年生产8000吨聚丙烯上水管挤出工艺设计

1、摘要洛阳理工学院毕业设计（论文）PAGE IV PAGE 9年生产8000吨聚丙烯上水管挤出工艺设计摘 要文章介绍了聚丙丙烯的性能和和聚丙烯管材材的发展状况况、特点、性性能、分类，以以及PP-RR管材的用途途、特点、性性能、施工等等，并结合聚聚丙烯管材的的发展状况、特特点和性能，以及PPP-R管材材的用途及性能要求等，做出了对对PP-R管管材挤出成型型工艺的设计计，同时也对对生产规模效效益等做出了了一定的核算算。其中工艺艺设计包括了对PP-RR管材的原料料配方制定和和品质检验，加加工设备的选选用，设备安装及及保养处理，工工艺参数的制制定，加工生生产步骤与流流程，产品品品质检验，以以及常见事故故

2、的处理等。结果表明，合适适的加工工艺艺条件、成型型设备以及有有效的管理执执行，能够保保证PP-RR管的品质质质量及年产量量，但是在短短时间内不会会取得很大的的经济效益。否否则，就必须须扩大生产规规模或减少厂厂区及设备投投资，采取局局部加工生产产模式，充分分有效地利用用外部资源。关键词：聚丙烯烯PP-R，管材成型，工艺设计，设备，经济概算 design of 80000 toons/yeear Poolyproopylenne undder waater ttube bby exrrutionn proccessABSTRACCTThis paaper iintrodduces the pper

3、forrmancee of ppolyprropyleene annd pollyproppylenee pipee deveelopmeent, ffeaturres, pperforrmancee, claassifiicatioon, annd thee use of PPP-R piipe, ffeaturres, pperforrmancee and consttructiion, ccombinned wiith thhe devvelopmment oof pollyproppylenee pipees, chharactteristtics aand peerformmance

4、, and the uuse off PP-RR pipee and perfoormancce reqquiremments, madee of PPP-R ppipe eextrussion pprocesss of desiggn, buut alsso on the eeffecttiveneess off the produuctionn scalle to make a cerrtain amounnt of accouuntingg. Proocess desiggn whiich inncludees a PPP-R ppipe fformullationn deveelopm

5、eent annd quaality testiing off raw materrials, proccessinng, eqquipmeent seelectiion, eequipmment iinstalllatioon andd mainntenannce trreatmeent, tthe deeveloppment of prrocesss paraameterrs, prrocesssing ssteps and pprocessses, produuct quualityy insppectioon, annd thee handdling of coommon accidd

6、ents.The ressults show that the aapproppriatee proccessinng connditioons, mmoldinng equuipmennt, annd impplemenntatioon of effecctive managgementt, to ensurre thee quallity oof PP-R pippe quaality and ooutputt, butt not in a shortt timee madee greaat ecoonomicc beneefits. Otheerwisee, we must expann

7、d thee scalle of produuctionn or rreducee inveestmennt in plantt and equippment and ttake llocal proceessingg modee, thee fulll and effecctive use oof extternall resoourcess.KEY WORRDS: Polyypropyylene PP-R,Tube Formiing,Proceess Deesign,Equippment, Econoomic eestimaates前言目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK

8、 l _Toc295248622 前言 PAGEREF _Toc295248622 h 1 HYPERLINK l _Toc295248623 第1章 聚丙烯烯及其管材 PAGEREF _Toc295248623 h 2 HYPERLINK l _Toc295248624 1.1 概述 PAGEREF _Toc295248624 h 2 HYPERLINK l _Toc295248625 1.2 聚丙烯烯的性能 PAGEREF _Toc295248625 h 2 HYPERLINK l _Toc295248626 1.4 PP-R管材 PAGEREF _Toc295248626 h 4 HYP

9、ERLINK l _Toc295248627 1.4.1 PPP-R管材材的特点 PAGEREF _Toc295248627 h 4 HYPERLINK l _Toc295248628 1.4.2 PPP-R管主主要用途 PAGEREF _Toc295248628 h 4 HYPERLINK l _Toc295248629 1.4.3 PPP-R管的的选用标准 PAGEREF _Toc295248629 h 5 HYPERLINK l _Toc295248630 1.4.4 PPP-R管在在安装施工及及应用 PAGEREF _Toc295248630 h 5 HYPERLINK l _Toc2

10、95248631 第2章 PP-R管的原料料配方及品质质检验 PAGEREF _Toc295248631 h 7 HYPERLINK l _Toc295248632 2.1 原料及及性能 PAGEREF _Toc295248632 h 7 HYPERLINK l _Toc295248633 2.2 原料的的配方 PAGEREF _Toc295248633 h 8 HYPERLINK l _Toc295248634 2.2.1 配配方 PAGEREF _Toc295248634 h 8 HYPERLINK l _Toc295248635 2.2.2 配配方设计说明明 PAGEREF _Toc29

