Технология изготовления полимерных труб

Технология изготовления полимерных труб и соединительных деталей

Изготовление всех термопластичных труб, в том числе металлопластиковых, полипропиленовых и армированных полипропиленовых производится на трубных линиях. Принципиальный вид и отдельные составляющие элементы такой линии показаны на рисунке 1.

Трубы из термопластов изготавливают на специальных машинах — экструдерах, методом экструзии — непрерывным выдавливанием вязкотекучего полимера через его рабочую, выходную часть — головку, имеющую кольцевую щель, которая непосредственно и образует трубу.

Полностью технологическая схема по изготовлению металлополимерных труб и последовательность операций выглядят таким образом:

  • 1 — приемка сырья — полиэтиленовые гранулы, алюминиевая лента, клеящий состав и др., складирование исходных материалов,
  • 2 — дозирование и смешивание компонентов,
  • 3 — экструзия полиэтиленового внутреннего слоя трубы(5-й слой на рис. 2),
  • 4а — экструзия клеящего состава (4-й слой) на наружную поверхность изготовленной полиэтиленовой трубы,
  • 5 — формование плоской алюминиевой ленты в цилиндрическую оболочку (3-й слой), вплотную охватывающую без нахлеста предыдущие выполненные 2 слоя (другие изготовители производят формование оболочки с перекрытием — нахлестом — ленты),
  • 6 — продольная (по образующей) сварка встык краев алюминиевой оболочки,
  • 7 — контроль качества сварного шва,
  • 8 — индукционный нагрев полученного изделия,
  • 4б — экструзия клеящего состава (2-й слой) на наружную поверхность алюминиевой оболочки,
  • 9 — экструзия полиэтиленового наружного (1-ого) слоя трубы,
  • 10 — охлаждение готового изделия и маркировка трубы,
  • 11 — резка трубы на мерные отрезки, либо — 12,
  • 12 — намотка трубы в бухты,
  • 13 — контроль на герметичность,
  • 14 — упаковка трубы,
  • 15 — складирование готовой продукции.

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.

Экструзионные головки конструктивно разработаны в многочисленных вариантах приема поступивших в них компонентов и выхода расплава композиционной массы полимера, при которых может быть изготовлена однородная по материалу труба, также труба из двух (трех) материалов, различаемых, например, по цвету или свойствам, технологический процесс, при котором одновременно экструдируются два или более компонентов полимерной массы, называется соэкструзия (со — extrusion) и одна из возможных схем такого процесса представлена на рис. 4.

Подача расплава из экструзионной головки может происходить в продольном, либо в поперечном направлении относительно оси производимой трубы. В первом случае материал формируется непосредственно в трубу путем выхода полимерной массы через кольцевую щель. Во втором случае материал выдавливается и наносится на другое, уже готовое изделие, проходящее через головку экструдера. Роль внутренней стенки изготавливаемой трубы при этом варианте выполняет наружная стенка предварительно сделанной трубы.

Калибровочное устройство выполняет роль первоначального охлаждения отформованной трубы. Калибровка — обеспечение точных размеров изделия в пределах допуска — производится по внутреннему или наружному диаметру трубы в зависимости от требований, предъявляемых к изделию.

Поскольку температура полученного изделия на выходе из экструдерной головки достаточно высока, близкая к температуре расплава: у полиэтилена высокой плотности в 170-280 °С, а у пропилена в 204-218 °С, то после экструдера установлено охлаждающее устройство. Оно предназначено для охлаждения готовой трубы и придания ей жесткости и выполнено в виде удлиненной открытой или закрытой водяной проточной ванны, разделенной на несколько самостоятельных отсеков. Труба в ванне находится под уровнем воды поэтому герметизация отсеков, при входе и выходе трубы из ванны достигается установкой резиновых манжет, круглое отверстие в которых чуть меньше диаметра полимерной трубы.

Оттягивание трубы от экструдера и дальнейшее ее перемещение по технологической линии производится тянущим устройством гусеничного типа.

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.

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.

Герметизация бухты в ходе процесса производства достигается механическим пережимом (сплющиванием) поперечного сечения трубы. По этому пережиму производится резка трубы ножницами. Один конец перерезанного герметичного участка является окончанием нужной длины бухты (определяется по нанесенной маркировке погонных метров), наматываемой на барабан, а другой конец перерезанного участка, также герметичный, служит началом новой бухты, наматываемый на второй — свободный барабан линии.

Процесс получения полипропиленовой трубы экструзией выполняется одностадийно, в отличие от экструзии металлопластиковой трубы здесь отсутствуют операции по нанесению клеящих слоев и созданию алюминиевой оболочки.

Преимущество экструзионного способа производства в том, что он обеспечивает непрерывность и стабильность процесса, точность размеров и высокое качество изделия, высокую производительность, легкость регулирования и автоматизацию процесса.

Ввиду эластичности полимера и малой толщины стенок, изготавливаемые трубы гибки и это позволило, выпуская их неограниченной длиной, производить намотку труб в бухты, а не нарезать отрезками по 4 — 6 м.

Процесс получения армированных полипропиленовых труб, способом экструзии пополняется включением в трубную линию дополнительного технологического оборудования.

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»).

Рассматривая технологию изготовления термопластичных труб, необходимо остановиться на самом материале труб. Он представляет собой композицию, в состав которой кроме основного материала: полиэтилен или полипропилен, входят различные добавки: наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, мягчители (смазывающие вещества), пигменты и красители, антистарители, отверждающие добавки. Каждый из этих компонентов придает полимерной массе определенные свойства, а в совокупности, получается композиционная технологическая марка, изделия из которой имеют задаваемые технические характеристики. При наличии рыночной конкуренции полученная марка разработчиком-технологом по набору компонентов не раскрывается, это ноу-хау фирмы.

