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摘要:介紹分析塑鋁PPR穩态管的最新生産工藝技術,闡述PP-R塑鋁 穩态管的精密溫度控制系統及高速成型系統的研究及開發進展,根據國内 外穩态管的發展生産情況,提出發展我國自主知識産權的塑鋁穩态管的生 産建議。

關鍵詞:穩态管;PP-R;塑鋁;精密成型
和更好的耐高溫阻隔性能。 以德國為代表的歐洲國家廣 泛将其用于給水、采暖,中 央空調等領域。pp-R塑鋁 穩态管參照德國塑料中心 (SKZ)标準、德國氣體和水領 域協會(DVGW)的技術條令 表面與厚度為 0.15-0.25mm 的合金 (W542—1997、DVGW/MP52)
PP-R 塑鋁穩态管(Stable static pipes)是一種由PP-R管與合金鋁層 組成的複合管,德國稱為PP-R穩 态複合管、PP-R增強管或PP_R 包鋁管。抗菌PP-R塑鋁穩态管是 在保持原PP-R管規格尺寸不變的 基礎上,采用熱熔粘合技術在其外
許通PP-R伢PP-R ©态管
圖2 PP-R塑鋁穩态管與普通PP-R管安裝形 變示意圖
鋁在高溫下有機粘合,再外覆 0.2mm左右的PP-R (或PE)保護 層,部分還在内層則采用複合技術 塗覆一層分子組裝抗菌劑,生産出 的PP-R塑鋁穩态管,具有聚丙 燦_膠一招一膠一聚丙嫌五層結構, 其中間鋁層起穩定管道的形變和隔 氧的作用^該技術将抗菌材料、 PP-R塑料與金屬有機地結合,同 時兼具塑料管的柔韌性和金屬管的 剛性。通過一體化的鋁層達到穩定 的機械性能,具有更高的尺寸穩定性
生産,德國班甯格爾公司、潔 水公司、HSM公司等世界著名塑料 管道制造公司,在歐洲生産和應用該 項産品有近十年的曆史,是歐洲國家 在給水、采暖領域的領先産品。

最新獲得2007全國鋁箔加強 PPR穩态管生産線塑料行業技術創 新獎。

1麵I态管技術性能特點

PP-R塑鋁穩态管融PP-R管 和金屬管的優點于一體,同時具備 PP-R管的衛生性、密封性 和金屬管的剛性,形成獨特 的優于一般塑料管的特别屬 性,具有線性膨脹系數小、 不滲氧、抗紫外線、高強 度、高抗菌性、高耐溫性等 極佳的物理性能。

1.1線性膨脹系數小
PP-R塑鋁穩态管線性膨脹系數 是普通PP _ R管的1/5 (普通PP-R 管為0.15 mm/m K),接近于金屬 管,管道無明顯熱脹冷縮。在工程安 裝時,對于水平安裝長度小于40米 的明敷管道,無需考慮管道變形問 題,對于水平安裝長度大于40米的 明敷管道,應考慮釆取防止管道溫度 變形的技術措施,對于立管采用剛性 安裝。在高溫熱水、暖通領域、戶外 明裝管道應用上優勢明顯。

穩态管用于中央空調系統、采暖系統 時,可防止金屬設備的氧化、腐蝕。 1.3抗紫外線

PP-R塑鋁穩态管在鋁層外,再 覆一層灰色PP-R或黑色PE保護 層。鋁層可有效阻隔紫外線,灰色 PP-R可以保護鋁層杜絕氧化,黑色 PE對紫外線進行有效的吸收和屏蔽, 給管材提供一道紫外線保護屏障。管 材可用于戶外安裝及明裝管道,無需 考慮防紫外線措施,使用壽命更長, 是太陽能、熱能系統戶外施工的理想 選擇。

