Способы производства полиэтиленовых труб

Производство полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы совсем недавно пришли на смену металлическим, но сразу же завоевали популярность благодаря высоким техническим характеристикам, удобству монтажных работ, эстетичному внешнему виду и сравнительно низкой стоимости. Производство труб из полиэтилена растет с каждым днем, совершенствуя материалы и технологии, а также предоставляя потребителю новые возможности и удобства.

Материалы

Полиэтиленовая труба изготавливается из различных видов полиэтилена:

• Низкоплотного, получаемого полимеризацией этилена при повышенном давлении (ПВД). Изделия из него сравнительно мягкие, гибкие и эластичные.
• Средней плотности, называемого «линейным» из-за особенностей молекулярного строения (ЛПНП) и имеющего промежуточные свойства.
• Высокоплотного, получаемого при низком давлении с участием катализаторов (ПНД). Такие трубы отличаются прочностью и стойкостью к нагрузкам.
• Сверхплотного, или сверхмолекулярного, называемого «сшитым» в связи с наличием межмолекулярных связей сетчатого типа. «Сшитые» изделия могут выдерживать довольно высокие температуры.
• Смеси полиэтиленовых материалов разных видов.

Сырьём для производства труб служат полиэтиленовые гранулы величиной 2-5 мм, полупрозрачные либо с уже добавленным красителем.

ВАЖНО! Вид исходного полиэтилена определяет большинство технических характеристик будущей трубы, таких как температурный диапазон эксплуатации, прочность на сжатие и разрыв, внутреннее рабочее давление и др. При этом нет «лучшего» или «худшего» материала, т.к. каждый из них находит свое предназначение.

Особенности изготовления ПЭ труб

Технологические процессы

Основная производственная схема изготовления полиэтиленовой трубы включает следующие этапы:

1. Разогрев полимерной массы до температуры плавления и перемешивание ее до однородности.
2. Формовка заготовки трубы методом экструдирования, т.е. выдавливание расплавленного полиэтилена через выходное отверстие экструдера необходимого профиля.
3. Уточнение размеров и формы путем калибровки. На этом этапе могут применяться разные способы:
   • Вакуумная калибровка, в которой конечные формы трубы образуются при пониженном давлении,
   • Обработка путем прогонки через готовую форму (полый цилиндр), в которую подается высокое давление воздуха, который растягивает трубу до нужных размеров.
4. Нормализация температуры, которая уже частично проводится на калибровочном этапе и далее – в нескольких остужающих ваннах.
5. Нарезка на готовые изделия и упаковка.

ВНИМАНИЕ! Остывание готовых трубных изделий из полиэтилена должно проходить постепенно, при медленной отдаче тепла. В противном случае (при быстром остывании) качество изделий может существенно снизиться.

Виды изделий

Обычные однослойные трубные изделия изготавливаются по вышеописанной технологии. Но некоторые особые виды труб требуют более сложных технологий и дополнительных функций оборудования:

• Двухслойные гофрированные трубы делают методом соэкструзии внешнего гофрированного слоя и внутреннего гладкого. Такая труба отличается высокой проходимостью, малой засоряемостью и одновременно устойчивостью к большим нагрузкам.
• Армированные трубы изготавливают на основе из алюминиевой и стальной проволоки, стекловолокна либо синтетической нити для увеличения прочности изделий. Такая труба может выдерживать нагрузки практически наравне с металлической, но совершенно не коррозирует и не подвергается воздействию химически активных сред.
• Наличие монолитных раструбов предполагает плавное изменение диаметра трубы на небольших участках ее длины.

Оборудование

Производственные линии, применяемые изготовителями полиэтиленовых труб, включают:

1. Аппарат автоматической загрузки сырья, который также может быть местом сушки полимерных гранул.
2. Экструдер с автотранспортером, передвигающим трубу по линии. Основное оборудование для производства труб из полиэтилена – экструдеры – делятся на три вида по особенностям их конструкции:
   • Шнековые, имеющие винтовой механизм подачи полимерной массы к выходной головке (один или несколько шнеков) и дающие наилучшее давление в зоне формовки,
   • Дисковые с одно-или многодисковой подачей сырья, которые дают максимальное перемешивание полимера,
   • Комбинированные (червячно-дисковые) дают одновременно отличное перемешивание и нужное давление подачи.
3. Калибровочный стан вакуумного либо цилиндрического типа.
4. Устройство из нескольких охлаждающих ванн,
5. Нарезчик трубы на отрезки, чаще всего пила планетарного типа.
6. Маркировщик, который наносит соответствующие рисунки и надписи,
7. Приемные и намоточные устройства для упаковки готовых изделий в бухты и катушки.

