Podczas formowania wytłocznego tradycyjnych rur termoplastycznych kierunek płynięcia stopu jest równoległy do ​​osi rury, a plastikowe łańcuchy makrocząsteczkowe w ściance rury są zorientowane równolegle do osi rury. Wytrzymałość ścianki rury jest większa w kierunku osiowym niż w kierunku obwodowym. Kierunek obwodowy jest dwa razy większy niż kierunek osiowy, więc siła osiowa i obwodowa jest przeciwna naprężeniom osiowym i obwodowym. Formowanie przez wytłaczanie rur z tworzyw termoplastycznych obraca kierunek płynięcia stopu tak, aby był zbliżony do prostopadłego do osi rury. Plastikowy łańcuch makrocząsteczkowy jest głównie zorientowany wzdłuż kierunku obwodowego rury, dzięki czemu wytrzymałość obwodowa rury z tworzywa sztucznego jest większa niż w kierunku osiowym, dzięki czemu kierunki osiowe i obwodowe są spójne.

1 Wprowadzenie

Wynalezienie rur termoplastycznych ma ponad 70-letnią historię. Różnorodność, dozowanie, technologia aplikacji i technologia produkcji rur z tworzyw sztucznych poczyniły niesamowite postępy.

Jednak w przypadku formowania wytłocznego tradycyjnych rur termoplastycznych kierunek przepływu stopionego tworzywa sztucznego jest równoległy do ​​osi rury i zasadniczo nie nastąpiła żadna zmiana od ponad siedemdziesięciu lat. Wadą tego działania jest to, że plastyczne łańcuchy makrocząsteczkowe w ściance rury są zorientowane równolegle do osi rury, a wytrzymałość ścianki rury jest większa w kierunku równoległym do osi rury niż prostopadle do osi rury. Jest to dokładnie przeciwieństwo siły działającej na ścianę rury, gdy ciśnienie-Łożysko rura jest poddawana ciśnieniu wewnętrznemu. Zgodnie z analizą naprężeń ciśnienia-Łożysko rura, gdy rura znajduje się pod ciśnieniem wewnętrznym, naprężenie wytworzone w ściance rury na obwodzie jest około dwukrotnością naprężenia wytworzonego w ściance rury równoległej do osi rury.

Pierwotnie wytrzymałość plastiku była znacznie mniejsza niż metalu. Kierunek wyższej wytrzymałości plastycznej nie jest stosowany na obwodowej ściance rury, gdzie wytrzymałość rur z tworzywa sztucznego jest wysoka, ale spada w kierunku osiowym o stosunkowo niskich wymaganiach wytrzymałościowych. Istnienie zjawiska jest niewątpliwie wielkim marnotrawstwem. Różne tworzywa sztuczne mają różną wielkość tej anizotropii. Na przykład, TLCP, który jest najłatwiejszy do zorientowania, gdy stosuje się formowanie wtryskowe, wytrzymałość równoległa do kierunku płynięcia stopu jest około trzy razy większa niż wytrzymałość prostopadła do kierunku płynięcia stopu. To znaczy TLCP o wytrzymałości 150 MPa, gdy rura jest produkowana tradycyjną metodą wytłaczania, jej wytrzymałość użytkowa jest mniejsza niż 50 MPa.

Chiński patent CN101332667A ujawnia głowicę do wytłaczania długich rur z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym, a w szczególności dotyczy głowicy do wytłaczania rur okrągłych z tworzywa sztucznego, która jest instalowana na wytłaczarce z tworzywa sztucznego i ma właściwości spiralnego łączenia długich włókien szklanych w linii. Urządzenie posiada wejście włókna szklanego oraz urządzenie mieszające i rozprowadzające włókna i stopiony materiał oraz urządzenie obracające trzpień. Urządzenie mieszająco-rozprowadzające rękojeści z powodzeniem wprowadza pewną długość włókna szklanego potraktowanego środkiem sprzęgającym do stopionego tworzywa sztucznego. I spraw, aby włókno szklane było równomiernie zmieszane z nim, aby stało się mieszanym stopem włókno-plastiku. Urządzenie do obracania trzpienia matrycy realizuje przejście wytopu płynącego pomiędzy trzpieniem a matrycą z przepływu wzdłuż osi trzpienia do opływania trzpienia w kierunku spiralnym, aż do zestalenia. W rurze z tworzywa sztucznego wytłaczanej przez powyższe urządzenie cząsteczki polimeru i długie włókna szklane są zorientowane wzdłuż spiralnego kierunku osi, co znacznie poprawia wytrzymałość obwodową rury.

