PPH 缠绕罐在环保行业上的应用分析

崔丽华

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【摘要】PPH缠绕罐是一种新型的聚丙烯储罐，加工方式不同于传统的焊接工艺。PPH储罐是采用缠绕一次成型的生产工艺，桶身整体无焊缝，整体性强，外观美观，目前正在越来越广泛的被应用到了环保领域。

【关键词】PPH缠绕罐；特点；环保行业

前言

本文从聚丙烯(PPH)缠绕储罐特点出发，与传统的污水处理设备制造材料对比进行分析，并结合近年的环保工程设计实例，凸显其使用优势，目的是使该类产品在节能环保领域上得到更加广泛推广使用。

1. PPH缠绕储罐特点介绍

随着新能源、化工行业的快速发展，环保装备制造业也在大规模发展，环保行业的设备产品不仅需要满足设备韧性强度高、耐腐蚀性能强、交货周期短、同时也需要满足安装方便、价格低廉、应用范围广泛等要求。所以PPH缠绕储罐因其独特的技术优势，目前已经被国内外很多环保企业青睐，在中小型项目上正在逐步替代混凝土水池、碳钢箱体以及玻璃钢储罐等产品。

PPH是一种高分子量，低熔直径β改性均聚聚丙烯，具有优良的化学性，耐高温性和抗蠕变性，其主要性能指标可见表1.

表1 PPT主要性能指标

2. 与传统金属加工加工工艺对比分析

PPH缠绕储罐的优势主要是在于其加工工艺的改变，使其在环保设备罐体的选材中能够脱颖而出。

该生产工艺的主要特点是:

1)筒体一体成型，整段无焊缝的结构，通过缠绕厚度实现无缝接合，更好的满足了设备承载力的要求。

2)筒体直径不大于4000mm，单段长度不大于6500mm，最大壁厚小于等于800mm。

3)采用自动化设备进行挤压缠绕、开孔、焊接，从而代替人工操作、使设备加工周期大幅度提高。

4)生产过程节能环保，提高了环境效益。

PPH缠绕储罐在加工过程中主要由罐体制作、隔板内外焊缝焊接、人孔安装3个核心点，此3个核心点会影响储罐的整体性、抗老化能力、抗渗漏能力、使用寿命、机械强度等性能。

PPH缠绕储罐采用德国进口的螺旋挤出缠绕技术加工制作的，是采用PPH颗粒料在螺旋挤出机组上熔融，之后熔融后的挤出料在模具上形成罐体，待温度降低到一定程度后进行脱模，这样可以保证罐体的整体性。而传统加工形式是板材碰焊成罐体，因板材最宽是2000mm，在实际加工中是一节一节罐体再人工焊接成型的，之后为保险起见，在罐体拼接处补上一条加强圈。

两种工艺对比，PPH缠绕储罐是PPH颗粒料直接加工成型，不存在二次加工，而传统上是颗粒料加工成板材，之后板材再加工成罐体;另外PPH缠绕储罐不存在接缝、焊缝问题。不存在渗漏，且因不用倒角焊接，整体机械强度远远大于传统工艺加工储罐。

PPH缠绕储罐底板、顶板外焊接是采用自动挤出焊接机组，底板内焊缝是采用长臂挤出焊接机组，而传统工艺加工都是采用倒角后人工焊接为主，采用颗粒料制作的焊条二次焊接，且人工焊接后不能控制程度，母材与焊条很难溶于一体，整体性差，而PPH缠绕储罐的工艺全部避免了这类问题。另外人工焊接焊缝略高出于罐体，而PPH缠绕储罐采用一定弧度托焊成型，焊缝高出罐体50mm。

塑料储罐加工过程中人孔是至关重要的，在储罐侧底部和顶部开的人孔，以便维护和观察，PPH缠绕储罐的人孔焊缝采用大自动挤出焊枪焊接，原理与底板内外焊缝一样。同样的，传统加工工艺采用手工焊接成型。

PPH缠绕储罐与常用的金属罐相比，其优点如下:

1、重量轻、比同体积同承压能力的金属罐轻40-60%;

2、其耐腐蚀性能好不会污染水质;

