Invoering

Voor een UHMWPE-buis is het maken van het polymeer tot een buis slechts het eerste deel van het productieprobleem.

Het moeilijkere deel is om die buis over de hele lengte consistent te houden.

Een buis kan de juiste nominale diameter hebben en toch variaties vertonen in wanddikte, dichtheid, interne structuur of restspanning. Deze variaties hangen nauw samen met wat er gebeurt voordat het materiaal de vormmatrijs bereikt.

UHMWPE maakt het probleem ingewikkelder omdat het extreem hoge molecuulgewicht het een zeer hoge smeltviscositeit en een zeer slechte smeltvloeibaarheid geeft. Dit is een van de redenen waarom UHMWPE gewoonlijk wordt verwerkt door middel van compressiegieten of ram-extrusie in plaats van te worden behandeld zoals conventioneel polyethyleen in een standaard extrusieproces.

Bij ram-extrusie wordt het poeder in opeenvolgende stappen verdicht en door een verwarmde matrijs geduwd. Het productieresultaat hangt niet alleen af ​​van het materiaal zelf, maar ook van hoe consistent het poeder wordt aangevoerd, gecomprimeerd, verwarmd en door het vormsysteem bewogen.

Dat is waar muuruniformiteit begint.

De pijpwand wordt gebouwd voordat deze de matrijs bereikt

Het is gemakkelijk om aan te nemen dat de vormmatrijs de uiteindelijke wanddikte bepaalt.

De matrijs bepaalt zeker het profiel, maar het materiaal dat de matrijs binnenkomt heeft al een aantal belangrijke fasen doorlopen.

UHMWPE-poeder komt de machine binnen en wordt geleidelijk verdicht door een heen en weer bewegende ram. Elke rambeweging comprimeert een deel van het poeder en duwt het geconsolideerde materiaal naar de verwarmde vormzone. Braskem beschrijft dit als opeenvolgende poederverpakking en beweging door een verwarmde matrijs, waarbij de interne matrijssectie het uiteindelijke profiel bepaalt.

Hierdoor ontstaat een heel andere productiesituatie dan gewone schroefextrusie.

Een conventionele PE-extruder transporteert continu een stromende polymeersmelt. Bij UHMWPE-ramextrusie wordt het materiaal voornamelijk verplaatst door positieve verplaatsing en compressie.

Als de poederlading inconsistent is, kunnen de vormingsomstandigheden ook inconsistent worden.

De pijp kan daarom niet goed worden gecontroleerd door alleen naar de matrijsopening te kijken.

Poederverpakking heeft een direct effect op het vormingsproces

Voordat UHMWPE-poeder een continue polymeerstructuur wordt, moeten de poederdeeltjes in nauw contact worden gebracht.

De mate en uniformiteit van de verdichting beïnvloeden hoe het materiaal zich gedraagt ​​tijdens daaropvolgende verwarming en consolidatie.

Een ongelijkmatige poederlading kan plaatselijke dichtheidsverschillen veroorzaken. Wanneer het materiaal het verwarmde gedeelte binnenkomt, kunnen deze verschillen van invloed zijn op hoe snel verschillende regio's zich consolideren.

Dit is vooral relevant voor dik-wandproducten.

Een dikke UHMWPE-buis warmt niet onmiddellijk door de hele wand heen. Warmte moet van de verwarmde oppervlakken naar het materiaal in de muur bewegen. UHMWPE heeft ook een relatief slechte thermische geleidbaarheid, dus de temperatuurverdeling door de sectie moet tijdens de verwerking zorgvuldig worden gecontroleerd. Onderzoek naar UHMWPE-verwerking toont aan dat het thermische gedrag van het materiaal en de beperkte smeltmobiliteit de verwerkingsomstandigheden tot een belangrijk onderdeel van de vormkwaliteit maken.

Het productiedoel is daarom niet simpelweg 'het poeder verwarmen'.

Het is bedoeld om voldoende thermische omstandigheden te bereiken in de gehele vormsectie, terwijl de druk en de maatcontrole behouden blijven.

De temperatuur moet hoog genoeg zijn -, maar niet willekeurig hoog

UHMWPE reageert niet op dezelfde manier op temperatuur als een polymeer met lage- viscositeit.

Het smeltpunt ligt rond de 155 graden, maar volledige versmelting van poederdeeltjes vereist hogere verwerkingstemperaturen, en het materiaal heeft nog steeds een extreem slechte vloeibaarheid, zelfs boven het smeltpunt.

Hierdoor ontstaat een belangrijk verwerkingsvenster.

Als de thermische omstandigheden onvoldoende zijn, kunnen poederdeeltjes mogelijk niet voldoende consolideren.

Als het materiaal wordt blootgesteld aan overmatige thermische omstandigheden of te lang op een hoge temperatuur blijft, wordt thermische degradatie een probleem. In de verwerkingsliteratuur wordt ook opgemerkt dat UHMWPE een slechte thermische geleidbaarheid heeft, wat lokale warmteaccumulatie in het materiaal kan veroorzaken.

