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HDPE中空壁缠绕管及挤出生产线
    摘要:针对城市污水处理和埋地排水管网的建设介绍HDPE中空壁缠绕管的性能特点及管材挤出生产线的工艺流程和设备构置。
    关键词: HDPE中空壁管缠绕管  环刚度挤出机 HDPE双壁波纹管    1 HDPE中空壁缠绕管的规格、性能特点、用途
    1.1中空壁管结构中空壁管属于全塑缠绕熔接管, 管材内壁基本光滑, 管材壁的几何形状和尺寸如图l。
    1.3 HDPE中空壁缠绕管的特点
   (l)化学性质稳定。耐酸、碱、盐能力强, 耐污水、废水及化学药品的腐蚀, 耐土壤中腐烂物质的腐蚀, 无锈蚀。
    (2)抗冲击。管材壁采用“ 工字型” 结构。耐冲击、耐压, 弹性变形大而不易破坏, 对任何地基都有很好的适应性。
    (3)耐老化, 管材通常为黑色, 可承受存放和施工过程中太阳的直晒。在管材设计过程中, 充分考虑了50年材质性能的衰减等因素。
    (4)适应温度范围广。在零下80℃到零上60℃ 的环境条件下, 管子不会冻破或膨胀漏水。
    (5)重量轻。是水泥管重量的1/8 , 便于运输, 施工方便, 不需大型施工设备。
    (6)连接方便。管材可先在沟外连接, 用挖土机推到沟中。在城市排水工程建设中, 可减少施工时间和工程费用。
    (7)耐磨性优越。比钢管、水泥管耐磨, 使用寿命长, 可达五十年。
    (8)输水量大。排水流通性优越、内壁光滑, 内壁糙率n 值约为0.001 , 因此, 输送流体时比摩阻小, 相对同内径水泥管在同等使用条件下, 输水量可提高4介袭:。因此可用内径较小的缠绕管替代内径较大的水泥管。
    (9)经济性: 原材料价位低, 施工、管理、维修费用低。
    (10)环保性: HDPE是无毒性原料, 对土地无害 对任何微生物都是非营养源, 并且完全能再生使用。是环保型绿色产品。
    1.4 用途可广泛应用于市政建设地下排水、排污管道; 远距离低压输水; 农业用灌溉水管道; 工厂及养畜场等的污水管道; 广场、运动场、高尔夫球场、道路的排水管道; 排水终末处理场、粪尿处理场; 通风管道及化工容器制作。 2HDPE中空壁缠绕管的环刚度选择
    2.1 环刚度是埋地排水管最重要的性能指标因为在埋地排水的应用中管材内是几乎无压力 的, 管材承受的负载主要是外压负载(包括动负载和静负载) 。如果管材的环刚度太小, 管材将发生过大变形或屈曲等破坏。所以选择的环刚度不够就不能保证产品的安全使用。反之, 如果环刚度选择得太高, 必然采用过大的截面惯性矩, 将造成用材料太多, 成本过高。目前国内结构壁管的竞争中价格是个重要因素, 而结构壁管的成本中材料成本占很大比例。所以必须要选择一个合适的环刚度(并在截面设计上设法在尽量减少材料的用量下实现这个环刚度) 。
    2.2环刚度的定义我们国家规定采用的“环刚度”指标是按照国际标准IS()9969的定义, 单位kN/mZ。环 从以上定义可以看出: 环刚度取决于中空壁管的材料(弹性模量) 、直径和截面惯性矩。根据用途等因素选定材料和直径后, 就凭截面的设计来实现对环刚度的要求。而管壁截面是由设备和模具来实现的, 设备模具做好后就很难改变。所以在投资定购生产线前必须认真选择要求的环刚度。我国的行业标准QB汀1916一93报批的国家标准中管材管件按下列公称环刚度分级:
    2.3 国内外埋地排水用结构壁管选择环刚度的情况我国早期引进设备生产的PVC双壁波纹管和加肋管(直径甲400毫米以下)大都选择了环刚度等于或大于skN/mZ, 在中国工程建设标准化协会标准草案“ 室外埋地硬聚氯乙烯排水管工程设计、施工及验收规程”2000/4送审稿:“一般情况下管材的环向弯曲刚度宜大于或等于skN/mZ。” 近年国外对于塑料结构壁管进行了大量的试验和研究, 根据这些试验研究的成果和几十年实际使用的经验, 证明塑料结构壁管在正确的设计和施工下, 可以使用比较低的环刚度, 也就是说可以更加经济。如果确实有根据可以采用较小的环刚度, 就可以明显地降低中空壁缠绕管的成本, 增加其竞争力。考虑到国内施工条件还比较落后, 使用埋地排水管还缺乏足够的经验, 目前选择环刚度保守一点比较安全。 3中空壁缠绕管的生产工艺流程及设备
    3.1 中空壁缠绕管生产工艺流程
    3.2中空壁缠绕管在生产、连接、施工应用等方面的优点德意利机械公司研制生产的HDPE中空壁缠绕管生产线使用以PE63和PE80级HDPE为基料, 采用挤出方型管缠绕方式, 同时通过挤出熔胶粘接, 可生产甲200一甲300 0mm规格系列的缠绕管。这种管材具有以下几个方面的优点:
    (l)同一规格的管材可具有不同的环刚度系列, 只需改变方型管的几何形状, 尺寸, 调整熔胶宽度, 方型管模具加工比较简单。
    (2)管材外壁平整, 连接方便冲6O0mm以下规格可用螺旋扭紧、外表焊接方式, 甲7O0mm以上规格可电热焊接, 连接成本低, 现场施工方便。
     (3)施工适于暗挖或旧水泥管穿管。明沟埋管可在路面连接后推人沟中, 施工速度快, 废管回收方便, 运输时可大管套小管, 工程综合造价低, 易于推广应用。 
    (4)设备投资小, 更换规格只需调整成型台直径和型管尺寸。
     3.3 青岛德意利设备的构成及特点德意利研制生产的中空壁缠绕管生产线是参照欧洲PrEN一13476一1排水管道标准, 参照德国、芬兰和韩国的技术, 在综合消化吸收的基础上创新提高, 自行设计研制开发的
    3.3 . 1设备构成
    (l)中空壁型管挤出机: 甲90一甲巧O长径比: 30:1
    (2)模头 (3)真空定径水槽: 长度6米 (4)冷却水槽: 长度6米 (5)熔胶挤出机: 甲65~甲120长径比: 30:1 (6)缠绕成型机缠绕管直径甲2 00 一甲22O0mm (7)冷却水槽 (8)切割机 (9)堆放架长度6米 (10)转运工具 (11)环刚度检测装置。 3 . 3 . 2设备特点:
     (l)型管挤出机采用专用减压BM高效螺杆, 可使用部分或全部回收料, 塑化质量好, 效率高。
    (2)熔胶挤出机采用意大利进口专用减速箱, 承载能力大、效率高、噪音低。传动扭矩大, 以利于提高塑化效果。
    (3)采用螺旋机头, 保证壁厚均匀, 无熔接痕。 (4)真空定型采用圆方型定型技术, 以保高速挤出。
    (5)挤出型管截面设计合理, 在相同环刚度条件下, 与韩国标准相比, 使缠绕管每米重量降低10%至 20%, 速度提高15%。
    (6)翻转架配有轴向移动装置, 缠绕管切断后能马上移开, 确保缠绕机正常工作。
    (7)整条生产线采用PLC控制系统, 生产操作自动化程度高
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