一種聚丙烯管材在線(xiàn)熱處理生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚丙烯管材生產(chǎn)技術(shù)，具體地說(shuō)，是一種聚丙烯管材在線(xiàn)熱處理生產(chǎn) 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)規(guī)共聚聚丙烯（PPR)具有質(zhì)量輕、長(zhǎng)期抗蠕變性能好、衛(wèi)生性能好等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)規(guī) 共聚聚丙烯材料的管材使用設(shè)計(jì)壽命可達(dá)50年，輸水過(guò)程中與金屬管材相比，不會(huì)產(chǎn)生二 次污染、內(nèi)壁光滑水利條件好，連接施工方便，已成為國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用最大的建筑冷熱水系統(tǒng) 用聚烯烴管材。目前國(guó)內(nèi)對(duì)PPR原材料的需求約為40萬(wàn)噸/年。
[0003] 無(wú)規(guī)共聚聚丙烯分子晶片之間系帶分子含量較高，加工溫度范圍廣，特別適合于 管材生產(chǎn)。但由于該原料自身玻璃化溫度較低，同時(shí)在管材的制造過(guò)程中，由于冷卻方式為 噴淋或浸泡，導(dǎo)致管材外部冷卻快，內(nèi)部冷卻慢的現(xiàn)象，使管材內(nèi)外層產(chǎn)生溫度梯度大，存 在不規(guī)則的熱應(yīng)力，降低了管材的液壓強(qiáng)度，導(dǎo)致該管材存在抗沖擊性能差等特點(diǎn)，限制了 管材在一些區(qū)域的應(yīng)用。特別是在北方寒冷地區(qū)，在運(yùn)輸過(guò)程及施工過(guò)程的拋摔很容易對(duì) 管材造成破裂，造成了 PPR管材質(zhì)量糾紛的重點(diǎn)。在國(guó)家化學(xué)建筑材料測(cè)試中心的測(cè)試反 饋，僅有30%的樣品能通過(guò)檢測(cè)。部分管材制造商通過(guò)添加剛性粒子或者增韌劑對(duì)PPR進(jìn) 行改性，但在增韌提高的同時(shí)無(wú)疑犧牲了管材的液壓強(qiáng)度，同時(shí)也無(wú)法解決在生產(chǎn)中產(chǎn)生 的管材應(yīng)力缺陷。極少數(shù)廠家在管材下線(xiàn)后采用烘箱熱處理技術(shù)，將4米長(zhǎng)的管材下線(xiàn)后 放置于烘箱進(jìn)行熱處理，一般熱處理時(shí)間為3小時(shí)，溫度為100攝氏度。管材經(jīng)過(guò)烘箱熱處 理后結(jié)晶更加細(xì)密，管材性能有所提升。但下線(xiàn)后的烘箱熱處理存在以下缺陷：1.因烘箱 傳熱效果很難控制均勻，烘箱處理工藝本身存在一定的不穩(wěn)定性，造成產(chǎn)品的沖擊性能波 動(dòng)較大；2.占用場(chǎng)地、耗電量高；3.增加了一道工序，導(dǎo)致用工數(shù)量提高。4.管材無(wú)法進(jìn)行 在線(xiàn)自動(dòng)包裝，為自動(dòng)化生產(chǎn)形成阻礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種聚丙烯管材在線(xiàn)熱處理生產(chǎn)方法，生產(chǎn)過(guò)程 占地面積小、耗能少、成本低，并且自動(dòng)化程度高、用工少，生產(chǎn)出的管材質(zhì)量和性能均勻穩(wěn) 定，同時(shí)有效提高所生產(chǎn)出的管材的液壓強(qiáng)度和耐低溫沖擊性能。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種聚丙烯管材在線(xiàn)熱處理生產(chǎn)方法，包 括以下步驟：
[0006] A、將無(wú)規(guī)共聚聚丙烯原料進(jìn)行熔融塑化后擠出形成管材；
[0007] B、將所述管材進(jìn)行定徑冷卻；
[0008] C、對(duì)定徑冷卻后的管材進(jìn)行在線(xiàn)加熱；
[0009] D、對(duì)在線(xiàn)加熱后的管材進(jìn)行再次冷卻，得到所述聚丙烯管材。
[0010] 進(jìn)一步地，所述步驟A中，進(jìn)行熔融塑化擠出時(shí)的機(jī)筒溫度分別為：一段180°C，二 段180°C，三段190°C，四段190°C，模頭溫度分別為1-5段：190°C，6-8段200°C。