Bij de productie van buizen gaat het dus niet alleen om de temperatuur die op een verwarmingsregelaar wordt weergegeven.

Het materiaal zelf moet de vereiste thermische toestand over het vormgedeelte bereiken.

Dat is één reden waarom de verwarmde matrijs een belangrijk onderdeel van het proces is.

De verwarmde matrijs regelt de verblijftijd

De vormmatrijs doet meer dan alleen de pijp zijn uiteindelijke vorm geven.

De verwarmde lengte bepaalt hoe lang het verdichte materiaal onder gecontroleerde thermische omstandigheden blijft voordat het de vormzone verlaat.

Braskem identificeert specifiek de lengte van de verwarmde matrijszone, de ramstap en de regelmaat van de rambeweging als factoren die de productiesnelheid beïnvloeden.

Bedenk wat er gebeurt als de rambeweging verandert.

Een snellere beweging verandert de hoeveelheid materiaal die per tijdseenheid door het verwarmde gedeelte gaat. De thermische geschiedenis van het materiaal verandert mee.

Een langzamere beweging doet het tegenovergestelde.

Dit betekent dat de productiesnelheid niet los kan worden gezien van de thermische controle. Het verhogen van de productie zonder rekening te houden met de verwarmingscapaciteit en matrijslengte kan de omstandigheden verstoren die nodig zijn voor consistente consolidatie.

Om deze reden is de productie van UHMWPE-buizen een gecoördineerd proces in plaats van een eenvoudige "poeder in, pijp uit"-operatie.

Rambeweging kan procespulsatie veroorzaken

Er is nog een kenmerk dat gemakkelijk over het hoofd wordt gezien.

Een ram-extrusiesysteem maakt gebruik van heen en weer gaande beweging in plaats van continue schroefrotatie.

De ram beweegt zich voort, comprimeert het poeder en duwt het materiaal naar voren. Vervolgens keert hij terug voor de volgende laad- en verdichtingscyclus.

Dit betekent dat het proces een inherente cyclische beweging bevat.

Uit onderzoek naar UHMWPE-ram-extrusie blijkt dat intermitterende toevoer en verdichting het proces technisch gezien quasi-continu maken, en dat de cyclische stempelactie kan bijdragen aan restspanningen in het geëxtrudeerde product. Er zijn meerdere-plunjersystemen ontwikkeld om pulsatie te verminderen en het proces dichter bij continue werking te brengen.

Voor de productie van buizen is het handhaven van een stabiele rambeweging daarom belangrijk.

Als de beweging onregelmatig is, kunnen ook de druk- en materiaalaanvoeromstandigheden fluctueren.

Het doel is niet simpelweg voldoende kracht te genereren. De kracht moet herhaaldelijk en consistent worden toegepast.

Matrijsgeometrie Bepaalt het uiteindelijke buisprofiel

Zodra het materiaal voldoende is geconsolideerd en verwarmd, gaat het door de vormmatrijs.

Het interne gedeelte van de matrijs bepaalt de buisvormige geometrie. Bij de productie van buizen omvat dit de relatie tussen buitendiameter, binnendiameter en wanddikte.

Een verandering in de vormgeometrie verandert de materiaalverdeling rond de buis.

Om deze reden moet het matrijsontwerp samen met het materiaal dat erin terechtkomt, worden beschouwd. Een theoretisch correcte matrijs kan de onstabiele poedertoevoer of inconsistente verdichting stroomopwaarts niet compenseren.

De matrijs moet ook aanzienlijke mechanische belastingen kunnen weerstaan. De ram moet de weerstand overwinnen die wordt gecreëerd door het zeer viskeuze UHMWPE-materiaal en de wrijving die gepaard gaat met het vormingsproces. Braskem identificeert hydraulisch vermogen en de mechanische sterkte van de extrudercomponenten als factoren die de productiviteit en productkwaliteit beïnvloeden.

Koeling kan de uiteindelijke afmetingen veranderen

De buis stopt niet met veranderen zodra deze de verwarmde matrijs verlaat.

Afkoeling zorgt ervoor dat de polymeerstructuur samentrekt en stabiliseert.

Bij een buisvormig gedeelte is het mogelijk dat het buitenoppervlak en het binnenoppervlak niet precies dezelfde thermische geschiedenis ervaren. De afkoelsnelheid beïnvloedt daarom de maatvastheid en restspanning.

Dit wordt belangrijker naarmate de buisafmetingen en wanddikte toenemen.

Het doel van koeling is niet simpelweg om de leiding zo snel mogelijk koud te maken. Het is bedoeld om het gevormde profiel in een stabiele dimensionele toestand te brengen zonder onnodige thermische verschillen door de muur te creëren.

Dit is ook de reden waarom stroomafwaartse koel- en vormapparatuur wordt beschouwd als onderdeel van het UHMWPE-ramextrusiesysteem zelf.

