ความเปราะบางของพลาสติกเป็นปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อการดำเนินงานตามปกติของบริษัทบางแห่งมาโดยตลอด ความเปราะบางของท่อส่งผลกระทบต่อส่วนแบ่งการตลาดและชื่อเสียงของผู้ใช้ของบริษัทท่อเหล่านี้ไม่มากก็น้อย ทั้งในแง่ของลักษณะหน้าตัดขวางและการอนุมัติการติดตั้ง สะท้อนให้เห็นอย่างสมบูรณ์ในคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของผลิตภัณฑ์
ในบทความนี้ จะกล่าวถึงสาเหตุของความเปราะบางของท่อพลาสติก PVC-U จากการกำหนดสูตร กระบวนการผสม กระบวนการอัดรีด แม่พิมพ์ และปัจจัยภายนอกอื่นๆ
ลักษณะสำคัญของความเปราะบางของท่อพีวีซีคือ: ยุบในขณะที่ตัด แตกเย็น
มีหลายสาเหตุที่ทำให้คุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของผลิตภัณฑ์ท่อไม่ดี โดยส่วนใหญ่มีดังนี้:
กระบวนการอัดรีดที่ไม่สมเหตุสมผล
(1) วัสดุเป็นพลาสติกเกินไปหรือไม่เพียงพอ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการตั้งค่าอุณหภูมิกระบวนการและอัตราการป้อน หากตั้งอุณหภูมิไว้สูงเกินไป วัสดุจะถูกทำให้เป็นพลาสติกมากเกินไป ส่วนประกอบบางตัวที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำกว่าจะสลายตัวและระเหยกลายเป็นไอ หากอุณหภูมิต่ำเกินไปจะไม่มีโมเลกุลระหว่างส่วนประกอบ หลอมรวมอย่างสมบูรณ์โครงสร้างโมเลกุลไม่แข็งแรง อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนการป้อนมีขนาดใหญ่เกินไป ซึ่งทำให้บริเวณที่ให้ความร้อนและแรงเฉือนของวัสดุเพิ่มขึ้น และแรงดันเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้เกิดการ over-plasticization หากอัตราส่วนป้อนน้อยเกินไป พื้นที่ให้ความร้อนและแรงเฉือนของวัสดุจะลดลง ซึ่งจะทำให้เกิดการแปรรูปเป็นพลาสติกน้อยลง ไม่ว่าจะเป็นแบบ over plasticization หรือ under plasticization ก็จะทำให้เกิดการตัดท่อและการบิ่น
(2) แรงกดบนหัวเครื่องจักรไม่เพียงพอ ด้านหนึ่งเกี่ยวข้องกับการออกแบบแม่พิมพ์ (อธิบายไว้ต่างหากด้านล่าง) ในอีกทางหนึ่งเกี่ยวข้องกับอัตราส่วนป้อนและการตั้งค่าอุณหภูมิ เมื่อความดันไม่เพียงพอ ความกะทัดรัดของวัสดุไม่ดี ซึ่งจะทำให้เนื้อเยื่อหลวม วัสดุท่อเปราะ ในขณะนี้ ควรปรับความเร็วป้อนในการสูบจ่ายและความเร็วของสกรูอัดรีดเพื่อควบคุมแรงดันส่วนหัวระหว่าง 25Mpa ถึง 35Mpa
(3) ส่วนประกอบโมเลกุลต่ำในผลิตภัณฑ์ไม่ถูกระบายออก โดยทั่วไปมีสองวิธีในการผลิตส่วนประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำในผลิตภัณฑ์ วิธีหนึ่งเกิดขึ้นระหว่างการผสมแบบร้อน ซึ่งสามารถระบายออกผ่านระบบลดความชื้นและไอเสียในระหว่างการผสมแบบร้อน ส่วนที่สองคือน้ำที่เหลือและก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ที่ตกค้างบางส่วนซึ่งเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน โดยทั่วไปจะถูกบังคับผ่านระบบบังคับไอเสียของส่วนไอเสียของเครื่องยนต์หลัก สูญญากาศโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง -0.05Mpa และ 0.08Mpa หากไม่เปิดหรือต่ำเกินไป ส่วนประกอบโมเลกุลต่ำจะยังคงอยู่ในผลิตภัณฑ์ ส่งผลให้คุณสมบัติทางกลของท่อลดลง
(4) แรงบิดของสกรูต่ำเกินไป แรงบิดของสกรูคือค่าของเครื่องปฏิกรณ์ภายใต้สภาวะของแรง อุณหภูมิของกระบวนการถูกตั้งไว้ และอัตราส่วนการป้อนจะสะท้อนโดยตรงในค่าแรงบิดของสกรู ต่ำเกินไปในระดับหนึ่งจะสะท้อนถึงอุณหภูมิต่ำหรืออัตราส่วนการป้อนที่น้อย ดังนั้นวัสดุจึงไม่ถูกทำให้เป็นพลาสติกอย่างสมบูรณ์ในระดับของการอัดขึ้นรูป ซึ่งจะลดคุณสมบัติทางกลของท่อด้วย ตามอุปกรณ์การอัดรีดและแม่พิมพ์ที่แตกต่างกัน แรงบิดของสกรูโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 60% ถึง 85% เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด
