本发明涉及管材制造工艺技术领域，尤其涉及一种聚乙烯梅花管的生产工艺。
背景技术：
梅花管是一种管截面为梅花状的管材，多应用于通信或电力线路的铺设中，主要作为移动、联通、电信等通信电缆的护套管使用。随着电子和信息技术的飞速发展，使得通信行业成为工作、生活中不可或缺的一部分，而梅花管作为通信线路中的必须物品也逐渐得到了广泛的应用。
现有梅花管多为聚乙烯材质，其加工方式是以聚乙烯颗粒为主，多种原料混合并在型材成型机中成型，成型过程包括搅拌、加热、挤压等生产工艺，最后从模具中挤压成型。但现有聚乙烯梅花管的生产工艺还存在很多不足之处，使得生产出的梅花管存在很多质量问题，导致生产出的梅花管合格率低、返工率大，给生产企业造成了不小的损失。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种聚乙烯梅花管的生产工艺，该聚乙烯梅花管生产工艺可有效稳定梅花管定径尺寸，改善梅花管外观质量以及性能。
本发明的采用的技术方案是：聚乙烯梅花管生产工艺包括以下步骤：
a、原料混合：将各原料加入到反应器中混合，并搅拌均匀；所述原料包括以下重量份组分：高密度聚乙烯60～65份，低密度聚乙烯25～30份，填充母粒4～5份，抗冲击改性剂4～5份，稳定剂1～2份；
b、挤出胚料：将混合好的原料加入到挤出机内，经挤出得到连续的梅花管坯料；
c、牵引：使用牵引机将梅花管胚料牵引出，设定与挤出机的转速相适应的牵引速度，在挤出机和牵引机之间对牵引出的梅花管胚料依次如下处理工序：
c1、定径：将梅花管坯料置入正压定径舱中，采用喷雾式冷却定径套及内压外定径的方法，向梅花管坯料内通入压缩空气，使梅花管坯料定径成型为梅花管半成品，所述压缩空气的压力为0.05～0.06mpa；
c2、辅助定径：将梅花管半成品置入温度为100～130℃的加热舱内加热40-50s，随后置入负压定径舱中，再次采用喷雾式冷却定径套及真空外定径的方法，经抽取真空，使加热后的梅花管半成品在负压下紧贴定径装置进行辅助定径得到定径梅花管，所述真空度为0.07～0.08mpa；
c3、冷却：将定径梅花管置入冷却装置内进行冷却得到成型梅花管，所述冷却方式采用喷淋式水冷方式，水温为15～25℃；
c4、热处理：将成型梅花管再次置入带有加热装置的管舱内加热，控制管舱温度为70～80℃，加热时间1-2min；
c5、再冷却：将经步骤c4处理的梅花管再次进行三级冷却处理，对梅花管依次进行第一级的喷淋式水冷处理，控制水温为50～70℃；第二级的喷淋式水冷处理，控制水温为30～50℃；第三级的浸浴式水冷处理，控制水温为15～30℃；
d、定长切割并检验：在牵引机之后，按要求长度对梅花管进行自动切割，对切割后的产品进行检验，对于检验合格的产品包装入库，对于检验不合格的产品进行粉碎再利用。
本发明的聚乙烯梅花管的生产工艺在原有生产工艺的基础上，在定径过程中采用先正压定径，再真空定径的定径方式，并将冷却过程分为急冷、热处理、梯度冷却三个阶段，以使生产的梅花管尺寸精度高、外观效果好，避免了生产的梅花管内应力较大，导致梅花管的产品性能受到影响，从而使产品合格率高，且强度及韧性好，延长产品的使用寿命。