В случае применения пластмасс для хозяйственно-пищевых целей, компоненты сырьевой марки не должны оказывать вредного воздействия на живой организм и поэтому они проходят тесты на соответствие их гигиеническим требованиям.

Сырьевая марка полимера изготовляется и поставляется в виде гранул — шароподобных, цилиндрических, чечевицеобразных, либо других округлых «зернышек» малого размера, максимальным диаметральным размером порядка 3 мм или в виде суспензионных порошков.

Покажем назначение добавок отдельно.

Наполнители — нейтральные к полимеру вещества органического или нейтрального происхождения, добавляемые для экономии самого полимера и в то же время придания ему ценных эксплуатационных свойств: механической прочности, термостойкости и т.д. В качестве наполнителей применяют хлопчатобумажную и асбестовую ткань, стеклоткань, синтетическое волокно и стекловолокно; в виде порошков: двуокись титана, окислы железа и кремния, карбонат кальция, асбест, графит, сажу, тальк, слюду, каолин, древесную муку и др. Наполнение может достигать 60%, а количество исходного полимера составлять 40%. При введении в состав полимерной композиции газообразователей получают газонаполненные, вспененные пластмассы — пенопласты.

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.

Стабилизаторы — вещества, которые замедляют старение полимеров, делают их менее чувствительными к воздействию солнечных лучей (светостабилизаторы), кислорода, тепла, позволяют продлить срок эксплуатации.

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.

Красители и пигменты придают полимеру требуемую расцветку изделия, которая, касаясь труб, различает изделия различных фирм-производителей, имеющих только ей одной присущий, зарегистрированный фирменный цвет изделий, и в то же время дает возможность оценить назначение трубы — холодное, горячее водоснабжение, отопление и доступность визуального контроля правильности применения трубы для данной санитарно—технической системы. Примеры красителей: двуокись титана, окиси железа, алюминиевая пудра (придает изделию перламутровый металлический блеск), пигменты — алый, оранжевый, голубой, зеленый, коричневый и др.

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.

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.

В ее обязанности входят следующие периодические испытания пробных образцов непосредственно с технологического процесса, проводимые в определенные Методикой проверки или Инструкцией сроки:

  • взвешивание на электронных весах стандартного образца трубы для определения его массы и соответствия ее эталону
  • определение микрометром толщины стенок трубы
  • разрыв кольцевого образца трубы с целью определения качества сварного шва алюминиевой оболочки
  • определение разрушающего давления образца трубы
  • испытание серии образцов труб на долговечность путем моделирования ускоренного режима эксплуатации образцов, помещенных в горячую ванну и находящихся под рабочим гидростатическим давлением

Исходным материалом для производства соединительных деталей служат: латунь для МП труб и полипропилен для ПП и ПП армированных труб.

Латунные соединительные детали изготавливают на высокопроизводительных автоматах горячей штамповки с последующей механообработкой.

Полипропиленовые соединительные детали, включая также и комбинированные с закладными латунными вкладышами, производят на термопластавтоматах литьем под давлением.

Детально о производстве пластиковых труб – материалы и оборудование, технология

В статье пойдет речь о специфике изготовления пластиковых труб, необходимом оборудовании и сырье. Отдельным параграфом будет расписана технология производства.

Читайте также  Сваренные конструкции из труб

В настоящий момент в стране наблюдается расширение производства пластиковых труб. Связано это с простотой изготовления и с высоким спросом на данный вид изделий. Пластиковые трубы востребованы при прокладке канализации, систем водо- и газоснабжения, отопления, и монтаже систем «теплого пола».

Это связано с их эксплуатационными свойствами, в частности:

  • Надежность, в процессе эксплуатации на трубах не появляется признаков коррозии или гниения;
  • Полная безвредность для человека, отсутствие влияния на качество и вкус воды;
  • Легкость;
  • Не скапливаются известковые отложения;
  • Долговечность, срок службы превышает 50 лет.

Экструдер для пластиковых труб

В качестве основы для изготовления изделий из пластика можно использовать: полимеры различного давления, полибутилен, полипропилен и аналогичное сырье.

Станок для производства пластиковых труб —экструдер, продавливающий изделие через расплавленный пластик через формирующее отверстие.

Экструдеры подразделяют на три подвида:

  1. Шнековый. Станок по принципу действия схож с работой мясорубки или соковыжималки. Чаще всего для изготовления пластиковых труб используются именно шнековые экструдеры.
  2. Бесшнековый. Данный вид экструдера используется при изготовлении труб из смеси материала. В качестве основного рабочего элемента станка выступает диск.
  3. Комбинированный. В данном станке шнековая часть совмещена с диском.

Необходимое оборудование

Перейдем к перечислению оборудования для производства пластиковых труб. Как уже было сказано ранее, для налаживания процесса необходим экструдер. Но это не все, что потребуется.

  • Система перенаправления сырья;
  • Смеситель;
  • Накопитель для укладки;
  • Нарезающая машина;
  • Лента-транспортер;
  • Охлаждающие и калибровочные ванны;
  • Формовщик вакуумный;
  • Тянущее устройство.

Обычно для производства закупают гранулированные полимеры. Особенно тщательно нужно следить за их сроком годности и качеством. Особенно хорошо себя показывают полипропилен и полиэтилен. У них самый длительный срок годности, поэтому данные материалы считаются самыми выгодными.

