桥梁用SHG哈弗护套生产技术

摘要：从工艺方面分析桥梁用哈弗护套生产过程中的影响因素，提出了相应的指导。

关键词：哈弗护套；生产技术；桥梁；挤出

Abstract: from the process analysis with bridge hover tempting sheath influence factors in the process of production, and put forward the corresponding guidelines.

Keywords: hover tempting sheath; Production technology; Bridge; extrusion

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一、前言

SHG哈弗护套是OVM公司研究开发成功的一项专利产品，其主要原材料采用HDPE，主要性能指标符合CJ/T3078-1998，并不低于国外同类产品的要求。它由两瓣塑料型材相互扣接组成，每瓣塑料型材的一端有凸出的插销、另一端头有凹槽，其互扣部分即插销和凹槽所在型材端头的内外表面上分布有形状为椭圆形或圆形或方形或三角形的小凸台。这些凸台在挤出成型时在真空吸力的作用下可以阻止哈弗缆索护套在圆周方向上的收缩变形，使其易于成型；凸台还便于两瓣哈弗缆索护套相互扣接后在扣接处焊牢，有利于导流雨水，使缆索得到更好的保护。SHG哈弗护套广泛应用于桥梁的拉索体系、体外索体系、吊杆、系杆体系中的索体外层防护以及旧索加固。

哈弗护套的名字源于英文中的“half sheel”，意为分瓣式套。为了减轻护套的重量，增强其强度，同时考虑到隔热的效果，该项目的哈弗护套设计成中空两层式，两层之间以筋连接。其结构如下图所示。

SHG哈弗护套结构图

SHG哈弗护套采用单边对称的结构，使用时，把两边扣接在一起即可。

桥梁采用SHG哈弗护，具有以下优点和特点：

1、施工简单方便，大大降低劳动强度。

2、采用SHG哈弗护套代替普通HDPE圆管，护套的外径减小，对桥梁的安全带来诸多好处：

1）自重降低，对减少拉索的挠度有一定的好处，减少对钢绞线的附加应力。

2）外径减小后，拉索受到的风、雨、雪等荷载降低。

3、HDPE管在施工过程中有可能在穿索时内壁受到钢绞线的损伤，而哈弗管是在成索后扣接的，可以消除这方面的隐患。

4、后期维护时，拉索的内部情况检查更方便简单。

5、该护套的分为内外两层，内层直径在50～500mm之间，外层直径在70～550mm之间，两层之间有3～10mm的空隙。

二、SHG哈弗护套的质量要求

一般而言，SHG哈弗护套的质量要求包括外观质量、规格与公差以及物理力学性能。

外观质量：SHG哈弗护套内外壁表面应清洁、光滑、不允许有气泡、明显划伤、凹陷、杂质、颜色不均等缺陷。

规格与公差及物理力学性能：某一规格的SHG哈弗护套，其外径、内径壁厚和不圆度、伸长率、纵向回缩率等要符合GB/T 13663－2000标准。

三、影响SHG哈弗护套的成型质量的因素

1、原材料的预处理

HDPE是非吸水性材料，通常水分含量很低，可以满足挤出的需要，但当HDPE含吸水性颜料，如炭黑时，对湿度敏感。另外，在使用回料及填充料时，含水量会增大。水分不但导致产品内外表面粗糙，而且可能导致熔体中出现气泡。通常应对原料进行预处理。一般采用干燥处理，也可加相应的具有除湿功能的助剂。如消泡剂等。HDPE的烘干温度一般在60-90度。在此温度下，产量可提高10%--25%。

2、．温度控制

挤出成型温度是促使成型物料塑化和塑料熔体流动的必要条件。对物料的塑化及制品的质量和产量有着十分重要的影响。 塑料挤出理论温度窗口是在粘流温度和降解温度之间。对于HDPE来说温度范围较宽。通常在熔点以上，280度以下均可加工。要正确控制挤出成型温度，必先了解被加工物料的承温限度与其物理性能的相互关系。找出其特点和规律，才能选择一个较佳的温度范围进行挤出成型。因此，在各段温度设定应考虑以下几个方面：一是聚合物本身的性能，如熔点，分子量大小和分布，熔体指数等。其次考虑设备的性能。有的设备，进料段的温度对主机电流的影响很大。再次，通过观察管模头挤出型坯表面是否光滑。有无气泡等现象来判断。

