PP排水管课程设计

1、广广 东东 石石 油油 化化 工工 学学 院院 课课 程程 设设 计计 设计题目设计题目: 10001000 吨吨/年聚丙烯排水管生产车间工艺设计年聚丙烯排水管生产车间工艺设计 学学 院院: 笑嘻嘻笑嘻嘻 班班 别别: 笑嘻嘻笑嘻嘻 姓姓 名名: 笑嘻嘻笑嘻嘻 学学 号号: 笑嘻嘻思想笑嘻嘻思想 指导教师指导教师: 笑嘻嘻笑嘻嘻 学院院长学院院长: 学习学习 日日 期期: 学习学习 设计任务书设计任务书 2 2 一、一、 概概述述.3 3 1.11.1 PPPP 排水管的简介排水管的简介 .3 3 1.21.2 PPPP 排水管的优点排水管的优点.3 3 1.31.3 PPPP 具有良好的国内

2、发展前景具有良好的国内发展前景 .4 4 1.41.4 国内外主要生产工艺国内外主要生产工艺 .5 5 1.51.5 设计依据设计依据 .5 5 二二、 产品方案产品方案 6 6 2.12.1 产品质量指标产品质量指标 .7 7 2.22.2 生产工艺生产工艺 8 8 2.32.3 工艺流程工艺流程 8 8 2.42.4 生产配方生产配方 8 8 2.5 2.5 产品规格产品规格 9 9 三三、 工艺计算工艺计算.9 9 3.13.1 生产能力计算生产能力计算 .9 9 3.23.2 物料衡算物料衡算 .1010 3.33.3 原料消耗计算原料消耗计算 .1111 四四、 设备选型与台数计算设

3、备选型与台数计算.1 12 2 4.14.1 高速混合参数高速混合参数. 1212 4.24.2 螺杆挤出机计算螺杆挤出机计算.13.13 4.34.3 挤出管辅机及其他设备计算挤出管辅机及其他设备计算. .13.13 4.3.14.3.1 真空定型机真空定型机 1313 4.3.24.3.2 牵引机牵引机 1414 4.3.34.3.3 破碎机破碎机 1414 4.3.44.3.4 喷码机喷码机 1414 4.44.4 工艺参数工艺参数 1515 4.54.5 设备一览表设备一览表 1616 五五、 安全与环保安全与环保.1 16 6 5.15.1 安全卫生安全卫生 1616 5.25.2

4、安全防护安全防护 1616 5.2.15.2.1 操作防护操作防护 1616 5.2.25.2.2 事故预防的标志事故预防的标志 1717 5.2.35.2.3 生产车间管理制度生产车间管理制度 1717 5.35.3 环境安全环境安全 1818 5.3.15.3.1 废水处理废水处理 1818 5.3.25.3.2 工业废物工业废物 1818 参参 考考 文文 献献 .18.18 广广 东东 石石 油油 化化 工工 学学 院院 专专 业业 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 笑嘻嘻 学院 XXX 专业 笑嘻嘻小班 学生 笑嘻嘻 一、课程设计课题 聚丙烯排水管生产车间工艺设计 二、课程设

5、计工作自 2012 年 12 月 15 日 起 至 2013 年 01 月 08 日止 三、课程设计进行地点 本校 四、设计原始数据: （一）车间生产能力 1000 吨/年聚丙烯排水管； （二）年生产时间 7200 小时； （三）PP 管材合格率 99%； （四）产品规格 自 定 （五）物料损耗系数 工序配料高速混合挤出成型成型后处理 损耗率0.20.40.30.3 五、课程设计的内容要求 （一）计算及说明部分内容 1、概述 包括产品的市场需求情况、国内外主要工艺路线介绍、设计依据、 产品方案、产品质量指标、工艺流程叙述和生产配方等； 2、工艺计算 包括物料衡算； 3、设备计算 对主要设备进行

6、工艺计算和选型； 4、工艺参数； 5、安全与环保； 6、设备一览表； 7、参考文献资料。 （二）设计图纸： 车间设备平面布置图（三号图） （三）基本要求： 提交的设计说明书要数据可靠、计算准确，内容完整、层 次分明、文字简练、语句通顺、结论正确。画图规范。设计说明书要八千字以 上。 教研室负责人 XXX 指导教师 r r r 接受任务日期 2013 年 01 月 06 日 学生签名 一、概述一、概述 1.11.1 PPPP 排水管的简介排水管的简介 PP 是一种半结晶性材料。它比 PE 要更坚硬并且有更高的熔点。 由于均聚 物型的 PP 温度高于 0C 以上时非常脆，因此许多商业的 PP 材料

