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双壁波纹管国内的发展和应用前景

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南宁双壁波纹管是国外七十年代开始开发的新型管材,具有重量轻、强度高、施工方便,用料省等优点。和相同强度的光壁管相比,可节省原料约40%,广泛地应用在通信光电缆护套、建筑排水、市政排水、农田低压灌溉等各种领域。我国自九十年代初开始引进生产该型管材,最开始主要是φ110以下的小口径系列,原料主要为PVC,主要用作通信电缆护套管。近些年随着人们对其它性能的了解,其发展很快逐渐向大口径方向发展,最大可做到φ1000。它地所用原料也从最初为PVC发展到PE、PP等,波纹管生产线设备也从无到有,目前我公司生产线生产的管材其口径最大可做到φ800。 

一、双壁波纹管生产设备在国内的发展状况 生产双壁波纹管的主要生产设备有挤出机、机头、波纹成型机、切割机、扩口机等,其核心设备为波纹成型机和机头。
(一)机头
双壁波纹管挤出机头的结构比较复杂,主要特点是在同一模具内成内外两层流道,内外流道夹层间需通压缩空气,促使外层在成型机模块上形成外波纹,同时,内定径套的冷却水管也从芯棒内通过,同时为了补偿冷却水通过引起的热量损失,通常需对内加热棒,而在大口径管子的生产中,由于挤出机的挤出量不足,还要采用双层共挤技术,特别是聚烯烃管材的生产,由于聚烯烃管材一般采用单螺杆挤出机,其挤出量比双螺杆挤出机小得多。故一般采用双层共挤技术,可保证生产,同时也能提高产量。
目前,国内生产的机头,其设计已达到国外机头的水平,大口径聚烯烃管材的双层共挤机头也已开发成功,但其所用材质和加工水平与国外产品相比还有差距。表现在国产机头的流道表面易损,生产和拆摸周期比国外机头短。 
(二)波纹成型机
波纹成型机是生产双壁塑料波纹管的核心设备,由成型模块、传动系统,控制系统三部分组成。成型模块一般由40~70对上下(或水平)对开的模块组成,沿一定的轨迹移动,模块闭合成圆形管子的成型腔,模块打开,使制品脱模,模块可由水或空气冷却。其成型过程为:从挤出机挤出管坯在一定的气压下,经过吹胀(或真空吸附),使内外壁分别贴合在成型模块和内定径棒上成型。波纹成型机同时具有牵引管材的作用。
波纹成型机有立式和水平式两种,立式波纹成型机其模块上下开合,占地面积小,结构紧凑,但模块更换较困难,特别是大口径模块的更换。水平式波纹成型机其成型模块水平开合,占地面积较大,但更换模块比立式方便得多,因此其应用更广泛。
一般小口径管材,采用的是整体式模块,而大口径管材考虑到其模块重量大,更换时不方便,故一般采用托架式模块,换口径时,只需更换托架内的芯模即可,节省了模块制造成本。
波纹成型机的关键就是成型模块运行轨道的确定,需先建立模块运行的数字模型,然后印出其轨迹,最后按照这一轨迹组合模块。
双壁波纹管的成型方法-般有真空成型法和壁间充气成型法两种,也有同时使用这两种方法的。
真空成型法是通过成型模块上的真空孔使管坯外壁靠负压作用吸附在成型模块上,其内壁靠伸出芯模的定径棒定型。这种方法生产的管子的外观质量较好,但其内外径尺寸稳定性较差,且真空孔易堵塞,造成产品外壁波纹缺陷。
壁间充气成型法是在两层料坯中间通压缩空气,把管坯外壁吹胀入成型模块,同时使管内壁贴附在内定径棒上。并可根据管口径,壁原的大小来调气压。应用这种方法生产的管材。尺寸稳定性好。
国内生产的波纹管成型机,一般为水平式结构,大口径管材也采用托架式模块。但受其加工设备的限制,其模块的加工精度和同一性与国外同类产品相比还有差距,在生产中机器故障较多,有时还可能造成模块运行轨道的损坏。