11、5248635 h 8 HYPERLINK l _Toc295248636 2.3 原料性性能品质检验验 PAGEREF _Toc295248636 h 8 HYPERLINK l _Toc295248637 第3章 工艺计计算及设备的的选择与安装装 PAGEREF _Toc295248637 h 10 HYPERLINK l _Toc295248638 3.1 物料的的衡算 PAGEREF _Toc295248638 h 10 HYPERLINK l _Toc295248639 3.2.1 物物料衡算的意意义 PAGEREF _Toc295248639 h 10 HYPERLINK l _T

12、oc295248640 3.2.2 物物料衡算方法法 PAGEREF _Toc295248640 h 10 HYPERLINK l _Toc295248641 3.2.3 物物料衡算的计计算 PAGEREF _Toc295248641 h 11 HYPERLINK l _Toc295248642 3.2 热量衡衡算 PAGEREF _Toc295248642 h 12 HYPERLINK l _Toc295248643 3.2.2 热热量衡算的计计算 PAGEREF _Toc295248643 h 12 HYPERLINK l _Toc295248644 3.3 生产设设备的选择 PAGERE

13、F _Toc295248644 h 13 HYPERLINK l _Toc295248645 3.3.1 设设备的选择原原则 PAGEREF _Toc295248645 h 13 HYPERLINK l _Toc295248646 3.3.2 设设备的选择目目的 PAGEREF _Toc295248646 h 13 HYPERLINK l _Toc295248647 3.3.3 挤挤出机的选择择 PAGEREF _Toc295248647 h 14 HYPERLINK l _Toc295248648 3.3.4辅机机的选择 PAGEREF _Toc295248648 h 15 HYPERLIN

14、K l _Toc295248649 3.4 安装和和调整 PAGEREF _Toc295248649 h 18 HYPERLINK l _Toc295248650 第4章 单螺杆杆挤出机生产产PP-R工艺艺 PAGEREF _Toc295248650 h 20 HYPERLINK l _Toc295248651 4.1 工作原原理 PAGEREF _Toc295248651 h 20 HYPERLINK l _Toc295248652 4.1.1 结结构概述 PAGEREF _Toc295248652 h 20 HYPERLINK l _Toc295248653 4.2 生产工工艺流程 PAG

15、EREF _Toc295248653 h 20 HYPERLINK l _Toc295248654 4.2.1 管管材生产工艺艺流程 PAGEREF _Toc295248654 h 20 HYPERLINK l _Toc295248655 4.3管材挤出出参数 PAGEREF _Toc295248655 h 20 HYPERLINK l _Toc295248656 4.4 首次开开机准备工作作 PAGEREF _Toc295248656 h 21 HYPERLINK l _Toc295248657 4.5 生产操操作步骤 PAGEREF _Toc295248657 h 22 HYPERLINK

16、 l _Toc295248658 4.6 产品品品质检验 PAGEREF _Toc295248658 h 23 HYPERLINK l _Toc295248659 4.6.1 生生产过程检验验 PAGEREF _Toc295248659 h 23 HYPERLINK l _Toc295248660 4.6.2 入入库检验 PAGEREF _Toc295248660 h 24 HYPERLINK l _Toc295248661 4.6.3 出出货检验 PAGEREF _Toc295248661 h 24 HYPERLINK l _Toc295248662 4.7 生产操操作注意事项项 PAGER

17、EF _Toc295248662 h 24 HYPERLINK l _Toc295248663 第5章 设备的的运转与保养养 PAGEREF _Toc295248663 h 26 HYPERLINK l _Toc295248664 5.1 设备的的吊装运转注注意事项 PAGEREF _Toc295248664 h 26 HYPERLINK l _Toc295248665 5.2 设备的的保养 PAGEREF _Toc295248665 h 26 HYPERLINK l _Toc295248666 第6章 常见事事故及处理 PAGEREF _Toc295248666 h 28 HYPERLINK

18、 l _Toc295248667 6.1 管材质质量问题及处处理办法 PAGEREF _Toc295248667 h 28 HYPERLINK l _Toc295248668 6.1.1 表表面粗糙 PAGEREF _Toc295248668 h 28 HYPERLINK l _Toc295248669 6.1.2 外外表面出现沟沟痕 PAGEREF _Toc295248669 h 28 HYPERLINK l _Toc295248670 6.1.3 内内表面出现沟沟痕 PAGEREF _Toc295248670 h 28 HYPERLINK l _Toc295248671 6.1.4 管管材

19、表面出现现光圈 PAGEREF _Toc295248671 h 28 HYPERLINK l _Toc295248672 6.1.5 无无真空 PAGEREF _Toc295248672 h 29 HYPERLINK l _Toc295248673 6.1.6 管管材外圆尺寸寸偏大或偏小小 PAGEREF _Toc295248673 h 29 HYPERLINK l _Toc295248674 6.1.7 管管材椭圆度较较大 PAGEREF _Toc295248674 h 29 HYPERLINK l _Toc295248675 6.1.8 管管材壁厚不均均匀 PAGEREF _Toc2952

20、48675 h 30 HYPERLINK l _Toc295248676 6.1.9 管管材切割长度度过长或过短短 PAGEREF _Toc295248676 h 30 HYPERLINK l _Toc295248677 6.1.10 色线太宽 PAGEREF _Toc295248677 h 30 HYPERLINK l _Toc295248678 6.1.11 色线时有时时无或没有 PAGEREF _Toc295248678 h 30 HYPERLINK l _Toc295248679 6.1.12 管材表面条条纹 PAGEREF _Toc295248679 h 30 HYPERLINK l

