近年來，雙壁波紋管的發(fā)展趨勢是追求大口徑，其中，UNICOR宣稱他們的PE-HD雙壁波紋管外徑能做到2400毫米，而國內(nèi)目前還沒有能生產(chǎn)這樣大管徑的設(shè)備。大管徑成型設(shè)備體現(xiàn)了設(shè)備制造商的研發(fā)能力和制造技術(shù)，對國內(nèi)設(shè)備供應(yīng)商來說，制造大口徑雙壁波紋管的成型設(shè)備還需要從擠出系統(tǒng)、擠出模頭和波紋成型系統(tǒng)等方面更新設(shè)計理念，真正掌握雙壁波紋管的環(huán)剛度計算方法以優(yōu)化管壁結(jié)構(gòu)。隨著中國國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，巿政建設(shè)的規(guī)模也在不斷擴大。排水/排污管材作為巿政管網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣將直接影響污水排放系統(tǒng)的可靠性及安全性。淘汰混凝土管乃至鑄鐵管、陶瓷燒制管等是大勢所趨，發(fā)達國家已從法律上禁止使用這些具有嚴重污染性的管材，中國也將與接軌。PE-HD雙壁波紋管依賴其自身*的優(yōu)勢已在排水/排污中占有了越來越大的巿場份額。 PE-HD雙壁波紋管于20世紀80年代初在德國首先研制成功，經(jīng)過近二十年的發(fā)展和完善，已經(jīng)由單一品種發(fā)展到完整的產(chǎn)品系列。PE-HD雙壁波紋管在中國的起步較晚，但推廣應(yīng)用十分迅速，目前國內(nèi)生產(chǎn)該種管材的廠家已達上百家。
復合擠出模頭
目前國內(nèi)外生產(chǎn)PE-HD雙壁波紋管大多采用旋轉(zhuǎn)模頭，旋轉(zhuǎn)模頭的特點是：體積小，流道清潔，可以消除管材的內(nèi)應(yīng)力和清除管材的熔接痕。由于旋轉(zhuǎn)模頭的作用，料流是由經(jīng)向和緯向兩個方向合成的，就像織布一樣織成，不是堆上去的，因而管材的力學性能好。但由于雙壁波紋管生產(chǎn)工藝的原因，其模頭與生產(chǎn)實壁管的模頭有很大區(qū)別。生產(chǎn)波紋管時，一方面要求模頭是雙流道結(jié)構(gòu)，同時還受到管材內(nèi)徑的限制，因此，模頭的內(nèi)、中、外三種流道套比較?。涣硪环矫?，由于波紋管成型模塊回轉(zhuǎn)半徑的限制，要求模頭的長度很長，所以波紋管擠出模頭實際上是一個很長的懸臂梁。在生產(chǎn)較小管徑波紋管時，模頭相對較小，由于懸臂而產(chǎn)生的撓度并不是很大，其對擠出波紋管壁厚均勻性的影響可以通過機頭口模調(diào)整得以校正；而在生產(chǎn)大口徑雙壁波紋管時，模頭對管材壁厚分布的影響已經(jīng)非常顯著，常規(guī)的口模調(diào)節(jié)已無能為力。為此，UNICOR發(fā)明了盤式模頭，使得復合模頭減小了80%的重量，減少了65%的能耗。國內(nèi)研制大口徑波紋管時如果也采用類似的盤式模頭顯然會涉及到侵權(quán)問題，不過，通過改進現(xiàn)有雙壁管模頭的設(shè)計方法可以消除由于撓度給管材壁厚分布帶來的影響，即逆向修正法。逆向修正法的基本原理是：在設(shè)計前就計算好模頭撓度的大小及其分布，在其后的設(shè)計中采用相應(yīng)的逆向修正。由于逆向修正的模頭形狀不規(guī)則，所以必須使用數(shù)控機床加工，采用這種方法設(shè)計的模頭在實際工作中口模無需調(diào)整或少調(diào)整。
波紋成型系統(tǒng)
過去雙壁波紋管的直徑比較小，雙壁波紋成型機都采用“履帶式設(shè)計”：把成對的成型模塊一對接一對地固定在同步相對循環(huán)移動的兩履帶上，形成一排移動中的成型模塊。有的兩履帶水平配置，如UNICOR；有的兩履帶上下配置，如CORMA。熱熔態(tài)的外壁就在壓力或/和真空的作用下形成波紋外管。波紋外管再和平直的內(nèi)管熔接成雙壁波紋管。zui近的技術(shù)發(fā)展是生產(chǎn)大口徑雙壁波紋管用成型機的“梭式設(shè)計”。成對的成型模塊不再固定在履帶上，而是沿矩形軌跡循環(huán)移動。在成型工作區(qū)，成對模塊是慢速移動；在離開工作區(qū)后模塊沿外側(cè)軌道快速度返回。“梭式設(shè)計”的優(yōu)點是只需要數(shù)量較少的模塊，可以明顯降低投資和能耗；同時，在“梭式設(shè)計”傳動中，一改過去“履帶式設(shè)計”對成型模具的風冷，而是采用強制水冷，從而使生產(chǎn)速度得以大大提高。