7、是加入 14%乙 烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的 PP 材料有 较低的热扭曲温度（100C）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的 抗冲击强度。PP 的强度随着乙烯含量的增加而增大。 PP 的维卡软化温度为 150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。 PP 不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热 塑橡胶的方法对 PP 进行改性。PP 的流动率 MFR 范围在 140。低 MFR 的 PP 材料 抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同 MFR 的材料，共聚物型的强度比均 聚物型的要高。 由于结晶，PP 的收缩率相当高

8、，一般为 1.82.5%。并且收缩 率的方向均匀性比 PE-HD 等材料要好得多。加入 30%的玻璃添加剂可以使收缩 率降到 0.7%。 均聚物型和共聚物型的 PP 材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱 腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶 剂等没有抵抗力。 作为一种新型塑料管材产品，聚丙烯（PP）排水管不仅质轻、无毒，而且 具有诸多的特殊性能，包括超强的耐化学腐蚀性、优良的抗冲击性能、安装方 便快捷性能等，从而成为在工业和民用建筑领域替代柔性铸铁管的理想选择。 随着我国建筑行业的快速发展，以及相应管材生产线的国产化，聚丙烯静音排 水管在我国将迎来极好的发展机遇。

9、聚丙烯排水管是一种在建筑排水管领域可替代柔性铸铁管的管材产品，它 克服了后者无法抵抗酸碱腐蚀等缺点。该产品采用三层共挤的生产工艺，原材 料为可回收利用的环保型耐冲击共聚聚丙烯树脂和特殊吸声材料，经过改性处 理后，这种材料其具有良好的降噪静音性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能。该 管材在建筑领域应用广泛，可用于写字楼、高档公寓、医院、疗养院、使馆、 学校、AAA 级住宅以及工业建筑的排水排污等。 1.21.2 PPPP 排水管的优点排水管的优点 聚丙烯排水管产品之所以能够得到广泛的应用，不仅是因为它像很多塑料 管材一样具有质轻、无毒等优点，更因为它具有以下诸多的特异性能： (1)超强的耐化学腐蚀性。

10、聚丙烯排水管系统可以排放酸碱度在 PH212的 液体，从而完全避免了铸铁管不耐酸碱，管壁容易形成点状、孔状腐蚀，以及 使用中较多修补操作的弊病，大幅提高了排水系统的使用寿命。 (2)优良的抗冲击性能。PP 排水管虽不及金属管道的抗冲击性能强，但足 以满足高层建筑的使用。来自“国家化学检测中心”的扁平测试和环刚度测试 的结果（不破裂、不分脱；12kN/m2），足以证明它是塑胶类排水管道中最优 良的产品之一。该管材以突出的“以柔制刚”的物理弹性特征替换了铸铁管 “以刚制刚”的方式，从而避免了铸铁管易碎易裂的缺点。 (3)方便快捷的安装。聚丙烯排水管的总质量只有铸铁管的20%，管材与管 件采用承插式

11、柔性连接、胶圈密封，安装方便快捷；不使用伸缩节，降低了安 装费用，在节约管件的同时，管道的维护、保养和改造也特别方便，从而实现 了“即拆即装”；“管箍”管件与其他管件不同，不设有“限位装置”，从而 可以方便管道系统的拆装。 (4)优异的低噪声排放性。通过添加特殊吸声材料来调整管材的内部微观结 构，吸收可闻及声波，并阻止声波传出；通过使用“承插式连接”避免了水流 冲击管壁时声音向下一段管件传递而引起共鸣，从而进一步降低了噪声。 (5)优越的耐高温性。经过特殊改性处理的内层聚丙烯树脂，在保持其原有 良好的抗冲击性能和使用寿命长等特点外，可以长期承受95左右的热水排放， 保证了住户的洗碗机、消毒柜和