1.4抗I li強度i.:5,耐溫件kf

與其他管材相比,抗菌PP-R塑 鋁穩态管承壓性能好,在長期強度方 面,具有一定的金屬特性,由于加人 了金屬層,增加了管材的剛性,降低 了管材的蠕變性,從而增強了管材的 抗壓強度和耐溫性能。

1.5熱焙迮m -r -;ti,個' 滲漏安個 度{::i

PP-R塑鋁穩态管仍然采用熱熔 連接方法,連接前用專用卷削工具剝 去外覆鋁塑複合層,然後與同材質的 PP-R管件進行熱熔連接,保證了管 材和管件的一體化,連接部位無滲漏 之憂。内管尺寸符合标準管系列要 求,熱熔方式與PP-R—樣,鋁層完 全不接觸熱媒水,接頭牢固,安全度 高,操作方便,不易滲漏。

2 PP-R喂钔穩态脊的1:. 産技術I:藝分析

2.1傳統屮産1:2及控制

PP-R塑鋁穩态複合管生産采用 熱熔焊接技術,塑料原料經供料、内 管成型、鋁帶的放卷、鋁帶的熱熔包 覆,外層熱熔膠塗覆後,再塗覆外層 PP-R。生産過程中内管生産部分和 普通PP-R管的生産一緻,連續包覆 鋁帶是由一台包覆成型機完成的,成 型機由成型滾輪和熱風焊槍組成,熱
風焊槍吹出的高溫熱 風直接作用在塗膠鋁 帶的膠層上,成型滾 輪由上下一對組成,

其作用是将吹熔膠層 的鋁帶與内管緊密地 壓合在一起。成型對 滾的組數以滿足完成 整個管道圓周的熱熔 為準,大都選擇12 組成型對滾,每對完 成相應位置的熱熔。

熱風焊槍的溫度調節 根據經驗選擇不同的 電位來達到熱融溫度 的控制與調整。這種 生産工藝是由德國率 先應用,我國部分塑 機企業測繪仿制後,

在國内的幾個管道生 産公司産業化運行。

2.2傳統牛.産工藝存 在的問題

(1)生産線的占 地長,以63型生産線為例整線長度 超過60米,其中增加的複合成型部 分長度超過20米,對已有PPR管生 産線的企業,通過增加複合包鋁系統 在生産場地方面提出了很高的要求。

⑵鋁帶成型焊接方式決定了其 生産線速度較低,以DN20的複合管 為例,其線速度不大于4米/分鐘, 速度超過4米/分鐘後,由于該工藝 隻能調整滾輪的位置,無法調整鋁帶 的偏正,鋁帶極易跑偏,造成廢品, 同時熱溶焊接的溫度不足,使熱熔粘 接的強度下降。.

⑶熱熔溫度系統無定量控制裝 置,生産過程隻能靠人工經驗調整, 極易受到環境及人為因素的影響,造 成溫度過高或過低,對熱熔粘接的質 量無法控制,從而影響到産品的成品 合格率。

2.3哨钔稔态竹新丨:藝特/.(
針對目前傳統塑鋁穩态管生産存 在的問題,中國PP/PE管道企業聯 合會提出了穩态管生産應該向小型 化、精密化、高速化方向發展,佛山 歐瑞瑪機械科技有限公司經過了近兩 年的時間,研制開發成功了全包圍成 型紅外線在線測溫的新型塑鋁穩态管 成型工藝,并先後在武漢金牛公荀和 濟南仁德信管業公司進行了設備的産 業化運行試點,結果表明新工藝塑鋁 穩态管的生産技術工藝穩定可靠,是 我國自行研制開發成功的,具有自主 的知識産權的新一代穩态管生産裝 備,完全适應我國管材生産企業對産 品升級換代的要求。

⑴新工藝生産線的占地緊湊, 以63型生産線為例整線長度不到50 米,其中增加的複合成型部分長度不 超過10米,對已有PPR管生産線的 企業,通過增加複合包鋁系統在生産