Jednak obwodowe ułożenie długich włókien szklanych we wspomnianej rurze z tworzywa sztucznego jest realizowane poprzez obrót trzpienia w matrycy, co wymaga dodatkowej mocy napędowej i odpowiednich urządzeń transmisyjnych (takich jak koło zębate regulacji prędkości trzpienia, łańcuch przenoszenia obrotu trzpienia Wspornik koła, obrotowy łańcuch transmisyjny trzpienia, obrotowy trzpień i koło zębate napędzane przekładnią) nie tylko zużywa energię, ale także ma skomplikowaną konstrukcję głowicy; ponadto jedną z niemożliwych do pokonania wad powyższego urządzenia jest to, że stopiony materiał obraca się wraz z trzpieniem i jest w trakcie stopniowego wypychania matrycy oraz chłodzenia i kształtowania, w półfabrykacie rury występuje naprężenie obrotowe. Dlatego też, oprócz ruchu liniowego rury, dodawany jest pewien rodzaj niepotrzebnego ruchu obrotowego, a naprężenie obrotowe zostanie zamrożone w ściance rury. Nie pozwala na to formowanie ekstruzyjne wszystkich rur z tworzyw termoplastycznych; ponadto temperatura topnienia większości procesów wytłaczania tworzyw sztucznych wynosi około 200 ℃, a niektóre nawet około 400 ℃, ciśnienie topnienia tworzywa w procesie wytłaczania Ciśnienie polimeru wynosi od kilku do kilkudziesięciu megapaskali stop wypełniony włóknem szklanym będzie z pewnością wyższy, co bardzo utrudnia uszczelnienie pomiędzy prętem rdzenia a gniazdem łożyska, co może powodować wyciek stopu i wpływać na normalne działanie sprzętu. I zwiększyć pracochłonność operatora, a czasem nawet doprowadzić do uszkodzenia sprzętu i innych sytuacji.

2. Formowanie przez wytłaczanie rur termoplastycznych

Stosowany jest głównie do formowania rur termoplastycznych. Tradycyjną metodą jest wytłaczanie. Jak wspomniano powyżej, podczas procesu formowania wytłocznego kierunek płynięcia stopu jest równoległy do ​​osi rury, a łańcuch makrocząsteczkowy jest również zorientowany równolegle do osi rury. Wytrzymałość ścianki rury jest większa niż prostopadła do osi rury. Aby poprawić wydajność rur z tworzyw sztucznych i nadać im nowe funkcje, zewnętrzna powierzchnia rur z tworzyw sztucznych jest często modyfikowana w celu poprawy wytrzymałości, twardości, modułu sprężystości lub odporności na tlen, przewodności antystatycznej i elektrycznej, ognioodporności itp. rur z tworzyw sztucznych. . W tradycyjnej metodzie powlekania przez wytłaczanie kierunek płynięcia stopu jest również równoległy do ​​osi rury.

Aby zmienić tę zacofaną technologię, firma Manrui De Automation System Co., Ltd. złożyła wniosek o patent PCT i uzyskała autoryzację Stanów Zjednoczonych, jak pokazano na rysunku 2. Korzystając z tej opatentowanej technologii, podczas procesu wytłaczania rur z tworzyw sztucznych, kierunek płynięcia stopu zmienia się z równoległego do osi rury na prostopadły do ​​osi rury, a orientacja łańcucha makrocząsteczek tworzywa sztucznego jest również zmieniana z równoległej do osi rury na prostopadłą do osi rury. , I stycznie do obwodu rury, wytrzymałość ścianki prostopadłej do osi rury jest większa niż równoległa do osi rury, a rura termoplastyczna wzmocniona włóknem również uzyska rzeczywiste wzmocnienie w kierunku prostopadłym do rury oś. Patent ten zapewnia kluczową technologię zmiany kierunku płynięcia stopu, a mianowicie głowicę maszyny do powlekania przez wytłaczanie zawierającą przegrodę oraz urządzenie do formowania rur z tworzywa sztucznego zawierające głowicę maszyny do powlekania.