12、热水器的长期使用。 (6)优秀的环保性能。产品的无毒性和可回收重复利用性，可避免污染环境； 使用承插式柔性连接，无需像 U-PVC 产品需要胶粘方式连接，则杜绝了室内甲 醛、苯类物质的污染（胶粘剂中含有大量的甲醛，苯类物质）。 (7)优良的性价比。由于聚丙烯原料属于一种通用塑料，其成本低于铸铁材 料，加之聚丙烯拥有可回收重复利用特性，并采用承插连接而不需要其他配件， 使得聚丙烯静音排水管的工程造价远低于柔性铸铁管。 1.31.3 PPPP 具有良好的国内发展前景具有良好的国内发展前景 六十年代初，PVC 管材进入中国后，以其轻质，光滑，节能等优越的特性， 在建筑排水领域迅猛的推开。进入九十年代

13、以后，行业格局发生了变化，产品 也由单一的实壁管衍生出了发泡管，螺旋管，空壁螺旋管等。据有关组织粗略 统计，2003 年以后每年的市场交易额达 60 多个亿，被大大小小的近千家企业 瓜分，而其中的一半被排在前 10 至 20 位的企业获取。 四十多年的时间里，在排水市场上 PVC-U 管材始终未能完全替代铸铁管， 原因是多方面的。铸铁管降噪，耐热，但重量大，不环保，安装困难，施工费 用高。1999 年 11 月，国家建设部，经贸委，质量监督局，建材局等五部委就 联合颁布了关于加强技术创新，推进化学建材产业的若干意见和推广应用化 学建材和淘汰落后技术与产品管理办法等文件，要求在今后两至三年内全国

14、 主要城镇都要陆续限制和淘汰铸铁管，镀锌钢管等产品，推广应用新型塑料管 材。但仅有少数省市建设主管部门作出响应，限制了铸铁管的使用。 再是随着生活质量的提高，人们对生活用建材产品功能上的更高的要求， PVC-U 管材就显现出了自身的不足，如隔音效果差，落水噪声大，热水的排放 对系统寿命的影响，在高层应用的受限等等，特别是很多厂家为追求高利润而 超比例的添加碳酸钙使管材质量良莠混杂，强度不堪一击。设计人员和使用单 位难以选择，混乱的市场价格面前又难于取舍。诸多因素的存在与制约，市场 急需一种能克服以上问题，涵盖以上两种管材优点的替代产品推出。 20世纪90年代，聚丙烯排水管首先出现在欧洲，随后便

15、以可降低噪声和可 以排放热水、耐化学腐蚀等多项优点，在欧洲和北美的新建住宅中得到了日趋 广泛的应用。本世纪初，以浙江双林塑料机械有限公司为代表的一些国内塑料 管材设备生产商开始研发聚丙烯超静音排水管生产线并取得了成功，这极大地 推动了聚丙烯静音排水管在我国的应用发展。我国也因此有了可以和荷兰 WAVIN 产品相媲美的名牌产品。随着近年来我国经济建设的快速发展，人民生 活水平的提高，对居住建筑的要求也越来越高。而畅通的排水管网，是一栋建 筑乃至一个城市重要的基础设施之一，可为人们的生活和生产提供有力的保证。 聚丙烯超静音排水管作为一种可替代铸铁管道的新型产品，无疑以它优越的静 音性、先进的柔性连

16、接等性能在我国建筑排水工程中将得到更广泛的应用。 我国自 2000 年明令禁止在新建住宅中使用镀锌管作为供水管道后，聚丙烯 管、聚乙烯管得到了长足发展。其中 PPR 管材是欧洲上世纪 90 年代初开发 的改性 PP 管材大的第三代产品。 欧洲是 PP-R 管材的发源地，也是大量推广应用的地区。1993-1996年欧洲 PP-R 管的使用量由3万 t/a 发展到4.4万 t/a，平均每年递增大于15%，目前欧洲 已经有80%以上室内自来水管道使用 PP-R 管材。应用量较大国家有意大利、德 国、丹麦、土耳其、捷克等。意大利年使用 PP-R 管材达到3000万 m，约占欧洲 总量的22%，自198