Также высоким спросом для производства труб пользуется сополимер полипропилена. Связано это с низкой ценой за килограмм. А самым бюджетным сырьем является полиэтилен низкого давления.

Важный нюанс: предпочтительнее всего при открытии такого вида бизнеса всегда закупаться с одного завода, ведь когда сменится используемое сырье, будет нужно другое оборудование для производства труб. А такое положение вещей будет связано с разного рода убытками.

Технология производства

Как уже стало понятно, способ изготовления труб из пластика основывается на методе экструзии. Это закрытый цикличный процесс. Подробно изучим его нюансы, в качестве примера выступят полиэтиленовые изделия.

Согласно технологии производства пластиковых труб, сырьем является полиэтилен ПЭ-80 и ПЭ-100, в состав которого входят особые добавки. С их помощью материалу придаются необходимые для последующей эксплуатации свойства.

Само производство пластиковых труб состоит из 9 последовательных этапов. Очень важно следить за качеством процесса на каждом из них.

  1. В первую очередь в загрузочный бак экструдера, находящийся над материальным цилиндром, подается сырье (гранулированный полиэтилен).
  2. Из бака гранулы перенаправляются в материальный цилиндр для последующего расплавления.
  3. Шнек направляет расплавленные гранулы в экструзионную трубную головку, в которой происходит формирование заготовки изделия.
  4. Кольцевые нагреватели, размещенные на внешней стороне материального цилиндра, начинают его обогрев.
  5. В экструзионной трубной головке расплавленное сырье обретает форму заготовки.
  6. Вакуумный калибратор обеспечивает правильность внешнего диаметра изделия, толщина стенки регулируется благодаря изменению скорости вращения механизма тянущего устройства.
  7. Заготовка постепенно охлаждается, погружаясь в установленные ванны.
  8. Отрезное устройство нарезает заготовку трубы на части необходимой длины, которая контролируется согласно счетчику метража.
  9. Исходя из пожеланий заказчика, конечная труба либо облачается в бухте, либо поставляется как отрезки.

Контроль качества

После изготовления труб, их следует направить в ОТК, где будет произведена проверка геометрических размеров изделий.

В частности, замеряются следующие параметры:

  • Овальность;
  • Диаметр наружной стороны изделий;
  • Длину нарезанных частей;
  • Толщину труб.

Сотрудники лаборатории, действуя согласно установкам нормативных документов, из полученной партии выберут образцы для проверки. Если исследуемые параметры будут в норме, то к партии прикрепляется документ о соответствии качества. Затем их отправляют заказчику.

Качеству производимой продукции следует уделять особенное внимание. Требуется согласованное и предельно точное функционирование всех элементов технологического процесса. Только так удастся поставлять потребителю высококачественные изделия в соответствии с заказом. Если дела пойдут иначе, то бизнес не будет успешен, а его владелец понесет убытки.

Если резюмировать все вышеописанное, то становится понятно, что процесс изготовления пластиковых труб отличается продуманностью и автоматизацией. Для него не требуется значительных затрат как ресурсов, так и времени. Помимо прочего, при изготовлении практически не выделяется отходов, отсутствует негативное влияние на окружающую среду. А линию производства получится уместить в относительно малом помещении, по площади она займет менее 100 квадратных метров.

Процесс изготовления пластиковых труб

Основные характеристики пластиковых труб

Трубы из поливинилхлорида (ПВХ) сегодня широко применяются в разных отраслях экономики, в большей степени, конечно, в строительстве. Этот вид труб пришел на смену металлическим и все больше вытесняет их с рынка. Неудивительно, что сегодня все большее число людей вкладывают средства в развитие этого дела. Основной статьей затрат является линия по производству пластиковых труб, но высокая производительность и низкая себестоимость по расходным материалам быстро окупают вложенные средства.

Пластиковые трубы подходят для: водопровода, канализации и отопления

Высокий спрос на пластиковые трубы обусловлен рядом отличительных характеристик:

  • они не подвержены коррозии;
  • легкие – в 5 -7 раз легче металлических аналогов;
  • не подвержены влиянию высоких и низких температур;
  • на них не откладывается известковый налет;
  • большой срок эксплуатации – до 50 лет;
  • они не влияют на вкус воды.

Такие качественные преимущества позволяют использовать трубы в отопительных и канализационных системах, в водопроводных и газопроводных системах.

Технология изготовления пластиковых труб

Процесс производства труб из ПВХ довольно простой для него понадобится сырье – гранулированные полимеры и линия производства ПВХ труб. Одним из лучших материалов является сополимер полипропилена. С помощью экструдерной установки гранулы расплавляются под воздействием высокой температуры. Полимерная масса выдавливается с помощью формующей головки шнекового экструдера. Принцип действия такого механизма напоминает мясорубку. Это начальный этап формовки, который сменяется процессом протягивания заготовки и ее дальнейшего охлаждения. В специальных ваннах заготовка под воздействием высокого давления проходит процесс окончательной формовки с помощью калибрующего устройства. Размеры для формовки задаются автоматически перед началом процесса. Завершающим этапом изготовления пластиковых труб является их резка и укладка.

Механизмы, составляющие производственную машину

Линия в собранном виде представляет собой совокупность агрегатов и узлов, общей протяженностью от 18 до 60 метров. Все элементы соединены между собой и последовательно выполняют технологические процессы. Ручной труд используется на этапах загрузки исходного сырья и приема готовых изделий, а также для отладки автоматизированных систем линии по производству пластиковых ПВХ труб.

