Какова необходимая температура воды для вакуумного калибровочного резервуара и резервуара для распылительной воды при производстве экструзии полиэтиленовых труб?

Требования к контролю температуры воды для вакуумных резервуаров для воды из полиэтиленовых труб и резервуаров для опрыскивающей воды:

Основные принципы можно резюмировать следующим образом: температура воды в резервуаре вакуумного регулирования диаметра должна поддерживаться на относительно высоком уровне, тогда как температура воды в резервуаре распылительного охлаждения должна постепенно снижаться; при этом разница температур между каждой ступенью должна строго контролироваться, чтобы предотвратить возникновение внутренних напряжений, короблений или поверхностных трещин в материалах трубопроводов в процессе охлаждения.

I. Вакуумный резервуар для воды (калибровочная секция)

Рекомендуемая температура воды: 30–50°C. Для обычных полиэтиленовых водопроводных труб малого диаметра температура обычно поддерживается в пределах 35–45°C; для толстостенных труб большого диаметра температуру предпочтительно поддерживать в пределах 45–50°С.

1. Почему температура воды не должна быть слишком низкой: ПЭ трубы, только что выдавленные из матрицы, еще находятся в расплавленном, мягком состоянии; если они вступают в прямой контакт с холодной водой, на стенках трубы может мгновенно образоваться твердая оболочка, в то время как внутренняя часть остается в расплавленном состоянии. Это может вызвать значительное внутреннее напряжение, делая трубы более восприимчивыми к растрескиванию и увеличивая риск деформации ползучести на более поздних стадиях обработки. Кроме того, быстрое охлаждение поверхностного слоя может привести к появлению поверхностных дефектов, таких как впадины, ямки и узоры «апельсиновой корки». Для толстостенных труб чрезмерная разница температур между внутренней и внешней поверхностями может еще больше ухудшить округлость трубы.

2. Типичные явления при слишком низкой или слишком высокой температуре воды: когда температура воды падает ниже 25°C, внутренние напряжения в материале труб увеличиваются, что делает трубы склонными к изгибу и увеличивает количество поверхностных дефектов; когда температура воды превышает 55°C, недостаточная охлаждающая способность замедляет скорость затвердевания стенки трубы, а эффект вакуума может привести к утончению стенки трубы, что впоследствии приводит к колебаниям наружного диаметра и чрезмерной овальности.

3. В вакуумной камере для формования используется теплая вода, что позволяет постепенно формировать твердую оболочку на поверхности материала трубы, одновременно используя отрицательное давление для стабилизации внешнего диаметра.

II. Резервуар для воды для опрыскивания (после охлаждения; обычно состоит из 1–3 зон распыления)

Следует принять поэтапный подход к охлаждению; прямое охлаждение холодной водой комнатной температуры за один этап не рекомендуется.

1. Первая ступень распыления расположена рядом с вакуумной камерой; температуру воды следует поддерживать в пределах 25–35°C, что служит в первую очередь переходным этапом охлаждения. На втором этапе опрыскивания температура воды должна поддерживаться в пределах 20–28°C. На заключительном этапе распыления может использоваться вода комнатной температуры (18–25°C) с целью окончательного снижения общей температуры трубопровода ниже 40°C перед переходом к этапу протягивания.

2. Следует отметить, что температура водопроводной воды летом может достигать 28–32°С, а зимой опускаться ниже 10°С. Зимой нельзя распылять холодную воду непосредственно на трубы, непосредственно выходящие из вакуумной камеры; если разница температур превышает 20°C, риск ухудшения качества значительно возрастает.

3. Целью секции напыления является постоянное облегчение теплопроводности от внутреннего слоя стенки трубы наружу, позволяя температурам внутри и снаружи всей трубы постепенно уравновешиваться, тем самым достигая полного затвердевания и исключая потенциальный обратный изгиб, который может возникнуть после последующих операций вытягивания и резки.

III. Ключевые различия между разными продуктами

1. ПЭ трубы для водоснабжения обычно представляют собой толстостенные трубы, рассчитанные на давление; для вакуумных камер температура воды предпочтительно должна находиться в более высоком диапазоне (40–50°C) в сочетании с сегментным распылением, при строгом контроле перепада температур для снижения внутренних напряжений и обеспечения долговременных статических гидравлических характеристик.

2. Для полиэтиленовых тонкостенных или трубопроводных труб из-за относительно тонкой толщины стенок и низкой теплоемкости температура воды в вакуумной камере может поддерживаться в пределах 30–40°C; в таких условиях параметры распылительного охлаждения могут быть соответствующим образом смягчены, хотя использование методов резкого охлаждения по-прежнему не рекомендуется.

3. К трубам ПНД большого диаметра обычно относятся трубы с номинальным наружным диаметром более 315 мм; эти трубы имеют большую толщину стенок и более высокую теплоемкость. Следовательно, необходимо дополнительно повысить температуру воды в вакуумной камере до 45–50°С, соответственно увеличить количество ступеней распыления и соответственно увеличить время охлаждения; в противном случае, если внутренняя стенка будет остывать слишком медленно, трубы могут легко деформироваться.

IV. Практические противопоказания

1. Подача низкотемпературной холодной воды непосредственно в вакуумный резервуар для воды строго запрещена, так как это является основной причиной растрескивания и деформации материалов трубопроводов; разница температур между вакуумным баком и первой секцией распыления не должна превышать 20°С; в противном случае риск нарушения целостности трубопровода резко возрастет. Кроме того, температура воды на выходе на конечной секции не должна быть слишком высокой; если трубопровод остается слишком гибким при входе в стадию тяги, он может чрезмерно растянуться во время тяги, что приведет к уменьшению толщины стенки.

2. При стабильной работе производства рекомендуется оборудовать вакуумную камеру блоком нагрева или теплообменника постоянной температуры, а систему распылительной циркуляции воды оборудовать градирней для контроля температуры.

3. Кроме того, в процессе производства необходимо обращать внимание на динамическую стабильность температуры воды: колебания температуры окружающей среды днем ​​и ночью, а также естественное повышение температуры резервуара для воды в результате непрерывной работы оборудования могут привести к отклонению фактической температуры воды от заданного диапазона. Поэтому операторам следует проводить регулярные проверки и фиксировать результаты, оперативно корректировать параметры терморегулирующего оборудования, не допускать значительных колебаний температуры воды.

4. При переходе на продукцию различных характеристик температура воды в каждой секции резервуара для воды должна быть отрегулирована заранее; только после стабилизации температуры следует запускать машину и вводить загружаемый материал, чтобы избежать несоответствия партии, вызванного несоответствием температуры воды требуемым стандартам.

5. Если жесткость воды на производстве чрезмерно высока, необходимо также регулярно очищать от накипи внутренние стенки резервуара для воды, чтобы предотвратить засорение накипью теплообменных трубок, что в противном случае может поставить под угрозу эффективность регулирования температуры.