摘要：本文簡要描述了PE-RT（耐熱聚乙烯）管材高速生產(chǎn)及管材料的發(fā)展情況。簡單介紹了雙林公司PE-RT管材高速生產(chǎn)線的技術(shù)特點(diǎn)，扼要分析了使用高速生產(chǎn)線生產(chǎn)PE-RT管材帶來的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：低溫輻射采暖；PE-RT（耐熱聚乙烯）管材；高速生產(chǎn)
一、PE-RT管材及生產(chǎn)現(xiàn)狀
歐洲是聚烯烴管材的發(fā)源地，也是大量推廣應(yīng)用的地區(qū)。目前在歐美發(fā)達(dá)國家，耐熱聚乙烯管因其優(yōu)異的環(huán)保性能、耐溫性能在短短幾年從開發(fā)成功到大面積推廣，已占到全部低溫輻射采暖管材用量的70%左右，尤為重要的是耐熱聚乙烯管材目前在歐美的使用量還在呈快速上升的趨勢；由于PE-RT管材優(yōu)秀的長期靜液壓強(qiáng)度以及相對(duì)于其他管材的諸多優(yōu)點(diǎn)，它在國內(nèi)地暖管道系統(tǒng)中的市場率也在穩(wěn)步上升。
一直以來，PE-RT管材高速生產(chǎn)設(shè)備及原料生產(chǎn)技術(shù)都為國外少數(shù)國家所壟斷。在裝備與技術(shù)方面，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)早期都是引進(jìn)德國巴頓菲爾德、尤尼克等公司的擠出、混煉、控制技術(shù)與設(shè)備；原料則依賴進(jìn)口美國陶氏化學(xué)和韓國SK公司的高強(qiáng)度、耐高溫PE料。這樣致使企業(yè)投資大，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品價(jià)格居高不下，導(dǎo)致PE-RT管競爭力不強(qiáng)，產(chǎn)能提升緩慢。令人欣慰的是，據(jù)報(bào)導(dǎo)揚(yáng)子石化和齊魯石化均各自開發(fā)出了PE-RT(耐熱性聚乙烯)管材料，在性能上已經(jīng)可以取代進(jìn)口料。
國內(nèi)PE-RT管材生產(chǎn)線經(jīng)歷了從進(jìn)口到國內(nèi)開發(fā)的過程。最初國內(nèi)開發(fā)的生產(chǎn)線在技術(shù)指標(biāo)上與進(jìn)口線有很大的差距，特別是在擠出速度上，幾乎要相差一倍甚至更多，因此當(dāng)時(shí)開發(fā)的國產(chǎn)線即是今天我們說的普通生產(chǎn)線。隨著管材市場的競爭日益劇烈，管材的質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要性日益凸顯，市場迫切需要國產(chǎn)的高性能擠出生產(chǎn)線。PE-RT輻射采暖管材生產(chǎn)的特點(diǎn)是：管材口徑小，因此為達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益，必須有很高的擠出速度和效率，并且管材質(zhì)量的穩(wěn)定性也是用戶最為關(guān)心的問題。因此高速高效擠出生產(chǎn)線始終是國內(nèi)外設(shè)備制造商最為關(guān)注的目標(biāo)。
二、雙林PE-RT管材高速生產(chǎn)線技術(shù)特點(diǎn)
浙江雙林塑料機(jī)械有限公司根據(jù)市場的需求，立項(xiàng)研制PE-RT管材高速生產(chǎn)線，經(jīng)過攻關(guān)，掌握了生產(chǎn)高性能PE-RT管所需的同步控制擠出、牽引、冷卻速度等核心技術(shù)。采用自主研發(fā)的PE-RT專用擠出螺桿、專用螺旋式模具、碟片式定徑套和雙室真空箱、水浴式冷卻箱、同步傳動(dòng)雙履帶牽引機(jī)、自動(dòng)收卷機(jī)、飛刀切割機(jī)及溫度、同步控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)PE-RT管材高速高效擠出成型。生產(chǎn)線具有生產(chǎn)速度快，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本低，能耗小噪音低，管材制品尺寸精度好，成品率高等特點(diǎn)；以20x2.0mm規(guī)格管材為例，管材生產(chǎn)速度可達(dá)25-30M/min。
因PE-RT管材料加工溫度范圍不是很寬，而管材料在高速擠出過程中，容易出現(xiàn)熔體溫度控制不精確的現(xiàn)象，高速生產(chǎn)線要求擠出機(jī)的擠出量達(dá)到160-250Kg/h，針對(duì)PE-RT材料加工溫度范圍較窄這一特性開發(fā)了PE-RT管材專用擠出機(jī)組。采用自主研發(fā)的無齒輪擠出機(jī)技術(shù)，該機(jī)特點(diǎn)：高精度、低噪音、高扭矩、低剪切、高效率、低耗能、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)；采用專用伺服電機(jī)及專用紅外加熱裝置通過閉環(huán)控制技術(shù)和傳統(tǒng)擠出機(jī)相比節(jié)電效果達(dá)到30%以上。