Dwa strumienie stopu wytworzone po obu stronach przegrody płyną w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara i pokrywają zewnętrzną ścianę zarodka rurki utworzonej przez rurkę rdzeniową. Łańcuchy makrocząsteczkowe tworzywa termoplastycznego są zorientowane wzdłuż obwodu zarodka rurkowego. Pod wpływem osiowej prędkości liniowej wywieranej przez ciągnik na rurę dwa strumienie stopu utworzą układ krzyżowy, a kąt przecięcia jest określony przez prędkość pociągową i szybkość przepływu stopu.

Urządzenie do formowania przez wytłaczanie rur termoplastycznych (2, urządzenie do wstępnej obróbki surowca; 5, wytłaczarka podająca warstwę powłoki; 6, głowica do powlekania przez wytłaczanie; 7, urządzenie chłodzące do klejenia; 8, urządzenie trakcyjne; 9, urządzenie do zwijania gotowej rury; 10. Wytłaczanie rur rdzeniowych maszyna do formowania)

Formowanie przez wytłaczanie rur z tworzyw termoplastycznych jest realizowane w następujący sposób: W głowicy 6 do powlekania przez wytłaczanie znajdują się dwie przegrody, które są zasilane przez dwie wytłaczarki. Jedna przegroda odbiera stopiony i uplastyczniony stopiony polimer z wytłaczarki 10 i wytłacza rurkę rdzeniową, a druga przegroda odbiera stopiony i uplastyczniony stopiony polimer z wytłaczarki 5 i wytłacza go. Przykrywając rurę rdzeniową, gotową rurkę można otrzymać po schłodzeniu i ukształtowaniu.

Proces produkcji rur z tworzyw termoplastycznych opiera się na sile ciągnącej ciągnika, która doprowadza półfabrykat rury do urządzenia chłodzącego klejenie. Pod wpływem siły trakcyjnej dwa przeciwległe strumienie stopu utworzone przez przegrodę opłyną wokół trzpienia. Trajektoria spiralna jest rozciągana, tworząc sieć, którą można nazwać złożoną krzyżową. Wielkość kąta spirali jest określona przez stosunek prędkości wytłaczania do prędkości trakcji. Kąt spirali (krzyżowy kąt złożony), którego siła obręczy jest równa dwukrotności wytrzymałości osiowej, jest kątem idealnym. Gotowa rurka na rysunku 6 w rzeczywistości ma strukturę czterowarstwową, a łańcuchy makrocząsteczkowe w czterech warstwach są zorientowane wzdłuż obwodu rurki.

3. Zastosowanie formowania termoplastycznego do wytłaczania rur

TLCP charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, wysokim modułem, wysoką odpornością na ciepło, wysoką odpornością na uderzenia, wysoką odpornością na zużycie, wysoką ognioodpornością, wysoką barierą, odpornością na korozję, niskim pełzaniem, niską przewodnością cieplną itp. oraz wyjątkową wydajnością. Jednak jego łańcuchy makrocząsteczkowe są łatwo orientowane, a anizotropia produktu jest poważna, a wytrzymałość złącza spawanego bardzo różni się od złącza niespawanego, co ogranicza szerokie zastosowanie produktu. Rury TLCP lub rury ze stopów TLCP/TP są wytłaczane i powlekane technologią formowania przez wytłaczanie rur termoplastycznych. Makrocząsteczki TLCP w kształcie prętów będą zorientowane prawie prostopadle do osi rury. Ta orientacja zostanie odzwierciedlona głównie w wytrzymałości obwodowej rury. Z drugiej strony wady niskiej wytrzymałości spoiny zostaną zrekompensowane przez mieszanie krzyżowe.