На упаковочном этапе может использоваться еще и пневмоукладчик для транспортировки готовых труб к накопительным стеллажам.

Источник

Производство полиэтиленовых труб ПНД

Необходимое оборудование

Цех по производству полиэтиленовых труб потребует наличия следующего оборудования:

1. Автоматизированный загрузчик и сушилка для сырья.
2. Экструдер нагрева, имеющий шнек и матричную голову-калибратор, с помощью которой формируются трубные заготовки.
3. Вакуумные ванны, где происходит калибровка.
4. Ванны с водой для охлаждения полиэтиленовых изделий.
5. Тянущее приспособление, с помощью которого заготовки труб передвигаются по производственной линии.
6. Коронатор, повышающий адгезию внутри трубы-оболочки.
7. Планетарная пила, режущая сплошную заготовку на нужные отрезки.
8. Воздушный укладчик, складирующий готовые трубы на накопительной конструкции.
9. Маркиратор, которым трубные полиэтиленовые изделия маркируются.
10. Контролирующая ультразвуковая система, осуществляющая проверку параметров и геометрии труб (диаметр и толщина стенок).

В данном случае применяется экструзия, являющаяся наиболее распространенным способом изготовления полиэтиленовой продукции. Чтобы доставить в производственный цех сырье-гранулят, потребуется хороший автопогрузчик. Разгрузка производится внутрь накопительного бункера, где гранулы сушатся и подаются на экструдер. Все необходимое оборудование для производства труб пнд должно закупаться у надежных изготовителей.

Данная типовая производственная линия способна выпускать полиэтиленовые трубы и фасонные детали такого диаметра:

• Водопроводные напорные трубы, имеющие диаметр 125-1200 мм.
• Газопроводные напорные трубы, имеющие диаметр 125-315 мм.
• Полиэтиленовые трубы-оболочки, имеющие диаметр 125-1200 мм.

Завод ПЭ труб

Завод по производству полиэтиленовых труб использует современное оборудование и качественные гранулированные смеси базового полимера – ПЭ 80 и ПЭ 100. Гранулы полиэтилена загружают в экструдер, в котором происходит пластификация сырья под воздействием высокой температуры. Далее шнек подает размягченную массу к экструзивной головке с кольцевым зазором необходимого размера. Через нее полиэтилен проходит под высоким давлением, формируя на выходе заготовку для второго этапа технологического процесса.

Заготовка подается в вакуумный отсек или полый цилиндр, где в результате воздействия разреженной атмосферы или потока сжатого воздуха формируется конечная форма, внешний и внутренний диаметр изделия. Важную роль играет охлаждение, которое должно быть постепенным. Для этого труба последовательно проходит через охлаждающие ванны. Резкое снижение температуры на порядок ухудшает эксплуатационные характеристики изделия.

Завод труб ПНД выпускает высококачественную продукцию, обладающую всеми преимуществами, благодаря которым технология получила широкое распространение:

• срок эксплуатации – не менее 50 лет;
• способность к растяжению, изгибу без потери эксплуатационных характеристик;
• небольшая масса (в 3-4 раза легче стальных образцов);
• невысокая себестоимость;
• возможность производить цельные изделия малого диаметра длиной до 500 м на бухте и большего диаметра длиной 12-13 м.
• высокая ремонтопригодность;
• простота обслуживания магистралей;
• устойчивость к коррозии, диэлектрические свойства;
• низкая теплопроводность.

По эксплуатационным характеристикам ПЭ трубы на порядок превосходят стальные и чугунные аналоги.