該機(jī)組采用大長徑比擠出機(jī)（33：1），螺桿采用BM分離型混煉螺桿，既增強(qiáng)了塑化效果，又增加了擠出產(chǎn)量，非常有利于PE-RT物料穩(wěn)溫、快速的擠出；機(jī)筒采用五區(qū)加熱結(jié)構(gòu)，控溫更精確，配強(qiáng)制喂料段，循環(huán)水冷卻，杜絕了架橋現(xiàn)象發(fā)生；主電機(jī)采用進(jìn)口變頻器變頻調(diào)速；擠出模頭采用螺旋式結(jié)構(gòu)，專用模具由后模體、帶有分流錐的支架板、過渡模芯、模體、模芯、口模、壓板和帶有氣孔的緊固螺栓組成，當(dāng)料流由擠出機(jī)進(jìn)入后模體后，料流被壓縮并通過分流錐重新分配，穩(wěn)定的送入緩沖流道，料流平穩(wěn)后進(jìn)入存料區(qū)，最后在壓力作用下高速擠出成型，特殊設(shè)計(jì)的內(nèi)腔更適合于PE-RT的機(jī)頭壓力，有效的消除了管材的分流融接痕跡，大大增強(qiáng)了管材的抗爆破壓力；真空定徑采用了新型碟片加銅套加水簾組合定徑裝置通過雙真空兩室定徑方式，確保高速定型真空效果。并設(shè)置了真空聲光報(bào)警裝置，避免真空突然變化產(chǎn)生廢管，提高制品成品率。新型組合式定徑裝置，具有熱交換量大，冷卻速度快；定型穩(wěn)定，管材表面光滑；適合高速擠出定徑的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高速生產(chǎn)、高效冷卻和高穩(wěn)定性，提高了管材各項(xiàng)尺寸的準(zhǔn)確性，使后續(xù)操作更易于控制；采用負(fù)壓真空定型，箱體材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)不銹鋼，真空冷卻箱內(nèi)采用六點(diǎn)噴淋設(shè)計(jì)，確保管材高速生產(chǎn)時(shí)的冷卻效果。噴淋管采用快速拆卸裝置，方便清洗；冷卻方式為水浴式冷卻，并配有自動(dòng)溫控、自動(dòng)進(jìn)排水系統(tǒng)；生產(chǎn)線控制技術(shù)，包括采用自適應(yīng)PID控制算法的溫控技術(shù)，針對(duì)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器采用模擬量控制易被環(huán)境電磁干擾缺點(diǎn)，采用profibusdp總線控制電機(jī)控制技術(shù)、通過大量數(shù)據(jù)采集，擬合擠出產(chǎn)量的函數(shù)曲線，在生產(chǎn)中自動(dòng)匹配擠出與線速度的關(guān)系的同步控制技術(shù)、采用電子凸輪+伺服電機(jī)+張力控制的收卷控制技術(shù)及能自動(dòng)采集和記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并具備實(shí)時(shí)和歷史趨勢圖的數(shù)據(jù)記錄技術(shù)等；雙履帶牽引機(jī)，配高速耐磨皮帶，進(jìn)口變頻器變頻調(diào)速，牽引驅(qū)動(dòng)采用直流調(diào)速技術(shù)，采用CANopen總線，PG速度，閉環(huán)反饋速度、精度達(dá)到1/10000，從而實(shí)現(xiàn)線速度穩(wěn)定，管材壁厚一致性，保證了管材的牽引平滑均勻；卷取機(jī)為雙工位卷取機(jī)，采用電子凸輪依照X軸位置（收卷軸）控制Y軸（排線）位置，實(shí)現(xiàn)排線位置與收卷電機(jī)角速度同步；變頻采用PG矢量模式加轉(zhuǎn)矩控制。保證管材收卷張力恒定和生產(chǎn)線速度同步。
三、結(jié)論
高速生產(chǎn)線一般生產(chǎn)速度是普通線的一倍以上，特別是規(guī)模比較大的管材生產(chǎn)企業(yè)，減少設(shè)備臺(tái)數(shù)，意味著廠房可更有效地使用，并且可以減少人工費(fèi)用支出。設(shè)備臺(tái)數(shù)的減少還可使得生產(chǎn)工藝容易控制，這對(duì)確保管材質(zhì)量均勻一致非常重要。而且高速線在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比普通生產(chǎn)線實(shí)際功率消耗要小得多，要來得節(jié)能。單臺(tái)設(shè)備效率成倍提高有利于管材企業(yè)適應(yīng)市場千變?nèi)f化的要求，能夠在最短的時(shí)間完成客戶的訂單，并且可以減少成品的庫存，加快資金的周轉(zhuǎn)。
我們研制的PE-RT管材高速生產(chǎn)線性能已接近國際先進(jìn)水平，價(jià)格優(yōu)勢是主要的競爭優(yōu)勢，自產(chǎn)品投入市場至今已成功銷售57條生產(chǎn)線，其中6條出口伊朗、土耳其等國家。因此，我司PE-RT管材高速生產(chǎn)線替代進(jìn)口或出口已成為可能，前景十分廣闊。