Производство полимерных труб. Технологический процесс и технологическая схема производства полимерных труб
 Скачать 60.37 Kb.
|
|
6. Обработка корпусов туб коронным разрядом, нанесение многоцветной печати, структурирование (отверждение) печатных красок фотохимической полимеризацией Нанесение печати на тубу, покрытие лаком и сушка осуществляется на 6 цветном автомате PDC-100-06-RE Загрузка туб производится оператором в зоне подачи, состоящей из наклонного лотка, направляющей и ограничительной планки. Далее механический толкатель подает тубу на оправку 16-ти шпиндельной роторной головки автомата (скорость механизма подачи синхронизирована со скоростью цепного конвейера печи сушки). Роторная головка передает тубу на следующую позицию, где электрическими коронным разрядом полиэтилен окисляется с целью улучшения ее адгезии к печатным краскам. Перед нанесением печати корона устанавливается на расстоянии 1-1,5 мм от тубы, при силе тока Ik=2A. Для обеспечения высокой адгезии печатных красок к поверхности туб при установлении режима наладчик контролирует смачиваемость поверхности туб дистиллированной водой. При правильно установленном режиме вода равномерно смачивает поверхность тубы, образуя на ней сплошную водяную пленку. При не обеспечении этого условия, нанесение печатных красок на тубу не допускается. Печать на тубе возобновляется при образовании на ней сплошной водяной пленки. Далее роторная головка подает тубу к печатному барабану, где методом офсетной печати на тубы наносится цветной рисунок (до 6-ти цветов) и текст. Краска для печати приготавливается колористом по заданному рецепту. Операцию приготовления лака производит оператор в присутствии контролера. Время смешения компонентов лака регистрируется в специальном рабочем журнале. При приготовлении лака перед работой на тару с исходными компонентами необходимо накручивать специальную масленку с узким носиком. После смешивания тару необходимо плотно закрыть. Емкость, в которой производится смешивание, регулярно очищать растворителем. По истечении срока жизнеспособности лака рабочая ванна секции лакировки также очищается растворителем. Загрузка следующей порции лака производится только в чистую ванну. После печати тубы поступают в установку ультрафиолетового облучения, где под воздействием потока ультрафиолетовых лучей происходит отверждение (структурирование) печатных красок. 7. Лакирование печатного изображения и сушка лака Далее тубы подаются на лакировку. Нанесение лака на тубу производится способом накатывания. Система датчиков контролирует наличие туб в рабочей зоне и отключает позицию, если туба отсутствует. После покрытия лаком туба с помощью грейферного узла надевается на штыри цепного конвейера. Цепной конвейер доставляет тубы в сушильную камеру. Сушка и полимеризация лака осуществляется в камере, через которую траснпортируются тубы. Камера сушки обогревается электрическими нагревателями и оснащена принудительной системой циркуляции воздуха. Температура сушки плавно регулируется по 4 зонам камеры и поддерживается автоматически Длительность сушки составляет 15-20 мин при температуре 60-80° С. Из сушильной камеры тубы подаются цепным конвейером в зону охлаждения. Охлаждающая система состоит из 2-х частей: циркулирующего воздушного охлаждающего устройства, вмонтированного в шкаф, позволяющего охладить тубы за короткий промежуток времени (3-5 мин), что улучшает качество лакового покрытия и продувочного охлаждающего устройства, состоящего из 8-ми вентиляторов, которые вынесены за пределы охлаждающего шкафа, и позволяющего охладить тубы до комнатной температуры. Охлажденные тубы сдуваются в технологическую тару сжатым воздухом. 8. Сверление отверстия в головках туб Сверление отверстия в головках туб производится на сверлильном станке-автомате. Загрузка туб для сверления производится оператором на наклонный лоток, который регулируется по размеру туб направляющей и ограничительной планкой. По лотку тубы скатываются к механическому толкателю, подающему тубы на оправки 8-шпиндельного роторного стола (со сменными оправками для различных диаметров туб). Роторный стол перемещает тубы позиционно. В следующей позиции направляющая планка регулирует подачу туб на оправку. Далее тубы подаются к сверлильному станку с пневмоприводом, который производит сверление отверстия в головках туб. Далее тубы подаются на операцию удаления полимерной стружки. С отверстия туб стружка сдувается воздухом и подается по пневмопроводу в накопительный бункер и из него на вторичную переработку. На следующей операции тубы пневматически сбрасываются с оправки в приемную тару. Подача воздуха в оправку тубы регулируется, в зависимости от диаметра тубы. Если сброс с оправки не произошел, движение роторного стола прекращается автоматически, после чего оператором производится съём тубы с оправки и последующий запуск движения роторного стола. Тубы с просверленными отверстиями в головке тубы передаются на следующую технологническую операцию. 