挤出温度包括加热器的设定温度和熔体温度。加热温度是指外加热器所提供的温度。熔体温度是指螺杆前段与机头连接间物料的温度。

机筒温度分布，从喂料区到模头可能是平坦分布，递增分布，递减分布及混合分布。主要取决于材料物点和挤出机的结构。

机头设置温度，为了获得较好的外观及力学性能，以及减小熔体出口膨胀，一般控制机身温度较低，机头温度较高。机头温度偏高，可使物料顺利进入模具，但挤出物的形状稳定性差，收缩率增加。机头温度低，则物料塑料不良，熔体粘度大，机头压力上升。虽然这样会使制品太得较密实，后收缩率小，产品形状稳定性好，但是加工较困难，离模膨胀较大，产品表面粗糙。还会导致挤出机背压增加，设备负荷大，功率消耗也随之增加。

口模设置温度，口模和芯模的温度对管子表面光洁度有影响，在一定的范围内，口模与芯模温度高，产品表面光洁度高。通常来讲，口模出口的温度不应超过220度，机头入口的熔体温度为200度，机头入口和出口熔体温差不应超过20度。因为熔体与金属间较高的温度差将导致鲨鱼皮现象。过高的熔体温度导致口模积料。但具体要根据实际情况决定。

熔体温度是指在螺杆未端测得的熔体实际温度，因而是因变量。主要决定于螺杆转速和机筒设置温度。HDPE管材挤出的熔体温度上限一般规定为230度。一般控制在200度左右为佳。熔体温度不宜过高。一般考虑物料的降解，同时温度过高也会使管材定型困难。

3、螺杆冷却

为防止螺杆因摩擦热过大而升温，引起螺杆粘料分解或产生产品内壁毛糙，需对螺杆进行冷却。适当降低螺杆温度可使物料塑化好，提高产品质量。但过分冷却，物料反压力增加，产量大大降低，甚至会发生物料挤不出而损坏螺杆轴承的事故。因此螺杆冷却应控制在出水温度70~80℃的范围之内为宜。

4、螺杆转速

螺杆转速的选择直接影响产量和质量，其转速的确定取决于挤出机和挤出管径的大小。一般90挤出机的螺杆转速控制15~30转/分钟较为合适。提高转速可提高产量，但不改进设备，单纯提高转速，会使物料塑化不良，内壁毛糙，产品强度下降。

5、牵引速度及冷却

牵引速度直接影响产品壁厚，尺寸公差，性能及外观，牵引速度比须稳定，且牵引速度与管材挤出速度相匹配。牵引速度与挤出线速度的比值反映出制品可能发生的取向程度，该比值称为拉伸比，其数值必须等于或大于1.牵引速度增加，冷却定型的温度条件不变时，牵引速度快，则制品在定径套，冷却水槽中停留的时间也就比较短，经过冷却定型后的制品内部还会残余较多热量，这些热量会使制品在牵引过程中已经形成的取向结构发生解取向，从而引起制品取向程度降低。牵引速度越快，管材壁厚越薄，冷却后的制品其长度方向的收缩率也越大。牵引速度越慢，管材壁厚越厚，越容易导致口模与定径套之间积料。破坏正常挤出生产。因此，挤出成型中挤出速度与牵引速度必须很好控制。

牵引速度直接影响壁厚及内外径尺寸，速度不均会使管径不均，所以牵引速度应与管了挤出速度密切配合。正常生产时牵引速度应比挤出线速度快1~10%。牵引速度过大，会增加产品纵向收缩率。冷却定型套的内径比管材的外径大2~4%这是因为HDPE材料收缩率大的缘故，定型套的长度为其内径的2~5倍。

HDPE挤出成型中冷却水温要求一般较低，通常在20度以下。

四、结语+

SHG哈弗护套用于拉索外护套，作为拉索的重要防护层，具有较强的耐腐蚀性能，不会产生任何有害的物质，不会污染环境，不会产生“三废”，相反，可以起到美化环境的效果，可以作为城市的一道风景线。SHG哈弗护套属于节能节材产品。

哈弗护套生产厂家必须建立严格的原料供方评价程序，选择合适的原料并根据原料的检测情况进行适当的处理；应该建立严格的操作规程和工艺规程并加强过程和控制力度，才能达到控制质量降低成本的目的；哈弗护套的工艺设定及生产过程中质量问题的解决需要大量的生产经验，这就要求厂家大量积累原始数据，并进行分析和总结，并指导生产，以实现产品质量的稳步提高。