Состав производственной линии:

Тянущее устройство

  • бункер для сырья;
  • экструдер;
  • головка трубная;
  • тянущее устройство;
  • ванны;
  • отрезной агрегат;
  • прочие дополнительные устройства и приспособления.

Бункер представляет собой емкость с дозатором, в которую помещается исходное сырье. Часто бункер заменяют воронкой, а сырье взвешивают отдельно, вручную.

Экструдер состоит из вертикального редуктора с упорным подшипником, электродвигателя, цилиндра пластикации, барьерного шнека, электрошкафа с автоматизированной системой управления. Характеристики:

  • размеры – 1900*1400*900;
  • масса – 950 кг;
  • производительность – 30 – 75 кг/ч;
  • мощность – 30 кВт.

Экструдер для изготовления ПВХ труб

Трубная головка включает две зоны терморегулирования, предназначена для первоначального формирования диаметра будущего изделия – от 16 до 63 мм. Для нее дополнительно понадобятся матрицы соответствующего калибра.

Ванны для охлаждения – одна вакуум-водяная, вторая водяная. Ванны выполнены из нержавеющей стали заполняются водой, оснащены водяным и вакуумным насосами. Длина каждой ванны 4 м.

Тянущее устройство линии по производству пластиковых труб представляет собой единую раму с подвижной и неподвижной траверсой. Этот агрегат оснащён счетчиком метража и отрезным устройством. Распил осуществляется роликом по диаметру трубы. Тянущий механизм приводится в действие пневматикой, есть возможность регулирования скорости протягивания – от 1 м/мин до 5 м/мин.

Если производство предусматривает изготовление мягких изделий из полиэтилена, то линия дополняется намотчиком. Устанавливается катушка, ее диаметр настраивается по необходимости, и с помощью пневмоцилиндра осуществляется процесс намотки.

Изготовление гофрированных труб

Гофрированная труба имеет рельефную поверхность, которая в продольном сечении напоминает гребень. Этот вид пластиковых труб имеет широкое применение в строительстве для проведения инженерных систем – канализационных, водопроводных, электрических, вентиляционных. Преимуществами такого вида изделий является универсальность применения, легкость и компактность при транспортировке, пластичность, низкая стоимость. Процесс изготовления схож с технологией обычной пластиковой трубы и осуществляется с помощью линии для производства гофрированных труб. Эта линия дополнена специальным устройством – гофратором, он и задает общий характер производства. Гофратор располагается возле головки экструдера и представляет собой две полуформы с каналом для протекания охлаждающей воды, на рабочем участке обе полуформы сливаются, образуя замкнутое пространство.

Схема работы гофратора

Заготовка из экструдера поступает в рабочее пространство, где под давлением воздуха прижимается к поверхностям и затвердевает, при этом задается определенная форма – гофра. Далее труба готова к намотке. В отличие от линии производства ПВХ труб здесь упущены ванны, охлаждение происходит в гофраторе. Основные характеристики линии:

  • габариты – 9*1,9*2,5 м;
  • мощность – 65 кВт;
  • вес – 2,5 т;
  • скорость – 1 – 12 м/мин;
  • производительность – 60 – 80 кг/ч;
  • диаметр готового изделия – 16 -63 мм;
  • стоимость – 2 800 000 рублей.

Рентабельность производства пластиковых труб

Расчет рентабельности производства будет рассмотрен на примере изготовления труб марки ПВХ 50*1,8 мм, весом одного метра — 0,6 кг.

Существует множество размеров ПВХ труб и фитингов

Техническая возможность линии — производство 80 кг/ч, что составит 133 м/ч. При условии полной загруженности оборудования в месяц будет произведено 95 760 м. Для этого понадобится 34 т сырья, цена за 1 кг составит 44 рубля (марка SG-5, Китай), что для месячной нормы составит 1 496 000 рублей. Оплата труда четверых рабочих, по два в смену, составит 70 тысяч рублей. Реализовать продукцию можно по цене 50 рублей за 1 м – при полной реализации месячной выработки выручка составит – 2 300 000 рублей – чистая прибыль – 750 тысяч рублей. Эта сумма будет уменьшена на величину аренды помещения, коммунальных платежей, транспортных и организационных расходов – примерно 200 тысяч. Остается 550 тысяч рублей, которые ежемесячно будут покрывать капитальные вложения. При стартовом капитале в 4 500 000 рублей на приобретение линии по производству пластиковых труб срок окупаемости составит 12-18 месяцев. Для этого необходимо будет обеспечить полную реализацию готовой продукции, а лучше работать по предварительным заказам, тогда не будет излишка производства.

Читайте также  Технология монтажа трубопроводов систем отопления

Видео: Производство полипропиленовых труб

Производство пластиковых труб из вторичного ПНД, ПВХ и других видов сырья

Современные технологии строительства предполагают быстрые темпы работ и универсальность материалов.

Это касается фундаментальных застроек, отделки и проведения коммуникаций.

На всех этапах не обойтись без пластмасс. Воду и электричество подводят по пластиковой трубе, отопление в квартирах прокладывают по ней же.

Всех аспектов применения серых полимерных труб не перечислить. Они универсальны, доступны и технологичны. Примечательно, что для изготовления труб могут использоваться даже отходы пластикового мусора, который выбрасывается тоннами ежедневно.

О возможности придания второй жизни использованным полимерам пойдет речь в этой статье.

Виды труб и фитингов из полимерной вторички

Существует огромное количество видов пластиковых труб. Они уверенно потеснили металлические, чугунные и другие аналоги.

