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淺談塑料管材質量對地熱產業的影響

更新时间:2019-11-10 19:28人气:8303

當今世界的三大主題“節能”、“環保”、“質量”,已得到了各國當局的高度重視,我國也圍繞這些主題出台了各項政策,正在采取著各項措施 ,促進城鄉建設可持續發展。

新型塑料管道利用到北方冬季采熱係統,這項劃時代的革命已被人們所接受,它的節能與環保是其具有生命力的根本基礎,所以在引進的短短十年間,特別是在近五年來,其迅猛發展之勢是方興未艾,其采用的管材品種也從PB 、鋁塑複合管、PP-C(B)、PP-R ,發展到現在普遍使用的PE-Xa、PE-Xb、PE-Xc、PE-RT、銅管,特別是PE-Xa管材的利用量更為突出 ,據不完全統計,預訂將達到70%的地熱管材用量,為此,其管材質量的好壞將直接影響著全部地熱產業的良性發展,業內人士都在關注著這一題目,但是,又有幾家管材生產企業在專心地將質量題目上升至道德之高度來對待呢,今天唐山道誠管業公司願將PE-Xa管材的首要幾個質量控製關鍵技術先容給大家,希看能給這個產業及每個“地熱人”有所幫助 。

談PE-Xa管材的質量控製

為了確保管材質量,使管材的使用壽命真正達到50年以上,以更好的推動地熱產業的發展,做為管材的生產企業,應嚴格控製好管材的質量。

筆者憑六年來生產PE-X管材的經驗以為PE-Xa管材生產質量控製要點首要是如下幾項:

1.基料的選擇

性能優良、質量穩定的原料是生產高質量PE-Xa管材的首要條件,目前我國生產PE-Xa管材的專用料全部依靠於從韓國進口,韓國生產這類專用料的廠商有LG化學、湖南(HONAM)石油化學、三星綜合化學及大韓油化等幾家大型石化企業。假如是大規模生產,筆者建議廠家選用LG化學的XL1800及湖南石油化學的8100GX這兩個牌號的高密度聚乙烯粉料做為PE-Xa管材的基料。LG化學最早將PE-Xa管材及PE-Xa管材專用料XL1800從韓國引進中國,為了PE-Xa管材及地板采熱在中國的推廣付出了很大的心血,為我國地熱產業的發展做出了巨大的貢獻,LG化學的PE-Xa管材專用料的產銷量均居世界首位 ,產品質量相當穩定,供貨非常有保證,而且其售後服務體係非常完善,適合於大規模生產 。湖南石油化學是亞洲最早生產PE-Xa管材專用料的企業,產量也很大 ,生產出來的管材內在質量及外觀質量都很優良,但由於湖南石化8100GX這類專用料的銷售是靠一家韓國的代理公司(韓國BCF商社)做的,售後服務上較LG化學稍顯遜色,而且市場推廣力度不大。上述兩個廠家的專用業料在筆者的工廠均有過大批量的利用,全部通過了10000小時以上的熱穩定性試驗 。韓國其它幾個廠家因這類專用料的產量較小,在中國的推廣力度不大,經常在國內斷貨,所以不推薦大規模的廠家選用。

此外,筆者了解到南方一些小的作坊式廠家生產PE-Xa管材時,在專用基料中加進普通的低分子量的普通聚乙烯粉料以降低本錢,這類做法是相當不可取的,生產出的管材性能將會大打扣頭,終究會影響全部產業的發展,為了使地熱產業在我國健康發展,筆者號召各廠家及用戶及一些本能性能部分監視這類行為。

2.輔料的選擇與配方

PE-Xa管材的配方組份較少,而且全部是非汙染型無毒助劑 ,PE-Xa管材生產選用如下幾種助劑:

(1)交聯劑

二叔丁基過氧化物 DTBP 分子式C8H18O2

(2)主抗氧劑

推薦使用:抗氧劑1076(丙酸十八碳醇酯 ) 分子式C35H62O3

抗氧劑1076為酚類抗氧劑 ,是良好的非汙染型無毒抗氧劑。 與樹脂相容性好,抗氧性能高 ,耐洗滌,揮發性小 , 廣泛用於聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS 、聚氯乙烯、聚酯等塑料成品,最大的特點是該抗氧劑的熔點比較低,比較適應柱塞式擠出機這類不帶混***能的擠出工藝。有個別韓國的原料廠家提供的配方裏主抗氧劑選用抗氧劑1010,但經過筆者試驗 ,抗氧劑1010由於熔點太高,在Engel法工藝中利用時不能充份熔融,不但起不到利用的抗氧效果,而且還會在PE-Xa管壁內形成小的抗氧劑結晶塊,使管材的耐壓性能受到影響,以筆者鄙意,抗氧劑1010不適合Engel法的PE-Xa管。