17、8-1996年，德国塑料管材用量在建筑内饮水和热水系统中应 用由5%增至37%，而不同种类塑料管材在饮用水和热水系统中，丙烯共聚物管材 28%，从1996年起，在室内排水管应用方面，由于良好的耐热性和燃烧时无害， 在新建筑中全部采用丙烯共聚物管材。 上海建筑材料厂于1997年从德国引进生产设备和技术，建成我国最早生产 PPR 管材和管件的生产线，其生产能力为500t/a。1991年，我国山东建成第 一条丙烯共聚物管材国产化生产线。自2002年以来我国一些有实力的塑料管道 生产企业开发的聚丙烯静音排水管产品相继投放市场。几年来该产品由于在住 宅室内排水工程中的优异性能，市场占有率不断扩大，大面积

18、推广应用具有良 好好的社会效益和经济效益。如今，国内 PP-R 管材生产线30余条，总生产能力 达到1.5万 t/a，全国有近1000万建筑的冷水热水使用了 PP-R 管道。 1.41.4 国内外主要生产工艺国内外主要生产工艺 目前国内不少厂家对聚丙烯静音管的生产工艺进行了深入的研究与开发。 产品采用3层共挤的生产工艺制成，其外层和内层以改性聚丙烯树脂为原料，中 间层由无机矿物填料、PP 和热塑性弹性体三元共混的粘弹性材料组成。 1.51.5 设计依据设计依据 （1）通过核磁共振数据判定： PP-H 是均聚聚丙烯，也就是我们所说的型聚丙烯。我们可以知道，它是 由单一聚丙烯单体聚合而成，分子链中

19、不含乙烯单体。PP-H 分子链的整规度很 高，因此材料的结晶度高、耐冲击性能差。 PP-B 为嵌段共聚聚丙烯，也就是我们所说的型聚丙烯。它的乙烯含量较 高，一般为 7-15%。在分子序列中，两个乙烯单体及三个单体连接在一起的概 率非常高，说明乙烯单体仅存在嵌段相中。以嵌段形式存在的乙烯链段使材料 的冲击强度得到了很大的改善，但由于不能将 PP-H 分子链的等规度降低，材料 的结晶度、熔点和耐热性能不能得到根本改善。 PP-R 是无规共聚聚丙烯，也就是我们所说的型聚丙烯。它是由丙烯单体 和少量乙烯单体在加热、加压和催化剂作用下共聚得到的。乙烯单体随机地分 布到丙烯长链中，其中乙烯单体一般控制在

20、3-5%之间。乙烯单体的无规加入降 低了聚合物的结晶度、熔点，改善了冲击性能和耐热性能。 （2）三种管材对比（表 1.5-1）： 管材名称管材名称PVC-U铸铁管铸铁管聚丙烯管聚丙烯管 噪音水平 dB5846.545 管材密度 g/cm1.47.81.2-1.8 壁厚 mm3.25.54.5 材质聚氯乙烯铸铁聚丙烯及吸声材料 价格低高中 安装易难易 耐酸碱水平低不耐酸碱高（PH2-PH12） 寿命30-50 年50 年50 年以上 表 1.5-1 三种管材对比（以 110 管径为例） （3）执行标准： GB4217-84 热塑性塑料管材的公称外径和公称压力 聚丙烯静音排水管材及管件CJ/T27

21、3-2008； 大气污染物综合排放标准（GB16397-1996） 环境空气质量标准（GB3095-1996） 工业企业设计卫生标准 GB/T18742.1-2002冷热水用聚丙烯管道系统第一部分：总则 GB/T18742.2-2002冷热水用聚丙烯管道系统第二部分：管材 GB/T18742.3-2002冷热水用聚丙烯管道系统第三部分：管件 GB/T 50349-2005建筑给水用聚丙烯管道工程技术规范 所以本方案选择生产 PP-R 排水管。 二、产品方案二、产品方案 聚丙烯极好的流动性能和宽范围的流速，以及其它独特的聚合物特性相 结合，使它具有优异的加工性能。成型的方法很多，可注塑、吹塑、真

22、空热 成型、涂覆、旋转成型、电镀和发泡，还可以在金属表面喷涂。其中注塑成 型的比例最大，为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理 。 使用管式水冷激工艺可以把 PP 加工成共挤出吹制薄膜以及单层薄膜。 PP 还可以挤塑成管状产品，如饮料吸管和饮用水管。 PP 在线缆涂层方面 也有用途。一般而言，低流速配方材料用于生产厚壁产品和那些要求韧性的 产品。高流速的材料用于生产薄壁部件和要求快速加工的产品。 2.12.1 产品质量指标产品质量指标 PP-R 管材的生产对原料的要求比较严格，主要生产商在欧洲。国内大部分 的 PP-R 树脂生产还不过关，因此目前一般采用进口 PP-R 数值较为合

