一步法生產泡夾管開機一次成功率的影響因素

曹麗（大慶油田有限責任公司第八采油廠規劃設計研究所，黑龍江 大慶 163000）

一步法生產泡夾管開機一次成功率的影響因素

曹麗（大慶油田有限責任公司第八采油廠規劃設計研究所，黑龍江 大慶 163000）

影響一步法生產泡夾管開機一次成功率的因素有很多，本文主要從廢料的排空、糾偏機的調零、引管的長度、擠出機轉速的調節、冷卻水的冷卻等幾個方面對影響一步法開機一次成功率因素進行了論述。

一步法生產硬質聚氨酯防腐保溫管開機一次不成功不但影響生產效率，而且再次開機產生的硬質聚氨酯泡沫是一種白色污染，在自然環境下降解困難，需要很長的時間，污染了環境，因此分析影響一步法生產泡夾管開機一次成功率的因素非常重要。

1 廢料的排空

擠出機在工作前需要對擠出機料筒進行分區加熱以達到聚乙烯原材料擠出所需溫度，且需要恒溫2小時以上。但是，在預熱及恒溫過程中，聚乙烯原材料在料筒中由于持續高溫，發生了熱氧老化。由于聚乙烯分子的非結晶區分子本身自由度較高，支鏈較多，在高溫下活性提高，支鏈分子處的叔碳原子及部分亞甲基發生熱氧化反應，產生了自由基，從而引發了一系列的熱氧老化，聚乙烯分子鏈發生斷裂，分子量變小，分子間交聯增加。熱氧老化大大降低了聚乙烯的抗蠕變性和抗沖擊性能，在韌性及強度方面均無法達到標準要求。由于存在著引管，聚乙烯廢料在進行適度排空以后，即可進行生產，這樣在引管引出后，擠出的聚乙烯已經擁有一定的強度，不容易被引管頂裂從而造成開機失敗，到生產第一根正式產品的聚乙烯防護層時聚乙烯廢料也已經完全排空，各項指標都能達到標準要求。以目前使用最多的天華TWS—120單螺桿擠出機為例，排料過程中以11r∕min的速度進行排料作業5min即可，此時排除的聚乙烯廢料顏色開始轉亮，但仍不規則存在少部分顏色較深物質，但不連成片。

2 糾偏機的調零

在生產不同規格泡夾管前，都需要進行糾偏機的調零，以保證生產產品的偏心在GB50538-2010相關規定范圍內。這個步驟特別重要，它直接關系到成品偏心度及偏心率的控制。現以生產常見管徑Φ60×3.5，30mm保溫層泡夾管為例進行說明。首先，更換Φ60×3.5機頭安裝完30mm定徑套后，先對機頭進行水平調節，可使用水平尺對定徑套水平進行測量并根據測量結果進行不斷調整，直到定徑套水平為止，此時即可認為定徑套及機頭為水平。然后，在糾偏機后第一道輥道處墊30mm木墩或等厚的其他物體，引管另一端固定在送進機內，對糾偏機進行調零，誤差應控制在1mm范圍內。

3 引管的長度

引管的長度選擇很重要，它關系到第一根產品的各項指標能否達到標準要求。引管過長，生產的第一根產品的合格率較高，但是引管所消耗的聚乙烯原材料及硬質聚氨酯泡沫塑料的量也較大，造成了一定程度的浪費；引管過短，則會造成由于糾偏機糾偏時間過短，從而導致生產的第一根硬質聚氨酯泡沫塑料防腐保溫管偏心度過大而不合格，同時管速的提升速度也會由于引管過短而大大增加，單螺桿擠出機轉速的提升速度也大大增加，這樣操作容易對擠出機螺桿造成損傷或者導致擠出機電機功率過大而導致擠出機擠出電機的燒毀。根據送進機到糾偏機后第一道輥道之間的距離，來確定引管的長度，大于兩者之間的距離約1m即可。同時，開機時黑白料的噴料時機由送進機、糾偏機、糾偏機后第一道輥道之間的距離來確定。糾偏機離機頭不宜太遠，調整糾偏機的位置在糾偏機活動范圍的中間位置即可，在引管離開糾偏環2m時開始進行噴料發泡，此時引管即將到達糾偏機后第一道輥道，待引管到達第一道輥道后，多異氰酸酯和組合聚醚也開始發生固化，糾偏機開始進行糾偏，這樣，就有足夠的長度來對泡夾管進行糾偏，順利完成引管到第一根成品的過渡。

4 擠出機轉速的調節

擠出機在開機前需要進行聚乙烯廢料的排出，此時由于機筒內聚乙烯廢料已經發生了熱氧老化，分子性能大大下降，即使擠出機轉速開得比平時更大，擠出機螺桿負荷也比正常生產時小很多，因此，廢料排出階段對擠出機轉速要求不高。但是在廢料排出后期，由于聚乙烯廢料內進入較多未老化的聚乙烯原材料，分子鏈較長，在料桶內受到剪切力作用，長分子鏈呈舒展狀態，在離開機頭時分子鏈由于剛性恢復到卷曲狀，需要對擠出的聚乙烯廢料進行牽引，以保證聚乙烯防護層在牽引力的作用下繼續保持舒展狀態，擠出的聚乙烯防護層表面光滑平整，褶皺少。廢料排出技術后，擠出機料筒內廢料已經基本排出，聚乙烯熱熔體性能逐漸提升至正常水平，擠出機螺桿負荷也隨之不斷提升，此時如果擠出機轉速提升速度過快，則擠出機電機負荷由于急劇增大，容易造成電機燒毀。因此，引管引出后擠出機轉速由廢料排出時的11r∕min根據不同管徑管速來決定提升速度，最大增速不宜超過15r∕min。

5 冷卻水的冷卻

冷卻水對開機的影響主要體現在冷卻水的冷卻部位及流量。引管引出前期尚未開始發泡，引管及鋼管之間呈空心，聚乙烯防護層直接與鋼管接觸，受到引管力的作用。如果冷卻水的冷卻位置不對，冷卻水流量過小，導致引管防護層冷卻不完全，則容易發生破裂，造成開機失敗。在引管引出前期，對冷卻水的要求較高。引管前段直接對防護層施加一個推力，需要對引管前端進行重點冷卻，宜在正常冷卻水冷卻情況下額外使用Φ32水管引出一道冷卻水，以0.6m3∕h的流量對引管前端進行充分跟蹤冷卻至60℃以下。對引管前端進行重點冷卻的同時，還需要保持其他部位的冷卻，距機頭30cm處設置第一道冷卻水，每隔20cm設置一道冷卻水，糾偏機前需根據具體管徑設置冷卻水共計3-5處，流量以0.6m3∕h為宜，糾偏機后冷卻水設置以保證防護層溫度為依據，以保證防護層在離開最后一道冷卻水后溫度在60℃以下。