(3)輔助抗氧劑

推薦使用抗氧劑DSTDP

抗氧劑DSTDP屬於輔助抗氧劑 ,與酚類抗氧劑(如抗氧劑1010、1076等)並用有協同感化,能夠大大進步酚類抗氧劑的抗氧效果

根據韓國湖南石化研究所提供的數據 ,單獨采用抗氧劑1076,而不采用輔助抗氧劑DSTDP生產的管材,其熱穩定性試驗(110℃ ,環應力2.5Mpa)的結果隻能達到7000小時,而同樣規格同樣壁厚的管材,采用的是組合抗氧劑配方,其熱穩定性試驗的結果全部能超過8760小時 ,筆者工廠生產的管材采用了組合抗氧劑配方,並根據韓國LG的配方進行了適當的調整,在國家化學建材測試中間通過了11500小時的熱穩定性試驗,在正常的工作條件下,其使用壽命可達65年。同時提醒各PE-Xa管的用戶,現在有各別小廠家為了降低本錢及進步管材的外觀質量,不使用上述兩種抗氧劑,這類管材的長期性能沒有任何保證,辯別的方法是 :加了抗氧劑的管材外觀稍顯發黃,透明度會降低,未添加抗氧劑的管材顏色青白,透明度較高,所以說選擇PE-Xa管材時不要過分的看中管材的外觀青白、透明,這類管材很有可能是未添加抗氧劑的產品。

3.原料的混合工藝的控製

(1)由於PE-Xa管材生產使用的是專用的柱塞式擠出機,這類生產工藝對原料沒有混***能 ,而輔料中的交聯劑及抗氧劑在HDPE平分散的是否均勻直接影響到管材的性能,這一點是靠混料工藝來控製的,為了確保管材的質量穩定,在混料過程中應做到如下幾點:

(2)混料時間:12—15分鍾

(3)混料機轉速:250—350rpm,假如條件許可,建議使用雙速混合機,在高速混合時加進輔料,混合3—5分鍾後改為低速混合。

(4)混料溫度:混合好的原料溫度應在30—35℃之間,溫度太低,不利於交聯劑在HDPE粉料中的分散,造成管材交聯不均勻,溫度太高則會使交聯劑揮發,造成管材交聯度過低,管材的熱強度降低,終究縮短管材的使用壽命。為了保證公道的混料溫度,建議使用帶水冷裝配的混合機。

4.工藝溫度的控製

(1)工藝溫度的設定原則——在不影響管材的交聯度及外觀質量的條件下,溫度設定的越低越好。

(2)模具前真個加料段(機體、轉接段)的溫度不能過高,最高不要超過180 ℃ ,否則將會出現預交聯現象,提早交聯的原料會覆著在轉接器內壁及分流錐處,時間一長就會造成碳化脫落,與管材一起擠出,在管壁內形成雜質,極易在施工打壓及使用過程中發生泄漏,同時建議各PE-Xa管材生產企業定期清理擠出機的轉接器及分流錐 。

(3)原料的配方是固定的,生產工藝溫度要根據管材的生產速度變化而進行適當的調整,隻有如許才能保證管材的交聯度穩定。

5.生產速度及交聯度的控製

(1)為了確保PE-Xa管材的長期性能,同時考慮生產廠家的生產效率,建議生產速度應控製在1.2—1.6米/分鍾。

(2)PE-Xa管材的交聯度並不是越高越好,之所以PE-Xa管材的交聯度要高於PE-Xb管材的交聯度,是由於要消除兩者因交聯結構不同對性能影響的差異,但交聯度過高會影響管材的耐壓性能,憑個人經驗,交聯度應控製在80%—85%的範圍以內。

(3)下麵是道誠的一組試驗數據 ,謹供參考:

(4)為了確保PE-Xa管材的長期性能,同時考慮生產廠家的生產效率,建議生產速度應控製在1.2—1.6米/分鍾。

(5) PE-Xa管材的交聯度並不是越高越好,之所以PE-Xa管材的交聯度要高於PE-Xb管材的交聯度 ,是由於要消除兩者因交聯結構不同對性能影響的差異,但交聯度過高會影響管材的耐壓性能,憑個人經驗,交聯度應控製在80%—85%的範圍以內。

(6)下麵是道誠的一組試驗數據,謹供參考:

交聯度

生產速度

常溫爆破壓力

試樣一

85%

1.4m/min

4.5Mpa

試樣二

85%

1.8m/min

4.0Mpa

試樣三

80%

1.5m/min

4.4Mpa

試樣四

95%

1.5m/min

3.8Mpa

6.管材的出廠檢驗

管材的出廠檢驗應嚴格按照GB/T18992.2—2003標準要求的項目進行檢驗,對於各檢驗項目在此不逐一贅述了,對於標準沒有提到關於壁厚偏差率的題目,我建議各生產企業可能參考行業標準CJ/T205—2000要求的,壁厚偏差率不大於14%,具體核算公式如下:

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