9. Навинчивание бушонов .на головку тубы Навинчивание бушонов на головку туб производится на автомате накрутки бушонов. Загрузка туб на скребковый конвейер производится оператором. С помощью механического толкателя тубы надеваются на оправку 8-шпиндельной роторной головки (со сменными оправками для разных диаметров туб). Далее тубы перемещается роторной головкой к позиции накрутки. Бушоны из загрузочного бункера подаются скребковым конвейером в устройство ориентации бушонов. Сориентированные бушоны по направляющим лоткам подаются к позиции накрутки в узел фиксации и прижима бушона. Далее туба с накрученным бушоном перемещается роторной головкой к позиции съёма тубы, где сжатым воздухом тубы сдуваются с оправок на скребковый конвейер. Оператор производит выгрузку туб со скребкового конвейера и упаковку туб в ящики. 10. Декорирование туб путем горячего тиснения (при необходимости) Декорирование туб путем горячего тиснения осуществляется на автомате путем переноса фольги с подложки носителя на тело тубы или бушона под действием температуры и давления. 11. Упаковка готовой продукции, транспортировка ее на склад и хранение Тубы с навинченными бушонами должны быть упакованы в ящики из гофрированного картона по ГОСТ 13511-91Е или по согласованию с заказчиком в другие виды тары, обеспечивающие сохранность, качества туб при транспортировании и хранении. Тубы должны быть уложены вниз бушонами. По согласованию с заказчиком тубы могут быть уложены по иному. Масса ящика с тубами должна быть не более 15 кг. Ящики с тубами укладываются на поддон по ГОСТ 23285-78. Маркировка на транспортной таре основных, дополнительных и информационных надписей и манипуляционных знаков «Верх», «Беречь от влаги» должна производиться в соответствии с ГОСТ 14192-77. При отгрузке туб потребителям в каждый ящик должен быть вложен или наклеен на ящик упаковочный лист с указанием следующих данных: • Наименование предприятия-изготовителя и его местонахождения; • Наименование заказчика и местонахождение; • Обозначение туб, наименование; • Размер партии; • Дата изготовления продукции; • Результаты проверки качества продукции и заключение; • Соответствие партии требованиям технических условий; • Дата выдачи сертификата качества; • Подпись ответственного лица. По согласованию с заказчиками, при формировании штабеля из ящиков, допускается упаковочный лист на ящики не наклеивать, а в верхний ящик штабеля вкладывать только маркировочный лист Тубы транспортируют любым видом транспорта с соблюдением правил перевозки грузов, действующих на данном виде транспорта, обеспечивающим качество и сохранность продукции. Тубы в упаковке должны храниться в закрытом помещении, исключающим попадание прямых солнечных лучей и на расстоянии 1 метра от нагревательных приборов. Срок годности туб не ограничен. 12. Переработка отходов производства В процессе производства образуются возвратные технологические отходы. Это затвердевшая часть трубной заготовки при заправке машин, куски заготовки, бракованные тубы и т. д. Горячие слитки разрезаются ножом на куски размером не более 100х100х50 и укладываются на металлические поддоны до полного остывания .Куски трубных заготовок режут на отрезки длиной не более 800-1000 мм, складывают в виде пакетов и пакуют в полиэтиленовые мешки не более 15кг, каждый цвет отдельно. Недопускается укладывать отходы на загрязненные поверхности из-за их способности притягивать пыль. Хранение отходов в цехе допускается не более суточной нормы. Остальные отходы упакованные по технологии, передаются на дробление. Дробленые отходы упаковываются в мешки и передаются на повторное использование. Для использования могут быть применены отходы экструзионных и литьевых агрегатов. Отходы литьевого агрегата могут быть использованы для производства жестких туб. Добавка регенерата должна соответствовать цвету изготавливаемой тубы. Регенерат белого цвета может добавляться вомпозиции любого цвета при соблюдении требуемой регламентом рецептуры на конкретное изделие. Операции дробления и гранулирования выполняются по соответствующим технологическим инструкциям. Изготовление полипропиленовых труб Предваряя рассмотрение вопросов о производстве полипропиленовых труб (ПП-труб) и фитингов для холодного и горячего водоснабжения, остановимся на характеристиках материала, из которого изготовлены трубы. Трубы из полипропилена имеют