(5) ความเร็วฉุดไม่ตรงกับความเร็วในการอัดรีด หากความเร็วในการดึงเร็วเกินไป คุณสมบัติทางกลของผนังท่อจะลดลง และความเร็วในการดึงจะช้าเกินไป ความต้านทานของท่อจะสูง และผลิตภัณฑ์จะอยู่ในสถานะแรงดึงสูง ซึ่งจะส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลของท่อด้วย
การออกแบบแม่พิมพ์ที่ไม่สมเหตุผล
(1) การออกแบบส่วนแม่พิมพ์ไม่สมเหตุสมผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกระจายของซี่โครงด้านในและการรักษามุมส่วนต่อประสาน ซึ่งจะทำให้เกิดความเครียด จำเป็นต้องปรับปรุงการออกแบบและกำจัดมุมขวาและมุมแหลมที่อินเทอร์เฟซ
(2) แรงดันแม่พิมพ์ไม่เพียงพอ ความดันที่แม่พิมพ์กำหนดโดยตรงโดยอัตราส่วนการอัดของแม่พิมพ์ โดยเฉพาะความยาวของส่วนตรงของแม่พิมพ์ หากอัตราส่วนการอัดของดายมีขนาดเล็กเกินไปหรือส่วนตรงสั้นเกินไป ผลิตภัณฑ์จะไม่หนาแน่นและส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพ ในอีกด้านหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงของแรงดันแม่พิมพ์สามารถปรับความต้านทานการไหลได้โดยการเปลี่ยนความยาวของส่วนแบนของแม่พิมพ์ ในทางกลับกัน อัตราส่วนการอัดที่แตกต่างกันสามารถเลือกเพื่อเปลี่ยนความดันการอัดรีดในระหว่างขั้นตอนการออกแบบแม่พิมพ์ แต่ต้องสังเกตว่าอัตราส่วนการอัดของหัวควรเป็น อัตราส่วนการอัดของสกรูอัดรีดจะถูกปรับ นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์กระบวนการอัดรีดและเพิ่มแผ่นเจาะรูเพื่อเปลี่ยนความดันหลอมเหลว
(3) สำหรับการเสื่อมประสิทธิภาพที่เกิดจากการบรรจบกันที่ไม่ดีของซี่โครงแบ่ง ความยาวของซี่โครงและพื้นผิวด้านนอก ซี่โครงและซี่โครงที่จุดบรรจบควรเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม หรือควรเพิ่มอัตราส่วนการอัดเพื่อแก้ปัญหา
(4) การคายประจุของแม่พิมพ์ไม่เท่ากัน ส่งผลให้ความหนาของผนังท่อไม่เท่ากันหรือมีความแน่นไม่คงที่ นอกจากนี้ยังทำให้เกิดความแตกต่างในคุณสมบัติทางกลระหว่างสองหน้าของท่อ บางครั้งเราก็ไม่ผ่านการทดสอบในขณะที่ถูกต่อยอย่างเย็นชา ซึ่งเพิ่งพิสูจน์เรื่องนี้ สำหรับท่อที่ไม่ได้มาตรฐานเช่นผนังบางเราจะไม่พูดมากไปกว่านี้
(5) อัตราการเย็นตัวของแม่พิมพ์ขนาด อุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นมักจะไม่ให้ความสนใจเพียงพอ หน้าที่ของน้ำหล่อเย็นคือการทำให้เย็นและกำหนดรูปร่างของสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ที่ยืดออกโดยท่อในเวลาเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการใช้งาน การระบายความร้อนช้าช่วยให้สายโซ่โมเลกุลสามารถยืดออกได้ในระยะเวลาที่เพียงพอเพื่อให้เกิดรูปร่างได้ง่ายขึ้น การระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอุณหภูมิของน้ำและช่องว่างของท่ออัดมีขนาดใหญ่เกินไป และผลิตภัณฑ์อาจมีการดับ ซึ่งไม่เอื้อต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของอุณหภูมิต่ำของผลิตภัณฑ์
จากคำอธิบายของฟิสิกส์พอลิเมอร์ โซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ของ PVC ผ่านกระบวนการม้วนงอและยืดออกภายใต้การกระทำของอุณหภูมิและแรงภายนอก เมื่ออุณหภูมิและแรงภายนอกถูกถอนออก ห่วงโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่จะไม่ฟื้นตัวในสภาวะอิสระในเวลาที่กำหนดและอยู่ในสถานะคล้ายแก้ว การจัดเรียงอย่างไม่เป็นระเบียบและไม่เป็นระเบียบ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการกระแทกในอุณหภูมิต่ำของผลิตภัณฑ์มหภาค