Rurociąg parowy 3.1TLCP

W przypadku transportu pary o wyższej temperaturze, w porównaniu z rurami metalowymi, może zaoszczędzić wiele kosztów związanych z ochroną antykorozyjną i cieplną oraz ma długą żywotność; w porównaniu z tradycyjnymi metodami wytłaczania nośność rur może być ponad dwukrotnie większa.

3.2TLCP rurociąg do zbierania i transportu ropy naftowej

W porównaniu z rurami metalowymi może zaoszczędzić wiele kosztów antykorozyjnych, wiele kosztów ogrzewania i izolacji, a także ma długą żywotność; w porównaniu z tradycyjnymi metodami wytłaczania nośność rur może być ponad dwukrotnie większa.

3.3 Wkładka do pompowania szybu naftowego ze stopu TLCP/TPU

może być przystosowany do produkcji szybów naftowych w promieniu 5000 metrów, znacznie przekraczając 2500 metrów wykładziny UHMWPE i 3500 metrów wykładziny PEX.

Rura z tworzywa sztucznego z barierą tlenową ze stopu 3.4TLCP / PO

Doskonała wodoodporność, odporność na ciepło, działanie barierowe, właściwości mechaniczne itp., dwuwarstwowa struktura, wydajność przewyższa zastosowanie pięciowarstwowej rury z tworzywa sztucznego z barierą tlenową EVOH, łatwe do recyklingu odpady. (1, gotowa rura z tworzywa sztucznego; 2. urządzenie do przetwarzania surowca; 3. maszyna do podawania rur; 4. urządzenie do obróbki plazmowej podgrzewania powierzchni rury; 5. wytłaczarka; 6. głowica do powlekania wytłaczaniem; 7. urządzenie chłodzące kształtujące; 8. maszyna trakcyjna; 9. Rura z tworzywa sztucznego z barierą tlenową pokryta warstwą stopu TLCP / PO)

Prędkości linii podajnika rur 3 i prowadnicy rury 8 są równe, a półwykończone rury, które wymagają modyfikacji powierzchni lub dodania nowych funkcji, takie jak rury PEXb, rury PEXc i rury PEXa synchronicznie usieciowane, które wymagają pokrycia z warstwą bariery tlenowej są umieszczane w półproduktach. W maszynie do odwijania rur 1 odwijanie jest ciągnięte przez podajnik rur 3 i prowadnicę rury 8 i wchodzi do rury obróbka powierzchniowa urządzenie 4 do obróbki powierzchni rury. Metodą obróbki jest obróbka plazmowa, obróbka koronowa lub obróbka płomieniowa Następnie półwykończona rura po obróbce powierzchni wchodzi do głowicy powlekającej 6 i łączy się ze stopionym polimerem, który został stopiony i uplastyczniony przez urządzenie do przetwarzania surowca 2 i powłokę wytłaczarka warstw 5. W głowicy powlekającej 6 stopiony materiał płynie prostopadle do osi półfabrykatu rury i płynie w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara wzdłuż stycznej do zewnętrznej ściany półwyrobu rury. Po pokryciu zewnętrznej powierzchni półfabrykatu rura wchodzi do kształtującego zbiornika wody chłodzącej 7 w celu chłodzenia i kształtowania, a na koniec otrzymuje się rurkę z barierą tlenową z warstwą bariery tlenowej zmodyfikowaną przez powlekanie wytłaczane na powierzchni zewnętrznej, oraz jest zbierany na nawijarce produktu gotowego 9.

Przy użyciu urządzenia i stopu TLCP/PE możliwe jest wykonanie rurki PEX z barierą tlenową o strukturze dwuwarstwowej oraz rurki PERT z barierą tlenową; za pomocą urządzenia pokazanego na rysunku 7 i stopu TLCP/PP (lub PB-1) można wyprodukować dwuwarstwową rurkę PB-1 z barierą tlenową i rurę PP z barierą tlenową itp.
3.5 Rura o strukturze wielowarstwowej

Podczas formowania wielowarstwowego powlekania przez wytłaczanie, łatwo jest zrealizować łączenie warstw funkcjonalnych, takich jak rury drenażowe w rurach polietylenowych stosowanych w kopalniach węgla. Główne wymagania wydajnościowe i funkcjonalne każdej warstwy są następujące:

Rura wewnętrzna: wymagana jest głównie trudnopalność i odporność na ścieranie. W celu zmniejszenia dużej ilości środków zmniejszających palność i zmniejszenia właściwości mechanicznych dętki wewnętrznej, część żywicy polietylenowej o dużej gęstości można zastąpić niewielką ilością niepalnej żywicy TLCP, a ilość dodanego środka zmniejszającego palność jest zredukowany. , HDPE jest wzmocniony TLCP, co również poprawia odporność dętki na zużycie.