21、 _Toc295248680 6.1.13管管壁凹凸不平平 PAGEREF _Toc295248680 h 31 HYPERLINK l _Toc295248681 6.1.14 管子弯曲 PAGEREF _Toc295248681 h 31 HYPERLINK l _Toc295248682 6.1.15 表面有气泡泡 PAGEREF _Toc295248682 h 31 HYPERLINK l _Toc295248683 6.1.16管管子中间有一一段壁厚薄 PAGEREF _Toc295248683 h 31 HYPERLINK l _Toc295248684 6.1.17壁壁厚时而厚时

22、时儿薄 PAGEREF _Toc295248684 h 31 HYPERLINK l _Toc295248685 6.1.18管管材切口面有有杂料 PAGEREF _Toc295248685 h 31 HYPERLINK l _Toc295248686 6.2操作系统统故障处理 PAGEREF _Toc295248686 h 32 HYPERLINK l _Toc295248687 第7章 生产经经济概算 PAGEREF _Toc295248687 h 33 HYPERLINK l _Toc295248688 7.1 编制经经济概算 PAGEREF _Toc295248688 h 33 HYP

23、ERLINK l _Toc295248689 7.1.1 编编制概算的意意义 PAGEREF _Toc295248689 h 33 HYPERLINK l _Toc295248690 7.1.2 编编制原则 PAGEREF _Toc295248690 h 33 HYPERLINK l _Toc295248691 7.1.3 编编制和修正 PAGEREF _Toc295248691 h 33 HYPERLINK l _Toc295248692 结论 PAGEREF _Toc295248692 h 37 HYPERLINK l _Toc295248693 谢 辞 PAGEREF _Toc29524

24、8693 h 38 HYPERLINK l _Toc295248694 参考文献 PAGEREF _Toc295248694 h 399 HYPERLINK l _Toc295248695 外文资料翻译 PAGEREF _Toc295248695 h 40前言80年代以前，我我国的住宅及及公共建筑的的上水管基本本上是镀锌钢钢管，由于受受材质自身的的局限，镀锌锌钢管存在使使用寿命短、易易造成水质二二次污染等缺缺点。为了保保障人们日常常饮用水的质质量、我国部部分地区，如如上海、浙江江、河北、江江苏等省市已已先后提出淘淘汰镀锌钢管管，用高质量量的塑料管代代替。目前，在在我国已相续续开发了PVVC管、

25、PEE管、铝塑复复合管、玻璃璃钢管、钢塑塑复合管和聚聚丙烯管等一一批塑炼管材材，并取得了了一定的市场场占有率。特别是其中聚丙丙烯塑料管以以聚丙烯树脂脂为主要原料料，采用单螺螺杆挤出机挤挤塑成型。这这种管材在各各种塑料管中中具有体最轻轻，无毒，耐耐酸、耐化学学物质腐蚀，韧韧性和耐热性性好的特点。其其耐环境应力力开裂性能比比聚乙烯管好好，可在不大大于110低负荷条件件下长时间应应用。聚丙烯烯管材中的PPPR管是是欧洲90年年代开发的，以以新型无规聚聚丙烯为原料料，经挤出成成型制作的塑塑料管材。由由于其优越的的性能，正日日益受到人们们的青睐。第1章 标题 第1章 聚丙丙烯及其管材1.1 概述聚丙烯塑

26、料管主主要应用于给给水、排水、农农田灌溉及各各种化工液体体和气体的输输送管道。 而聚丙烯上水管管是指人们日日常生活中使使用的食用水水管，除了有有一般聚丙烯烯水管的性之之外，还要求求无毒、卫生生。1.2 聚丙烯烯的性能聚丙烯分子结构构为典型的主主体规整结构构，为结晶聚聚合物，分子子量为10-50万，比比重0.900-0.911g/cm22，成型收缩缩率1.0%-2.5%，成型温度度：160-220，其其特点强度大大，硬度和耐耐热性均优于于低压聚乙烯烯，可在1000左右使使用，具有良良好的电性能能和高频绝缘缘性，不受潮潮湿的影响，但但低温时变脆脆、不耐磨、易易老化，适用用于制作一般般机械零件、耐耐

27、腐蚀零件和和绝缘零件。(1) 物理性性能 聚丙烯烯为无毒、无无臭、无味的的乳白色高结结晶聚合物，密密度只有0.90-0.91g/ccm2，是目前所所有塑料中最最轻的品种之之一，它对水水特别稳定，在在水中24hh的吸水率仅仅为0.011%，分子量量在8-155万之间，成成型性好，且且制品表面光光泽好，易于于着色，但因因收缩率大，壁壁厚制品易凹凹陷。(2) 力学性性能 聚丙烯烯的结晶度高高，结构规整整，因而具有有优良的力学学性能，其强强度、硬度、弹弹性都比HDDPE高。但在低温下下和室温下，由由于本身的分分子规整度高高，所以，冲冲击强度较差差，分子量增增加的时候，冲冲击强度也增增加，但成型型加工性