Модификация структуры и материала позволяет работать трубам как в агрессивных средах, так и в условиях большого градиента температур. Но здесь речь идет о чистом пластике.

В нашей стране законодательством и нормативно-технической документацией запрещается использовать вторичный пластик в производстве некоторых видов полиэтиленовых, полипропиленовых и других труб и фитингов (например, для питьевой воды).

Но есть большой сегмент рынка трубной продукции, где можно работать на любом виде полимерного сырья, среди которых:

  • трубы для канализации — они могут упрочняться за счет увеличения толщины стенки, поэтому здесь можно рассмотреть даже полимерные смеси различного состава;
  • трубы технические — эти изделия используются в прокладке кабелей для защиты от воздействия почвенных пород;
  • дренажные трубы — прокладывают при организации систем водостоков;
  • гофрированные трубы — также применяются в качестве внешней защиты электрокоммуникаций на неответственных участках (особенно при прокладке под землей).

Полимерное сырье

Непростая задача — подобрать максимально похожие по составу изделия из пластика для дальнейшей работы.

Среди широкого многообразия полимерных отходов можно выделить следующие группы сырья:

  1. Полиэтилен (ПЭ). Он бывает двух видов — полиэтилен высокого (ПВД) и низкого давления (ПНД). Принципиальное отличие состоит в эластичности. ПВД более гибкий, податливый и морозостойкий. ПНД наоборот тверже, жестче и несколько хуже держит мороз. Чаще всего при производстве пластиковых труб используют их комбинации. Так и во вторичной трубе можно подбирать состав в зависимости от предпочтений по свойствам. Меняя соотношение ПНД/ПВД, можно регулировать эксплуатационные характеристики технических труб.
  2. Полипропилен. Универсальный материал для экструзии трубного профиля. Как правило, в смеси пластиковых отходов присутствуют гомо- , блок- и рандом-сополимеры полипропилена. Но они достаточно близки по свойствам, кроме того, их смеси хорошо перерабатываются в различных пропорциях без потери качественных характеристик.
  3. Поливинилхлорид (ПВХ). Так же относится к универсальному сырью для пластиковых труб. С ПВХ труднее работать, так как он нуждается в дополнительной стабилизации и очень быстро теряет свои свойства при экструзии. Изделия из вторичного ПВХ будут крайне недолговечны. Тем не менее, вторичный ПВХ часто добавляют в состав канализационных труб.

Технология изготовления

Принципиально технологический процесс формовки на заводах полиэтиленовых, полипропиленовых труб из переработанного материала мало чем отличается от их производства из первичного сырья.

Основное отличие заключается в стадии подготовки полимерных отходов и приведения их к удобному для дальнейшей экструзии виду.

Далее рассмотрим все этапы технологического процесса производства полимерных труб и фитингов из вторичного пластика, оборудование, которое понадобится на каждой стадии, а также особое внимание уделим некоторым особенно важным моментам.

Стадии производства и необходимое оборудование

Основными этапами технологического процесса являются:

  1. Подготовка вторичного сырья. Отслужившие свой срок пластиковые изделия необходимо очистить от загрязнений, рассортировать и измельчить. Сортировка, пожалуй, играет самую важную роль при определении фактора качества готовой трубы, поскольку однородный материал будет прочнее и долговечнее. Из оборудования потребуются: дробилка, линия мойки флотационная и гидроциклон, сушилка.
  2. Грануляция отходов. При производстве погонажных изделий без этого этапа не обойтись. Работать на дробленке при непосредственной экструзии трубы практически невозможно, ведь конструкции шнека на трубном экструдере не предполагает работу на разнородной фракции сырья. Грануляция имеет еще одно преимущество — возможность ввести несколько технологических добавок в состав (стабилизаторы, мел и красители).
  3. Экструзия трубы — финальный этап производства. Для формирования трубы необходим экструдер одношнековый, оборудованный фильерой соответствующего профиля, а также калибратор и другое вспомогательное оборудование. Некоторые европейские производители устройств предлагают станки, предназначенные для работы с разнотипным сырьем (т.е. и для вторичного пластика тоже), но они достаточно дорогостоящие.

Процесс экструзии

В этом разделе хотелось бы заострить внимание на ключевых моментах, которые при работе с вторичным пластиком непосредственно повлияют на качество готовой трубы.

Для того, чтобы процесс был воспроизводимым, нужно соблюдать следующие правила:

  1. Применять максимально однородное сырье. Это, пожалуй, самая главная рекомендация. Сортировка отходов по составу пластика поможет предотвратить брак готовой трубы.
  2. Сушить дробленку. Измельченный и отмытый от загрязнения пластик необходимо просушивать, чтобы исключить дефект порообразования в трубе.
  3. Использовать вакуум. На всех стадиях и грануляции, и экструзии вакуум обязателен. Так удастся получить однородную стенку трубы без скачков по толщине.
  4. Использовать сетки фильтрации расплава. Отходы пластика содержат много посторонних включений, которые нужно отсеивать.
  5. Подбирать добавки. На чистом восстановленном полимере проблематично создать хороший продукт. Здесь не обойтись без термостабилизаторов и антиоксидантов, также может потребоваться светостабилизатор (если предполагается эксплуатация под солнцем).

Ориентировочная цена производственной линии

Здесь стоит рассмотреть цены непосредственно на линии из экструдера и вспомогательного оборудования для производства пнд, пвх и других труб, поскольку эти технологические единицы являются основными.

