牽引機(jī)2.牽引速度發(fā)生變化或打滑2.適當(dāng)提咼壓力3.下料不穩(wěn)（回料粒徑不均）3.原料過(guò)篩或造粒4.熔體的不穩(wěn)定 性4.提高料溫，降低線(xiàn)速度，增加?？陂g隙5.冷卻不均5.清理水路管材壁厚不均1. 口模沒(méi)對(duì)中1.調(diào)節(jié)口模同心2. 口模溫度不均2.調(diào)節(jié)溫度3.牽引機(jī)，定徑套，口模沒(méi)對(duì)中3.保持在同一軸線(xiàn)上4.定徑套與口模4.拉近距離距離太遠(yuǎn)熔接縫不良1. 口模成型段太 短1.使用較長(zhǎng)的口模成型 段2.熔融溫度低2.提高料溫3.模頭中塑料分散3.清理模頭4.機(jī)頭機(jī)結(jié)構(gòu)不合理4.更換或改造管材過(guò)早損壞穿孔1.水泡1.干燥原料2.氣泡2.除濕或降低溫度3