28、能变变差。聚丙烯烯最突出的性性能就是抗弯弯曲疲劳性好好。(3) 热性能能 聚丙烯具具有良好的耐耐热性熔点在在164-1170，制制品能在1000以上温温度进行消毒毒灭菌，在不不受外力的情情况下，1550也不会会变形，脆化化温度为-335，再低低于这个温度度下会明显脆脆化，耐寒性性不如聚乙烯烯。(4) 化学稳稳定性 聚丙丙烯的化学稳稳定性好，除除能被浓硫酸酸和浓硝酸腐腐蚀外，对其其他化学试剂剂都比较稳定定，单分子量量低的脂肪烃烃、芳香烃和和氯化烃等能能使PP软化化和溶胀，同同时它的化学学稳定性随着着结晶度的增增加还有所提提高，所以，聚聚丙烯适合制制作各种化工工管道的配件件，防腐效果果良好。(5)

29、 电性能能 聚丙烯的的高频绝缘性性能良好，由由于它几乎不不吸水，故绝绝缘性能不受受潮湿的影响响，它有较高高的介电系数数，且随温度度的上升而增增大，可以用用来制作受热热的电绝缘制制品，它的击击穿电压也很很高，适合用用作电器配件件等。抗电压压，耐电弧性性好，但静电电度高，与铜铜接触易老化化。(6) 耐候性性 聚丙烯对对紫外线很敏敏感，加入氧氧化锌、硫化化丙酸二月桂桂酯、碳黑或或类似的乳白白镇料等可以以改善耐老化化性能。1.3 聚丙烯烯管的分类聚丙烯管分为均均聚聚丙烯管管（PP-HH）、嵌段共共聚聚丙烯管管（PP-BB）、无规共共聚聚丙烯管管（PP-RR）3种。PPP-H、PPP-B、PPP-R刚度

30、度依次递减，而而冲击强度则则依次增加。其中由于三型聚聚丙烯管具有有节能、耐腐腐蚀、不结垢垢、卫生、无无毒、耐热、耐耐压、使用寿寿命长、质轻轻高强、流体体阻力小等优优点，是替代代镀锌钢管的的新一代产品品。另外从原原料生产工艺艺、国内现状状 、施工方法法、项目投资资估算及市场场分析也有很很大的前景。(1) 什么是是三型聚丙烯烯管 三型聚丙烯烯管化学代号号PP-R，采采用无规共聚聚聚丙烯经挤挤出成为管材材，注塑成为为管件。是欧欧洲90年代代初开发应用用的新型塑料料管道产品。PPP-R是880年代末，采采用气相共聚聚工艺使5%左右PE在在PP的分子子链中随机地地均匀聚合(无规共聚)而成为新一一代管道材

31、料料。它具有较较好的抗冲击击性能和长期期蠕变性能。(2) PP-R与PP-C有什么关关系 前一时期，国国内市场上出出现PP-CC管材、管件件，其安装方方法与PP-R一致。不不少人搞不清清楚PP-RR与PP-CC有什么差别别，造成不少少误解和混乱乱。国际标准准中，聚丙烯烯冷热水管分分PP-H、PPP-B、PPP-R三种种，没有PPP-C。市场场上的PP-C管实际上上是PP-BB管，其原料料是嵌段共聚聚聚丙烯类管管材专用料。PPP-B管是是冷热水管的的一种，价格格比较便宜，其其耐热、耐压压性能与PPP-R的差距距很大。例如如：使用条件件分2级，使使用条件1表表示压力，例例如设计压力力0.6MPPa

32、 外径为为25mm管管材，PP-R管的壁厚为3.5mmm，PP-BB(PP-CC)管的壁厚则要5.1mmm；设计压压力0.8MMPa 外径径25mm，PPP-R管壁壁厚4.2mmm，而PPP-B(PPP-C)就无无法用了。因因为要求的壁壁厚太厚了。市市场上的管材材，结构尺寸寸与PP-RR一致的PPP-C管，其其使用条件PPP-R低得得多，不能混混同PP-RR管使用，更更不能在确定定使用条件后后，以PP-C管替代PPP-R管。使使用条件2表表示设计温度度70，供供热水用。1.4 PP-R管材1.4.1 PPP-R管材材的特点PP-R管除了了具有一般塑塑料管重量轻轻、耐腐蚀、不不结垢、使用用寿命长

33、等特特点外，还具具有以下主要要特点：(1) 无毒、卫卫生。PP-R的原料分分子只有碳、氢氢元素，没有有有害有毒的的元素存在，卫卫生可靠，不不仅用于冷热热水管道，还还可用于纯净净饮用水系统统。 (2) 保温节节能。PP-R管导热系系数为0.221w/mkk，仅为钢管管的1/2000。(3) 较好的的耐热性。PPP-R管的的维卡软化点点131.55。最高工工作温度可达达95，可可满足建筑给给排水规范中中热水系统的的使用要求。(4) 使用寿寿命长。PPP-R管在工工作温度700，工作压压力(P.NN)1.OMMPa条件下下，使用寿命命可达50年年以上；常温温下(20)使用寿命命可达1000年以上。(