当挤出机挤出连续的梅花管坯料后，首先对梅花管坯料采用喷雾式冷却定径套及内压外定径的方法进行定径，随后使定径后的梅花管半成品加热使保持在可热变形状态，再采用喷雾式冷却定径套及真空外定径的方法进行定径，两种定径方式的结合可使梅花管的尺寸精度高，且外观也能获得很好的质量效果；另外，对梅花管坯料先采用正压定径，再采用真空定径，可用以在确保定径效果的同时，还能减小管材内应力；定径后的梅花管温度尚未完全冷却至原料的热变形温度，极易在自重作用下发生变形，因此为了保证梅花管的外形结构尺寸，对梅花管采用喷淋式急冷，喷淋的冷却方式是用以确保在冷却过程中梅花管不易发生变形；急冷后的梅花管虽保证了外形结构尺寸，却因内外壁温差较大，造成梅花管产生了极大的内应力，因此将急冷后的梅花管进行热处理，使冷却的梅花管外壁温度回升，随后再采用梯度冷却方式对升温后的梅花管进行冷却；梯度冷却过程中，第一、二级冷却阶段先进行喷淋式冷却，是避免梅花管因浸浴式水槽中槽中上、下水温不同以及冷却速度、收缩不一致导致的变形，第三级冷却阶段采用浸浴式冷却是用以保证在梅花管不发生变形的前提下，提高梅花管的冷却速度。在梅花管生产工艺的定径及冷却过程中，采用了正压定径及真空定径结合的方式，并将冷却过程分为急冷、后热处理、梯度冷却三个阶段，使生产的梅花管尺寸精度高、外观效果好，成品合格率高，并减小了梅花管的内应力，保证了梅花管的强度及韧性，延长了梅花管的使用寿命。
作为对上述技术方案的进一步限定，步骤a的原料组分中所述抗冲击改性剂为苯乙烯共聚物，所述稳定剂为月桂酸二丁基锡或二盐基硫酸铅。
作为对上述技术方案的进一步限定，步骤a的原料组分中所述填充母料包括：78％高密度聚乙烯、10％高岭土、10％碳酸钙、1％偶联剂、1％润滑剂。
作为对上述技术方案的进一步限定，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述润滑剂为石蜡或脂肪酰胺类润滑剂中的至少一种。
作为对上述技术方案的进一步限定，步骤b中所述挤出机的入料斗下方设有冷却水，控制冷却水温为15～20℃。
防止混合的原料过早熔化黏结搭桥，不会造成原料的损失，从而可降低生产耗费。
作为对上述技术方案的进一步限定，步骤c中所述牵引速度比挤出速度快4％～6％。
综上所述，采用本发明的技术方案，获得的聚乙烯梅花管的生产工艺，在原有生产工艺的基础上，在定径过程中采用先正压定径，再真空定径的定径方式，以使生产的梅花管尺寸精度高、外观效果好，并将冷却过程分为急冷、热处理、梯度冷却三个阶段，使生产过程中的梅花管在保证了外形结构尺寸的同时，还减小了梅花管的内应力，使梅花管的产品性能不会受到影响，延长梅花管的使用寿命，同时还提高了产品的合格率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例涉及一种聚乙烯梅花管的生产工艺，具体生产工艺如下：
a、原料混合：将高密度聚乙烯62kg，低密度聚乙烯26kg，填充母粒4kg，苯乙烯共聚物4kg以及月桂酸二丁基锡1kg加入至高速混合中混合均匀。其中填充母料由3.12kg高密度聚乙烯，0.40kg高岭土，0.40kg碳酸钙，0.04kg硅烷偶联剂以及0.04kg石蜡混合均匀后经单螺杆挤出机挤出、水冷、切粒而制得。
b、挤出：将混合好的原料加入挤出机的料斗中，料斗下方通有冷却水，冷却水温度为15～20℃，用于防止混合的原料过早熔化黏结搭桥，料斗下料至料筒中，料筒内的原料经加热由玻璃态经高弹态转变为黏性流体，黏性流体在压力作用下经过模具被挤出连续的梅花管坯料；