[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟B中，采用第一冷卻水箱將所述管材進(jìn)行定徑冷卻，其中，所 述第一冷卻水箱長(zhǎng)度為2米，第一冷卻水箱中的水溫為15_23°C，管材在第一冷卻水箱中的 行進(jìn)速度為15m/min。
[0012] 進(jìn)一步地，所述步驟C中，采用紅外加熱裝置對(duì)所述管材進(jìn)行在線(xiàn)加熱，紅外加熱 段長(zhǎng)度為1. 2米。
[0013] 進(jìn)一步地，所述紅外加熱裝置由多個(gè)紅外加熱管呈環(huán)形排列而成，多個(gè)所述紅外 加熱管?chē)傻目涨徊糠止┧龉懿耐ㄟ^(guò)。
[0014] 進(jìn)一步地，所述紅外加熱裝置還包括設(shè)置在多個(gè)紅外加熱管下方的支架，所述支 架中設(shè)有控制器，所述多個(gè)紅外加熱管上部外側(cè)設(shè)有保護(hù)蓋。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟D中，采用冷卻箱對(duì)所述管材進(jìn)行再次冷卻，所述管材在所述 冷卻箱中行自然冷卻或者向冷卻箱中通入60-80°C的恒溫氣流進(jìn)行冷卻。
[0016] 進(jìn)一步地，所述冷卻箱有多段。
[0017] 進(jìn)一步地，所述冷卻箱之后還設(shè)有第二冷卻水箱；所述管材在冷卻箱中進(jìn)行冷卻 后再進(jìn)入第二冷卻水箱中完成最終冷卻，所述第二冷卻水箱中的水溫為20-35Γ。
[0018] 進(jìn)一步地，所述步驟D之后還包括：
[0019] E、將得到的所述聚丙烯管材切割成預(yù)設(shè)長(zhǎng)度，并對(duì)切割后的管材進(jìn)行在線(xiàn)包裝。
[0020] 本發(fā)明在對(duì)管材進(jìn)行定徑冷卻后再進(jìn)行在線(xiàn)熱處理，減小了管材的內(nèi)外溫度差造 成的內(nèi)應(yīng)力；并且管材受熱均勻，性能穩(wěn)定。另外，本發(fā)明在不影響管材生產(chǎn)效率的前提下， 與傳統(tǒng)的工藝相比，提高熔融擠出溫度10_30°C，可使管材在經(jīng)歷第一節(jié)真空冷卻定徑后仍 能保持較高的溫度。利用本發(fā)明的生產(chǎn)方法生產(chǎn)管材，既可減少占地面面積，又可減少了一 道工序和人工，可以大大降低生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是聚丙烯管材在線(xiàn)熱處理生產(chǎn)方法的工藝流程圖。
[0022] 圖2是本發(fā)明中紅外加熱裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖3是本發(fā)明的聚丙烯管材在線(xiàn)熱處理生產(chǎn)方法的冷卻過(guò)程工藝圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 更好地理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0025] 如圖1所示，本發(fā)明的一種聚丙烯管材在線(xiàn)熱處理生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
[0026] 步驟101 :將無(wú)規(guī)共聚聚丙烯原料進(jìn)行熔融塑化后擠出形成管材；
[0027] 步驟102 :將所述管材進(jìn)行定徑冷卻；
[0028] 步驟103 :對(duì)定徑冷卻后的管材進(jìn)行在線(xiàn)加熱；
[0029] 步驟104 :對(duì)在線(xiàn)加熱后的管材進(jìn)行再次冷卻，得到所述聚丙烯管材。
[0030] 其中，在步驟1中，進(jìn)行熔融塑化擠出時(shí)的機(jī)筒溫度分別為：一段180°C，二段 180°C，三段190°C，四段190°C，模頭溫度分別為1-5段：190°C，6-8段200°C。
[0031] 參見(jiàn)圖3,在步驟102中，采用第一冷卻水箱6將所述管材進(jìn)行定徑冷卻，其中，所 述第一冷卻水箱6長(zhǎng)度為2米，第一冷卻水箱6中的水溫為15-23°C，管材在第一冷卻水箱 6中的行進(jìn)速度為15m/min。
[0032] 在步驟103中，采用紅外加熱裝置9對(duì)所述管材進(jìn)行在線(xiàn)加熱，紅外加熱段長(zhǎng)度為 1. 2 米。