擠出系統(tǒng)
目前在PE-HD雙壁波紋管生產(chǎn)線的標準配置中一般都是采用兩臺長徑比為33：1的單螺桿擠出機。所謂的“”是指產(chǎn)量相對于傳統(tǒng)單螺桿擠出機高，而對物料混煉能力的提高并不是該種擠出機的原始設(shè)計目標。對雙壁波紋管而言，隨著直徑的增大，管材米重會迅速上升，會降低雙壁波紋管相對于其它傳統(tǒng)排水管的成本優(yōu)勢。為此，對波紋管原料進行必要的改性以提高其彈性模量，進而達到減小米重的目的對大口徑雙壁波紋管來說顯得尤為迫切。*，傳統(tǒng)的單螺桿擠出機的優(yōu)勢更多地體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)簡單和高擠出壓力，而其混煉能力相對較弱，為此人們一直都在努力改進螺桿構(gòu)型以期在保證傳統(tǒng)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上提高其混煉性能，盡管也取得了一定的進展，但與人們的期望值還有不小的距離。
在塑料改性方面，人們更多地借助于同向雙螺桿擠出機和布斯混合機。由于單螺桿擠出機的混煉性能不理想，現(xiàn)在普遍的做法是在同向雙螺桿擠出機上混合造粒，然后再用單螺桿擠出機擠出，這顯然增加了能耗，提高了zui終制品的成本。如果能在一臺擠出機上同時完成混煉和擠出的話，則會使生產(chǎn)流程得到簡化，制品成本得以降低。為此，研究人員要對擠出理論有深刻的理解，能夠巧妙結(jié)合目前混煉型和擠出型擠出機的特點，給出*不同于現(xiàn)有的、一套全新的螺桿設(shè)計理念，從而實現(xiàn)一臺擠出機既具有同向雙螺桿擠出機的混煉效果又能擁有單螺桿擠出機的擠出能力?；谶@一指導思想，中云集團正在做一些有益的嘗試，目前樣機正在研制中，不久就會問世。
環(huán)剛度計算
我們知道，雙壁波紋管一個zui重要的考量參數(shù)是環(huán)剛度。在達到使用要求的環(huán)剛度下如何使得單位長度管材的重量zui小是問題的關(guān)鍵，也是各國研究雙壁波紋管的核心點。波紋管性能的優(yōu)劣是由成型模具決定的，所以必須掌握環(huán)剛度的計算方法并有一套切實可行的計算手段才能確保成型模具的優(yōu)化設(shè)計。
環(huán)剛度的定義為：
S=EI/D³
其中：
E-材料的彈性模量；
I-管材的轉(zhuǎn)動慣量；
D-管材的有效直徑。
材料的彈性模量是由材料本身性能決定的，而作為設(shè)備供用商可能更關(guān)注于管材的轉(zhuǎn)動慣量的研究。實壁管的轉(zhuǎn)動慣量的計算已有資料給出，但關(guān)于結(jié)構(gòu)壁管轉(zhuǎn)動慣量的計算各國研究者都密而不談，因為它是雙壁波紋管技術(shù)的核心之核心。目前國內(nèi)雙壁波紋管設(shè)計人員對環(huán)剛度的影響因素知之甚少，更別說是計算了。很顯然，如果沒有一套可以實際應(yīng)用的計算方法，開發(fā)國內(nèi)的大口徑雙壁波紋管只能是一個美好愿望而已。實際上轉(zhuǎn)動慣量的計算和有效直徑D的確定是一個非常復雜的過程，絕不能和一些作圖軟件所提供的慣性矩混為一談，以免被誤導。中云集團武停啟博士耗時2個多月潛心研究，現(xiàn)已能提供一套非常實用的雙壁波紋管環(huán)剛度的計算方法，并編制成了計算機程序。采用該程序，可以快速計算出結(jié)構(gòu)壁管的環(huán)剛度和相應(yīng)米重，并能對雙壁波紋管的設(shè)計實現(xiàn)優(yōu)化。有了這套計算機程序，國內(nèi)的設(shè)備制造商在雙壁波紋管的開發(fā)方面就可以依靠自己的理論依據(jù)，而不再是對國外產(chǎn)品的簡單跟進，中云集團已經(jīng)利用這一成果開發(fā)了外徑1500毫米雙壁波紋管的波紋成型系統(tǒng)。
雙壁波紋管的大口徑化是目前上的發(fā)展趨勢，國內(nèi)的設(shè)備制造商和相關(guān)研究人員應(yīng)該抓住機遇，迎頭趕上，而不應(yīng)走“引進一代，落后一代”的老路子。