34、5) 安装方方便，连接可可靠。PP-R具有良好好的焊接性能能，管材、管管件可采用热热熔和电熔连连接，安装方方便，接头可可靠，其连接接部位的强度度大于管材本本身的强度。(6) 物料可可回收利用。PPP-R废料料经清洁、破破碎后回收利利用于管材、管管件生产。回回收料用量不不超过总量110%，不影影响产品质量量。(7) 轻质高高强、流体阻阻力小。PPP-R管密度仅仅为金属管的的1/8，耐压力力试验强度高高达5MPaa，且韧性好好、耐冲击。由由于内壁光滑滑、不生锈、不不结垢，流体体阻力小。1.4.2 PPP-R管主主要用途(1) 建筑物物的冷热水系系统，包括集集中供热系统统；(2) 建筑物物内的采暖系

35、系统、包括地地板、壁板及及辐射采暖系系统；(3) 可直接接饮用的纯净净水供水系统统；(4) 中央(集中)空调调系统；(5) 输送或或排放化学介介质等工业用用管道系统。 1.4.3 PPP-R管的的选用标准(1) 注意管管道总体使用用系数C(即即安全系数)的确定：一一般场合，且且长期连续使使温度700，可选CC=1.255；在重要场场合，且长期期连续使用温温度70，并有可能能较长时间在在更高温度运运行，可选CC=1.5。(2) 用于冷冷水(400)系统，选选用P.N11.01.6MPa管管材、管件；用于热水系系统选用PPN2.0MMPa管材、管管件。(3) 在考虑虑上述三个原原则后，管件件的SD

36、R应应不大于管材材的SDR，即即管件的壁厚厚应不小于同同规格管材壁壁厚。 1.4.4 PPP-R管在在安装施工及及应用(1) PP-R管较金属属管硬度低、刚刚性差，在搬搬运、施工中中应加以保护护，避免不适适当外力造成成机械损伤。在在暗敷后要标标出管道位置置，以免二次次装修破坏管管道。(2) PP-R管5以以下存在一定定低温脆性，冬冬季施工要当当心，切管时时要用锋利刀刀具缓慢切割割。对已安装装的管道不能能重压、敲击击，必要时对对易受外力部部位复盖保护护物。(3) PP-R管长期受受紫外线照射射易老化降解解，安装在户户外或阳光直直射处必须包包扎深色防护护层。(4) PP-R管除了与与金属管或用用水

37、器连接使使用带螺纹嵌嵌件或法兰等等机械连接方方式外，其余余均应采用热热熔连接，使使管道一体化化，无渗漏点点。(5) PP-R管的线膨膨胀系数较大大(0.155mm/m)，在明装装或非直埋暗暗敷布管时必必须采取防止止管道膨胀变变形的技术措措施。(6) 管道安安装后在封管管(直埋)及及复盖装饰层层(非直埋暗暗敷)前必须须试压。冷水水管试压压力力为系统工作作压力的1.5倍，但不不得小于100MPa；热热水管试验压压力为工作压压力的2倍，但但不得小于11.5MPaa。试压时间间与方法技术术规程规定。(7) PP-R管明敷或或非直埋暗敷敷布管时，必必须按规定安安装支、吊架架。由于PP-R管管的优越性能能

38、，因此，可可广泛应用于于饮用水系统统、纯净水系系统、冷热水水系统，石油油、化工中的的液体输送，食食品工业中的的牛奶、饮料料、果酱、酒酒类等输送及及相关工业领领域。在热水输送领域域，PP-R管已经可可以和PEXX管相媲美，而而其加工要比比PEX管容容易，PP-R管可做得得的口径更大大，达1100mm的管子子，比PEXX管和铝塑复复合管要优越越。PEX管内层的的交联聚乙烯烯含有交联剂剂（硅烷或过过氧化物），而而PP-R管则符合合食品卫生规规定。目前，国国内PP-R管主要用用于纯净水和和热水系统，如如上海市的纯纯净水系统就就使用了相当当数量的PPP-R管。第3章 标题 PAGE 8 PAGE 57第

39、2章 PP-R管的原料料配方及品质检检验2.1 原料及及性能本生产主要原料料采用PP-R原料，以下下仅对PP-R原料做详详细解释。PP-R管对原原料的要求较较高，国外原原料厂商常有有多种颜色的的PP-R供管材厂厂选择。如北北欧化工公司司（Boreealis）和和奥地利PCCD公司生产产的PP-R原料有米米色、淡蓝、深深蓝、奶白等等多种颜色。在在德国和意大大利，管材生生产厂选用不不同的颜色来来作为标识，以以区别管材的的用途。如蓝蓝色用于冷水水管，米色、灰灰色用于热水水管，棕红色色的用于地板采采暖管等。原料性能指标见见表2-1：表2-1PPP-R原料的主主要性能指标标项目测试方法结果熔体指数（g/

