Introducere

Pentru o țeavă UHMWPE, transformarea polimerului într-un tub este doar prima parte a problemei de fabricație.

Partea mai grea este menținerea tubului consistent pe toată lungimea sa.

O țeavă poate avea diametrul nominal corect, având totuși variații în grosimea peretelui, densitatea, structura internă sau efortul rezidual. Aceste variații sunt strâns legate de ceea ce se întâmplă înainte ca materialul să ajungă la matrița de formare.

UHMWPE face problema mai complicată, deoarece greutatea sa moleculară extrem de mare îi conferă o vâscozitate foarte mare a topiturii și o fluiditate foarte slabă a topiturii. Acesta este unul dintre motivele pentru care UHMWPE este procesat în mod obișnuit prin turnare prin comprimare sau extrudare ram, mai degrabă decât tratat ca polietilena convențională într-un proces standard de extrudare.

Pentru extrudarea berbec, pulberea este compactată în trepte succesive și împinsă printr-o matriță încălzită. Rezultatul producției depinde nu numai de materialul în sine, ci și de cât de consistent pulberea este alimentată, compactată, încălzită și mutată prin sistemul de formare.

De aici începe uniformitatea peretelui.

Peretele conductei este construit înainte de a ajunge la matriță

Este ușor să presupunem că matrița de formare determină grosimea finală a peretelui.

Cu siguranță matrița determină profilul, dar materialul care intră în matriță a trecut deja prin câteva etape importante.

Pulberea UHMWPE intră în mașină și este compactată progresiv de un berbec alternativ. Fiecare mișcare a berbecului comprimă o porțiune de pulbere și împinge materialul consolidat către zona de formare încălzită. Braskem descrie acest lucru ca ambalare succesivă a pulberii și mișcare printr-o matriță încălzită, secțiunea matriță internă determinând profilul final.

Acest lucru creează o situație de producție foarte diferită de extrudarea obișnuită cu șurub.

Un extruder PE convențional transmite continuu o topitură de polimer care curge. În extrudarea berbec UHMWPE, materialul este mișcat în principal prin deplasare pozitivă și compresie.

Dacă încărcătura de pulbere este inconsistentă, condițiile de formare pot deveni, de asemenea, inconsistente.

Prin urmare, țeava nu poate fi controlată în mod corespunzător privind doar deschiderea matriței.

Ambalarea cu pulbere are un efect direct asupra procesului de formare

Înainte ca pulberea UHMWPE să devină o structură polimerică continuă, particulele de pulbere trebuie aduse în contact strâns.

Gradul și uniformitatea compactării influențează modul în care se comportă materialul în timpul încălzirii și consolidării ulterioare.

O încărcătură neuniformă de pulbere poate crea diferențe locale de densitate. Când materialul intră în secțiunea încălzită, aceste diferențe pot afecta cât de repede se consolidează diferite regiuni.

Acest lucru este relevant în special pentru produsele cu pereți groși.

O țeavă groasă UHMWPE nu se încălzește prin întregul perete instantaneu. Căldura trebuie să se deplaseze de la suprafețele încălzite către materialul din interiorul peretelui. UHMWPE are, de asemenea, o conductivitate termică relativ slabă, astfel încât distribuția temperaturii prin secțiune trebuie controlată cu atenție în timpul procesării. Cercetările privind prelucrarea UHMWPE arată că comportamentul termic al materialului și mobilitatea limitată a topiturii fac din condițiile de prelucrare o parte importantă a calității formării.

Prin urmare, obiectivul de producție nu este doar „încălzirea pulberii”.

Este de a realiza condiții termice suficiente pe toată secțiunea de formare, menținând în același timp presiunea și controlul dimensional.

Temperatura trebuie să fie suficient de ridicată, dar nu ridicată la întâmplare

UHMWPE nu răspunde la temperatură în același mod ca un polimer cu vâscozitate scăzută.

Punctul său de topire este de aproximativ 155 de grade, dar fuziunea completă a particulelor de pulbere necesită temperaturi de procesare mai ridicate, iar materialul are încă o fluiditate extrem de slabă chiar și peste punctul său de topire.

Acest lucru creează o fereastră importantă de procesare.

Dacă starea termică este insuficientă, particulele de pulbere pot să nu se consolideze în mod adecvat.

Dacă materialul este expus la condiții termice excesive sau rămâne la temperatură ridicată pentru prea mult timp, degradarea termică devine o problemă. Literatura de prelucrare notează, de asemenea, că UHMWPE are o conductivitate termică slabă, ceea ce poate provoca acumularea locală de căldură în interiorul materialului.