場地方面要求不高,大多數生産企業 均可在不增加場地投資的基礎上,實 現普通PPR管生産向穩态PPR管生 産的升級。

⑵采用全包圍組合成型技術, 成型部分在管材的下半周由立輪完 成,立輪支架設有水平左右調節功 能,使鋁帶調節操作更方便,垂直壓 力由氣動壓力控制,保證均勻地對鋁 帶和膠管施壓,使成型輥輪運動更平
穩,保證了鋁帶和膠管的穩步複合。 在管材的上半周由卧輪搭接組合成型 排架完成,卧輪排架為整體組合式的 設計,4~5組的卧輪各具功能,側開 調節式支座采用氣動控制,可以便捷 地松緊卧輪,保證了成型鋁管的搭接 焊接牢固穩定和管材的圓整。DN20 的管道在6-8米/分鐘的線速度下成 品合格率達到96%以上(該實驗數據由 武漢金牛公司提供)。并且預留了生産 速度提升的空間,為企業的提高 生産率,降低生産成本提供了很 好的解決方案。

⑶新工藝生産線的控制系 統釆用德國BECKHOFF工業 計算機總線系統,對熱風焊槍 加熱的鋁帶表面進行紅外溫度 數據采集,通過SSR固态調壓裝 置,自動反饋恒溫控制,解決了 熱熔過程對溫度的要求,使熱熔 焊接的質量得到有效地保障。

3塑鋁穩态管的發展 方向

(1)自1990s年代中期, PP-R管進人中國市場至今, 發展極快。據不完全統計,我 國生産PP-R管材的企業已有 生産線1000多條,産量已達30 多萬噸。國家下達的淘汰落後 産品禁止使用鍍鋅管,更為其 發展鋪下了一條光明大道。使 PP-R管材在我國得到了突飛 猛進的發展。但是通過使用一 個階段後,全塑PP-R管的弱 勢暴露出來。明裝輸送冷水的 管道受沖擊時易碎裂,明裝輸 送熱水的管道常出現明顯彎曲 變形現象,從而極大程度上影 響了使用要求,緻使有許多使 用單位放棄了 PP-R管而轉向 使用金屬增強複合結構管材, 如塑鋁穩态管。

⑵在中國PP/PE管道企業
聯合會的第四次年會上,國家建設部 的有關領導及與會的企業代表,就企 業的生存與發展問題進行了讨論。期 間,權威人士指出,如果不适時進行 産品的升級,全塑PP-R管材企業有 可能陷人生存危機。這給生産企業敲 響了警鐘,使許多企業的決策者意識 到危機感。企業要生存要發展,産品 升級已成為當前各PP-R管材企業的 重要選擇。

(3)在國外PP-R塑鋁穩态管敢 代傳統的全塑PP-R管發展很快。 1994年,德國市場上90%的應用為 PP-R塑鋁穩态管,到了 1999年 PP-R塑鋁穩态管的占有率已達到 65%以上,由全塑PP-R管轉向 PP-R塑鋁穩态管代表了國際市場 的發展趨勢。在國内,全塑PP-R 管在國家的導向作用下得到了迅速 地發展。但是由于??_尺線膨脹系 數大的弱點,明裝管道易發生形變, 直接影響了使用美觀,緻使許多企 業不得不另尋出路,從而轉向與金 屬複合的管材。PP-R塑鋁穩态管 的問世,從根本上解決了全塑 PP-R管的弱點,加之其同時具備 金屬與塑料的優良特性,已被列人 全塑PP-R管升級的高端産品,市 場前景極為樂觀。

4結語

塑鋁穩态管的生産技術及生産裝 備的新工藝主要表現在以下三個方 面:一是具有較為緊湊的成型系統, 方便已有PPR管生産廠家産品升級; 二是具有高速穩定成型系統,并确保 生産的成品合格率;三是具有膠面溫 度精确測控系統,保證産品的各層之 間的牢固粘合。同時生産設備的整體 性價比也是投産廠家必須考慮的重要 因素。

 

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