целый ряд достоинств перед стальными: они легче последних, не подвержены коррозии, не зарастают в процессе эксплуатации, не вибрируют и не издают урчащих звуков, не разрываются при замерзании воды (cистема выдерживает несколько циклов замерзания при наличии давления без разрушения), не проводят блуждающие токи, не требуют окраски и легки в монтаже. Трубы и фитинги из полипропилена в зависимости от рабочего давления могут работать в течение десятилетий с температурой жидкости до 95°C. ПП-трубы экологически чисты и с успехом применяются в трубопроводах холодного и горячего водоснабжения, отопления и воздуховодах с рабочим давлением до 25 атм. Благодаря фитингам с хромированными латунными вставками ПП-трубы легко комбинируются со стальными трубами и стальной арматурой, а при укладке в грунт не требуют дополнительной изоляции. При их монтаже, как правило, применяется диффузионная сварка, выполняемая при помощи несложной оснастки. Конструкция в результате получается полностью герметичной, а сам процесс сварки занимает очень мало времени. При этом соединение готово к эксплуатации сразу после остывания (2–3 мин.). Использование ПП-труб дает весьма ощутимый экономический эффект: затраты на транспортировку и монтаж сокращаются по сравнению со стальными трубами в несколько раз. Экономический эффект от использования труб и фитингов из полипропилена по сравнению со стальными и чугунными складывается из экономии затрат на транспортировку, сокращении трудоемкости и отходов при монтаже, экономии расходных материалов, отсутствия расходов в период эксплуатации, а также значительного срока службы – около 50 лет. Если все эти данные учесть при определении стоимости трубопровода и составлении сметы, то монтаж выполненный из труб и фитингов из полипропилена даст удешевление на 15–20% по сравнению с трубопроводом, выполненным из стальных оцинкованных труб. А учитывая сроки их эксплуатации… Посчитайте сами. Несколько слов о полипропилене Материал, используемый для производства труб и фитингов, представляет собой продукт полимеризации пропилена и этилена в определенных пропорциях и носит название полипропилен Рандом сополимер PPRC (тип 3). К сожалению, достойной альтернативы PPRC тип 3, выпускаемым зарубежными производителями, на российском рынке полимеров пока нет. В России для производства ПП-труб для горячего и холодного водоснабжения хорошо зарекомендовали себя марки сополимера пропилена RA 130E BOREALIS (Финляндия) и TIPPLEN CS4-8000 TVK (Венгрия). Для обеспечения грамотного и правильного применения труб и фитингов из полипропилена в трубных системах в Российской Федерации выпущен Свод правил по проектированию и монтажу трубопроводов из полипропилена «Рандом сополимер» (СП40-101), внесены соответствующие изменения в СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и в СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий». Процесс производства труб технологически достаточно прост, относительно нетрудоемок, энергетически малозатратен и экологически безвреден, а минимальная площадь, необходимая для установки и эксплуатации одной комплектной линии для производства труб, составляет порядка 100 м2. Комплектная линия экструзии ПП-труб представляет собой технологически законченный непрерывный цикл экструзии, калибровки, охлаждения, вытяжки, обрезки и штабелирования готовой продукции и состоит из собственно экструдера с экструзионной головкой, ванны калибрации и охлаждения, тянущего устройства, отрезного устройства и штабелера или автоматического намотчика для труб малого диаметра. Изготовление труб Начнем с того, что гранулированый полипропилен засыпается в бункер экструдера, представляющего собой винтообразный шнек из высокопрочной азотированной стали, вращающийся с заданной скоростью внутри материального цилиндра из такого же материала. По всей длине цилиндра установлено несколько нагревателей кольцевого типа и несколько датчиков температуры. Таким образом в каждой условной зоне нагрева имеется возможность установки и контроля температуры расплава в цилиндре. Посредством вращающегося шнека гранулят расплавляется, смешивается и, пластифицируясь под давлением, поступает в экструзионную головку, назначение которой состоит в том, чтобы посредством формообразующих цилиндрических поверхностей дорна (внутренний диаметр) и матрицы (внешний диаметр) на выходе головки получить пластфицированную заготовку в виде трубы. На самой экструзионной головке также установлены кольцевые нагреватели с термодатчиками, обеспечивающие необходимый режим нагрева материала. Экструзионная головка выполнена в виде единого блока, имеющего фланец для крепления к материальному цилиндру, и состоит из