聚氨酯噴涂聚乙烯纏繞線的生產(chǎn)過程

? ?聚氨酯噴涂聚乙烯纏繞線由輸送介質(zhì)的鋼管（工作管）、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料（保溫層）、高密度聚乙烯外套管（外護層）構(gòu)成，因其具有熱損耗低、防腐及絕緣性能好、施工快捷安全等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于液體與氣體的輸送管網(wǎng)、集中供市政建設(shè)工程等領(lǐng)域，是保障城市安全運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”，是公認的環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品。

聚氨酯噴涂聚乙烯纏繞線生產(chǎn)線包括鋼管除銹及清掃作業(yè)區(qū)域、聚氨酯噴涂作業(yè)區(qū)域、聚乙烯纏繞作業(yè)區(qū)域、和鋼管端頭處理作業(yè)區(qū)域；在鋼管除銹及清掃作業(yè)區(qū)域中設(shè)置鋼管外壁拋丸清理線和鋼管內(nèi)壁清掃設(shè)備；在聚氨酯噴涂作業(yè)區(qū)域中設(shè)置聚氨酯噴涂線；在聚乙烯纏繞作業(yè)區(qū)域設(shè)置聚乙烯纏繞線；在鋼管端頭處理作業(yè)區(qū)域設(shè)置鋼管端頭切割設(shè)備；在清掃作業(yè)區(qū)域、聚氨酯噴涂作業(yè)區(qū)域、聚乙烯纏繞作業(yè)區(qū)域和鋼管端頭處理作業(yè)區(qū)域之間設(shè)置工件輸送軌道，并在工件輸送軌道上配置兩臺以上用于運送工件的液壓升降小車。

聚氨酯噴涂聚乙烯纏繞預(yù)制直埋保溫管的生產(chǎn)線布置和工藝流程，通過對預(yù)制直埋保溫管產(chǎn)品主要性能指標(biāo)和預(yù)期產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)的分析，明確了其廣闊的發(fā)展前景和將要取得的社會效益和經(jīng)濟效益。

預(yù)制直埋保溫管由輸送介質(zhì)的鋼管(工作管)、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料(保溫層)、高密度聚乙烯外套管(外護層)構(gòu)成，因其具有熱損耗低、防腐及絕緣性能好、施工快捷安全等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于液體與氣體的輸送管網(wǎng)、市政建設(shè)工程等領(lǐng)域，是保障城市安全運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”，是公認的環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品。目前，生產(chǎn)企業(yè)普遍采用傳統(tǒng)的“管中管”工藝生產(chǎn)大口徑預(yù)制直埋保溫管，雖然傳統(tǒng)的“管中管”生產(chǎn)工藝中各工序獨立性強，便于專業(yè)操作和分工協(xié)作，但因其關(guān)鍵基礎(chǔ)工藝存在難以克服的薄弱環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品質(zhì)量及制造成本方面存在著一定的缺陷，在此背景下，開發(fā)高端保溫管道生產(chǎn)工藝技術(shù)，破解制約預(yù)制直埋保溫管制造關(guān)鍵基礎(chǔ)工藝的薄弱環(huán)節(jié)，推動我國預(yù)制直埋保溫管制造業(yè)由低端向中高端邁進，成為我國保溫管道制造業(yè)刻不容緩的科技攻關(guān)課題。

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1 傳統(tǒng)的預(yù)制直埋保溫管“管中管”工藝

傳統(tǒng)的“管中管”生產(chǎn)工藝主要包括鋼管表面預(yù)處理、聚乙烯外護管生產(chǎn)和保溫層生產(chǎn)三大步驟，其中保溫層生產(chǎn)步驟是首先將鋼管穿入高密度聚乙烯外護管中形成套管結(jié)構(gòu)，并在鋼管與高密度聚乙烯外護管之間的環(huán)形空間均勻布置支架，兩端采用法蘭密封;然后將套管吊裝在發(fā)泡平臺上，利用發(fā)泡機向套管中注射聚氨酯發(fā)泡材料;在聚氨酯材料發(fā)泡成型固化后拆除兩端密封結(jié)構(gòu)，完成保溫層的生產(chǎn)過程。