23、适。用于 挤出成型加工 PP-R 管材的树脂性能与加工其他 PP-R 制品（包括注塑管件）有 一定区别。就加工性能而言，由于生产 PP-R 管材所用的树脂的熔融粘度较大， 熔体指数小（0.10.4g/10min），因此，它具有一定的加工难度和加工要求。 下表为 PP-R 专用料性能表，见表 1.7-1。 性能指标测试方法 密度/（g/cm3） 0.9 按 ISO1183 规定 熔体指数（230，2.16kg） /（g/10min） 0.3 按 ISO1133 规定 拉伸屈服应力/MPa 26 按 ISO527-2 规定 拉伸断裂应力/MPa 21 按 ISO527-2 规定 拉伸弹性模量/MP

24、a 808 按 ISO527-2 规定 弯曲模量/MPa 874 按 ISO178 规定 弯曲应力/MPa 30.5 按 ISO178 规定 简支梁缺口冲击强度/（kJ/m2） 23 0 -20 22.9 4.53 1.86 按 ISO179/1A 规定 悬臂梁缺口冲击强度/（kJ/m2） 23 0 -20 22.5 5.56 3.4 按 ISO179/1A 规定 邵氏硬度 60 按 ISO868 规定 洛氏硬度 50 按 ISO2039-2 规定 维卡软化温度/ 131.1 按 ISO306 规定 熔点/ 131.3 按 ISO3146-19 规定 比热容（20）/（J/gK） 2.0 按

25、DSC 规定 热传导率（1060）/（W/m） 0.21 按 DIN52612 规定 表 2.1-1 PP-R 专用料性能 产品主要技术指标： 项目项目指标指标 溶体质量流动速率（230 度，2.16KG）0.9G/立方厘米 拉伸强度 =20MPa 弹性模量（20 度） 800MPa 热膨胀系数 1.5X10-4/k 导热系数 2.1W/mk 纵向回缩率 =2% 冲击试验（0 度，2h，15j） =10% 液压 2020 度，环应力 16MPa，1h无渗漏 试验95 度，环应力 3.5MPa，1000h 无渗漏 表 2.1-2 产品主要技术指标 2.22.2 生产工艺生产工艺 PPR 管的生产

26、工艺为挤出成型工艺，首先加料斗内的 PPR 原料靠自重 进入挤出机，在挤出机料筒内经加热挤压混合，充分塑化后从挤出机口模挤出， 进入定型台，定型后的管材经牵引机，通过定长测定，由切割机切断，管材经 检验合格后入库。 2.32.3 工艺流程工艺流程 PP 与各种助剂、填料原料混合、干 燥 真空上料 定径套单螺杆挤出机喷淋真空定型 箱 喷淋冷却水箱 喷码机履带牵引 机 成品检测包装 图 2.3-1 工艺流程图 2.42.4 生产配方生产配方 PP 的加工成型方法主要采用注塑成型、挤出成型、吹塑等成型方法，也可 进行二次加工。所以本设计的生产配方选择的 PP-R 管配方，如表 2.4-1。 表 2.

27、4-1 抗老化 PP 配方 2.52.5 产品规格产品规格 本设计年产量为 1000 吨，鉴于规模较小，故只做 4 种规格的条形管材。 表 2.4-2 产品规格（单位：mm） 三、工艺计算三、工艺计算 设计原始数据: （一）车间生产能力 1000 吨/年聚丙烯排水管； （二）年生产时间 7200 小时； （三）PP 管材合格率 99%； （四）产品规格 自 定 （五）物料损耗系数 工序配料高速混合挤出成型成型后处理 损耗率0.20.40.30.3 3.13.1 生产能力计算生产能力计算 序号原料型号品牌配比价格（元/t） 1PPC4220 燕山石化公司 100 份 12300 2 抗氧剂 10