c、牵引：使用牵引机将梅花管坯料牵引出，设定牵引机的牵引速度比挤出机的挤出速度快6％，并在挤出机与牵引机之间对牵引出的梅花管坯料进行依次如下处理工序：
c1、定径：将梅花管坯料置入正压定径舱设备中，采用喷雾式冷却定径套及正压定径法，将梅花管坯料内通入0.05～0.06mpa压力的压缩空气，使梅花管定径成型为半成品；
c2、辅助定径：半成品的梅花管再置入加热仓中，加热温度为100～110℃，加热时间为50s，将加热后的梅花管随后置入负压定径舱中，再次采用喷雾式冷却定径套和真空外定径的方法对半成品梅花管进行辅助定径，抽取真空使梅花管在负压下紧贴定径装置，真空度为0.07～0.08mpa；先正压定径，再真空定径的定径方式，可用以在确保定径效果的同时，还能减小管材的内应力，且两种定径方式的结合可使梅花管的尺寸精度高、外观质量效果好；
c3、冷却：将定径后的梅花管通入冷却装置内进行冷却得到成型梅花管，冷却方式采用喷淋式水冷方式，水温为15～25℃，冷却的目的是用以避免尚处于热变形温度的梅花管因自重作用而发生变形，使管材定型后的结构稳定，同时采用喷淋的冷却方式也是为了使梅花管在冷却过程中发生变形的几率变小；
c4、热处理：将成型后的梅花管再次置入带有加热装置的管舱内加热，控制管舱温度在70～80℃，加热1-1.5min，使急冷后的梅花管的外壁温度回升，以降低梅花管内外壁的温差，从而降低内应力，以免梅花管的性能受到影响；
c5、再冷却：将经步骤c4处理后的梅花管再次进行逐级冷却处理，先采用50～60℃的水进行喷淋式冷却，再采用30～40℃的水进行喷淋式冷却，用以避免梅花管因浸浴式水槽中槽中上、下水温不同以及冷却速度、收缩不一致导致的变形，最后采用15～20℃的水进行浸浴式冷却，此时的梅花管已具有一定的强度和硬度，因此采用浸浴式冷却用于提高梅花管的冷却速度；
d、定长切割并检验：按要求长度对梅花管进行自动切割，对切割后的产品进行检验，对于检验合格的产品包装入库，于检验不合格的产品进行粉碎再利用。
实施例2
本实施例涉及一种聚乙烯梅花管的生产工艺，具体生产工艺如下：
a、原料混合：将高密度聚乙烯62kg，低密度聚乙烯29kg，填充母粒5kg，苯乙烯共聚物4kg以及月桂酸二丁基锡1.5kg加入至高速混合中混合均匀。其中填充母料由3.90kg高密度聚乙烯，0.50kg高岭土，0.50kg碳酸钙，0.05kg硅烷偶联剂以及0.05kg石蜡混合均匀后经单螺杆挤出机挤出、水冷、切粒而制得。
b、挤出：将混合好的原料加入挤出机的料斗中，料斗下方通有冷却水，冷却水温度为15～20℃，用于防止混合的原料过早熔化黏结搭桥，料斗下料至料筒中，料筒内的原料经加热由玻璃态经高弹态转变为黏性流体，黏性流体在压力作用下经过模具被挤出连续的梅花管坯料；
c、牵引：使用牵引机将梅花管坯料牵引出，设定牵引机的牵引速度比挤出机的挤出速度快4％，并在挤出机与牵引机之间对牵引出的梅花管坯料进行依次如下处理工序：
c1、定径：将梅花管坯料置入正压定径舱设备中，采用喷雾式冷却定径套及正压定径法，将梅花管坯料内通入0.05～0.06mpa压力的压缩空气，使梅花管定径成型为半成品；
c2、辅助定径：半成品的梅花管再置入加热仓中，加热温度为120～130℃，加热时间为40s，将加热后的梅花管随后置入负压定径舱中，再次采用喷雾式冷却定径套和真空外定径的方法对半成品梅花管进行辅助定径，抽取真空使梅花管在负压下紧贴定径装置，真空度为0.07～0.08mpa；先正压定径，再真空定径的定径方式，可用以在确保定径效果的同时，还能减小管材的内应力，且两种定径方式的结合可使梅花管的尺寸精度高、外观质量效果好；