傳統(tǒng)的“管中管”生產(chǎn)工藝存在的缺陷主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是由于產(chǎn)品的規(guī)格(如管材口徑、保溫層和外套管厚度等)相對固定，只能適應(yīng)市場的常規(guī)需求，當(dāng)用戶提出特定的非標(biāo)準化產(chǎn)品要求時，會加大產(chǎn)品制造成本和工程投資，延長生產(chǎn)和施工周期;二是采用“管中管”生產(chǎn)工藝，聚乙烯外套管在聚氨酯注料成型過程中，聚氨酯發(fā)泡會產(chǎn)生一定的膨脹力，為了保證管材的安全，需要高密度聚乙烯外護管管壁的設(shè)計厚度，由此造成工藝過程的制作成本偏高;三是聚氨酯注料無論是水平形式還是傾斜形式，形成的保溫層密度分布都不均勻，為保證管材各部位密度指標(biāo)不低于標(biāo)準要求，就需要多注入40-50的聚氨酯原料，同樣存在工藝過程的制作成本偏高問題。

2 聚乙烯纏繞預(yù)制直埋保溫管技術(shù)

聚乙烯纏繞預(yù)制直埋保溫管技術(shù)，通過對“鋼管在線預(yù)處理系統(tǒng)”、及“聚乙烯纏繞技術(shù)”的深入研究，制定了由鋼管外壁拋丸清理除銹、鋼管內(nèi)壁吹掃、聚乙烯纏繞、管端切割和成品管轉(zhuǎn)運等關(guān)鍵工序組成的工藝生產(chǎn)路線，并建成與該工藝生產(chǎn)路線相匹配的生產(chǎn)線，以此克服了傳統(tǒng)“管中管”生產(chǎn)工藝存在的技術(shù)障礙，不僅保證了保溫層密度的均勻性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，而且降低了產(chǎn)品制造成本。

2.1 生產(chǎn)線

聚氨酯噴涂聚乙烯纏繞保溫管生產(chǎn)線包括鋼管除銹及清掃作業(yè)區(qū)域(Ⅰ)、作業(yè)區(qū)域(Ⅱ)、聚乙烯纏繞作業(yè)區(qū)域(Ⅲ)和鋼管端頭處理作業(yè)區(qū)域(Ⅳ);在鋼管除銹及清掃作業(yè)區(qū)域(Ⅰ)中設(shè)置鋼管外壁拋丸清理線和鋼管內(nèi)壁清掃設(shè)備;在作業(yè)區(qū)域(Ⅱ)中設(shè)置聚氨酯噴涂線;在聚乙烯纏繞作業(yè)區(qū)域(Ⅲ)設(shè)置聚乙烯纏繞線;在鋼管端頭處理作業(yè)區(qū)域(Ⅳ)設(shè)置鋼管端頭切割設(shè)備;在清掃作業(yè)區(qū)域(Ⅰ)、作業(yè)區(qū)域(Ⅱ)、聚乙烯纏繞作業(yè)區(qū)域(Ⅲ)和鋼管端頭處理作業(yè)區(qū)域(Ⅳ)之間設(shè)置工件輸送軌道，并在工件輸送軌道上配置兩臺以上用于運送工件的液壓升降小車。

2.1.1 鋼管外壁拋丸清理線

鋼管外壁拋丸清理線上設(shè)有鋼管螺旋輸送線和拋丸機;其中鋼管螺旋輸送線采用橡膠輥道螺旋輸送方式;拋丸機布置在鋼管螺旋輸送線中部，由拋丸室、拋丸器、分離器、提升機、彈丸控制系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)組成。

