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聚丙烯缠绕结构壁管

聚丙烯缠绕结构壁管

基本情况介绍

    随着国家经济发展和城市化进程加快,城市的基础设施滞后与污水集中治理的矛盾日益突出。近年来,许多城市均发生了不同程度的水涝现象,造成严重的人身事故的和经济损失。近年来,国家建设部、经贸委、建材局多次发文,要求在住宅建设中及市政工程中限制并淘汰落后产品,大力推广应用新型化学建材。

    埋地用缠绕结构壁管材,因具有较好的连接方式和产品物理性能,近几年发展速度极快。但普通产品都存在大口径管材环刚度偏低的现象,限制了该类型缠绕管大口径(DN1500以上)不能适应市场需求。为此,我公司投入巨资自主研发了一种新型全塑型缠绕结构壁管材即聚丙烯缠绕结构壁管材,该产品即保证传统管材的优点,又提高了产品的环刚度,同时对于提升我公司塑料管道制造能力和市场的竞争能力,有着极其重要的意义。


    聚丙烯缠绕结构壁管材,是以改性聚丙烯为主要原料,通过缠绕管成套生产设备加工而成的一种新型管材,是外壁呈螺旋波纹结构、内壁平滑的一种结构壁管材。管材具有质轻、施工方便、耐冲击、耐磨、耐腐蚀、耐低温、无毒、磨擦系数小等优点,是目前已知的耐震性最优良的管材,主要用于城市排水、排污管网、雨水收集、垃圾填埋场沥水收集管网、矿井通风管道、公路中央分隔带及边沟排水管道、农业灌溉输水管道、化学介质输送管道等。作为埋地排水用产品首选的塑料管道产品,其中缠绕结构壁管材在“十一五”及“十二五”重点产品推广项目中,得到国家建设部重点推广。该产品为新材料、新结构、新技术的节能环保产品。符合国家“四节一保”的要求。


产品状况

    (1)2003年公司自成立以来便生产聚乙烯缠绕结构壁管材,2008年开始在聚乙烯A型缠绕管设备的基础上,通过对设备和工艺的改进,生产聚丙烯A型缠绕管。2012年公司开始投入巨资研发聚丙烯B型缠绕结构壁管材,并先后与太原亚明、宁波台塑、北欧化工等设备及原材料供应商合作,成功开发DN300-DN2000聚丙烯B型缠绕结构壁管材。

    (2)产能方面:目前公司拥有缠绕管生产线12台,其中聚丙烯缠绕管生产线6台, A型聚丙烯缠绕管生产线2台,B型聚丙烯缠绕管生产线4台。聚丙烯A型缠绕管生产规格从DN200-DN1800,聚丙烯B型缠绕管生产规格从DN300-DN2000


    (3)工程应用方面:公司的聚乙烯/聚丙烯缠绕结构壁管材与中国石化、中国中铁、中国铁建、中国中交、中国中水、中国能建、中国电建等国内大型央企、国企等进行了多年的合作,公司借助大客户的销售平台,目前聚丙烯缠绕结构壁管材与中国中铁在江西、浙江等工程进行了大量的工程运用,目前运行情况良好。


    (4)知识产权方面:公司目前该类产品获得国家发明专利1项,实用新型专利6项。2013年该类产品获得省级新产品鉴定,被认定为国内领先技术。同年被浙江省科技厅列入“省级科技成果”;2014年被富阳市列为“科技进步奖一等奖”;2015年被浙江省科技厅列为“科技进步奖三等奖”。


    (5)产品标准方面:公司2013年对该产品进行了企业标准备案,其中将环刚度等级提高至SN322014年确定参与聚乙烯缠绕管国家标准GB/T 19472.2的修订工作;公司2013-2014年均申请了聚丙烯缠绕管国家标准的起草工作,因该项目于2015年已立项故未申请成功。2015年公司与上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司、国家化学建材质量监督检测中心、浙江省质量检测科学研究院等权威机构合作,通过浙江省经济与信息化委员会申请了该类产品的行业标准,目前正在国家发展和改革委员会审核中。



    (6)浙江省是全国塑料管道制品大省,特别是大口径管材为全国生产量最大,目前生产该类产品管材的厂家很少,而我公司为华东地区生产能力最大、生产口径最大、生产管道种类最多且最齐全的国家重点高新技术企业之一,产品各项技术指标处于国内领先。目前是浙江省级企业技术中心、浙江省中小企业技术中心,与浙江大学进行了多年的技术合作,设有“浙江大学管材中试基地”、“浙江大学研发实验室”等科研合作项目。

该产品经过了上海市政工程设计研究总院在诸多市政工程的应用设计,经过了国家化学建材质量监督检测中心的全项性能检测,中国石化、中国中铁、中国铁建、中国中交、中国中水、中国能建、中国电建等国内大型央企、国企均在使用该类产品,是大口径市政工程中应用。


