[发明专利]一种用于非开挖修复用高密度聚乙烯管材及其制备方法

权利要求书

1.一种用于非开挖修复用高密度聚乙烯管材的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：原材料的烘干：将性能符合要求的原材料在加工前采用烘干加热设备进行烘干，烘干后采用卡尔费休˙库伦法水分测试仪按照SH/T1770-2010进行水分测试，水分≤300PPM后备用，具体烘干条件为：烘干设置温度为75-90℃、烘干时间≥3h；

步骤2：挤出机挤出：将步骤1所得的原材料通过挤出机进行挤出，所述挤出机包含主机部分(1)、螺杆(2)、机筒(3)与加热片A(4.1)，所述加热片A(4.1)的温度根据管材型号进行设置；

步骤3：模体初步成型：将步骤2中所得的熔融物料经过模体挤出后具备初步的成型效果，所述模体包含模头(5)、模具(6)、加热片B(4.2)、加热片C(4.3)、加热片D(4.4)、内冷部分(7)、机座(8)，所述加热片B(4.2)、加热片C(4.3)、加热片D(4.4)与步骤2中的所述加热片A(4.1)组成加热片(4)，所述模头(5)为螺篮结构，模头(5)包括螺旋结构部分及篮式结构部分，所述模具(6)包括内模及外模两部分，外模内径与内模外径间间隙的差值为管材壁厚的1.2-1.3倍，所述加热片B(4.2)均匀分布在模头(5)的表面，所述加热片C(4.3)均匀分布在模具(6)的表面，所述加热片D(4.4)均匀分布在模头(5)与模具(6)连接处的表面，所述加热片B(4.2)和加热片C(4.3)的各温区在模体部分呈“×”分布，所述加热片D(4.4)在连接处与模具部分呈 “米”字形分布，所述加热片B(4.2)、加热片C(4.3)、加热片D(4.4)的温度根据管材型号进行设置，所述内冷部分(7)通过模体内部与变频控制风机(9)连接，内冷部分(7)的风冷温度根据管材型号进行设置；

步骤4：真空喷淋冷却成型：将步骤3中所得物料经过真空冷却喷淋箱(10)冷却成型，所述真空冷却喷淋箱(10)包含定径套(11)、真空喷淋系统(12)，所述定径套(11)起到对管材初步定型成圆作用，所述定径套(11)的收缩率按照管材外径的1.01倍设计，定径套(11)内部设有内流水环及根部喷淋孔，成型控制段控制在15-25cm，所述真空喷淋系统(12)的腔体分为两个室体(13)，两个室体(13)内相对隔离，第一个室体(13)长度为2m，第二个室体(13)长度为4-10m，两个室体(13)内均设有沿管体纵向分布的喷淋管(14)，所述喷淋管(14)设有喷头，对初步成圆的管材进行冷却定型，所述真空喷淋系统(12)通过真空度的大小对于管材下线外径进行微调，所述真空度和系统冷却水温度根据管材型号进行设置；

步骤5:彻底冷却成型：将经过步骤4后已基本成型的管材，经两节喷淋冷却水箱(15)进行冷却喷淋后彻底冷却成型，所述喷淋冷却水箱(15)内设有沿管体纵向分布的喷淋管(14)，喷淋管(14)设有喷头；

步骤6：牵引切割：将彻底冷却成型的管材依靠牵引机(16)牵引，根据客户要求定尺经切割机(17)进行定长切割，所述牵引机(16)含有均匀分布的牵引履带(18)，所述牵引履带(18)要求300-600mm型号不少于6条，600mm-1200mm型号不少于10条，1200mm-1600mm型号不少于16条；

步骤7：管材性能检测：检测管材各位置壁厚偏差、外径偏差、管材的拉伸屈服强度、断裂伸长率、焊口拉伸强度及韧性破坏，进行切口试验测试管材破坏时间，进行压扁试验后按照标准环应力及温度测试长期静液压通过；

所述原材料为100％PE100-RC黑色混配料，密度≥0.947g/cm³，在190℃、5kg的条件下熔体质量流动速率为0.2-0.3g/10min，断裂标称应变≥500％，拉伸屈服强度≥22MPa，在80℃、0.92MPa的条件下耐慢速裂纹增长≥8760h，对接熔接拉伸强度为韧性通过；

步骤2中所述的加热片A(4.1)设置温度范围为190℃-210℃，所述螺杆(2)表面采用渗氮工艺处理，螺杆(2)的长径比≥36:1且螺杆(2)的端头带有标准的“筛孔”结构；

步骤3中所述加热片B(4.2)、加热片C(4.3)、加热片D(4.4)的设置温度范围为160-210℃，所述内冷部分(7)的风冷温度范围为80-120℃。

2.如权利要求1所述的一种用于非开挖修复用高密度聚乙烯管材的制备方法，其特征在于，步骤1中的烘干加热条件为，烘干设置温度为80℃、烘干时间4h。