корпуса, рассекателя, дорнодержателя и собственно матрицы, которая центрируется относительно дорна регулировочными болтами для обеспечения равной толщины стенки трубы по диаметру. В состав экструдера, помимо бункера, пары шнек-цилиндр, экструзионной головки и системы нагревов, входят также асинхронный электродвигатель переменного тока с частотно-регулируемым преобразователем для обеспечения прецизионности вращения шнека, блок электроавтоматики и программируемый логический контроллер, о котором следует сказать дополнительно. Программируемый логический контроллер по сути является компьютером, содержащим все технологические параметры экструзионной линиии и контролирущим работу всех систем, входящих в ее состав. С помощью пульта управления, состоящего из дисплея и клавиатуры, оператор осуществляет оперативное управление всеми исполнительными устройствами, регулирует и контролирует температуру нагрева экструдера и головки, скорость вращения шнека и тянущего устройства, давление расплава, режимы резки и штабелирования В состав экструдера дополнительно может быть включено вспомогательное оборудование. Например, вакуумный загрузчик для обеспечения непрерывной загрузки гранулята в бункер, системы автоматической смены фильтров экструзионной головки и т. д. Итак, полипропилен в виде пластифицированной трубной заготовки должен принять форму трубы с задаными внешним и внутренним диаметрами и толщиной стенки. Для этого ее нужно откалибровать, что и происходит в вакуумном калибраторе, через который протягивается трубная заготовка. Ванна вакуумного калибрования и охлаждения представляет собой 3-метровую замкнутую емкость из нержавеющей стали, в торцах которой установлены резиновые манжеты для герметизации ванны. Принцип калибровки трубы – вакуумный, по наружному диаметру. Устройство для вакуумного калибрования по наружному диаметру располагается в передней части ванны и представляет собой латунный цилиндр с центральным отверстием заданного диаметра трубы и с поперечными прорезями по всей длине. Калибратор интенсивно охлаждается при помощи форсунок, из которых подается под давлением вода. Ванна калибрации и охлаждения соединяется с вакуум-насосом и ввиду того, что на ее входе и выходе установлены резиновые манжеты, в ее полости создается разрежение. Благодаря наличию поперечных прорезей в калибраторе отрицательное давление в полости ванны распирает трубу и прижимает ее к внутренней поверхности калибрующей насадки. Разрежение в камере контролируется вакуумметром. Далее труба проходит через диафрагму калибратора в охлаждающую ванну, в которой также поддерживается разрежение, т. к. полость ванны через патрубок соединена с вакуум-насосом и интенсивно охлаждается с помощью форсунок. Для того чтобы труба равномерно вытягивалась через систему калибрации, сохраняя неизменной и заданной толщину трубы, после дополнительной ванны охлаждения установлено тянущее устройство гусеничного или ленточного типа с пневматическим прижимом траков. Траки приводятся в движение посредством электродвигателя с частотно-регулируемым приводом, синхронизированным с главным приводом экструдера. Усилие прижима траков для различных диаметров труб регулируется механически, путем измененения расстояния между траками. Для резки труб предназначено отрезное устройство – пила гильотинного или дискового типа в зависимости от диаметра трубы. Устройство работает как в ручном режиме, получая сигнал на начало резки от концевого выключателя, установленного на штабелере, так и в автоматическом, когда режимы резки задаются с пульта управления. Штабелер сбрасывает готовые трубы заданной длины по мере их поступления с отрезного устройства на специальный стеллаж для их дальнейшей сортировки или упаковки оператором. При производстве безнапорных труб из полиэтилена или ПП-труб малого диаметра вместо штабелера может использоваться автоматический намотчик, который, имея регулируемый по диаметру намоточный барабан, электропривод и систему счетчика метража, позволяет получать на выходе готовые бухты. Что касается производства фитингов для труб, то они производятся из того же материала, что и трубы, а именно из полипропилена Рандом сополимер тип 3. Метод литья под давлением известен уже несколько десятилетий. Термопласт-автомат представляет собой единую технологическую конструкцию. Рассмотрим ее подробнее. Способ загрузки, нагрева и пластификации при подготовке к литью совершенно идентичен экструзионной линии. То есть мы имеем тот же самый бункер для материала и пару шнек-цилиндр, установленную на станину. Полипропилен засыпается в бункер, посредством вращающегося шнека и кольцевых нагревателей превращается в расплав и, пластифицируясь, поступает