1. Grundlegende Eigenschaften von Rohstoffen
Qualität von PPR-Spezifische Verbindungen: Rohstoffe bilden die Grundlage. Hochwertige PPR-spezifische Verbindungen (zufällige Copolymere aus Propylen und Ethylen) weisen stabilere Molekülkettenstrukturen und eine überlegene Temperaturbeständigkeit auf. Untersuchungen zeigen, dass der Gehalt und die Verteilung des Ethylenmonomers das Kristallisationsverhalten beeinflussen und dadurch die langfristige Kriechfestigkeit des Materials bei erhöhten Temperaturen bestimmen.
Additivsystem: Um der thermischen -oxidativen Alterung bei erhöhten Temperaturen zu widerstehen, müssen Stabilisatoren und Antioxidantien in das Rohmaterial eingearbeitet werden. Die Art und Konzentration dieser Additive hat direkten Einfluss auf die Lebensdauer und Leistungserhaltung von Rohren bei längerem Betrieb bei hohen Temperaturen.
2. Produktionsprozess und Temperaturkontrolle
Extrusionstemperatureinstellungen: Eine präzise Temperaturregelung in allen Abschnitten vom Extruder bis zum Düsenkopf ist in der Produktionslinie von entscheidender Bedeutung.
Zu niedrige Temperatur: Es kommt zu einer unzureichenden Materialplastifizierung mit unzureichender Verschmelzung der Molekülketten. Dies führt zu einer schlechten Rohrdichte und einer verringerten Temperaturbeständigkeit.
Zu hohe Temperatur: Kann zur Materialzersetzung führen (zur Entstehung von Verkohlungspartikeln und schwarzen Streifen). Dadurch wird nicht nur die Materialstruktur beschädigt, sondern auch die Alterung beschleunigt, wodurch das Material bei der späteren Verwendung temperatur-empfindlicher wird.
Schneckengeschwindigkeit und Scherung: Die Schneckengeschwindigkeit bestimmt die auf das Material ausgeübte Scherkraft und seine Verweilzeit im Zylinder. Eine entsprechende Drehzahl sorgt für eine gründliche Plastifizierung; Eine zu hohe Geschwindigkeit kann übermäßige Reibungswärme erzeugen, was zu einer Überhitzung und Zersetzung des Materials führt, was ebenfalls die langfristige Temperaturbeständigkeit des Rohrs beeinträchtigt.
3. Werkzeug- und Kühltechnik
Düsendesign: Düsenstrukturen (z. B. Spiral- oder Korbdüsen) müssen einen gleichmäßigen Schmelzfluss gewährleisten, um Bindenähte zu minimieren. Schweißnähte stellen Schwachstellen in Rohren dar, die bei hoher Temperatur und hohem Druck zum Versagen neigen.
Kühlung und Einstellung: Die Steuerung der Kühlrate und der Kühlwassertemperatur wirkt sich direkt auf die PPR-Kristallinität aus.
Eine ordnungsgemäße Kühlung (typischerweise wird die Wassertemperatur bei 15–25 Grad gehalten) fördert die Bildung einer gleichmäßigen, feinkristallinen Struktur, die die Temperaturbeständigkeit erhöht.
Eine unzureichende oder unsachgemäße Kühlung führt zu inneren Spannungen, die bei Verwendung bei hohen{0}}Temperaturen zu Verformungen oder Rissen führen.
4. Gerätekonfiguration und Prozessparameter
Extruderfähigkeit: Das Verhältnis von Länge-zu-Durchmesser der Schnecke (L/D) und ob ihr Design für PPR-Materialeigenschaften optimiert ist, bestimmen die Qualität und Effizienz der Plastifizierung.
Spannen und Schneiden: Die Spanngeschwindigkeit muss genau mit der Extrusionsgeschwindigkeit übereinstimmen. Übermäßige Spannung führt zu einer Verdünnung der Rohrwand und inneren Spannungen, wodurch die Dimensionsstabilität und die Druckbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen beeinträchtigt werden.
5. Prüfungen und Standards
Leistungsvalidierung: Die Temperaturbeständigkeit des endgültigen Rohrmaterials muss durch eine Reihe von Tests validiert werden, einschließlich der Vicat-Erweichungstemperatur (VST), der hydrostatischen Festigkeit (insbesondere bei 95 Grad) und der thermischen Oxidationsinduktionszeit (OIT). Diese Testergebnisse dienen als direktester Beweis für die Beurteilung, ob der Prozess der Produktionslinie den Standards entspricht und ob die Rohstoffe qualifiziert sind.
Um PPR-Rohre mit ausgezeichneter Temperaturbeständigkeit herzustellen, bedarf es der gemeinsamen Anstrengung hochwertiger Spezialrohstoffe, einer präzisen Steuerung der Prozesstemperatur, eines optimalen Schnecken- und Formdesigns sowie eines stabilen Kühl- und Traktionssystems.