28、10 巴斯夫（汽巴） 0.4 份 48000 3 脱氧剂 XHLLXHLL 0.3 份 1900 4 稳定剂 770 巴斯夫（汽巴） 0.1 份 5 紫外线吸收剂 UV-531 昱信 0.2 份 53000 6 硬脂酸钙 - 茂丰6 份 6800 7 色母粒（白色） M0011 卡帝德4 份 8000 kg29.140 99 . 0 7200 10001000 合格率年生产时数 装置产量（公称产量） 每小时设计产量 kg96.33662429.140日生产时数每小时设计产量每天设计产量 kg1010088720029.140年生产时数每小时设计产量年设计产量 3.23.2 物料衡算物料衡算 （

29、1）按每天物料在各工序中进出料量进行计算： （2）得出生产物料衡算表（表 3.2-1）与生产流程损耗图（图 3.2-1）。 表 3.2-1 生产物料衡算表 3407.66 3400.85 3387.25 3377.09 3366.96 损耗 6.81 13.60 10.16 10.13 工序输入物料输出物料损耗 配料3407.663400.856.81 混合3400.853387.2513.60 成型3387.253377.0910.16 后处理3377.093366.9610.13 总计3407.663366.96 40.70 kg09.3377 %3 . 01 96.3366 1 后处理物

30、料损耗率 每天设计产量 日进入后处理的物料量 kg25.3387 %3 . 01 09.3377 1 挤出成型物料损耗率 日进入后处理的物料量 量日进入挤出成型的物料 kg85.3400 %4 . 01 25.3387 1 高速混合机物料损耗率 量日进入挤出成型的物料 料量日进入高速混合机的物 kg66.3407 %2 . 01 85.3400 1 配料物料损耗率 料量日进入高速混合机的物 日进入配料的物料量 配 料 混 合 成 型 后处理产 品 图 3.2-1 生产流程损耗图 3.33.3 原料消耗计算原料消耗计算 分配方的总分数111462 . 01 . 03 . 04 . 0100 01

31、2 . 1 96.3366 66.3407 日产量 日消耗原料量 总单耗 各种原料单耗总量： 成品总单耗 配方总分数 配方分数 树脂单耗t / t912 . 0 012 . 1 111 100PP PP 成品年设计产量树脂单耗年消耗量t / t200.921088.1010912 . 0 PP 成品总单耗 配方总分数 配方分数抗氧剂 抗氧剂单耗t / t00365. 0012 . 1 111 4 . 0 成品年设计产量抗氧剂单耗年消耗量t / t687 . 3 088.101000365 . 0 成品总单耗 配方总分数 配方分数脱氧剂 脱氧剂单耗t / t00274 . 0 012. 1 11

32、1 3 . 0 成品年设计产量脱氧剂单耗年消耗量t / t768 . 2 088.101000274 . 0 成品总单耗 配方总分数 配方分数稳定剂 稳定剂单耗t / t00091 . 0 012 . 1 111 1 . 0 成品年设计产量稳定剂单耗年消耗量t / t920. 0088.101000091 . 0 成品总单耗 配方总分数 配方分数紫外线吸收剂 紫外线吸收剂单耗t / t00182. 0012 . 1 111 2 . 0 成品年设计产量紫外线吸收剂单耗年消耗量t / t838 . 1 088.101000182. 0 成品总单耗 配方总分数 配方分数硬脂酸钙 硬脂酸钙单耗t /

33、t0550 . 0 012 . 1 111 6 成品年设计产量硬脂酸钙单耗年消耗量t / t555.55088.1010055 . 0 成品总单耗 配方总分数 配方分数色母粒 色母粒单耗t / t0365 . 0 012 . 1 111 4 成品年设计产量色母粒单耗年消耗量t / t868.36088.10100365 . 0 得出主要原料消耗表（表 3.3-1）： 表 3.3-1 主要原料消耗 四、设备选型与台数计算四、设备选型与台数计算 PPR导热性比较低，分子质量高，M-FR低，消耗功率大，挤出设备应具有 较大的长径比(不小于30：1)和驱动功率及准确的电子控温装置。而且，螺杆妻 采用新

34、型昆炼式螺杆，使物料充分塑化，以达到低温挤出的目的。 由于PPR的记忆特性，在模具方面不可采用普通的挤管模具。目前国内多 使用新型的螺旋式挤管模具，这种模具分流效果好，无熔接痕，机头压缩比小， 既可改善产品质量又有利于提高生产效率。PPR管材的定径采用真空定径方式。 由于PPR导热性能差，冷却过程放热量大，加之管壁较厚， 0mm口径以下的管 材，真空定径箱长度不低于6m； 075mm口径的管材，真空定径箱长度不低于 12m；对于们5mm以上口径的管材，真空定径箱长度在18m以上，最好采用双泵分 级抽真空。本PP管配料表观密度为1.6kg/L。 4.14.1 高速混合机高速混合机 本设计选择新富