[0033] 其中，紅外加熱裝置9的一實(shí)施例如圖2所示，其包括由多個(gè)紅外加熱管1呈環(huán)形 排列構(gòu)成的加熱腔，多個(gè)紅外加熱管1圍成的空腔2供管材通過(guò)。紅外加熱裝置還包括設(shè) 置在多個(gè)紅外加熱管下方的支架3,支架3中設(shè)有控制器4,多個(gè)紅外加熱管1上部外側(cè)設(shè) 有保護(hù)蓋5。通過(guò)控制器來(lái)控制紅外加熱管的加熱功率，當(dāng)管材從紅外加熱管?chē)傻目涨恢?通過(guò)時(shí)，紅外加熱管發(fā)出的紅外線(xiàn)對(duì)管材外部進(jìn)行在線(xiàn)加熱，達(dá)到減小管材的內(nèi)外溫度差 造成的內(nèi)應(yīng)力的目的。
[0034] 如圖3所示，在步驟104中，采用冷卻箱7對(duì)所述管材進(jìn)行再次冷卻，所述管材在 所述冷卻箱7中行自然冷卻或者向冷卻箱中通入60-80°C的恒溫氣流進(jìn)行冷卻。為了實(shí)現(xiàn) 更好的冷卻，所述冷卻箱7有多段，優(yōu)選有2-4節(jié)，以3節(jié)為佳。在圖3所示實(shí)施例中，冷卻 箱7分別由第一節(jié)冷卻箱71、第二節(jié)冷卻箱72和第三節(jié)冷卻箱73構(gòu)成，每節(jié)冷卻箱長(zhǎng)度為 4-5 米。
[0035] 如圖3所示，在冷卻箱7之后還設(shè)有第二冷卻水箱8 ;所述管材在冷卻箱7中進(jìn)行 冷卻后再進(jìn)入第二冷卻水箱8中完成最終冷卻，第二冷卻水箱8中的水溫為20-35°C。
[0036] 優(yōu)選地，在步驟104之后還包括：
[0037] 步驟105 :將得到的所述聚丙烯管材切割成預(yù)設(shè)長(zhǎng)度，并對(duì)切割后的管材進(jìn)行在 線(xiàn)包裝。
[0038] 本發(fā)明的聚丙烯管材在線(xiàn)熱處理生產(chǎn)方法具有以下特點(diǎn)：
[0039] 1、與普通的PPR管材加工工藝相比，本發(fā)明提高了機(jī)筒的溫度及模頭的溫度，使 管材在經(jīng)歷真空定徑后內(nèi)表面仍能夠保持較高的溫度。
[0040] 2、原有的整條管材擠出設(shè)備為4節(jié)冷卻，整條設(shè)備的冷卻段為25米，為保證在線(xiàn) 熱退火管材在線(xiàn)時(shí)間，本發(fā)明增加一節(jié)冷卻箱，使整條設(shè)備的冷卻長(zhǎng)度加長(zhǎng)到35米。
[0041] 3、冷卻方式由原來(lái)的管材全線(xiàn)浸泡到現(xiàn)有的一五段浸泡冷卻，管材在二三四節(jié)冷 卻箱中進(jìn)行自然冷卻或者熱蒸汽恒溫，降低冷卻速度，提高管材的結(jié)晶度；
[0042] 4、所述的紅外熱處理設(shè)備為由20支紅外燈管組成的加熱設(shè)備，該設(shè)備放置于第 一節(jié)真空定徑冷卻之后，進(jìn)入第二段冷卻之前。
[0043] 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的生產(chǎn)方法及效果予以詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例對(duì) D32以下的冷熱水管及不同牌號(hào)的PPR原材料可用。所有實(shí)施例都在進(jìn)口 PPR管材設(shè)備生 產(chǎn)線(xiàn)實(shí)施，管材設(shè)備的螺桿長(zhǎng)徑比為30 :1。實(shí)施管材生產(chǎn)規(guī)格為S3. 2PPR的冷熱水管。
[0044] 實(shí)施例1 :管材規(guī)格：D20*2. 8將PPR原料（大慶煉化公司生產(chǎn)，牌號(hào)PA14D)通過(guò) 真空吸料上料系統(tǒng)進(jìn)行上料，將管材在雙螺桿內(nèi)晶型熔融塑化后擠出，所述的機(jī)筒溫度、模 頭溫度與普通PPR生產(chǎn)技術(shù)相比，溫度提高10-15度。機(jī)筒溫度分別為：一段180°C，二段 180°C，三段190°C，四段190°C，所述的模頭溫度分別為1-5段：190°C，6-8段200°C。隨后將 管材以15m/min的生產(chǎn)速度通過(guò)第一冷卻水箱6進(jìn)行真空定徑冷卻，該第一冷卻水箱6長(zhǎng) 度為2米，第一冷卻水箱6中的水采用冷凍水，水溫為15-23°C。再將紅外加熱裝置9開(kāi)啟， 按功率大小進(jìn)行調(diào)節(jié)加熱量，功率調(diào)為最大值（一般為50千瓦）的60-85%，整個(gè)紅外加 熱段長(zhǎng)度為1. 2米。然后將管材通入到第一、二、三節(jié)冷卻箱71、72、73,關(guān)閉冷卻水進(jìn)行自 然冷卻或者向冷卻箱7中通入60-80°C的恒溫?zé)釟饬?。所述的第一、二、三?jié)冷卻箱71、72、 73長(zhǎng)度共為20米。最后將管材通過(guò)第二冷卻水箱8,第二冷卻水箱8中的水溫為20-