生产工艺流程及控制要点

控制要点:主要在于缠绕成型、切削与脱模。


产品的技术特征

    1.采用国内领先的四层共挤技术,并根据管材不同的用途对管材的配方和材料进行调整,以达到管材不同用途使用时所需的功能。

    2.管材内层结构是充分利用共聚聚丙烯的耐高温性能以及较高的弹性模量,使管材在加工过程中,能满足生产要求和确保产品的结构高度符合产品性能要求。

    3.管材底带层材料无规共聚聚丙烯,具有较好焊接性能,使管材在施工焊接过程中更加容易实现。

    4.管材的外层和中层材料采用低熔指的共聚聚丙烯材料,其具有较好的弹性模量,能提高产品的环刚度,降低生产综合成本。

    5.充分利用了管材四层不同的材料特性,使管材的各项物理力学性能均得到弥补或者提高。

    6.四层的厚度根据管材的规格和等级不同而不同。

 

 

     因产品的环刚度与材料的弹性模量、产品的结构高度、产品内径尺寸有关。环刚度高与弹性模量及结构高度呈正比,与内径尺寸呈反比。故产品在选型和生产过程中,关键控制点有如下几个方面:

    (1)支撑层的选择,产品环刚度的高低取决于支撑层的大小。同一规格支撑层的结构高度越高,环刚度越高。

    (2)四层四机螺杆控制速度,即各层产量百分比的控制量。在要求产品环刚度高时,包覆层2和支撑层的螺杆速度和产量百分比应取高值,即产品原材料占比中,共聚聚丙烯原料使用量的百分比要高。

    (3)产品的波峰间距选择,其波峰间距与环刚度呈反比,即要求环刚度高时,波峰间距要求要小。


     对产品品质的影响控制主要有如下几点:

    (1)各层次的熔体温度控制,要求使用无规共聚聚丙烯原材料的螺杆熔体温度控制在190220℃之间。使用共聚聚丙烯原材料的螺杆熔体温度控制在210260℃之间。熔体温度太低,不利于原材料的塑化;熔体温度太高,原材料的性能改变,分子链出现破裂,出现过塑化的现象。

    (2)模具温度的控制:需控制在125135℃之间,有利于产品的成型。模具温度太低,降低了产品内壁的光滑度,不利于底带层的粘结。模具温度太高,产品出现粘膜现象,不利于产品的脱模。

    (3)下线冷却时间:因大口径增强复合型聚乙烯缠绕结构壁管材的冷却方式采用自然冷却的方式,故与环境温度有直接关系。环境温度控制在25℃至35℃之间,有利于产品结晶度的提高。脱模冷却时间与产品规格大小有关,需控制在20min至50min,有利于产品的定型和尺寸的稳定。


总体性能指标与国内外同类先进技术的比较

聚丙烯缠绕管与聚乙烯缠绕结构壁管材指标对比表

综上所述,聚乙烯产品的环刚度最高要求为SN16 KN/m2,而公司研发的聚丙烯缠绕管的环刚度能达到SN32KN/m2,是聚乙烯要求的2倍。


聚丙烯缠绕管的优势

    1.解决了传统大口径全塑型缠绕结构壁管材环刚度低、成本高的问题,使内径为DN1500mm及以上规格的管材环刚度提高了35%以上。

     2.利用四层共挤技术,以及弹性模量较高的共聚聚丙烯材料的特性,提高了产品的综合性能,特别是产品的环刚度指标大幅提高。

     3.根据不同的需要,调整四层不同材料的配比,能满足各种特殊施工的要求,比如高深度施工和高弯曲度施工等。


技术革新试制要点

我公司自该项目立项初起,即与设备生产厂家提出并要求配合进行多项改造试验,经历150天、45吨实验料、3次修改模具,至始完成。与其他生产设备以及管材产品相比,主要有以下不同的特点:

1.采用四层共挤技术,充分利用聚烯烃材料的共性和特性,改变了传统缠绕管的结构特征。

2.提高了支撑层的结构高度,由传统最大的90mm增加到120mm。目前该支撑结构为全国生产口径最大的PP管。

3.底带宽度由传统最宽的140mm,加宽到180mm,有利于加工成型和降低生产成本。

4.优化了承插口的设计,使承插口的密封焊接性更可靠。

5.解决了传统大口径全塑型缠绕结构壁管材环刚度低、成本高的问题,使内径为DN1500mm及以上规格的管材环刚度提高了35%以上。

6.充分利用了不同材料的不同特性,提高了产品的性价比。



规格尺寸

    定长:6米、8米、10米,也可根据需要定制。

    内径:我公司目前提供聚丙烯A型缠绕管DN200-DN1800,聚丙烯B型缠绕管DN300-DN2000,具体参见《价格表》。


产品适用







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