40、10minn）ISO113330.35密度（g/cmm3）ISO/R111830.895着火点（）ASTMD19929/68330软化范围（）140-1500弯曲强度（MPPa）ISO/R522721抗拉强度（MPPa）ISO/R522740断裂伸长率（）ISO/R5227800刻痕硬度（MPPa）ISO2039940弹性模量（MPPa）ISO178800剪切弹性模量（MMPa）（220）ISO537370抗冲击（kJ/m2）（常温）ISO179无断裂冲击强度（kJJ/m2）（常温）ISO17925线膨胀系数（11/K）VDE030441.51044导热系数（200）W/（m.K）DIN526

41、1120.22.2 原料的的配方2.2.1 配配方PP-R管材原原料配方如表表2-2：表2-2 PPP-R管材的的原料配方原料种类质量（份）无规共聚聚丙烯烯(PP-R)100四季戊四醇酯(抗氧化剂11010)0.5DLTP(硫代代二丙酸二月月桂酯)0.5成核剂(TMBB-4)0.22.2.2 配配方设计说明明PP-R管采用用无规共聚聚聚丙烯专用树树脂为主要原原料，所用助助剂应与专用用树脂相容性性好，并能够够弥补专用树树脂的某些不不足，助剂包包括抗氧化剂剂1010辅辅助抗氧化剂剂DLTP，成成核剂TMBB-4，其他他性能作用如如下：氧化剂10100：白色粉末末,熔点1119-1222,微毒，不不

42、挥发，不污污染，耐热性性好，此抗氧氧化剂抗氧化化效果好，是是常用的抗氧氧化剂，加入入量一般为00.1%-11%，常与辅辅助抗氧化剂剂DLPT协协同使用，可可节省主抗氧氧化剂的用量量。加入抗氧氧化剂可防止止原料在成型型过程中与空空气中氧气接接触而自动氧氧化降解。DLTP：白色色结晶粉末，熔熔点38，气气味小，挥发发不大，微毒毒，常与10010并用，配配合比例为主主:辅=3:7，加入量为为0.2%-1.5%。成核剂TMB-4：可以提提高制品的结结晶度，改善善制品的冲击击性能，抗蠕蠕变等力学性性能，提高使使用寿命。2.3 原料性性能品质检验验如下表技术参数数，对原料进进行各项技术术参数进行检检验检验

43、项目目见表4-11所示：对于不符合下述述要求时，一一律判定该原原料不合格。表4-1 原料料检验项目项目结果颜色要满足颜色要求求(目视无差别别)杂质含量不能有B点熔体指数(g/10minn)0350.01密度(g/cmm3)089500.01着火点()3305软化范围()1401500弯曲强度(Mppa)210.011抗拉强度(Mppa)400.011断裂伸长率()8001刻痕硬度(Mppa)400.011弹性模量(Mppa)8000.55剪切弹性模量(Mpa)(20)3700.55抗冲击(kJ/m2)(常温)无断裂冲击强度(kJJ/m2)(常温)250.2线膨胀系数(11/K)15104导热系

44、数(200)W/(m.K)02极重要质量项目目：卫生性能能要按照国家家GB/T 187422.2-20002和GBB/T 188742.33-20022标准进行严严格执行。注：极重要质量量项目是指直直接涉及人体体健康、使用用安全的指标标；重要质量量项目是指产产品涉及环保保、 能效、关关键性能或特特征值的指标标。第3章 工艺计计算及设备的选择择与安装3.1 物料的的衡算3.2.1 物物料衡算的意意义物料衡算是在已已知产品规格格和产量的前前提下算出所所需的原料量量、废料量及及消耗量，同同时还可拟定定出原料的消消耗定额，并并在此基础上上做出能量平平衡计算。通通过物料衡算算可以算出：(1) 实际动动力

45、消耗量；(2) 生产过过程所需热量量及冷量；(3) 为设备备选型、决定定规格、台数数（或台时产产量）提供依依据；(4) 在拟定定原料消耗定定额的基础上上，可进一步步计算日消耗耗量、每小时时消耗量等设设备所需的基基本数据。3.2.2 物物料衡算方法法1. 物料衡算算类型：(1) 按计算算类型划分：有全流程和单元元操作。(2) 按操作作方式划分：有连续操作作和间接操作作。塑料制品生产过过程多采用全全流程、连续续操作操作形形式。2. 物料衡算算步骤(1) 确定无无聊的衡算范范围，画出物物料的衡算示示意图，注上上与物料有关关的数据。物料示意图如下下：原料 合格产品品 加工工设备 废品品各种助剂 损耗耗

46、量图3-1(2) 说明计计算任务。如如：年产量、年年工时数等。(3) 规定计计算基准。生生产上常用的的计算基准有有：a.单位位时间产品数数量或单位时时间内原料投投入量。b.加入设备的的原料量（间间歇操作常采采用此基准）。(4) 已知数数据，根据下下列公式进行行计算：G1=G22+G3式中：G1进入设备的的物料量总和和；G2离开设设备的正品量量和次品量总总和；G3加工过过程中物料损损失总和。(5) 收集资资料，一般包包括以下几个个方面：a. 年生产时时间：连续生生产300-350天 间歇生生产200-250天连续生产时，年年生产天数较较多，一般在在300天左左右其他时间间将考虑为车车间检修、意意

