Технология изготовления полимерных труб и соединительных деталей

Производство полипропиленовых труб

Технологический режим экструзии труб и, соответственно, качество трубы зависят от многих факторов: химического состава исходного сырья с набором добавок, технической совершенности составных элементов технологического оборудования, последних достижений технологии переработки пластмасс на уровне ноу-хау («know-how», в дословном переводе с английского — «знаю как»).

Фитинги производятся по схожей технологии, но с помощью термопласт автоматов. Для производства надо иметь такую машину и форму, которая задает тип и внешний вид детали. Разогретое до требуемой температуры сырье подается в форму под давлением заполняя её. Затем деталь охлаждается и готовые изделия выталкивается из нее. Затем процесс повторяется снова и снова.

При такой схеме охлаждения важное значение имеет скорость экструдера. Следует помнить, что чем мощнее его двигатель, тем быстрее выходит экструдат и тем интенсивнее должно быть отвердевание. Поэтому минимально необходимое количество ванн, обеспечивающих правильное остывание и отсутствие брака при высокоскоростной экструзии, определяется тремя вместо стандартных двух.

Маркировочное устройство, осуществляет нанесение необходимых данных на наружную поверхность трубы. Если раньше маркировка труб производилась механическим способом — горячей штамповкой с углублением маркировочного штампа в тело трубы на величину 0,1-0,2 мм, то теперь на современном этапе технического прогресса данная операция выполняется компьютером, подающим команды на краско-распылительное устройство (например, в виде струйного принтера), наносящее на наружную поверхность трубы циклически повторяющиеся информационционные сведения.

Антиоксиданты (антистарители) — продлевают долговечность трубы. Отверждающие вещества способствуют переходу полимера в неплавкое, отвержденное состояние. Сущность отверждения заключается в сшивке молекулярных цепей. В качестве отвердителей применяют полиамины.

Для работы покупают одношнековый экструдер, который относительно дешевле более сложных моделей с двумя шнеками. Для достижения производственных целей крайне важно решить, какой тип товара и в каких количествах вы будете выпускать. Помните, если партии сбыта большие, то одна линия может не закрыть полностью ваши потребности. И, наоборот, избыточные мощности крупномасштабного предприятия могут простаивать. Поэтому лучше заранее соотнести свои планы с развитием компании и нуждами отрасли.

Монтаж

Кратко – как происходит процесс производства. Скажем легко – не поверите. Да для этого используются специальные машины – экструдеры. Гранулы засыпаются в силоса или в бункеры. Затем пневматикой закачиваются в станок. Там его нагревают и шнек перемешивает материал для равномерности. На выходе стоят калибраторы и тянущие устройства. Калибратор – регулирует диаметр и толщину стенки. Тянущее устройство вытягивает готовую трубу. Затем трубу охлаждают в специальных ваннах и режут в заданный размер.

По сути, чтобы начать бизнес, достаточно установить стандартную экструзионную линию. Однако создание современной промышленной инфраструктуры начинается с поиска подходящего помещения. В зависимости от степени его подготовленности планируют систему охлаждения и бак под оборотную воду, определяются с электрической мощностью оборудования и решают вопрос о ее дополнительном выделении. Например, когда этого требует высокоскоростной экструдер, а имеющиеся киловатты его не вытягивают.

Главным условием обеспечения надежности металлопластиковых труб и полипропиленовых труб их авторами, а также лицензионными государственными службами, было поставлено требование о регламентированной проверке качества производимых труб. С целью безусловного выполнения данного требования на заводе-производителе требовалось обязательное наличие тестовой заводской лаборатории.

«Интерпласт» поставляет экструдеры, производительность которых варьируется в диапазоне от 50 до 300 кг/ч. К тому же они обеспечивают пониженное потребление энергии на 1 кг готовой продукции при мощности двигателя от 17,5 до 80 кВт/ч. С целью подбора оптимальных параметров рабочего узла обращайтесь к техническим специалистам компании.

