2000mmを超える大径PE管の立ち上げ設備と製造技術のポイント

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.は、プラスチックパイプ押出装置、新しい環境保護、新材料装置で30年以上の経験を持つ機械装置メーカーです。 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。当社は、コア技術の継続的改善、自主研究開発、先進技術の消化吸収等により、中国建設省から輸入製品の代替として推奨されたPVC管押出ライン、PP-R管押出ライン、PE給水・ガス管押出ラインを開発しました。 「浙江省一流ブランド」の称号を獲得しました。

都市化の進行と気候変動の影響の増大により、真水の供給と廃水処理の重要性がますます高まっています。この需要は今後も継続し、さらに強化されることが予想されます。長年にわたり、水管理におけるプラスチックパイプの性能は、材料の最適化、装置技術の進歩、および製造方法によって向上してきました。大きな水輸送量の必要性により、より大きなパイプ直径の要件が継続的に増加しています。

PEパイプは、上下水道、ガス、農業、原子力など様々な分野での応用・普及事例が多数あります。特に近年は、原子力用途に特化した大口径・厚肉PE管の分野で数々の画期的な進歩を遂げ、業界の最前線に位置しています。

大口径パイプの製造における課題をどのように解決すればよいでしょうか?大口径パイプを製造するための設備技術と工程の流れを教えてください。大口径パイプの今後の設計トレンドと課題は何ですか?本日ご紹介するのは、「直径2m以上のPEパイプの立ち上げ設備と生産技術のポイント」。

PE大径厚肉パイプ押出ライン（max.OD.最大3500mmまでです。 SDR 7.4）

I. 機器の構成とデバッグ

1. エクストルーダーの選択とパラメータ

1.1.長さと直径の比が 40:1 以上で、スクリュー直径が 120 mm の高トルク単軸押出機を使用して、均一な溶融可塑化と高効率を確保します。均一な材料可塑化と低温溶融押出を保証しながら、高生産量を達成する必要があります。

1.2.国際ブランドの PLC 制御システムを構成し、溶融温度の変動によるパイプ肉厚の変動を避けるために、±0.5°C 以内の温度制御精度を必要とします。

2. 金型と校正システム

2.1.金型はスパイラル構造（鍛造合金鋼+クロムメッキ）を採用し、正確な温度調整のためにコアにゾーン電気加熱を備えている必要があります。大容量の長いスパイラル構造の金型には、最適化された数のスパイラル流路と空冷/油冷却構造が装備されており、溶融温度をさらに安定させます。

2.2.校正スリーブとダイヘッドの間の距離は短くなるように調整する必要があり (通常 ≤ 5cm)、真空校正タンク内の水圧は、パイプの表面の波紋や溝を減らすためにバランスをとる必要があります。

2.3.溶融物冷却器/熱交換器は押出機とダイの間に配置する必要があり、溶融物温度を大幅に下げ、HDPE 材料のたるみを克服し、均一なパイプ肉厚を確保することができます。

II.起動前の準備

1. 原料の前処理

専用のPE100以上の高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂を使用してください。マスターバッチを混合するときは、溶けた泡や劣化を防ぐために、水分含有量 ≤ 0.01% になるまで乾燥させてください。たとえば、グレード JHMGC100LST です。

2. 機器の予熱とデバッグ

2.1.ダイヘッドの加熱は段階的に行う必要があります。最初の始動では、5 ～ 6 時間予熱します (220°C)。金型を交換するときは、金型を均一に加熱するために 4 ～ 5 時間予熱してください。

2.2.校正器ウォータースリーブを取り付けた後、パイプの偏心や肉厚の不均一を避けるために、隙間ゲージを使用して水平度とギャップ（誤差 ≤ 0.2mm）を調整します。

Ⅲ．プロセスパラメータ制御

1. 温度と圧力

1.1.原料のメルトフローインデックスに従って押出機の温度ゾーンを設定します：ゾーン1：160～170℃、ゾーン2：180～190℃、ダイヘッドゾーン：200～210℃。溶融圧力は 15 ～ 25 MPa の間で安定させる必要があります。