47、外停机和停停机放假等。当当间歇生产时时，就要减去去全年的双休休日共计1004天，所以以间歇生产比比连续生产少少104个工工作日，本生生产为了节约约设备，采用用连续生产3300天工作作制。总之，确定了每每年的有效工工作时数后就就能正确定出出物料衡算的的时间基准，算算出每小时的的生产任务，进进而在以后的的计算中选定定设备的规格格。b. 有关定额额、合格率、废废品率、损耗率、回收收率等。在任任何一个产品品加工过程中中，合格产品品都不是百分分之百，由于于设备、原料料以及人为原原因都会造成成废品的出现现，加工不同同的产品出现现的废品率也也会不同。经经电锯研究发发现，塑料管管材的合格率率为92%-98%，

48、自然损损耗率为0.05%-00.1%，这这主要是储存存、运输、加加工前的损耗耗。回收率应应根据具体情情况考虑（如如原料的品种种和制品的情情况等），一一般在80%-90%之之间。3.2.3 物物料衡算的计计算已知年产量为88000t的的聚丙烯管材材，合格率、自自然损耗率(即储存、运运输等加工前前的损耗)以及废料回回收率分别暂暂定为95%、0.05%和90%，求年消耗耗原料量。年进机料量m11=合格产品品量/合格率率=80000t/95%=84211.06t因为自然损耗率率为0.055%,则进入入输送段的料料量：m2=m1/(1-0.005%)=88425.227t 即：年进进车间料量为为8425

49、.27t废料量m3= m1-80000t=84221.06tt-80000t=4211.06t回收料量m4= m3*90%=421.006*90%=378.95t考虑回收则每年年购买新料数数量m5= m2- m4=8425.27t-378.95t=80466.32t则小时车间处理理量m6=年进车间间料量/年生生产时间=88425.227t/(3300*244)h=1.17t/h自然损耗量m77= m2- m1=8425.27t-88421.006t=4.211t综合表3-1详详情：合格率95%合格产品8000t废品率5%废品421.06tt自然损耗率0.05%自然损耗量4.21t年进车间料量8

50、425.277t小时车间处理量量1.17t年进机料量8421.066t年进新料物料量量8046.322t根据用途和实际际生产情况，生产管材的旧料使用量为4.5%。3.2 热量衡衡算3.2.2 热热量衡算的计计算聚丙烯熔点为1175-1885，但由由于聚丙烯是是结晶高聚物物，所以生产熔融温度度比熔点高大大致在1955-210。因此，把把挤出机口模模温度定位TT1=195。已知如下：生产聚丙烯管，年年产为80000t原料初初始温度为TT2=25，挤挤出机口模温温度为T1=195,CCPP,h=1.99kj/(kkg*k),计算挤出机机所需热功率率，单位时间间内物料所需需的热量。忽略机器的散热热损失

51、，不考考虑机器摩擦擦剪切生热，即即挤出机加热热提供热量等等于物料所需需的热量，假假设此过程无无相变，因此此可以利用温温差法进行计计算。PP-R树脂的质质量流量为qqPPR,h=每台挤出机机每小时处理理量/36000s=1117kg/33600s=0. 0325kg/s则单位质量流量量物料需要吸吸收的热量为为：Q=qPPRR,h* CCPPR,hh*(T1-T2)= qPPPR,h* CPP,hh*(T1-T2)= 0. 0325kg/s*1.99kj/(kkg*k)*( 1955-25)=10.4975kkj/s=10.49755kw说明：物料所需需热量即为挤挤出机应提供供的热量，所所以选择设

52、备备的加热功率率值必须大于于此值，还应应将加热损失失考虑进去。3.3 生产设设备的选择3.3.1 设设备的选择原原则在物料衡算和热热量衡算的基基础上进行设设备选择计算算，以确定车车间内设备的的类型、规格格及台数，并并为经济核算算和工艺布置置提供条件。由由于塑料成型型加工方法很很多，设备类类型也较多，所所以实现同一一工艺要求，可可选用不同的的成型方法和和不同的成型型设备。设备备的选型和计计算要充分考考虑到工艺上上的要求，尽尽量选着先进进设备。设备备选着的原则则应从技术、经经济和我国的的经济情况等等方面来考虑虑。1. 技术先进进、经济合理理 技术先进进和经济合理理是设备选着着的主要原则则，体现在：

53、(1) 所选用用的设备要与与设计的生产产规模相适应应，在允许的的条件下，能能获得最大的的台时产量。(2) 设备适适用产品的品品质要求，确确保产品质量量。(3) 提高连连续化、大型型化程度，提提高劳动生产产率，降低劳劳动强度。(4) 设备结结构简单，操操作及维修保保养方便。2. 设备的可可靠性设备中所选设备备一定要可靠靠，特别是主主要设备，应应坚持生产实实践的原则。只只有设备的性性能可靠，才才能保证建成成后一次试车车投产成功。3.3.2 设设备的选择目目的(1) 按照产产品规格完成成年生产任务务保证生产质质量；(2) 按照工工艺流程购置置生产所需设设备；(3) 为进行行成本核算提提供依据；(4)