จากเทคโนโลยีการแปรรูปพลาสติกเพื่ออธิบายท่อพีวีซีหลังจากการรีดขึ้นรูป ผลิตภัณฑ์มีกระบวนการคลายความเครียดหลังจากถอดอุณหภูมิและแรงภายนอกออก อุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นที่เหมาะสมจะเป็นประโยชน์ต่อกระบวนการนี้ เมื่ออุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นต่ำเกินไป ความเครียดในผลิตภัณฑ์จะไม่ถูกขจัดออกไป ส่งผลให้ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ลดลง ดังนั้นการทำความเย็นท่อจึงใช้วิธีระบายความร้อนช้า และสามารถป้องกันการบิดงอ การดัด และการหดตัวของผลิตภัณฑ์แม่พิมพ์ และสามารถป้องกันแรงกระแทกของผลิตภัณฑ์ไม่ให้ลดลงเนื่องจากความเค้นภายใน โดยทั่วไป อุณหภูมิของน้ำจะถูกควบคุมที่ 20 °C
เพื่อทำให้ parison เย็นลงโดยไม่ทำให้เย็นลง ท่อน้ำที่เชื่อมต่อกับปลอกปรับขนาดการทำความเย็นจะเชื่อมต่อกับส่วนหลังของรูปทรง เพื่อให้ทิศทางการไหลของน้ำในปลอกวัดขนาดอยู่ตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของ parison และระบายออกจากด้านหน้าของปลอกปรับขนาด สิ่งนี้ไม่ทำให้ parison ดับและทำให้เกิดความเครียดภายในมากเกินไปเนื่องจากอุณหภูมิของน้ำต่ำ ซึ่งทำให้ท่อเปราะและความต้านทานแรงกระแทกของโปรไฟล์ลดลง การเพิ่มหรือลดสารตัวเติม ในขณะที่การเพิ่มสารตัวเติมจะส่งผลโดยตรงต่อความยืดหยุ่นของสารตัวเติม หากมีสารตัวเติมมากเกินไป ท่อจะถูกเป่าเย็นและไม่ได้มาตรฐาน
ถ้าฟิลเลอร์มีขนาดเล็กเกินไป หลอดจะมีอัตราการเปลี่ยนแปลงของมิติที่มาก เช่นเดียวกับการเพิ่มหรือลดดัชนีความยืดหยุ่น และจำเป็นต้องเพิ่มหรือลดตัวปรับการกระแทกหรือตัวช่วยในการประมวลผล และการเพิ่มหรือลดตัวช่วยในการประมวลผลจะส่งผลโดยตรงต่อดัชนีความแข็งแกร่ง
หากตัวช่วยในการประมวลผลมากเกินไป ดัชนีความแข็งแกร่งของท่อจะลดลง หากตัวช่วยในการประมวลผลมีขนาดเล็กเกินไป ดัชนีความแข็งแกร่งของโปรไฟล์จะเพิ่มขึ้น ในการกำหนดสูตร ทั้งสองเป็นปัจจัยข้อจำกัดซึ่งกันและกันที่ขัดแย้งและเป็นหนึ่งเดียว แต่ไม่สามารถกล่าวได้ว่าดัชนีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น มันไม่สมเหตุสมผลที่จะรักษาดัชนีความยืดหยุ่นเพื่อเพิ่มสารตัวเติมในขณะที่เพิ่มตัวช่วยในการประมวลผลโดยไม่มีหลักการใดๆ ดังนั้น จึงควรกำหนดจุดรวมที่เหมาะสมที่สุดในระบบการผสมสูตรเพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างความแข็งแกร่งและความยืดหยุ่น
ผลกระทบของกระบวนการอัดรีดต่อความแข็งแกร่งของท่อและดัชนีความยืดหยุ่น
การตั้งค่าอุณหภูมิการอัดรีดเป็นหนึ่งในปัจจัยที่ส่งผลต่อระดับของการทำให้เป็นพลาสติกของวัสดุ พอลิเมอร์โมเลกุลต่ำในวัสดุที่ทำให้พลาสติกมากเกินไปจะสลายตัวและระเหย ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระหว่างโมเลกุลเพื่อเพิ่มดัชนีความแข็งแกร่งและลดดัชนีความยืดหยุ่น การทำให้เป็นพลาสติกไม่เพียงพอของวัสดุ การขาดการหลอมรวมที่เพียงพอระหว่างโมเลกุลของส่วนประกอบในวัสดุจะลดดัชนีความแข็งแกร่ง และดัชนีความยืดหยุ่นจะไม่แสดงให้เห็นอย่างเต็มที่
แรงบิดของสกรูและแรงดันการอัดขึ้นรูปเป็นสัดส่วนกับความแข็งของโปรไฟล์และเพิ่มขึ้นตามแรงบิดและแรงดันที่เพิ่มขึ้น
ดัชนีความยืดหยุ่นจะแปรผกผันกับดัชนีนี้ และลดลงตามแรงบิดและแรงดันที่เพิ่มขึ้น สิ่งที่ต้องเพิ่มคือเมื่อเครื่องเพิ่งสตาร์ทจะพบว่าแต่ละโปรไฟล์ไม่ยุบ แต่พบว่าซี่โครงด้านในมีฟองเล็กน้อยซึ่งเป็นปัญหาใหม่