Rura z warstwą pośrednią: Wymaga głównie ognioodporności i właściwości mechanicznych. Bardziej niepalną żywicę TLCP można zastąpić żywicą polietylenową o wysokiej gęstości. Ilość dodawanego środka zmniejszającego palność jest zmniejszona, a HDPE jest wzmocniony przez TLCP.

Rura zewnętrzna: Wymaga głównie ognioodporności i antystatyki. W celu zmniejszenia dużej ilości środków zmniejszających palność i zmniejszenia właściwości mechanicznych rury zewnętrznej, niewielką ilość niepalnej żywicy TLCP można zastąpić częścią żywicy polietylenowej o dużej gęstości i dodać ilość środka zmniejszającego palność jest zredukowany, HDPE Został ulepszony przez TLCP, nawet jeśli jest to środek antystatyczny, który należy dodać, wpływ na właściwości mechaniczne rury zewnętrznej zostanie znacznie zmniejszony.

W celu wyeliminowania wzrostu kosztów surowców spowodowanego dodaniem dużej ilości TLCP, bardzo efektywne i konieczne jest dodanie wiskerów do receptury każdej warstwy. Ponadto może również sprawić, że materiał będzie wzmacniał, wzmacniał, hartował, zwiększał temperaturę spalania i zmniejszał ilość dymu. I tak dalej. Do każdej warstwy dodaje się TLCP i wąsy. Wytrzymałość obwodowa wielowarstwowej rury z polietylenu kompozytowego stosowanej w podziemnych kopalniach węgla, wytwarzanej przez urządzenie do formowania przez wytłaczanie rur z tworzywa termoplastycznego, została poprawiona, a grubość jej ścianki została zmniejszona. Zmniejsz koszt rur.

4. Wniosek

Formowanie przez wytłaczanie rur z tworzyw termoplastycznych zmienia orientację tradycyjnych łańcuchów makromolekularnych metodą wytłaczania i eliminuje wady głowicy obrotowej CN101332667A. Urządzenie nie ma ruchomych części, nie ma specjalnego uszczelnienia i nie zwiększy awaryjności sprzętu; Przepływ stopu przebiega zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, półfabrykat rury nie obraca się i nie ma wirujących naprężeń wewnętrznych; wytrzymałość obwodowa rury jest zwiększona, a nośność rury jest poprawiona. Ta technologia jest odpowiednia do produkcji większości rur termoplastycznych.

Link do tego artykułu:Formowanie przez wytłaczanie rur termoplastycznych

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

Precyzja 3, 4 i 5-osiowa Obróbka CNC usługi dla obróbka aluminium, beryl, stal węglowa, magnez, obróbka tytanu, Inconel, platyna, superstop, acetal, poliwęglan, włókno szklane, grafit i drewno. Zdolne do obróbki części do 98 cali. średnica toczenia. i +/- 0.001 cala tolerancja prostoliniowości. Procesy obejmują frezowanie, toczenie, wiercenie, wytaczanie, gwintowanie, gwintowanie, formowanie, radełkowanie, pogłębianie, pogłębianie, rozwiercanie i cięcie laserowe. Usługi drugorzędne, takie jak montaż, szlifowanie bezkłowe, obróbka cieplna, galwanizacja i spawanie. Prototyp i produkcja od małych do dużych ilości oferowana z maksymalnie 50,000 XNUMX sztuk. Nadaje się do zasilania płynów, pneumatyki, hydrauliki i zawór Aplikacje. Obsługuje przemysł lotniczy, lotniczy, wojskowy, medyczny i obronny. PTJ opracuje strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel, Zapraszamy do kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ) bezpośrednio do nowego projektu.