1.2.ダイ内の中心温度が高すぎると (> 220°C)、内壁が粗くなります。熱媒油循環システムによる精密な制御が必要となります。

2. 冷却と搬出

2.1.真空校正タンクの水温は10～20℃に制御してください。急冷による応力亀裂を防ぐため、噴霧冷却タンクで段階的に冷却してください (温度差 ≤ 10°C)。

2.2.引き取り速度を押し出し速度と同期させます (誤差 ≤ 0.5%)。パイプを均一に伸ばすために、キャタピラの牽引力は 5 トン以上である必要があります。

IV.品質管理とトラブルシューティング

1. 表面欠陥への対処

1.1.粗い表面: 校正器スリーブ内の水路の詰まりまたは不均一な水圧を確認します。ノズルを清掃し、バランスが取れるように流量を調整します。

1.2.溝/波紋: ダイリップから不純物を取り除きます。真空校正タンク内の負圧を調整します（-0.05～-0.08MPa）。必要に応じてスクリーンパックを交換してください。

2. 寸法精度の確保

パイプの外径（公差±0.5%）と肉厚（公差±5%）を30分ごとに測定します。規格値を超える場合は、ダイギャップや引き取り速度を調整してください。

3. 厚さのむら、たるみ、楕円形の問題の解決策

3.1.厚さの不均一の問題

3.1.1 ダイの校正と調整

A. ダイの取り付け中、ダイリップとマンドレル間の同心度が厳密であることを確認してください。局所的な応力による偏心を避けるため、ボルトを時計回りに段階的に締めてから 1 回転緩めます。

B. ダイス外周の肉厚調整ボルトを調整します。各調整後、パイプの外面に油性ペンで方向をマークし、逸脱箇所をすぐに特定できるようにします。

C. 不純物がメルトフローを妨げるのを防ぐために、ダイリップ内側の 0.5 ～ 1 cm 領域内の焼けた材料の堆積を定期的に清掃します。

3.1.2 プロセスパラメータの最適化

A. 押出機の溶融圧力を 15 ～ 25 MPa に制御します。肉厚の変動を引き起こす周期的な変動を避けるために、引き上げ速度を押出速度と同期させます (誤差 ≤ 0.5%)。

B. キャリブレータースリーブとダイリップの間の距離を ≤ 5cm に調整します。ノズルの角度とスプレー冷却タンク内の水の吐出圧力のバランスをとり、均一な冷却を確保します。

3.1.3 リアルタイムの検出と修正

A. 冷却水タンクの手前でサンプルをカットします。穴あけ機では多点検出法（8点法など）を使用し、ダイギャップの調整にはノギスを使用します。

B. リアルタイムの外径モニタリング用にレーザー直径ゲージを統合し、自動フィードバック システムにリンクして、引き取り速度やダイギャップの開きを修正します。

3.2.たるみ（メルトたるみ）の問題

3.2.1 温度と冷却の制御

A. 溶融温度を下げます (従来のプロセスより 10 ～ 15 ℃ 低くします)。熱媒油循環システムを使用して、ダイコア温度を 220°C 以下に安定させます。

B. スプレー冷却タンク内の温度差を段階的に制御します (≤ 10°C)。真空校正槽内の負圧を-0.05～-0.08MPaまで高め、溶融物の凝固を促進します。

3.2.2 設備とプロセスの改善

A. スパイラルディストリビュータダイを使用して、流路設計を最適化し、溶融サポートを強化し、局所的な崩壊を回避します。

B. 校正器スリーブの排水圧力を調整します (誤差 ≤ 5%)。冷却時間を延長するには、引き上げ速度を定格値の 50% 未満に下げます。

3.3.楕円性の問題

3.3.1 重力補償とキャリブレーションの最適化

A. 多点補正ローラーを設置します（2mに1セット）。油圧を使用してローラーの圧力を調整し、パイプにかかる力のバランスをとります。

B. 校正器スリーブの排水圧力を調整します (誤差 ≤ 5%)。真円度を確保するために、真空校正タンクからの均一な吸引を調整します。

3.3.2 プロセスパラメータの調整

A. 楕円形の原因となる不均一な溶融収縮を防ぐために、マンドレルにゾーン加熱を実行します (誤差 ±2°C)。

B. 変形を引き起こす局所的な不均一な抵抗を避けるために、キャリブレータ スリーブ、サポート プレート、またはシール リングから不純物を検査して除去します。

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までお気軽にお問い合わせください。専門的な技術指導や設備調達のご提案をいたします。