Prin urmare, pentru producția de țevi, problema nu este doar temperatura afișată pe un regulator de încălzire.

Materialul în sine trebuie să atingă condiția termică necesară pe secțiunea de formare.

Acesta este unul dintre motivele pentru care matrița încălzită este o parte importantă a procesului.

Matrița încălzită controlează timpul de rezidență

Matrița de formare face mai mult decât să ofere țevii forma sa finală.

Lungimea sa încălzită determină cât timp rămâne materialul compactat în condiții termice controlate înainte de a părăsi zona de formare.

Braskem identifică în mod specific lungimea zonei matriței încălzite, treapta berbecului și regularitatea mișcării berbecului ca factori care afectează rata de producție.

Luați în considerare ce se întâmplă dacă mișcarea berbecului se schimbă.

O mișcare mai rapidă modifică cantitatea de material care trece prin secțiunea încălzită pe unitatea de timp. Istoricul termic al materialului se modifică odată cu acesta.

O mișcare mai lentă face opusul.

Aceasta înseamnă că viteza de producție nu poate fi separată de controlul termic. Creșterea puterii fără a lua în considerare capacitatea de încălzire și lungimea matriței poate perturba condițiile necesare pentru o consolidare consistentă.

Din acest motiv, producția de țevi UHMWPE este un proces coordonat mai degrabă decât o simplă operațiune de „intrare, ieșire a pulberii”.

Mișcarea berbecului poate crea o pulsație a procesului

Există o altă caracteristică care este ușor de trecut cu vederea.

Un sistem de extrudare cu berbec folosește mișcarea alternativă mai degrabă decât rotația continuă a șurubului.

Berbecul înaintează, compactează pulberea și împinge materialul înainte. Apoi revine pentru următorul ciclu de încărcare și compactare.

Aceasta înseamnă că procesul conține o mișcare ciclică inerentă.

Cercetările privind extrudarea berbecului UHMWPE notează că alimentarea intermitentă și compactarea fac procesul tehnic cvasi-continuu și că acțiunea ciclică de ștanțare poate contribui la tensiunile reziduale în produsul extrudat. Au fost dezvoltate sisteme cu pistonuri multiple pentru a reduce pulsația și pentru a face procesul mai aproape de funcționarea continuă.

Pentru producția de țevi, menținerea mișcării stabile a berbecului este, prin urmare, importantă.

Dacă mișcarea este neregulată, presiunea și condițiile de livrare a materialului pot, de asemenea, să fluctueze.

Obiectivul nu este pur și simplu acela de a genera suficientă forță. Forța trebuie aplicată în mod repetat și consecvent.

Geometria matriței determină profilul final al țevii

Odată ce materialul a fost suficient consolidat și încălzit, acesta trece prin matrița de formare.

Secțiunea interioară a matriței stabilește geometria tubulară. În producția de țevi, aceasta include relația dintre diametrul exterior, diametrul interior și grosimea peretelui.

O modificare a geometriei de formare modifică distribuția materialului în jurul țevii.

Din acest motiv, designul matriței trebuie luat în considerare împreună cu materialul care intră în el. O matriță corectă teoretic nu poate compensa alimentarea instabilă cu pulbere sau compactarea inconsecventă în amonte.

De asemenea, matrița trebuie să reziste la sarcini mecanice substanțiale. Berbecul trebuie să depășească rezistența creată de materialul UHMWPE foarte vâscos și frecarea asociată procesului de formare. Braskem identifică puterea hidraulică și rezistența mecanică a componentelor extruderului printre factorii care afectează productivitatea și calitatea produsului.

Răcirea poate schimba dimensiunile finale

Țeava nu se oprește din schimbare de îndată ce părăsește matrița încălzită.

Răcirea face ca structura polimerului să se contracte și să se stabilească.

Pentru o secțiune tubulară, este posibil ca suprafața exterioară și suprafața interioară să nu experimenteze exact aceeași istorie termică. Prin urmare, viteza de răcire influențează stabilitatea dimensională și stresul rezidual.

Acest lucru devine mai semnificativ pe măsură ce dimensiunile conductei și grosimea peretelui cresc.

Obiectivul răcirii nu este pur și simplu să se răcească conducta cât mai repede posibil. Este de a aduce profilul format într-o stare dimensională stabilă, fără a crea diferențe termice inutile prin perete.

Acesta este, de asemenea, motivul pentru care echipamentele de răcire și modelare din aval sunt considerate parte a sistemului de extrudare a berbecului UHMWPE în sine.