2.1.2 鋼管內(nèi)壁清掃設(shè)備

鋼管內(nèi)壁清掃設(shè)備包括鋼管旋轉(zhuǎn)支撐裝置、吹風(fēng)裝置和密封集塵裝置;吹風(fēng)裝置設(shè)有吹掃小車、風(fēng)機、送風(fēng)管、送風(fēng)管支撐小車、送風(fēng)管支撐輪和吹風(fēng)裝置移動軌道，其中吹掃小車和送風(fēng)管支撐小車布置在吹風(fēng)裝置移動軌道上，吹掃小車由電機驅(qū)動運轉(zhuǎn)，送風(fēng)管支撐小車行走為從動方式，通過鋼鏈與吹掃小車連接，風(fēng)機安裝在吹掃小車上，風(fēng)機出口與送風(fēng)管進口端密封連接，在送風(fēng)管的出口端裝配與鋼管工件內(nèi)壁配合的送風(fēng)管支撐輪;密封集塵裝置由行走車體、密封倉體、密封集塵裝置移動軌道、脈沖反吹式除塵器和集塵料斗組成;密封倉體、脈沖反吹式除塵器和集塵料斗均安裝在行走車體上，在密封倉體前端設(shè)有與工件端口配合的密封膠板，在密封倉體后端連接脈沖反吸式除塵器，脈沖反吸式除塵器的排塵口與集塵料斗連接。

聚氨酯噴涂線中設(shè)置鋼管螺旋輸送線、鋼管預(yù)加熱設(shè)備和聚氨酯設(shè)備;鋼管預(yù)加熱設(shè)備采用中頻電加熱裝置，其中頻電源采用全數(shù)字化控制系統(tǒng)，核心控制板實現(xiàn)標(biāo)準化，所有設(shè)備之間可以互換，便于維修、調(diào)試;

2.1.3聚乙烯纏繞線

聚乙烯纏繞線中設(shè)置鋼管螺旋輸送線、聚乙烯纏繞設(shè)備和冷卻設(shè)備;鋼管螺旋輸送線的末端設(shè)有用于實現(xiàn)工件下料的液壓搖臂;聚乙烯纏繞設(shè)備包括PE擠出機、自動上料系統(tǒng)、Φ180液壓柱式換網(wǎng)系統(tǒng)、模具及模具吊架、融體過液流道部分和涂覆架導(dǎo)向壓輥系統(tǒng);其中PE擠出機選用單螺桿擠出機;自動上料系統(tǒng)由料斗式烘干機、真空上料機組成，各單機之間均采用軟管聯(lián)接而成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng);模具選用衣架式板材專用模具，吸收、消化國外先進技術(shù)，采用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，型腔表面鍍鉻;涂覆架導(dǎo)向壓輥系統(tǒng)與下置式纏繞方式相匹配，聚乙烯片材由一套托輥進行擠壓，膠輥采用硅橡膠制作，硬度為10±2度，托輥及壓輥內(nèi)部通水冷卻，全部動力采用氣動方式;冷卻設(shè)備用于對涂敷完成后鋼管的表面冷卻，由水噴淋房、沉淀池、水冷卻塔、冷卻水池及水泵組成，水冷卻塔及水泵主要用于水噴淋房供水，冷卻水通過水泵加壓輸送至水噴淋房對鋼管進行冷卻降溫，然后回水返回沉淀池內(nèi)，再經(jīng)循環(huán)水泵提升至冷卻塔進行降溫，再返回冷卻水池循環(huán)使用。

2.1.4鋼管端頭切割設(shè)備

鋼管端頭切割設(shè)備用于鋼管防腐后管端聚乙烯的切割，由帶密封倉行走小車、升降切割系統(tǒng)、集塵裝置組成;帶密封倉行走小車的密封倉將切割系統(tǒng)整體密封，以維護環(huán)境的清潔和降低切割噪音，小車行走減速機采用斜齒輪硬齒面減速機，帶有制動功能;升降切割系統(tǒng)采用單頭切割機切割管端防腐層，切割鋸采用圓形有齒鋼鋸，升降采用氣缸進行驅(qū)動;集塵裝置采用布袋除塵器。

2.1.5?液壓升降小車

液壓升降小車設(shè)有行走系統(tǒng)、液壓升降系統(tǒng)和控制系統(tǒng);