35、盛混合机资料选取 SHR200A 高速混合机，有效容积为 150L。详细如表 4.1-1。 原料型号品牌单耗量年耗量 PPC4220 燕山石化公司 0.912921.200 抗氧剂 1010 巴斯夫（汽巴） 0.003653.687 脱氧剂 XHLLXHLL0.002742.768 稳定剂 770 巴斯夫（汽巴） 0.000910.920 紫外线吸收剂 UV-531 昱信0.001821.838 1硬脂酸钙 - 茂丰 0.055055.555 2色母粒（白 色） M0011 卡帝德 0.036536.865 kg99.141 24 66.3407 日生产时数 量日进入高速混合机物料 每小时设计

36、产量 L744.88 6 . 1 199.141 配料表观密度 操作周期每小时设计产量 每批混合物料量 品牌 新富盛 产品型号 SHR-200A 总容积 200L 有效容积 150L 搅拌浆数3 个 主轴转速 475/950 混合时间 610 分钟/锅 驱动电机 AC380 50HZ 电机功率 6KG 价格17000 元/台 表 4.1-1 SHR300A 高速混合机参数 台 有效容积 设计量 混合机的台数6 . 0 150 744.88 由以上数据可知高速混合机需要1台。 4.24.2 螺杆挤出机计算螺杆挤出机计算 本设计挤出机选取单螺杆挤出机。 依照每小时的生产量，本设计选取了震雄机械制造

37、的型号为 SJ90/30 的单 螺杆挤出成型机，如表 4.2-1。 品牌震雄机械 型号SJ90/30 螺杆直径90（mm） 电动机功率55（kw） 加热功率32kw 产量150kg/h 长径比30:1 外形尺寸4500*1200*1650（mm） 价格88000 元/台 表 4.2-1 SJ90/30 型号单螺杆挤出机参数 所以，本设计选取的挤出机数量为 1 台。 kg14.141 24 25.3387 日生产时数 量日进入挤出成型的物料 每小时设计产量 台挤出机的台数94 . 0 150 14.141 t/a1080 1000 7200150 1000 年生产时数最大挤出率 设备年生产能力

38、4.34.3 挤出管辅机及其他设备计算挤出管辅机及其他设备计算 由 2.5 产品型号可知产品外径有 50mm、75mm、110mm、160mm 四种型号，对 应的壁厚为 3.2mm、3.8mm、4.5mm、5.0mm。 4.3.14.3.1 真空定型机真空定型机 本设计选择曙光的真空定型机，型号为 GZDY-180，因为只有一台挤出机， 所以配备 1 台真空定型机。 品牌曙光 型号 GZDY-180 管材口径 50-180mm 电动机功率 7.5KW 真空箱长度 6000mm 喷淋冷却水泵 1 台5.5kw 真空泵 1 台5.5kw 价格8000 元/台 表 4.3.1-1 曙光真空定型机参数

39、 根据产品的规格，本设计选用顺宇型号为三爪牵引/1 的牵引机，台数位 1 台。详细参数如表 4.3.2-1。 品牌顺宇 型号三爪牵引/1 牵引力 9750(N) 有效长度 1850(mm) 速度0.5-6(米/分) 规格 50-250 价格28000 元/台 表 4.3.2-1 顺宇牵引机参数 4.3.34.3.3 破碎机破碎机 因产品合格率为 99%，经计算，每日产生废料量为 40.70kg。所以本设计选 择为海马 HM-3pc 的破碎机，数量 1 台，详细参数如表 4.3.3-1。 品牌海马 型号 HM-3pc 破碎室口径 185*150(mm) 破碎能力 100-150(kg/h) 动刀