Ознакомиться с ориентировочной стоимостью линий по подготовке пластиковых отходов можно в соответствующих разделах по оборудованию в этой статье.

Лидерами на российском рынке являются представители китайских компаний. Широко представлены также европейские модели. Для производителя с минимальным опытом свой выбор стоит остановить на станках азиатского производства.

В цену линии обычно входят:

  • экструдер (одношнековый или двушнековый);
  • фильера (заданного диаметра);
  • калибратор;
  • охлаждающие, тянущие и режущие устройства.
Торговая компания Цена
АзияПласт (Дзержинск) 35-120 тыс.долл.
ИнсТерра (Челябинск) 980 тыс.руб.
ТехноПласт (Томск) 3650 тыс.руб.
Мировое Оборудование (Подольск) 5585 тыс.руб.
Зима Дельта (Краснодар) 3650 тыс.руб.

Такой широкий разброс цен объясняется различной производительностью станков. Условно более дорогие машины выпускают за час больший объем готовой продукции (в погонных метрах) и являются более автоматизированными в управлении.

Представленное оборудование достаточно универсально и может применяться для производства полиэтиленовых и других труб различного диаметра, а также для выпуска других погонажных изделий.

Видео по теме

Процесс изготовления полимерной трубы из вторичной гранулы показан на видео:

Вывод

Выгода при производстве трубных изделий из вторичного сырья очевидна. Пусть на трубы из вторичного пластика приходится небольшой по ассортименту сегмент рынка, зато он более существенный по объему. В период массовых застроек и прокладки коммуникаций постоянно требуются трубы, которые вполне могут быть изготовлены из полиэтиленовой и прочей вторички.

Производство полимерных труб

Первые полимерные трубы были произведены в 30-40-е годы прошлого века в Европе. Сегодня их производство повсеместно развито по миру. В России интерес к этим изделиям появился несколько позже, поэтому сегодня мы выпускаем в основном полиэтилен. США и Европа, открывшие для себя пластики несколько ранее, до сих пор «сидят» на ПВХ, поскольку именно на это сырье ориентированы выпускающие предприятия, а сами трубы имеют широкое распространение и не сильно уступают полиэтилену.

Рост и перспективы производства

Логично предположить, что масштабы производства будут только нарастать. С одной стороны, сами производители полимерных труб подстегивают спрос. Для сбыта продукции ведется ее популяризация, что в конечном итоге ведет к наращиванию объемов сбыта.

С другой стороны, трубы действительно хороши и являются сильными конкурентами трубам из традиционных материалов. Ввиду низкой стоимости они все чаще применяются в капитальном строительстве, используются при ремонтных работах на старых магистралях. Это формирует стабильный спрос, который в перспективе имеет тенденцию к росту, так как не за горами эпоха «абсолютного пластика», когда необходимость обустройства коммунальных сетей только полимерными трубами может быть закреплена нормами строительства.

Сегодня в России существуют несколько крупных производителей, к числу которых относятся заводы полимерных труб, входящие в Группу ПОЛИПЛАСТИК, а также множество мелких и средних производителей. Что выбрать потребителю? При наличии — продукцию известной компании, пусть это будет даже не самый большой завод России, но хотя бы предприятие с репутацией. Дело в том, что недобросовестные производители могут экономить на сырье, используя дешевые, несертифицированные марки и/или добавляя значительное количество вторичного пластика, что делает изделия недолговечными и даже опасными в применении.

Особенности процесса производства полимерных труб

Сырье для производства полимерных труб поставляется в гранулах. Полимеры имеют практически неограниченный срок хранения, что значительно повышает привлекательность этого вида бизнеса за счет отсутствия потерь из-за порчи сырья. Плюс выбраковка и некондиционная продукция может быть пущена во вторичное производство (для некоторых видов полимерных труб стандарты допускают использование до 25% вторичного сырья).

Основой технологической линии для производства полимерных труб является экструдер – машина, выдавливающая расплавленную массу через формущий инструмент – экструзионную головку. Помимо экструдера, в состав линии входят: система подачи сырья, ванны, в которых труба калибруется и охлаждается, тянущее и отрезное устройства.

Процесс включает этапы:

  1. Нагрев сырья (гранул) до требуемой температуры с постоянным перемешиванием для обеспечения однородности разогрева исходного материала. От этого зависит качество будущей продукции, однородность стенки, равномерность ее толщины, эластичность.
  2. Экструдирование полученной массы выдавливание расплава через головку, определяющую сечение трубы.
  3. Калибровка – вакуумная или под давлением.
  4. Охлаждение – поэтапное в следующих друг за другом ваннах.
  5. Нарезка либо намотка в бухты, упаковка.

Контроль качества

Слабое место большинства малых производств. Зачастую, при небольших объемах производства, ОТК может отсутствовать в принципе. Хотя этот этап крайне важен. На нем проверяется соответствие ГОСТам – измеряются ее геометрические характеристики, проводятся предписанные нормативами приемочные испытания – относительное удлинение при разрыве, изменение длины после прогрева, стойкость при внутреннем давлении, термостабильность и др. Чем выше уровень автоматизации производства, тем точнее контроль. Чем меньше контроль, тем чаще всплывают негативные отзывы о производителе. Несмотря на достаточно простой процесс производства ошибок может быть много, и нарушения технологии могут свести все преимущества полимерных труб к нулю.