Пластификаторы — вещества, снижающие температуру перехода полимера в текучее пластическое состояние и при нагреве уменьшающие вязкость полимера, тем самым увеличивая подвижность макромолекул и облегчая переработку полимера в изделия. Увеличение количества пластификатора понижает прочность полимера на растяжение и сжатие, но при этом резко повышается прочность на удар и способность к растяжению. В качестве пластификаторов применяют жидкие маслообразные вещества: фталаты, алкил- и арилфосфаты и др. При введении большого количества пластификатора до 30 — 50% полимер называют пластифицированным.

Рабочим органом экструдера, рис. 3, является вращающийся червяк (шнек), обычно с постепенно уменьшающимся к выходу диаметром винтового канала. Исходное сырье в виде гранул захватывается червяком и продвигаясь в зазоре между внутренней стенкой корпуса экструдера и каналом червяка, сжимается (давление достигает 15 — 50 МПа), разогревается, пластицируется и гомогенезируется. Тепло, необходимое для разогрева и пластикации, подводится от электронагревателей, установленных на корпусе экструдера, а также выделяется вследствие интенсивного деформирования полимера и трения его о стенки корпуса и червяка.

Технология производства

Сейчас многие руководители стали понимать, что постепенное увеличение размеров предприятий — это тот самый инструмент, который дает возможность окрепнуть. Уменьшить финансовые потери, выявить резервные ресурсы, поднять продплан и в итоге получить более серьезный экономический эффект от вложений в проект.

Готовый твердый экструдат бесконечной длины разрезается на нужные сегменты, наносится буквенно-цифровая маркировка. После завершения всех технологических этапов партия проверяется и складируется. Она не наматывается и идет только нарезкой в отличие от полиэтиленовой.

Нужно знать, что PP при высоких температурах удлиняется, это приводит к деформации и повреждению сетей, пропускающих горячую жидкость. Чтобы снизить уровень расширения и стабилизировать сырье, то есть усилить свойства по термостойкости и сроку службы, в него добавляют высокопрочный компонент.

Рис. 3. Схема червячного экструдера: 1 — экструзионная головка, 2 — винтовой червячный вал, шнек, 3 — втулка шнека, 4 — загрузочный бункер, 5 — электронагреватели, 6 — термопары для контроля температуры, 7 — подача и отвод циркуляционной охлаждающей воды, 8 — каналы для водяного охлаждения, 9 — электродвигатель, 10 — редуктор, 11 — эластичная муфта.

Мягчители (смазывающие вешества) предназначены для уменьшения трения как между полимерной композицией и металлическими оформляющими поверхностями перерабатывающего оборудования, так и снижения внутреннего трения в самой массе полимера. Вводят в композицию для облегчения проталкивания расплава полимера через формующую насадку. Примеры смазок: парафин, воск, жирные кислоты, спирт, стеарин, соли стеариновой кислоты.

Отрезное устройство, настроенное на определенную, заданную длину резки, срабатывает автоматически, от конечного выключателя. Так как труба находится в постояннном поступательном движении при ее формовании, то и отрезное устройство при резке также перемещается со скоростью движения трубы.

Соединения труб из полипропилена неразъемные, если выполнены с помощью пайки. Их выполняют путем расплавления полимерной составляющей при помощи специальных сварочных аппаратов (в народе именуемых «паяльниками»). Насадки подбираются в зависимости от диаметра трубы и фитингов.

Полученная расплавленная горячая заготовка должна быть откалибрована. Главная задача процесса — обеспечение охлаждения и затвердения массы в результате соприкосновения с холодной поверхностью калибратора. Происходит это до диаметра и толщины стенки, которые вытянут тянущее устройство, сохраняя полученные формы и размеры. Далее погонаж пропускают через ванны с постоянно циркулирующей водой определенной температуры для стабилизации.