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                  高密度聚乙烯管內壁電暈處理技術要點

                  2020-09-16  來自: 河北乾海管道制造有限公司 瀏覽次數:493

                  隨著我國集中供熱規模不斷擴大,預制直埋保溫管(由高密度聚乙烯外護管、聚氨酯保溫層、工作鋼管組成的三位一體保溫管,以下簡稱保溫管)的需求量也逐年增加,對保溫管保溫性能與耐溫性能的要求也相應提高。供熱管道具有輸送距離長、輸送介質溫度較高的特點,而且直埋于地下,因此對保溫管的整體承載能力以及保溫結構的結合能力有著較高要求。電暈工藝在保溫管的生產中發揮著重要的作用,對于提高聚氨酯保溫材料與高密度聚乙烯管內壁的粘接能力有所幫助。本文對高密度聚乙烯管(以下簡稱HDPE管)內壁電暈處理技術要點進行探討。

                  1電暈處理機理與優點

                  機理

                  在高壓電場的作用下,將待處理表面附近的空氣進行電離,產生各種等離子。等離子在高壓電場的作用下高速沖擊塑料制品的表面,使其形成蝕刻效果。從化學角度出發,電離產生的等離子能量接近塑料分子化學鍵能,能夠誘發塑料表面分子化學鍵斷裂而降解,使得塑料表面的分子進行重新排列,粗糙度增大??諝怆婋x還會產生大量的臭氧,使得塑料制品表面碳分子氧化,從而提高表面濕潤性和附著性,強化表面張力。

                  HDPE管內壁電暈處理是將擠出成型的HDPE管通過設置在管內外的一對電極(分成內電極與外電極)之間的空隙,在兩電級間施加電壓建立高壓電場,使內電極產生電暈放電,實現HDPE管內壁的極化處理。電暈裝置由內外電極、升壓器、電源控制器等組成,外電極經升壓器與電源控制器連接,內電極接地[1]。

                  優點

                  可用于聚乙烯、聚丙烯等塑料制品的極化處理,適用材料范圍廣;處理速度快,可直接在生產線上進行加工處理;操作簡單,容易控制;電暈處理僅涉及塑料制品的表面,不影響整體性能;基本無污染物排放,綠色環保。實踐證明,HDPE管在擠出后,內表面張力一般為300μN/cm,經電暈處理后,內表面張力能夠達到500μN/cm以上[2]。

                  2電暈處理技術要點

                  2.1處理程度

                  電暈處理程度由輸出電壓、放電頻率表征,關系著電暈處理效果,需要嚴格把控。若處理程度不足,HDPE管內壁與聚氨酯保溫材料的粘結性能不理想。相反,處理程度過度,易造成HDPE管的破壞,主要表現為HDPE管內表面老化,附著性下降,表面分子交聯過多,與聚氨酯保溫材料粘接能力變差。

                  因此,在實際處理中應嚴格控制處理程度,在滿足加工需要以及質量標準的前提下,控制電暈裝置的輸出電壓、放電頻率。

                  輸出電壓

                  電暈裝置輸出電壓應與HDPE管的壁厚匹配,一般而言管壁越厚,需要的輸出電壓越高。HDPE管壁厚一定時,增大輸出電壓,會收到較好的電暈處理效果,但并不成嚴格的正相關性。而且,當輸出電壓升至一定值時,處理效果將不會發生變化。通常用于HDPE管電暈處理的輸出電壓為5~10 kV,應注意的是,輸出電壓的穩定也是影響電暈處理效果的重要因素。

                  放電頻率

                  在極化處理中采用高頻交流電,電離出來的等離子由于質量較輕,很容易抵達HDPE管內壁產生轟擊作用。但放電頻率不宜過高,若放電頻率過高,電離出來的等離子將在內外電極間來回振動,不能到達HDPE管內壁對其進行轟擊,反而削弱了電暈效果[3]。

                  常用規格HDPE管的放電頻率設定為:D1370×17規格HDPE管放電頻率設定為24 kHz,D760×12規格HDPE管放電頻率設定為21 kHz,D420×7規格HDPE管放電頻率設定為16 kHz。

                  2.2電極間隙

                  電極間隙(即處理間隙)指內外電極間的空間距離。若電極間隙過大,為實現相同的處理程度,處理時間將延長,且當HDPE管擠出速率以及電暈裝置輸出電壓、放電頻率一定的前提下,電暈處理效果易被削弱。電極間隙過小,待處理表面受到的轟擊作用相應加大,易出現處理程度過度以及處理不均勻的情況。實踐證明,將HDPE管內外表面與相對應的內外電極之間的距離控制在1~2 mm時,電暈效果達到理想狀態。

                  3電暈質量檢測方法

                  方法1

                  用達因測試筆(達因測試筆測試能力應與HDPE管內壁所要達到的表面張力匹配)在HDPE管內壁劃線,若2 s內筆跡沒有明顯收縮現象,表明表面張力已達到或超過要求。

                  方法2

                  根據GB/T 14216—2008《塑料膜和片潤濕張力的測定》,采用試驗混合溶液(根據HDPE管內表面所要達到的表面張力,配置相應的試驗混合溶液)對電暈處理后的HDPE管內壁表面張力進行測定。用棉球棒蘸取試驗混合溶液涂在待測HDPE管內壁,涂布面積應大于6 cm2,若待測位置的試驗混合溶液薄膜持續時間超過2 s,表明電暈質量達到要求。

                  關鍵詞: 高密度聚乙烯外護管   電暈處理        
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