Сферы применения труб ПНД

Растущее производство полимерных труб имеет стабильный сбыт и имеет потенциал к развитию. Продукция востребована в самых разных отраслях хозяйствования, включая:

  • ЖКХ – для обустройства новых коммуникаций, замены изношенных коммунальных сетей, подключения новых участков газо-, водо- и теплоснабжения;
  • благоустройство территорий – строительство систем водоотведения и дренажа;
  • строительство коттеджей – в системах водоснабжения, подачи газа, отопления и отвода стоков;
  • промышленность – все процессы, связанные с подачей и перемещением технологической воды в производственном цикле;
  • сельское хозяйство – обустройство ирригационных систем, дренирование и осушение почв, жизнеобеспечение полевых станций;
  • газоснабжение – санация и строительство новых газопроводов.
Читайте также  Технология сварки труб неповоротным швом

Широкое распространение обусловлено рядом преимуществ полимерных труб перед аналогами из бетона и металла:

  1. Механическая прочность. Легкие эластичные изделия из полимеров не лопаются при замерзании в них воды, не ломаются при ударе об землю, пригодны для монтажа в пучинистых грунтах (в зависимости от типа сырья).
  2. Химическая стойкость. Выдерживают влияние щелочей и умеренных кислот, подходят для транспортировки вязких отходов.
  3. Гигиеническая чистота. Не поддерживают рост и размножение бактерий, не вступают в контакт с транспортируемой средой и не оказывают на нее влияния.
  4. Стабильная пропускная способность. Внутреннее сечение не зарастает, так как полимеры не гниют, не зарастают биологическими пленками, не забиваются ржавчиной.
  5. Стойкость к гидроударам. Практически все полимерные трубы способны выдержать гидроудар без потери качества. На опасных участках будьте внимательны при выборе материала, рекомендуемый и самый безопасный – полиэтилен низкого давления.
  6. Долговечность. Срок эксплуатации, гарантированный производителем, составляет 50 лет. При нарушении условий эксплуатации (постоянное воздействие тепла и света для непригодных для этого труб, неправильная сварка), срок жизни сокращается.

. Большую долю рынка оборудования рынка занимают производители из Южной Кореи, Тайваня, КНР. Оборудование от ведущих европейских производителей является очень надежным и экономичным, но его стоимость высока, поэтому позволить себе его могут только крупные производители.

—> Производство полимерных труб
  • Полимерные трубы

    Общие сведения

    Трубы являются одним из самых востребованных пластиковых изделий. Их можно производить практически из любого полимерного материала, но чаще всего их получают из полипропилена (ПП), полиэтилена (ПЭ) и поливинилхлорида (ПВХ). Реже используют стеклопластиковые изделия. Из тех же самых полимеров нужно выпускать и фитинги для того, чтобы они по химической природе не отличались от погонного изделия и могли образовывать с ней прочное сварное или клеевое соединение.

    Полимерные трубы, как правило, применяются для холодного и горячего водоснабжения, канализации, орошения полей, дренажа и водостоков. Стандартный ряд диаметров пластиковых трубопроводов: 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110, 125 мм и далее. Толщины стенок могут варьироваться в зависимости от назначения, материала и величины внутреннего рабочего давления.

    Полиэтиленовые трубы выпускаются из полиэтилена высокой плотности (ПНД) и его разновидностей ПЭ-63, ПЭ-80 и ПЭ-100, и т.д. и из сшитого полиэтилена (PEX). Такие изделия используются для водоснабжения (чаще наружного), а также для наружной оболочки труб в ППУ изоляции. Полипропиленовые трубы из гомополимера пропилена (часто вторичного) применяют, как правило, для внутренней канализации. При экструдировании рандом-сополимера полипропилена получают уже напорные изделия для холодного или горячего водоснабжения, используемые тем не менее также обычно внутри зданий. Поливинилхлоридные трубы и фитинги применяют чаще всего для прокладки канализации снаружи зданий и сооружений. Из ПВХ изготавливают также относительно небольшое количество напорных труб и водосточные системы.

    Кроме чисто пластиковых существуют трубы композитные. Наиболее важные из них металлопластиковые изделия, это вид пластиковых внутри и снаружи изделий с металлическим слоем внутри, а также трубы и фитинги в пенополиуретановой (ППУ) изоляции. ППУ обычно заливают в пространство между внутренней рабочей трубой и наружной защитной оболочкой. Интересно, что как труба, так и оболочка могут быть и полимерными (чаще полиэтиленовой), так и металлическими. Однако, наиболее часто применяемый вариант этого типа – стальная труба и оболочка из черного ПНД для прокладки сетей в грунте. Металлопластиковые же трубопроводы применяют и для отопления, и для водоснабжения или газоснабжения зданий.

    Также трубы из различных полимеров могут быть гофрированными. Они, ввиду гораздо более высокой гибкости, применяют прежде всего в сетях, где требуется изгибать магистрали с малым радиусом, а также в трехмерных системах. В частности, гофротрубы используются как шланги в канализационных целях или для прокладки инженерных систем в коллекторах.

    Особенности пластиковых труб

    Трубы из пластиков обладают неоспоримыми достоинствами по сравнению с прочими материалами, в частности с металлами. Плотность полимеров, особенно полиолефинов, невысока, что дает конструкции низкую массу. Такие трубопроводы не подвержены коррозии, на них со временем появляется гораздо меньше отложений, они, как правило, не разрываются при допущении замерзания воды внутри трубы, не электропроводны и имеют низкие потери тепла. Кроме того, изделия из пластика дешевы, долговечны, легки в монтаже и демонтаже.