Процесс производства труб из полиэтилена

Технология производства полиэтиленовых труб, где используется метод экструзии, реализуется на конвейерах безостановочного закрытого действия. Весь процесс включает в себя следующие этапы:

1. Гранулы, поступающие из бункера накопления внутрь экструдера, проходят процесс плавки. Далее шнек подает вязкую массу в экструзионную головку.
2. Головка экструдера создает высокое давление, которое позволяет придавать продукции заданные размеры и форму, для чего используется горячая расплавленная масса.
3. Далее сформированную заготовку отправляют на участок, где происходит вакуумная калибровка, где диаметру трубы сообщается большая точность. На этом этапе изделие также частично охлаждают.
4. На следующем этапе, согласно технологическому процессу, труба проходит процесс полной нормализации температуры, для чего применяются специальные ванны охлаждения.
5. Завершает производство полиэтиленовых труб порезка готовой трубной заготовки на отрезки нужно длины при помощи особой планетарной пилы.
6. В дальнейшем готовое изделие проходит соответствующую маркировку и складирование на стеллажах, с последующим вывозом на пункты реализации или хранения.

За правильностью соблюдения всех необходимых нюансов технологии, по которой осуществляется изготовление труб ПНД, призван наблюдать логический контролер. В случае обнаружения любой неполадки или нарушения установленных производственных режимов, этот человек должен сразу остановить весь процесс, оповестив об этом оператора.

Особенности изготовления ПЭ труб

Технологические процессы

Основная производственная схема изготовления полиэтиленовой трубы включает следующие этапы:

1. Разогрев полимерной массы до температуры плавления и перемешивание ее до однородности.
2. Формовка заготовки трубы методом экструдирования, т.е. выдавливание расплавленного полиэтилена через выходное отверстие экструдера необходимого профиля.
3. Уточнение размеров и формы путем калибровки. На этом этапе могут применяться разные способы:
   Вакуумная калибровка, в которой конечные формы трубы образуются при пониженном давлении,
4. Обработка путем прогонки через готовую форму (полый цилиндр), в которую подается высокое давление воздуха, который растягивает трубу до нужных размеров.
5. Нормализация температуры, которая уже частично проводится на калибровочном этапе и далее – в нескольких остужающих ваннах.
6. Нарезка на готовые изделия и упаковка.

ВНИМАНИЕ! Остывание готовых трубных изделий из полиэтилена должно проходить постепенно, при медленной отдаче тепла. В противном случае (при быстром остывании) качество изделий может существенно снизиться.

Как готовятся трубы РЕ до и после производства

Контроль за качеством

Кроме оборудования для изготовления полиэтиленовых труб, цех обладает сквозным контролем качества продукции. Для проведения входного контроля сырье для производства полиэтиленовых труб должно иметь сопроводительную документацию – паспорт и сертификаты качества. По ходу осуществления производственного процесса за качеством продукции следит оператор линии: для этих целей у него имеются измерительные приборы. Каждую партию готовой продукции проверяет служба технического контроля на пригодность, согласно ГОСТу.

Технология производства полиэтиленовых труб

Все разновидности полиэтиленовых труб производятся по одной технологии. Следует сказать, что она достаточно сложная, но всё-таки себестоимость производства этих труб одна из самых дешёвых. Данная технология основана на принципе экструзии.

Для изготовления полиэтиленовых труб требуется немало специального оборудования. Изначально гранулы полиэтилена проходят стадию сушки в специальных сушильных печах. Отсюда автоматический загрузчик отправляет сухие гранулы дальше по технологической цепочке. В составе оборудования присутствуют нагревательный экструдер со шнеком и метрической головкой, калибровочная вакуумная ванна, водяная охлаждающая ванна, тянущий механизм, коронатор, планетарная пила, пневматический укладчик труб, система управления производством, маркиратор и система ультразвукового контроля за размерами труб.

В составе технологического оборудования для производства полиэтиленовых труб всегда присутствуют машины и механизмы для изготовления дополнительного оснащения для трубопроводов. Это переходники, уголки, тройники, фитинги, муфты и некоторые другие элементы, необходимые для нормального функционирования трубопровода из полиэтиленовых труб.

Суть производства этих труб состоит в следующем. Высушенные гранулы полиэтилена из накопительного бункера подаются в экструдер. Здесь они прогреваются при постоянном перемешивании до температуры плавления. Перемешивание происходит за счёт непрерывного вращения шнека. Он же подаёт расплавленную массу на головку экструдера. Здесь под высоким давлением происходит непосредственное формирование трубы. Далее труба подаётся в вакуумный калибратор, который настроен на заданные параметры размеров трубы. Здесь же происходит предварительное охлаждение почти готового изделия. Из калибратора труба выходит горячей, поэтому её приходится дополнительно охлаждать в специальных водяных ваннах. Отсюда холодная труба подаётся на распиловку, а далее на маркировку. Затем трубы укладываются на накопительные стеллажи и оттуда подаются в склад готовой продукции.