54、 若成套套设备有定型型设备，则购购置成套设备备，没有成套套设备，则选选择主机后对对辅机进行工工艺设计。3.3.3 挤挤出机的选择择根据本生对产品品的质量要求求，采取单螺螺杆挤出机成成型既满足成成型工艺要求求，而且单螺螺杆与双螺杆杆在同等生产产能力的前提提下，单螺杆杆在大概8-12万元左左右，而双螺螺杆大概在330-40万万元左右。所所以，从工艺艺和生产经济济方面考虑，本本生产首先优优先考虑选用用单螺杆挤出出机。已知如下：年产为80000t，年生产产时间暂定为为300天，拟拟定合格率为为95%，自然损损耗率为0.05%，废料回收收率为90%，则有：(1) 有前面面物料衡算知知，每小时进进机物料为

55、11.17t/h。(2) 根据制制品外径为1160mm，查查阅螺杆直直径与挤出制制品尺寸之间间的关系见见表3-2，可可选的螺杆直直径为1000mm以上的挤挤出机。考虑到实际际生产问题，本本生产暂定为为螺杆直径为为100mmm的挤出机。 表3-2 螺螺杆直径与挤挤出制品尺寸寸之间的关系系 单位：mm螺杆直径30456590100120150管材直径3-3210-6340-9063-125110-1800125-2500200-4000再根据生产规模模，查阅橡橡胶塑料机械械，初步定定为SJ-1100255型单螺杆挤挤出机，又因因为加热功率为20kw10.4975kw，所所以可以使用用。(3) 确定

56、最最佳生产能力力，此型号的的生产能力660-130kg/h。最最佳生产能力力Q=Qmiin+2/33(Qmaxx-Qminn)=60+2/3(130-60)=106.67kg/h。(4) 初定机机台数机台数=车间每每小时处理物物料量/单机机最佳挤出量量=11700/106.667=10.977台。(5) 实际所所需机台数首先确定车间开开机率，开机机率主要考虑虑设备维护情情况，开停车车及临时性停停车，开机率率的选择应根根据具体的生生产情况，设设备运转状况况及车间管理理水平而定，一一般在开机率率为85%-95%。本生产选择开开机率为955%，则实际际所需的机台台数=10.97/0.95=11.54

57、台若选10台：11170/(10*0.95)=1123.166 kg/hh,低于最大大生产能力。若选11台：11170/(11*0.995)=111.96kg/hh,每小时生生产量较接近近最佳生产能能力，但不如如选10台时时，设备的利利用率高。所以，综上结果果，从经济方方面考虑，本生产选用10台挤出机进行行生产。(6) 挤出机机主要技术参参数如表3-3：表3-3 挤出出机技术参数数型号螺杆外径(mmm)长径比(L/DD)螺杆转速(r/min)驱动功率(kww)加热功率(kww)最大挤出量(kkg/h)参考价格SJ-100251002510-50642060-1309万元外形尺寸：54400mm

58、2000mmm25000mm.3.3.4辅机机的选择(1) 自动上上料装置考虑到每台挤出出机每小时的的挤出量=11170kgg/11台=106.44kg/台，经过查阅橡胶塑料机械本生产所选用ZJ200上料机，其自动上料机技术参数如表3-4：表3-4 ZJJ200上料料机参数最大静压(Paa)6600最大风量(m33/min)2电动机功率(kkw)1.1电动机转速(rr/min)2800输送能力(kgg/h)200吸气料斗容量(L)10输送软管直径(mm)40吸气软管直径(mm)50参考价格(元)4410(2) 混料桶桶的选择有前面物料衡算算可知，每小小时进机物料料为1.177t/h，采采用一台

59、大容容量混料桶统统一来混料，完全全可以满足生生产要求，经经查阅橡胶胶塑料机械相关资料，本生产采用GFLJ-3000混料机，其相关混料桶的相关技术参数如下表3-5：表3-5 混料料桶的技术参参数型号功率(kw)容量(kg)电 压(v)外形尺寸(cm)转速(r/miin)净重(kg)GFLJ-300007.5300038023521333563001250 结构简简图如图3-2所示：图3-2 混料料桶结构简图图因为每次混料为为3t，加料料包装总时间间为1小时，混混合时间为00.5小时，总总时间为1.5小时，即即混料量可以以达到1.55t/h大于于1.17tt/h，因此此以上选择的的混料机满足足生产

60、要求。 (2) 定径径冷却切割机机组由于采取分别购购买辅助设备备给选择带来来很大麻烦，同同时也会带来来一些经济问问题，在者使使用套装机组组，还会使各各机械设备之之间的配合较较为完善，因因此本生产采采用定径冷却却切割机组。结合生产需要，经经查询塑料料机械设计相关机械参数本生产选择机组型号为SJG-F170，参数如表3-6：表3-6 机组组型号SJGG-F1700参数辅机规格SJG-F1770适合管材外径(mm)30-160推荐配用挤出机机螺杆直径(mm)90或 1000冷却方式浸浴式循环水冷冷却冷却槽长度(mmm)3000牵引管径范围(mm)30-160牵引线速度(mm/min)0.1-1驱动功