如何控制PE燃氣管管材質量與品質

1）原料干燥

使用黑色原料或批號不同的原料時，**烘干后才能使用，以避免因擠出量的波動和負載的波動，造成管材的壁厚波動。脫濕干燥機的原理是將熱風中的水分經過分子篩置換后，再用干燥風吹走原料中的水分，利用這種方法可以將原料中的水分降至0.01%以下，干燥溫度一般在80～100℃，干燥時間一般在2～3h，性能穩定的干燥機可以將干燥風的露點降至-30℃以下。對于管材需求方來說，管材廠家的干燥設備裝備水平是判別能否出質量穩定的管材的重要因素。

（2）重力計量系統和在線壁厚測量裝置

重力計量系統和在線壁厚測量裝置對大口徑厚壁管材具有重要意義。通過重力計量系統和在線壁厚測量裝置可以在管材出真空槽后及時進行測量和調整。

重力計量系統主要是通過電子秤控制落料量來控制每米的單重，控制信號主要來源于螺桿轉速和牽引速度，也可以在二者之間進行切換；建議通過控制螺桿轉速來控制落料量，在厚壁管材時，會避免信號失真造成的系統誤差。重力計量系統的控制精度可以達到0.2%。

如國內品牌全茂科技的超聲波測量裝置能夠實現***壁厚測量和缺陷檢測，但測量的管材外徑有限且較易受環境的影響。一方面，調整好壁厚偏差可以大大降低由于原料不穩定而壁厚不均勻產品的概率；另一方面，可使廠家在標準的范圍內盡量節省原料。

注意;我們一般還會使用手持超聲波測厚儀進行在線監測。

（3）工藝溫度的選擇

首先應該注意進入擠出機的料溫。由于擠出機的設計越來越多地考慮產量因素，大量使用帶有溝槽的強制進料段，這就要求進入擠出機的料溫不要太高。根據經驗，如果料溫為80℃，設備達到同樣的負載，產量要下降10%左右。建議在不影響產量的前提下，進入擠出機的料溫能夠降到50℃以下。機筒和模頭的工藝溫度**能夠連續、準確；這就要求控制系統具有**的控制能力和較強的穩定性。

機筒和模頭的加熱通常是通過控制面板設定加熱程序進行控制。加熱一般分為兩個階段，**階段僅給模頭加熱，將溫度升至160℃恒溫t1時間；**階段再將機筒和模頭同時加熱:模頭溫度直接升至工藝溫度并恒溫t1時間；而機筒需要先加熱到160℃，恒溫約t2時間后再加熱到工藝溫度并恒溫t2時間。鑒于加熱時間不論長或短均會導致開機廢品的增加，時間長會導致表面出現糊料，時間短會導致塑化不好；建議管材廠家根據實際情況制定工藝規程，對預熱和恒溫時間進行規范。

    表9   管材加工機筒、機頭各段（區）加熱溫度設置范圍    ℃

（4）產量的設定

考慮到設備的綜合輸出能力以及管材產量之間的矛盾，為延長設備的使用壽命，建議經濟產量設定為**產量的70%～80%；在縮徑比較大、壁薄以及靠近設備能力下限的產品時，建議經濟產量為**產量的50%～60%。

（5）表觀尺寸的控制

管材的表觀尺寸主要包括壁厚、平均外徑、長度和不圓度四個指標。根據***標準提供的數據，可以用下列公式估算聚乙烯壓力管材的外徑偏差和壁厚偏差。燃氣管**平均外徑dem，max=dn×1.006；水管**平均外徑dem，max=dn×1.009；燃氣管及水管的**壁厚ey，max=en×1.12；管材單重估算公式M=ρ×π×e×(d-e)。時將壁厚、外徑控制在下限和將壁厚、外徑控制在上限，燃氣管材的每米單重相差可達10%左右，水管的每米單重相差高達近20%。