На современных предприятиях, производящих полиэтиленовые трубы, действует так называемый логический контроль. Это очень сложное оборудование контролирует точность исполнения технологических условий на всех стадиях производства труб. При малейшем отклонении от установленных параметров, контролёр подаёт сигнал оператору и тот немедленно вносит соответствующие коррективы в работу оборудования. Благодаря такому тотальному наблюдению практически не бывает брака.

Перед отправкой труб непосредственно потребителю производится окончательная проверка соответсвия качества изделий установленному стандарту. Только после этого выписываются сертификаты качества и оформляются все сопроводительные документы на данную партию труб.

Как перевозят и хранят ПЭ трубы

Рекомендации по перевозке и хранению труб:

• Для перевозки труб подойдет любое транспортное средство, подходящее под требуемые нормы.
• Если полиэтиленовые трубы перевозятся в железнодорожных вагонах крытого типа, устанавливается определенное ограничение в 1,25 т для пакетов, катушек или бухт, используемых для хранения труб длиной до 5,5 м.
• Если для перевозки задействуется водный транспорт, лучше всего применять для упаковки продукции специальные пакеты.
• Для укладки полиэтиленовых труб отопительного, водопроводного и канализационного типа подойдет любая ровная плоскость, не обладающая острыми углами, о которые изделия могут повредиться.
• При хранении труб из полиэтилена должны соблюдаться нормы 5 (ОЖ4) раздела 10 ГОСТ 15150. Если время хранения продукции не превышает одного года, можно ориентироваться на условия 8 (ОЖ3). В этот срок включается также время, в течении которого изделия находились у изготовителя. Как рекомендуют специалисты, штабели для хранения труб более 2-х месяцев лучше не делать выше, чем 200 см. Если складирование будет продолжаться не более 2-х месяцев, высота штабеля может быть увеличена до 300 см.

Рынок наводнен полиэтиленовыми трубами от разных производителей, что предъявляет особые требования к процессу выбора подходящего изделия: в особенности это касается продукции, произведенной в нашей стране или в Китае. При покупке следует проверять наличие сертификата качества и проводить тщательный визуальный осмотр приобретаемого изделия, на предмет отсутствия видимого производственного брака. Это может послужить гарантией заявленной производителем продолжительности службы.

До и послепроизводственная подготовка: вспененный полиэтилен и другие

Контроль всех этапов производства продукции
Производство изделий из полиэтилена сопровождается автоматическим пооперационным контролем. Кроме этого, трубная продукция проходит визуальный пооперационный контроль, который осуществляет оператор. В функции оператора входит также наблюдение за показаниями измерительных приборов, которые отражают фактические данные о ходе процесса производства полиэтиленовых изделий и их соответствие заданным характеристикам. Кроме того, визуальный контроль включает осмотры готовой продукции с целью выявления раковин, наплывов и других отклонений от требований ГОСТ. Оборудование для полиэтиленовых труб проходит периодические техосмотры – это необходимо во избежание выпуска бракованных изделий.

Важно: Чтобы ПЭ трубы были доставлены потребителю в неповрежденном виде, необходимо соблюдать правила их хранения и транспортировки.

Хранение полиэтиленовых труб, согласно ГОСТ 15150, допускается сроком до 1 года, включая время хранения на складе производителя. Важно соблюдать высоту штабелей, в который укладываются трубы ПЭ: при хранении свыше 2-х месяцев допускается укладка в штабели высотой до 3 м, при хранении свыше этого срока высота штабеля не должна превышать 2 м. Для укладки должна быть подготовлена ровная поверхность для равномерного распределения нагрузок в штабелях.

Транспортировка выполняется в соответствии с общими правилами перевозки грузов. Ограничения по весу и длине упакованного груза при перевозке по железной дороге: вес единицы груза не должен превышать 1,25 т, длина – 5,5 м. Перевозка водным транспортом допускается в несущих средствах пакетирования. Производство полиэтиленовой трубы требует определенных умений и техническую оснащенность.

Источник