c3、冷却：将定径后的梅花管通入冷却装置内进行冷却得到成型梅花管，冷却方式采用喷淋式水冷方式，水温为15～25℃，冷却的目的是用以避免尚处于热变形温度的梅花管因自重作用而发生变形，使管材定型后的结构稳定，同时采用喷淋的冷却方式也是为了使梅花管在冷却过程中发生变形的几率变小；
c4、热处理：将成型后的梅花管再次置入带有加热装置的管舱内加热，控制管舱温度在70～80℃，加热1.5-2min，使急冷后的梅花管的外壁温度回升，以降低梅花管内外壁的温差，从而降低内应力，以免梅花管的性能受到影响；
c5、再冷却：将经步骤c4处理后的梅花管再次进行逐级冷却处理，先采用60～70℃的水进行喷淋式冷却，再采用40～50℃的水进行喷淋式冷却，用以避免梅花管因浸浴式水槽中槽中上、下水温不同以及冷却速度、收缩不一致导致的变形，最后采用15～20℃的水进行浸浴式冷却，此时的梅花管已具有一定的强度和硬度，因此采用浸浴式冷却用于提高梅花管的冷却速度；
d、定长切割并检验：按要求长度对梅花管进行自动切割，对切割后的产品进行检验，对于检验合格的产品包装入库，于检验不合格的产品进行粉碎再利用。
实施例1与实施例2中生产的聚乙烯梅花管产品，尺寸精度高，且外观效果好，其中实施例1中产品口径偏差小于等于0.06mm，厚度偏差小于等于0.4mm，气泡数平局0.3个/m；实施例2中产品口径偏差小于等于0.05mm，厚度偏差小于等于0.3mm，气泡数平局0.3个/m。因此，采用上述生产工艺生产的聚乙烯梅花管具有产品合格率高的优点，且该工艺过程简单，便于控制，只要设定好生产装置，就可进行连续生产，生产速度可显著提升。
对比例
本对比例采用如下的生产工艺：
将混合的原料加入挤出机中，挤出的连续管坯经正压定径与真空定径同时进行的定径方式定径，随后对定径后的管材进行三级梯度冷却，一级冷却温度为150～110℃，二级冷却温度为100～50℃，三级冷却温度为50～35℃，冷却后的管材进行切割并检查。
按对比例的生产工艺获得的管材具有较好的尺寸精度以及外观视觉的优势，但是采用正压定径与真空定径同时进行的定径方式并未完全体现出两者结合的优势，同时冷却过程中一级冷却温度较高，此时的管材的硬度和强度还不够，极易在水冷过程中发生变形，造成管材在生产中过程中产生的次品率较高，进而影响管材的生产进度，从而增加工作量。
将本发明实施例与对比例比较可见，本发明的生产工艺采用先正压定径、再真空定径的定径方式，既实现了两者的结合，确保了定径效果，同时还表现出了各自单独的优势，使定径成效更高；冷却过程分为急冷、热处理、梯度冷却三个阶段，通过三个阶段对管材冷却过程中温度的控制，可有效解决管材在冷却过程中产生的内应力，从而保证梅花管的质量品质，极大的改进了生产工艺。
综上所述，本发明的聚乙烯梅花管的生产工艺，在原有生产工艺的基础上，在定径过程中采用先正压定径，再真空定径的定径方式，以使生产的梅花管尺寸精度高、外观效果好，并将冷却过程分为急冷、热处理、梯度冷却三个阶段，使生产过程中的梅花管在保证了外形结构尺寸的同时，还减小了梅花管的内应力，使梅花管的产品性能不会受到影响，延长梅花管的使用寿命，同时还提高了产品的合格率。