高密度PE外护管生产工艺及质量影响因素

 高密度聚乙烯(HDPE)外护管主要用于预制直埋保温管道的外护防腐，具有强度高、韧性好、抗老化、耐环境应力开裂且与保温层(硬质聚氨酯泡沫)有良好的结合性等优点。随着我国北方冬季供热地区使用预制直埋保温管道，高密度聚乙烯外护管的生产技术和产业规模得到飞速发展。由于高密度聚乙烯外护管生产工艺相对简单，因此生产厂家较多，但质量良莠不齐，主要存在以下问题：聚乙烯外护管壁薄、密度低、抗压强度不达标，易导致保温层损坏；无电晕处理等工艺，外护管与保温层粘结强度低、整体性差。本文对高密度聚乙烯外护管的加工工艺及质量影响因素进行探讨。

    1生产设备及加工工艺

    ①生产设备

    高密度聚乙烯外护管的主要生产设备包括塑料挤出机、牵引机、空气压缩机和封气机。塑料挤出机进行聚乙烯等多种热塑性塑料制品或半成品的加工。牵引机将高密度聚乙烯外护管由塑料挤出机机头匀速引出，形成成品。空气压缩机和封气机使高密度聚乙烯外护管内部保持一定的气压，便于定型。

    ②加工工艺

    高密度聚乙烯外护管加工工艺采用塑料挤出机将聚乙烯挤出成型。挤出成型一般分为塑化、口模成型、固化定性3个阶段。原料经过预处理后，通过上料装置进入塑料挤出机料斗中，在合理的机筒加热温度、螺杆转速下，将原料均匀塑化挤出。熔融的原料与事先加装封气机和电晕装置的引管在定径套内粘接牢固后，用牵引机将其匀速引出，形成高温管坯。高温管坯在冷却水槽中进行冷却时，采用空气压缩机向管内充气，并用封气机封闭管端保持管内气压。成品外护管根据长度要求截成管段。挤出成型可连续化、自动化生产，生产效率高，产品质量稳定。

    2技术标准

    高密度聚乙烯外护管产品标准为CJ/T114—2000《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》。各项性能指标及实验方法执行标准见表1。

                    表1各项性能指标及实验方法执行标准

     3产品质量的影响因素

    3.1原料配方

    高密度聚乙烯外护管的生产原料由基础聚乙烯树脂与抗氧化剂、稳定剂等助剂混合而成。经过研究，以单位质量聚乙烯颗粒为基准，得到以下配方：牌号2480聚乙烯颗粒质量为1000kg，抗氧化剂1010质量为0.2kg，抗氧化剂DLTP质量为0.2kg，硬脂酸钙质量为0.3kg，炭黑质量为30kg。

    3.2产品质量的影响因素

    ①原料的预处理时间

    聚乙烯为非吸水性材料，通常水分相当低。当原料中含有吸湿性颜料(如炭黑)时，原料含水量增大。水分不仅导致管材内外表面粗糙，还可能导致气泡出现。生产中我们采用塑料混炼机，对原料进行加温干燥。塑料混炼机每次处理原料30kg，原料的预处理时间对产品质量的影响见表2。

    表2原料的预处理时间对产品质量的影响

    随着原料预处理时间的延长，产品质量得到改善。这是由于随着预处理时间延长，一方面可使碳黑分散均匀，另一方面可使原料干燥失水。但预处理时间过长时，随着原料温度的增加，聚乙烯易降解，对产品的机械性能产生不利的影响，因此预处理时间不宜超过20min。