Tubi HDPE di diametro superiore e problemi di raffreddamento

Il mantenimento delle dimensioni entro le specifiche è problematico per l'estrusione di tubi in HDPE con pareti spesse di grande diametro (parete > 75 mm) a causa dell'abbassamento causato dall'insufficiente resistenza allo scioglimento della resina.

Il diametro del tubo HDPE aumenta durante l'estrusione e provoca un aumento dello spessore, il tubo non si raffredda efficacemente dall'interno e all'interno del nucleo e la velocità lineare diminuisce.

I tubi di grande diametro richiedono in genere 3,30 ore per essere prodotti e possono avere vari segmenti con cristallinità, spessore e contenuto di umidità diversi. Nella maggior parte dei processi di estrusione dell'HDPE, dal 60% all'80% della cristallizzazione avviene durante la fase di raffreddamento della lavorazione e fino al 90% si verifica entro una settimana dalla lavorazione. La cristallizzazione rimanente può richiedere mesi per essere completata, a seconda della temperatura ambiente. Tuttavia, la cristallizzazione continua fino a quando non si ottiene una struttura cristallina stabile

Per tubi con pareti spesse, l'interno del tubo rimane fuso per un massimo di dieci ore, provocando un flusso di fusione verso il basso chiamato abbassamento. Ciò può causare gravi disuniformità nello spessore della parete del tubo.

Questo può essere compensato in due modi:

Compensando lo spazio tra le matrici, ma ciò richiede tempo e porta sempre all'utilizzo di materiale aggiuntivo

Utilizzando materiale HDPE a bassa flessione e ottimizzazione del processo di raffreddamento.

Il modo convenzionale per ridurre l'abbassamento è regolare manualmente l'eccentricità dello stampo, fino a ottenere un profilo di spessore della parete accettabile.

Per ridurre al minimo gli sforzi e compensare l'effetto dell'abbassamento, la distanza tra la filiera viene regolata prima di iniziare l'estrusione in modo tale che la distanza tra la filiera sia maggiore nella parte superiore e inferiore nella parte inferiore della filiera.

Possiamo utilizzare strumenti di misurazione dello spessore in linea ad ultrasuoni, con quattro posizioni a 90° l'una rispetto all'altra e fornire una visualizzazione della variazione di spessore sullo schermo. In alternativa, è possibile utilizzare apparecchiature portatili per misurare lo spessore della linea in vari punti del tubo.

Una volta che abbiamo conoscenza della variazione di spessore, possiamo regolarla con precisione alterando la temperatura del riscaldatore segmentato in modo appropriato per controllare lo spessore e risparmiare sprechi, oltre a migliorare la qualità.

A causa dell'elevato spessore della parete e del lento processo di raffreddamento regolato dalla conduttività termica del PE, è della massima importanza che l'HDPE allo stato fuso possieda una resistenza al fuso sufficiente per evitare che il materiale si pieghi sul fondo del tubo.

È noto che l'uso di esene, un composto organico, sviluppato per tubi di diametro molto grande, fornisce una migliore resistenza alla crescita lenta delle cricche e resistenza alla rapida propagazione delle cricche e una forza di fusione superiore.

La distribuzione del peso molecolare è stata regolata per aumentare la viscosità a basse velocità di taglio, il che riduce l'abbassamento, consentendo allo stesso tempo di utilizzare lo stesso materiale per tubi di diametro inferiore.

È stato proposto un nuovo modo per ridurre l'abbassamento, ruotando il tubo durante il raffreddamento.

Puoi trovare altri dettagli da Yashodhan Kanade, un grande tecnologo del PVC.