Extrusion Russian Edition 6-2021

ЭКСТРУЗИЯ ТРУБ 28 ЭКСТРУЗИЯ 6/2021 треннего давления. Это наблюдение соот- ветствует ожиданиям для конструкции варианта B вследствие сравнительно не- большого смещения линии спая (рис. 4). Для образцов труб, изготовленных с применением конструкции варианта A, напротив, было отмечено самое большое смещение шва, таким образом, можно было ожидать, что и показатель разрыв- ного давления в этом случае также будет выше. Возможным объяснением такого эффекта может быть наличие дополни- тельных линий спая внутри трубы. Раз- ницамежду результатами дляматериалов ПП и ПЭНД может быть объяснена раз- личными релаксационными свойствами обоих материалов. ЕслиППрелаксирует быстрее, чем ПЭНД, то это приводит к уменьшению ослабления механических свойств трубы, вызванных наличием ли- нии спая. Результаты исследования Для снижения эффекта наличия ли- нии спая в экструдированных трубах, произведенных на фильерах с дорнодер- жателем, была осуществлена разработка новых конструкций спиц дорнодержа- теля. Для смещения потока расплава и тем самым для смещения линии спая конструкция спиц была выполнена по аналогии с конструкцией статических смесительных элементов. Для анализа эксплуатационных характеристик и для изучения фактического влияния линии спая были изготовлены методом селек- тивного лазерного плавления (SLM) и протестированы четыре новых варианта конструкции спиц, аналогичных сме- сителям типов LPD и Kenics. Изучение изготовленных труб под микроскопом подтвердило, что таким образом можно добиться смещения потока расплава и тем самымполучить оптимальнуюгеометрию линии спая, а также уменьшить влияние на механические свойства трубы. После- дующие испытания на разрывное давле- ние также показали, что воздействие ли- нии спая на механические свойства трубы уменьшается. Так, для протестированных труб из ПЭНДнаблюдался рост допусти- мого давления на 40%. Однако применение дорнодержателя новой конструкции приводит к увели- чению потери давления расплава, что в свою очередь ведет к росту расходов на электроэнергию. Потеря давления уве- личилась максимум на 27%. С другой стороны, благодаря повышенной стой- кости труб, произведенных по новой технологии, к воздействию внутренне- го давления можно будет уменьшить толщину стенки трубы без негативного воздействия на ее механическую проч- ность, а значит, сократить расход мате- риала на 32,94%. Это позволяет сокра- тить энергозатраты, необходимые для плавления полимера, что приносит как экономическую, так и экологическую выгоду. Поскольку полученные резуль- таты изменяются в зависимости от типа используемого полимера, необходимо осуществить дополнительные испыта- ния с альтернативными материалами и добиться более высокой производитель- ности для обеспечения промышленного масштаба переработки. Institut fuer Kunststoffverarbeitung (IKV) www.ikv-aachen.de Литература: 1. Galaktionov O.S., Anderson P.D., Peters G.W.M., Meijer H.E.H. Optimization of Kenics static mixers. International Polymer Processing Journal of the Polymer Processing Society. 2013, s. 138. 2. Hopmann Ch., Leuchtenberger L., Schoen M., Facklam M. Mit neuen Stegdesigns zu mehr Festigkeit in der Rohrextrusion. Rohrextrusion – Aus der Forschung. Extrusion. 2020, 6, s. 22-25. 3. Haufe A., Menning G. Untersuchung zur Vorhersage der Bindenahtfestigkeit in spritzgegossenen Formteilen, Die Angewandte Makromolekulare Chemie. 1999, 265, s.75-81. 4. Hopmann Ch., Michaeli W. Extrusion Dies for Plastics and Rubber — Design and Engineering Computations. Muenchen, Carl Hanser Verlag, 2016. 5. Hopmann Ch. Entwicklung eines neuartigen, generativ gefertigten Dornhalterwerkzeugs fuer die bindenahtfreie Extrusion von Kunststoffen, RWTH Aachen, Abschlussbericht zum IGF-Forschungsvorhaben. Nr. 20557 N, 2021. 6. Kolmetz K., Dwijayanti A. Static Mixer Selection, Sizing and Troubleshooting, Kolmetz Handbook Of Process Equipment Design. 2012. 7. Manas-Zloczower I. Mixing and compounding of polymers – Theory and Practice. Muenchen, Wien: Carl Hanser Verlag. 2009. 8. N.N. Konstruktionsempfehlungen fuer das selektive Laserschmelzen. Protiq GmbH. 06.02.2021. 9. N.N. Konstruktionsempfehlungen fuer die additive Fertigung. Protiq GmbH. 06.02.2021. 10. N.N. DIN EN ISO 1402: Gummi- und Kunststoffschlaeuche und Schlauchleitungen – Hydrostatische Pruefung, Berlin: Beuth Verlag. 2020. 11. Pahl M.H., Muschelknautz E. Einsatz und Auslegung statischer Mischer. Chemie Ingenieur Technik 51. 1979, 5, s. 347-364. 12. N.N. Zeitstandverhalten unter Innendruck. URL: https://www.krv.de/wissen/zeitstandverhaltenunter- innendruck. 25.05.2021. Рисунок 5. Зависимость разрывного давления от конструкции спицы ПП ПЭНД Разрывное давление, бар Тип конструкции спиц