近年来上海金纬机械制造有限公司开发了一系列大口径双壁波纹管生产线,其波纹成型机采用立式结构, 由于模块的加工采用了大型加工中心生产。其同一性和精度均达到较高的水平。同时,模块采用快速冷却系统,可较大程度地提高生产速度。
虽然国产的波纹成型机质量不如国外进口产品,但由于其价格比国外同类产品低很多,且其生产的管材能达到要求,故近年来国内大部分波纹管生产厂家还是采用国产生产线。故国产设备的生产厂家这几年发展较快,但还应致力提高加工水平,开发新产品,缩小与国外产品的差距。
最近几年,国外研制出了模块速回转系统,即利用机械或气动搬运系统,把最后一对模块重新快速带回开始的工作位置。它的优点是模块数可减少,一般仅需12~18对模块,在生产大口径管材时,可极大地降低波纹成型机的生产成本。 
二、双壁波纹管的生产技术
目前国内的双壁波纹管主要用PVC、PP、PE、HPPE生产,但绝大部分为PVC双壁波纹管。其生产用原料和助剂均已国产化,且所生产产品质量可达到要求,价格也比进口原料助剂便宜。
由于双壁波纹管的管壁簿,特别是小口径管材其成型时需经空气吹胀,故对所用原料的杂质含量和鱼眼数要求较高,否则易引起管材外壁波纹缺陷增多。这一点,国产原料与进口产品还是有一定差距的。
目前,国内由于条件制约,配料多采用手工配制,既影响配料的精确性,又使粉尘飞扬,对环境保护不利,应尽量采用复合型助剂,减少助剂种类,采用自动配料系统。本中心开发的PVC双壁波纹管专用助剂,是一种一体式专用助剂,只需将之与PVC混合,即可生产,无需添加其他助剂。可极大地提高生产效率,减少粉尘污染。
双壁波纹管的生产工艺流程一般为:
酉己料—-高速混合—低速混合—-过筛—-挤出—-波纹成型—-定长切割—扩管
但有的生产厂家由于场地的限制, 同时也为了减少设备投资,也采用在线扩口技术,在波纹成型时,采用几对扩口模块,当扩口模块运行到咬合位置时,通过电磁阀关闭内外层之间的压缩空气, 同时在芯棒和内层壁之间通入压缩空气,使内外层一起贴合到扩口模块上,形成扩口。这样生产线可以减少一个扩管机,长度较短占地少,投资也较少。但在线扩口的质量波动较大,且每个扩口前有一段过渡段需切下,原料有少量浪费。
金纬公司已掌握在线扩口技术,扩口的质量和稳定性均很好。 
三、双壁波纹管的市场前景
双壁波纹管作为一种新型管材,近几年来其应有领域逐渐扩大,其用量也逐渐增大,在通讯电缆护套管领域,已基本取代了水泥管。与其他塑料管相比其用量也最大。在建筑排水领域,由于其隔音性能稍差,同时管配件开发还不够,所以用量不是很大。但在市政排水,和工厂排污方面,特别是大口径管材,由于双壁波纹管具有重量轻,施工方便、强度高、密封性能好等优点,其用量不断增大。使用双壁波纹管比同等规格的塑料光壁管造价低,施工周期可缩短5~10倍。
双壁波纹管另一个尚待开发推广的领域就是农村滴漏灌溉。由于我国北方大部分地区水资源缺乏,如何合理利用水资源杜绝浪费提高水的利用率是一个急需解决的问题。应用双壁波纹管作输送管道,其造价低,开孔容易,是一个合适的选择。这也是今后双壁波纹管生产厂家应该努力推广的方面。 
四、综述
综上所述,双壁波纹管自九十年代初引进以来,其发展很快,应用领域不断扩大,管材规格也从小到大不断发展。生产厂家不断增多,设备也由全部从国外引进,到目前基本国产化,其所用原料也不断增多,从PVC到PE、HDPE、PP等。近几年来,其发展更快,生产量逐年增多,已成为塑料管材领域的一支重要力量。 

——编者:管福管道(南宁波纹管,南宁PE给水管,电力管等供应商)

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