к соплу для вспрыска в пресс-форму. Последняя представляет из себя две полуформы, гидравлически смыкающиеся перед циклом вспрыска и размыкающиеся после охлаждения готового изделия. Пресс-форма имеет литниковое отверстие для подачи под давлением расплавленного материала. Шнек термопласт-автомата связан с гидроцилиндром и имеет возможность с заданной скоростью двигаться вперед и по команде с пульта оператора возвращаться в исходное положение. Таким образом, процесс производства фитингов представляет собой цикл, состоящий из шести фаз: смыкание полуформ, подвод к литниковому отверстию сопла, вспрыск расплава, отвод сопла, размыкание пресс-формы и набор следующей дозы материала посредством вращения шнека. Любой термопласт-автомат имеет программируемый логический процессор, пульт оператора, блок элетроавтоматики, позволяющие программировать технологический процесс с заданием режимов нагрева, набора материала, вспрыска и других параметров. Понятно, что эти технологические установки в реальном производстве могут содержать в своем составе различные вспомогательные агрегаты. В некоторых условиях производста желательны установка подготовки воздуха (воздушный компрессор, фильтр), принтер для нанесения маркировки на готовое изделие, холодильная установка и т. д. пластиковые трубы Пластиковые трубы приходят на смену стальным и чугунным системам, отличаясь долговечностью, простотой монтажа, небольшим весом и невысокой стоимостью. Пластиковые трубы изготавливаются из различных материалов: полипропилен (PPRC), поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен низкого давления (ПНД), полиэтилен высокого давления (ПВД), сшитый полиэтилен (PEX), а так же многослойные трубы PE-X или PE-RT. Пластиковые трубы активно используются в системах водоснабжения, отопления, канализации и технологических трубопроводах. Весь цивилизованный мир уже более 50 лет тому назад практически полностью отказался от применения стальных труб в строительстве и перешел на современные надежные и экологически чистые материалы и технологии. Сегодня эта тенденция стала доминирующей. Одна из основных особенностей современного отечественного рынка пластиковых трубопроводов состоит в том, что на нем имеется чрезвычайно широкий спектр, предложений, которые появились практически одновременно и всего 5–10 лет тому назад, причем в основном с Запада (пластиковые трубы: полипропиленовые трубы, полиэтиленовые трубы и металлопластиковые трубы). Все они существенно отличаются по новизне, качеству и ценам. Наряду с действительно новейшими, на рынке присутствуют и такие, которые известны на Западе уже многие десятилетия. Ведь история пластиковых трубопроводов насчитывает более 65 лет. Основная эксплуатационная и качественная характеристика полимеров и пластиков – однородная гладкая структура, благодаря чему в процессе производства полимерных труб получается ровная и гладкая поверхность трубы, что не препятствует течению по ней жидкостей. Дополнительным фактором пластичности и гладкости трубных полимеров является крайне низкая вероятность образования на внутренней поверхности отложений, солей и бактерий даже при длительной эксплуатации полимерной трубопроводной системы. Полимерные трубы не нуждаются в защите от коррозии и электрокоррозии, в результате срок их службы увеличивается. К тому же полимерные конструкции весьма устойчивы к различным химическим соединениям. Благодаря ровному цвету по всей поверхности материала трубы из пластика выглядят эстетично, при этом возможно изготовление полимерных труб практически любого цвета, что удобно и с практической точки зрения – трубы из полимеров в зависимости от сферы применения (газ, холодная или горячая вода, полимеры и прочее) могут иметь свой идентификационный цвет. Изделия из этого материала легки и удобны в транспортировке. Пластиковые трубы в очень широком диапазоне использования трубных систем стали технологической альтернативой трубам стальным и трубам чугунным (так, в Европе более 80 процентов трубопроводов сегодня полимерные). В последнее десятилетие в нашей стране развитие отрасли, включая сырьевую базу производства полимеров, оборудование технологических экструзионных линий, а также сфера монтажно-строительных работ интенсивно развивается, увеличиваясь ежегодно от 12 до 25 процентов ежегодно. Интенсивный рост производства полимерных трубопроводов объясняется высокой степенью изношенности трубопроводных систем в стране, инвестиционной привлекательностью данной сферы производства, интенсификацией коммерческих отношений отечественных производителей с ведущими мировыми лидерами в области производства разнообразного трубного экструзионного оборудования. |