Waarom de wanddikte niet door één getal wordt bepaald

Wanneer kopers een UHMWPE-buis specificeren, wordt de wanddikte normaal gesproken opgegeven als maatvereiste.

Tijdens de productie hangt het handhaven van die wanddikte echter af van de samenwerking tussen verschillende procesomstandigheden.

Dit is de reden waarom wanddikte niet mag worden gezien als iets dat alleen door de matrijs wordt gecreëerd.

De matrijs definieert de geometrie, maar de stabiliteit van het hele vormingsproces bepaalt hoe consistent die geometrie wordt gereproduceerd.

Wat gebeurt er als het proces instabiel is?

Procesinstabiliteit leidt niet noodzakelijkerwijs onmiddellijk tot een duidelijk defect.

Een pijp kan er van buitenaf nog glad uitzien.

Een inconsistente verwerking kan echter de maatuniformiteit, interne consolidatie en restspanning beïnvloeden. Onderzoek naar ram-extrusie identificeert specifiek restspanning als een gevolg van het intermitterende compressieproces, waarbij gloeien in sommige extrusieproducten wordt gebruikt om deze spanningen te verminderen.

Dit is vooral belangrijk voor UHMWPE-buizen, omdat het materiaal is geselecteerd voor veeleisende toepassingen, zoals het transport van schurende slurry.

De buiswand moet zijn structurele integriteit behouden terwijl het binnenoppervlak wordt blootgesteld aan voortdurende deeltjesinslag en glijdende slijtage.

De consistentie van de productie is daarom verbonden met de serviceprestaties. De uitstekende slijtvastheid van UHMWPE kan de slechte vormkwaliteit niet compenseren.

Hoe fabrikanten het proces monitoren

Een stabiele productielijn heeft tijdens het vormingsproces controlepunten nodig, in plaats van alleen een laatste dimensionale inspectie.

Het ruwe poeder heeft een consistente voeding nodig. De verdichtingsfase heeft een stabiele rambeweging nodig. Het verwarmingssysteem heeft voldoende capaciteit en stabiele thermische omstandigheden nodig. De vormmatrijs moet zijn geometrie behouden onder mechanische belasting. Koeling moet het voltooide profiel stabiliseren.

Vervolgens kan de uiteindelijke buis worden gecontroleerd op maateisen en andere gespecificeerde kwaliteitskenmerken.

Deze aanpak is nuttiger dan te vertrouwen op een enkele eindmeting.

Als blijkt dat een buis een maatafwijking heeft, maakt het begrijpen van de volledige vormingsvolgorde het mogelijk om te onderzoeken of het probleem zijn oorsprong vindt in de poedertoevoer, verdichting, verwarming, matrijsomstandigheden of koeling.

Conclusie

De productie van UHMWPE-buizen is niet simpelweg een kwestie van het verwarmen van polymeerpoeder en het door een mal persen.

Het moeilijke deel is het handhaven van een stabiele vormingsomgeving terwijl een materiaal met een extreem hoog molecuulgewicht en een zeer slechte smeltvloeibaarheid wordt gecomprimeerd, verwarmd, geconsolideerd en gevormd.

Bij ram-extrusie dragen poederverpakking, rambeweging, verwarmde matrijslengte, thermische omstandigheden, matrijsgeometrie en koeling allemaal bij aan de uiteindelijke pijpstructuur.

Daarom begint het controleren van de kwaliteit van de UHMWPE-buiswand ruim voordat het materiaal de uiteindelijke vormmatrijs bereikt.

Voor een fabrikant van mijnbouwbuizen is de echte productie-uitdaging niet alleen het produceren van een UHMWPE-buis met de juiste afmetingen. Het produceert deze afmetingen consistent van het ene pijpgedeelte tot het andere, terwijl de geconsolideerde polymeerstructuur behouden blijft die UHMWPE zijn slijtvastheid en taaiheid geeft.

Primair zoekwoord:UHMWPE-buisproductieproces
Secundaire trefwoorden:UHMWPE-buisproductie, UHMWPE-ramextrusie, UHMWPE-buisvorming, UHMWPE-wanddiktecontrole, UHMWPE-poederverdichting, UHMWPE-buisextrusie, UHMWPE-buiskwaliteitscontrole

Verzoekeen UHMWPEPijpquotan

VoorUHMWPE-mijnbouwbuis, UHMWPE-gevoerde stalen buis, UHMWPE-ellebogen en verbindingsflenzen, stuur ons:

DN + PN + Type drijfmest + Vaste stofconcentratie + Deeltjesgrootte + Stroomsnelheid + Pijpleidinglengte + Hoeveelheid

Luoyang Zhengju nieuwe materialen Technology Co., Ltd.

Whatsapp:+86 19937270645

E-mail: baibaili456@gmail.com

Wechat: +86 19937270645

Ontvang de beste prijs voor uw slijpmestpijpleiding.