De ce grosimea peretelui nu este controlată de un număr

Când cumpărătorii specifică o țeavă UHMWPE, grosimea peretelui este în mod normal dată ca o cerință dimensională.

În timpul producției, totuși, menținerea acelei grosimi a peretelui depinde de mai multe condiții de proces care lucrează împreună.

Acesta este motivul pentru care grosimea peretelui nu trebuie privită ca ceva care este „creat doar de matriță”.

Matrița definește geometria, dar stabilitatea întregului proces de formare determină cât de consistent este reprodusă acea geometrie.

Ce se întâmplă dacă procesul este instabil?

Instabilitatea procesului nu produce neapărat un defect evident imediat.

O țeavă poate părea netedă din exterior.

Cu toate acestea, procesarea inconsecventă poate afecta uniformitatea dimensională, consolidarea internă și stresul rezidual. Cercetările privind extrudarea berbec identifică în mod specific stresul rezidual ca o consecință a procesului de compresie intermitentă, recoacerea fiind utilizată în unele produse de extrudare pentru a reduce aceste tensiuni.

Acest lucru este deosebit de important pentru țeava UHMWPE, deoarece materialul este selectat pentru servicii solicitante, cum ar fi transportul de șlam abraziv.

Peretele conductei trebuie să-și mențină integritatea structurală în timp ce suprafața interioară este expusă la impactul continuu al particulelor și la uzura de alunecare.

Prin urmare, consistența în producție este legată de performanța serviciului. Rezistența excelentă la uzură a UHMWPE nu poate compensa calitatea slabă a formării.

Cum producătorii monitorizează procesul

O linie de producție stabilă necesită puncte de control pe tot parcursul procesului de formare, mai degrabă decât doar o inspecție dimensională finală.

Pulberea crudă necesită o hrănire constantă. Etapa de compactare necesită o mișcare stabilă a berbecului. Sistemul de încălzire necesită o capacitate suficientă și condiții termice stabile. Matrița de formare trebuie să-și mențină geometria sub sarcină mecanică. Răcirea trebuie să stabilizeze profilul finit.

Conducta finală poate fi apoi verificată pentru cerințele dimensionale și alte caracteristici de calitate specificate.

Această abordare este mai utilă decât să te bazezi pe o singură măsurare finală.

Dacă se constată că o țeavă are o abatere dimensională, înțelegerea secvenței complete de formare face posibilă investigarea dacă problema provine din alimentarea cu pulbere, compactare, încălzire, condiții de matriță sau răcire.

Concluzie

Fabricarea țevilor UHMWPE nu este doar o chestiune de încălzire a pulberii de polimer și de a o forța printr-o matriță.

Partea dificilă este menținerea unui mediu de formare stabil în timp ce un material cu greutate moleculară extrem de mare și fluiditate foarte slabă a topiturii este compactat, încălzit, consolidat și modelat.

În extrudarea ram, împachetarea pulberii, mișcarea ram, lungimea matriței încălzite, condițiile termice, geometria matriței și răcirea contribuie la structura finală a țevii.

De aceea, controlul calității peretelui conductei UHMWPE începe cu mult înainte ca materialul să ajungă la matrița finală de formare.

Pentru un producător de țevi pentru minerit, adevărata provocare de producție nu este doar producerea unei țevi UHMWPE cu dimensiunile potrivite. Produce acele dimensiuni în mod constant de la o secțiune de țeavă la alta, păstrând în același timp structura polimerului consolidat care conferă UHMWPE rezistența și duritatea la abraziune.

Cuvânt cheie principal:Procesul de fabricație a țevilor UHMWPE
Cuvinte cheie secundare:Producția de țevi UHMWPE, extrudarea țevilor UHMWPE, formarea țevilor UHMWPE, controlul grosimii peretelui UHMWPE, compactarea pulberii UHMWPE, extrudarea țevilor UHMWPE, controlul calității țevilor UHMWPE

Cerereun UHMWPECotația țevilorn

PentruȚeavă minieră UHMWPE, țeavă de oțel căptușită cu UHMWPE, coturi UHMWPE și flanșe de legătură, trimite-ne:

DN + PN + Tipul de suspensie + Concentrația solidă + Dimensiunea particulelor + Debitul + Lungimea conductei + Cantitate

Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd.

WhatsApp:+86 19937270645

E-mail: baibaili456@gmail.com

Wechat: +86 19937270645

Obțineți cel mai bun preț pentru conducta dvs. de șlam de măcinat.