一方面，在標準允許的范圍內，管材廠家可以有較大的空間在產品的質量和成本之間尋求一種平衡，以期既能滿足質量要求又能降低成本，這也就是為什么一些廠家在考慮工藝損耗后原料利用率又能超過***的原因；但另一方面，也為廠家出了個難題，在保證質量的前提下，到底按什么范圍進行才合適呢?按照標準的要求，管材尺寸的測量要在出管材24h后進行，且要求測試溫度為(23±2)℃；但在實際中，厚壁管材的下線溫度甚至能達到80℃，導致外徑和長度等指標的測量失真，管材質量問題不能及時擁有反饋，大量的廢品會隨之產生。

  擠出管材牽引正常后，啟動真空定型水箱上的真空泵，使通過定徑銅套的管材在真空的環境中被吸附在定徑筒套內壁上，根據管材的外徑允許偏差調節真空度。真空度越高，管材外徑越大，反之則小，一般定徑真空度應控制在-0.03MPa~0.06MPa的范圍內。定徑后的合格管材在牽引機的牽引作用下脫離定徑銅套進入冷卻水箱，經過噴淋冷卻或浸泡冷卻后被牽引出真空定型水箱和冷卻水箱，通過牽引機履帶運行傳動向印字機和切割機方向輸送。應嚴格控制真空泵的進出水量，切忌將真空泵當做水泵使用。

（6）口模和定徑套的匹配

A．線，口模**按照管材直徑一一對應，但在實踐為了解決一些原料加工問題，如中沙049原料在直徑160~250經常出現的魚鱗狀斑點會適當選用上一個直徑的模頭。原則上不會使用小一個規格的口模。

B．定徑套的選擇，設備廠家一般都配有SDR11以及SDR17兩種規格定徑套。如其他規格，我們一般用偏大的規格，如SDR13.6，選用SDR11。SDR21 、SDR26選用SDR17。使用偏大的定徑套一般會造成外徑變小。反之會造成外徑超大。在SDR26選用SDR17時，還會造成壁厚隨機波動。（也可能是模具原因）

（7）口模間隙的調整

理論上講，為獲得壁厚均勻的管材，要求芯模、口模和定徑套的中心在同一條直線上且口模間隙應該調整得均勻、一致。但在實踐中，外徑315mm以上的管材，尤其是厚壁管材時，熔體粘度難以支撐重力的作用，會出現熔體流垂現象，導致管材的上、下壁厚不均。所以，管材廠家通常要通過調節口模壓板螺栓來調整口模間隙，口模上間隙通常要大于下間隙。

（8）壁厚偏差的調整

壁厚偏差的調整主要通過手動方式進行。這需要人員具有一定的經驗。包括調整口模間隙及定徑套。

（9）控制檢驗

   管材開機正常后，工藝責任工程師應隨時用精度為0.02的游標卡尺對所管材的平均外徑、不圓度、壁厚及平均壁厚偏差按GB15558.1-2003的規定進行控制檢驗，發現問題時及時調整真空度、牽引速度、冷卻方式，牽引機履帶卡緊程度、模具、密封橡膠墊、擠出速度等，直到管材產品合格為宜。同時還要用手觸摸管材內壁是否光滑，察看管材色澤和色條是否符合要求，印字或噴字是否清晰，切割端面是否平整垂直，發現問題應及時調整主機真空度、溫度、擠出速度、噴墨機、切割機等。要隨時督促人員用標準長度的量桿檢查管材的定尺長度，用吹塵槍將管材內壁殘留的切屑吹凈，并進行端面清理。

  工藝責任工程師指定的過程檢驗人員負責對管材產品實現過程進行定期巡檢、監視和測量，所有工序設立的質量監控點，均應嚴格履行“首檢、巡檢、完工檢”的過程檢驗程序，過程檢驗人員按時作好過程監視和測量記錄，由工藝責任工程師簽名予以確認。