3、罐在爆破时或由于疲劳原因引起的渗漏时，均不会产生杀伤性碎片，可保证使用安全;

4、PPH产套储罐的成型工艺非常简单，装备少，便于进行多品种，小批量生产。

3. PPH储罐制作工序

PPH缠绕储罐采用螺旋挤出缠绕技术成型，品质可靠，主要有挤出缠绕、外部焊接、内缝焊接、人孔、管口安装等工序。

1、罐体挤出缠绕

罐体碰焊，就是利用螺旋挤出缠绕机组，将PPH颗粒热熔之后，挤出来，然后在钢制圆形模具上缠绕成罐体。

2、外部焊接

外部焊接就是利用自动挤出焊接机组将与罐体性质相同的全新PPH颗粒料在热熔储罐应力最大的部位，实现大焊缝一次焊接成型的工艺。例如卧式罐体的封头焊接和立式罐体的底部焊接。

3、内部焊接制作

内部焊接是所有工序中最重要的一步。即采用自动长臂挤出焊接工艺，将PPH颗粒料热熔在内部焊缝处，与罐底、罐体成一体，原理与外部焊接相同，只是其设备不同。例如环保设备的隔板焊接。

4、人孔、管口安装制作:

人孔、管口安装是最后一道工序，等同于底部焊接的缩小版本，就是用小型自动挤出焊接机组，将接管与法兰焊接成型，再采用开孔器在罐体上开相应尺寸的口径，最后采用的手提挤出焊接。工艺特点:

◆机械化、自动化程度高，产品质量稳定

◆管口焊缝与罐体一体，焊接强度高

◆可减少飞边，焊缝平整美观

◆在聚丙烯颗粒料中中添加紫外线吸收剂延长了使用寿命。

4. 工程实例应用

我公司承接的唐银钢铁有限公司退城搬迁项目污水处理站项目，我公司就是采用PPH缠绕罐体代替了碳钢焊接罐体。

生活污水处理站处理量Q=1000吨/天，工艺流程采用"AO+沉淀"，采用两套设备并联，单套设备是4个PPH罐体，外形尺寸3200*12000mm，总共8个罐体。其中厌氧池、缺氧池以及污泥池为1个罐体，好氧池采用2罐体串联使用，停留时间7h，沉淀池根据罐体结构特点，选用三个沉淀格槽串联，保证了表面负荷，确保沉淀效果，最终达标排放下一单元。

罐体厚度采用22mm，通过试水试验，性能完全能够代替碳钢设备强度。

用PPH缠绕储罐代替碳钢罐体，制作工期和成本都缩短了原来的2/3，极大的保证了生产效率和公司效益。其所带来的经济和环境效益明显，主要体现以下几个方面:

1)防腐性能大大超过预期;

2)自动化生产线连续加工，能够缩短产品加工周期，节省投资;

3)塑料罐比碳钢罐体设备轻，降低了运输和安装的成本和时间。

4)在全球钢材普遍上涨的环境下，也节约了原材料成本。

5. 结论

文中介绍了PPH缠绕罐的生产工艺及特点，由于PPH缠绕储罐具有优良的耐腐蚀性能，尤其是抗环境应力开裂的性能。在室温下，几乎没有可以使其溶解的溶剂，有明显优于其他塑料和金属设备的加工工艺和机械性能。并且其生产制作过程，完全可以实现自动化生产，制作过程，无污染，效率高，操作简便等金属材质无法比拟的优越生产工艺，深受环保企业的喜爱，预计在未来几年后，国内环保设厂的设备将会被PPH储罐所占领。

参考文献

［1］邹恩广.聚丙烯复合材料的制备及性能研究[D].大庆：东北石油大学，2011：1-154

［2］郭战胜，施冬莉，宋弈诚，等.材料力学[M].上海：同济大学出版社，2013.

［3］全国锅炉压力容器标准化技术委员会，静置常压焊接热塑性塑料储罐（槽）：GB/T25197-2010［S］.北京：中国标准出版社，2011.

［4］左景伊，左禹.腐蚀数据与选材手册[M].北京：化学工业出版社，1995.