厚肉大径パイプ：パイプ押出時のたわみを防ぐ方法

寧波方力技術有限公司です機械装置メーカー約30年の経験を活かし、プラスチックパイプ押出装置, 新しい環境保護と新材料設備。 Fangli は創業以来、ユーザーの要望に基づいて開発してきました。継続的な改善、コア技術の自主研究開発、先進技術の消化吸収等により、塩ビ管押出ライン,PP-Rパイプ押出ライン, PE給水・ガス管押出ライン、中国建設省によって輸入製品の代替として推奨されました。 「浙江省一流ブランド」の称号を獲得しました。

630mmから1,200mmまでの大径パイプの多用途化に伴い、押出時のダレなどのトラブルを防ぐ大径パイプに適したPE100材の開発が進んでいます。

大口径厚肉 HDPE パイプ (肉厚 75 mm 以上) の押出成形では、樹脂溶融強度が不十分なためにたるみが発生するため、仕様内の寸法を維持することが困難です。

HDPE パイプの直径が押出中に増加すると、次のようになります。

・厚みが増します。

·パイプは内部およびコア内から効果的に冷却されません。

・線速度が低下します。

大口径パイプの製造には通常 3.3 時間かかり、次のようなさまざまなセグメントが含まれる場合があります。

·異なる結晶化度。

·異なる厚さ;

・水分量の違い等

結晶化度の発達:

ほとんどの HDPE 押出プロセスでは、結晶化の 60% ～ 80% が加工の冷却段階で発生し、加工後 1 週間以内に 90% も発生します。周囲温度によっては、残りの結晶化が完了するまでに数か月かかる場合があります。ただし、結晶化は安定した結晶構造が達成されるまで継続します。

パイプ押出成形におけるたるみの問題:

厚肉パイプの場合、管壁の内側が長時間溶融状態に留まり、サグと呼ばれる下向きの溶融流が発生します。

パイプの押出成形におけるたるみは、パイプの肉厚に重大な不均一を引き起こし、楕円率を増加させてパイプの同心度をずらし、パイプの底部に材料の無駄を生じさせ、余分な製造コストを追加し、最終製品の品質を最適化しない原因となる可能性があります。

サグは大口径厚肉パイプの製造で常に発生し、冷却水によって凍結する前のパイプの上部から下部への材料の流れです。

パイプ押し出し成形のたるみを解消するには 2 つの方法があります。

a) ダイのギャップをオフセットすることによって – ただし、これには時間がかかり、常に追加の材料の使用と厚さの変動につながります。ダイをオフセットすると、底部の肉厚が厚くなるのを防ぐこともできます。

b) たわみの少ない HDPE 素材を使用し、冷却プロセスを最適化することによって。低い剪断応力で高い粘度を有する二峰性ポリエチレン組成物は、ポリマー溶融物の垂れ下がり挙動を改善すると考えられている。パイプはリング状のダイを通して押し出され、内面と外面の両方が冷却されます。

ダイギャップをオフセットする:

パイプ押出プロセスでのたるみを軽減する従来の方法は、許容可能な肉厚プロファイルが達成されるまでダイスの偏心を手動で調整することでした。この退屈な試行錯誤の手順では、適切なプロファイルを取得するまでに最大で数回の試行が必要になる場合があります。労力を最小限に抑え、たわみの影響を補償するために、押出を開始する前に、ダイのギャップがダイの上部で大きくなり、底で小さくなるようにダイ ギャップが調整されます。

超音波インライン厚さ測定器を使用し、互いに90°で4つの位置を配置し、厚さの変化を画面上に表示できます。あるいは、ポータブル機器を使用してパイプのさまざまな場所でインライン厚さを測定することもできます。厚さの変化を把握したら、セグメント化されたヒーターの温度を適切に変更することで厚さを微調整し、厚さを制御して無駄を省き、品質を向上させることができます。

低サグHDPEとは何ですか?

最新の「低垂れ」樹脂により、以前よりも大きな直径と厚い壁のパイプを製造できるようになりました。肉厚100mmの大口径圧力パイプ(最大1,200mm)に対応し、既存のラインと標準調整されたダイヘッドで押出できる、低垂れ挙動と加工性のバランスが改善された特殊なポリエチレン組成物が求められています。また、PE100 の要件を満たすために、組成物は機械的特性と耐圧性のバランスが取れている必要があります。 (バックマン、M & リンド、C. 2001)。

PE は肉厚が高く、熱伝導率によって支配されるゆっくりとした冷却プロセスのため、溶融状態の HDPE がパイプの底部まで材料が垂れ下がるのを防ぐのに十分な溶融強度を備えていることが最も重要です。

高い溶融強度と良好な加工性およびスループットのバランスをとる HDPE の分子設計によって、これを達成する試みがなされてきました。

非常に大きな直径のパイプ用に特別に開発された PE100 樹脂のコモノマーとしてヘキセンを使用すると、次の利点が得られることが知られています。

·優れた遅い亀裂成長耐性。

·急速な亀裂伝播に対する優れた耐性。

●溶融強度に優れます（たわみが少ない）。

BorSafe HE3490-ELS-H、PE100 は、分子量分布を調整して低せん断速度での粘度を高め、パイプ押出プロセスでのたるみを軽減しながら、同じ材料をより小さな直径のパイプに使用できるようにした材料です。これは、たわみに対する優れた耐性と優れた溶融強度により、厚肉の大直径 HDPE パイプ (厚さ 80 mm 以上) の製造を簡素化するように特別に設計された二峰性の高密度ポリエチレン MRS 10 材料です。多くの試験により、パイプの外径に関係なく、壁厚が 80 mm を超えるパイプを製造する場合、標準の PE100 と比較して平均で最大 7% の材料節約と優れた寸法制御が実証されました。例えば、1,200mm×SDR11パイプについて、標準低サグ材と超低サグ材を使用した試験を実施しました。試験では、超低サグ材料で達成されるはるかに優れた肉厚分布が明らかに示されました。 （アブドラ・セイバー＆フセイン・バシャ、2021）。

さらに、適切な工具とたわみの少ない材料を使用することにより、超過重量の値を抑えることができ、原材料の削減、ひいては生産コストの削減につながります。通常、すべてのチューブ メーカーは、厚さの公差の 30% まで作業を行うように努めるべきです。これには 2 つの理由があります。1 つは高レベルの品質を実現するためですが、何よりも生産コストを削減するためです。目標は、3 ～ 3.5% の過体重になることです。

さらに詳しい情報が必要な場合は、寧波方力技術有限公司詳細な問い合わせを歓迎します。専門的な技術指導や機器調達の提案を提供します。