40、9(片) 定刀2(片) 电机功率 2.2kw 价格6500 元/台 表 4.3.3-1 海马 HM-3pc 破碎机参数 4.3.44.3.4 喷码机喷码机 根据产品规格与产量，本设计喷码机选用康尼 C500，数量 1 台，详细参数 如表 4.3.4-1。 品牌康尼 型号 C500 打印范围（mm） 喷印高度 3-17mm 喷印速度0.7 米秒 喷印精度 200*100-200dpi 喷印距离1-15mm 可调节 价格6500 元/台 表 4.3.4-1 康尼 C500 详细参数 4.44.4 工艺参数工艺参数 PPR管的生产工艺为挤出成型工艺，首先加料斗内的PPR原料靠自重进 入挤出机，在挤出

41、机料筒内经加热挤压混合，充分塑化后从挤出机口模挤出。 生产出高质量PP-R管材必须有塑化良好及稳定的熔体流动，除了以上材料及设 备因素之外，工艺控制也十分重要。PP-R管材的成型工艺温度一般在 210260之间。螺杆转速为70-90rmin（高速线）。真空度一般为 005008a，调整应遵照原则见下表（表4.4-1）。 表 4.4-1 真空度调整遵照原则 通常在满足管材外观质量要求的前提下，真空度应尽可能的低，以减少内 应力，这样管材在存放过程中收缩变形小。 PP-R管材生产典型工艺条件见下表（表4.4-2）： 表4.4-2 PP-R管材生产典型工艺条件 管材的牵引速度与挤出速度要匹配，注意不

42、能影响管径和壁厚。过快的牵 引速度会拉薄管壁，定型不充分，出现拉伸定向的现象，影响环应力，导致耐 压性能下降。喷淋水温应控制在 1020。水温过高，形成结晶颗粒粗大，冲 击性能差；过低，强制冷却后，因导热性能差，形成温度梯度，产生内应力， 影响管材质量。 PPR 管生产过程中产生的残次品，经破碎后可再次加以利用，这就提高 了原料的利用率，并可降低生产成本，提高经济效益。 4.54.5 设备一览表设备一览表 序号设备名称型号规格台数 1高速混合机新富盛SHR-200A1 2单螺杆挤出机震雄机械SJ90/301 3真空定型机曙光 GZDY-1801 4牵引机顺宇三爪牵引/11 5破碎机海马 HM-

43、3pc1 6喷码机康尼 C5001 表 4.5-1 设备一览表 五、五、安全事项安全事项 5.15.1 安全卫生安全卫生 在生产过程中产生微量的氯气、少量的粉尘和噪声等，此外还存在着带电 设备漏电、传动机械伤人以及火灾等潜在危险因素。本设计充分重视操作人员 的职业安全卫生问题，在工程设计中选择排污量少、机械化程度高的生产工艺 及设备，降低污染物排放量，以保护工人的身体健康和减轻工人的劳动强度。 同时，对影响操作人员及卫生条件的各种有害因素，都考虑采取有效的防护及 治理措施，以保证操作人员的安全和良好的工作环境。工艺生产系统、动力系 统、辅助系统等均设有办公室，各车间生产工人均设有休息室，以及浴

44、室、食 堂等其他生活辅助设施，以保证有较好的休息场所和卫生条件。根据劳动保护 的有关规定，不同工种的工人配备必要的劳动保护用品。 5.25.2 安全防护安全防护 5.2.15.2.1 操作防护操作防护 （1）开车前有专人启动运转设备，检查设备运转是否正常，如果发现故障 及时排除。 （2）开启电热器，对挤出机的机头、机身均匀加热升温，使各部分温度超 出正常生产温度 10左右时，恒温 30-60 分钟，使设备内外温度一致。 （3）要以低速起动开车，检查螺杆有无异常及电动机电流表有无超负荷的 现象，压力表是否正常。 （4）刚开始要少量加料，当物料挤出口模时方可大量加料，在物料被挤出 之前，任何人均不得处于口模的正前方。 （5）螺杆、机筒清理时可用软聚氯乙烯等塑料通过最后挤压来清理螺杆机 筒，停车时要加入清洗料。 （6） 挤出时应注意的安全事项有电、热、机械的传动和笨重部件装卸等， 拆卸挤出机时要先拆出螺杆，后拆机筒。 5.2.25.2.2 事故预防的标志事故预防的标志 事故预防或安全标志是放置在工作场所的一些标志，它们用于： （1）防止事故； （2）警告健康和安全方面的危险； （3）指出那里放有紧急应急设备； （4）告诉工人在那里必须佩戴个人劳保用品。 不同的颜色和形状的安全标志表示不同的信息： （