    Полимерные трубы достаточно экологичны и пригодны ко вторичной переработке. Несмотря на усилившуюся в 21 веке кампанию против пластика, практически никто из экологов не выступает за запрет труб, в отличие от пластиковой посуды и одноразовых изделий.

    Пластиковые трубы могут соединяться с аналогичными изделиями из других материалов, например со стальными. Для этого используют специальные фитинги с закладными латунными (реже пластмассовыми, например из полисульфона) закладными элементами.

    Трубы можно склеивать (применимо для ПВХ), соединять разъемными соединениями различной конструкции. Однако, чаще всего ПП трубу, или изделия из полиэтилена соединяют между собой и с фитингами при помощи диффузионной сварки. Она не требует дорогого оборудования и материалов и выполняется в любых условиях при помощи простой оснастки достаточно быстро по времени. Такое соединение доступно неквалифицированному персоналу или частному домохозяину. В результате сварки ПП или ПЭ труб получают хотя и неразъемное, но герметичное и надежное соединение. Сварную конструкцию можно использовать по назначению и подавать в нее вожу под давлением уже через несколько минут после непосредственно сварки.

    Технология производства труб

    Для выпуска труб из полимеров, не считая стеклопластиков и прочих экзотических видов полимерных материалов, применяют экструзионные линии. Процесс производства для сегодняшнего уровня развития науки и техники считается относительно нетрудным и низкозатратным. В зависимости от геометрических размеров изделий производственная линия может занимать площадь от 100 (в случае мелких трубок – еще меньше) до нескольких сотен кв.м площади цеха и потреблять от десятков до сотен кВт электроэнергии.

    Рис.2. Трубная экструзионная линия

    Трубная экструзионная линия состоит из экструдера с формующим инструментом (экструзионной головкой), калибраторов, охлаждающих ванн, тянущего устройства, отрезного устройства (пилы) и узла укладки готовой продукции при наличии такового, либо автоматического намотчика в случае выпуска изделий небольших диаметров в бухтах. Экструдер обычно применяется одношнековый, в случае выпуска продукции из порошкообразного ПВХ – двухшнековый. При необходимости получения многослойной трубы или нанесения на поверхность неотделимой маркировки (продольных полос) используется технология со-экструзии (коэкструзии) – работа двух и более экструдеров с разными материалами или одним полимером разных цветов в одну головку для получения одного изделия. В случает полимерно-металлической трубы в головку подается также и металл, например фольга.

    Суть технологии заключается в следующем. Экструдер представляет собой агрегат, состоящий в основном из полого продольного обогреваемого материального цилиндра, внутри которого от привода вращается винтообразный шнек или червяк. Полимер в гранулах, а также красители и добавки, либо готовая порошкообразная композиция поступает в загрузочный бункер экструдера. Оттуда полимер попадает внутрь цилиндра, где нагреваясь, он расплавляется (пластицируется) и под давлением шнека продвигается вперед. Достаточно перемешавшись с добавками, и получив необходимое давление расплава, полимер поступает в формующий экструзионный инструмент трубного сечения. Головка, как правило, тоже обогревается. Она состоит из внутренней цилиндрической поверхности (дорн) и внешней (матрица). После прохождения головки вязкий расплав принимает форму трубы, которую необходимо зафиксировать. Этому служит система калибраторов («сухих» и «мокрых»), где изделий одновременно охлаждается и приходит в окончательную нужную форму. До-охлаждение изделия происходит в ваннах, где оно либо находится в воде, либо под действием капельных струй. Дальнейшие операции носят механический характер – изделие тянется вдоль линии, при необходимости на нее наносится маркировка, отрезается и укладывается, а затем упаковывается.

    Производство трубных фитингов из полимеров

    Фитинги для полимерных труб – колена (уголки), тройники, муфты, крестовины, хомуты, заглушки и т.п. это типичные изделия для литья пластмасс под давлением. Наряду с экструзией это второй главный метод выпуска изделий из пластиков. Фитинг обычно выпускаются из того же самого полимера, что и трубу.

    Однако, литье под давлением в целом предназначено для более текучих полимеров, чем экструзия. И иногда невозможно получить фитинг приемлемого качества из той же самой марки сырья. Особенно это показательно для поливинилхлорида. Практически невозможно отлить фитинг из экструзионного ПВХ. В этом случае технологи подбирают марки наиболее близкие по свойствам, а в случае в ПВХ – другие марки того же цвета, но гораздо большей текучести.

    Рис.3 Крупные фитинги

    Литье фитингов не считается сложным технологическим процессом. Оно проводится на стандартных машинах для литья пластмасс под давлением (термопластавтоматах) с использованием недорогих литьевых прессформ. Наибольшую сложность в литье представляют фитинги с закладными элементами для соединений полимер-металл. Для установки закладных в формообразующие полости лучше всего применять автоматизированные решения. Также встречаются фитинги сложной конфигурации, в таком случае необходимо оценить целесообразность изготовления формы для литья. Либо получить этот фитинг другими методами, например сваркой (см. ниже).

    Отметим, что полученные трубы и фитинги могут нуждаться в дополнительной обработке, например раструбовке, гибке, сварке и т.п. В частности, раструбовка широко применяется для канализационных изделий, иногда раструб приваривается к трубе, в том числе трением. Также используют контактную сварку и сварку присадочным прутком для выпуска оболочки фитингов труб в ППУ изоляции.

    При помощи какой бы технологии не производились пластиковые трубы и фитинги, можно быть уверенным, что это надежные и долговечные изделия для транспортировки и строительства. Они завоевали успех по всему миру и будут популярны еще многие годы.

    Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

    Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на

    Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

  • Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: