Список тематических статей

Список тематических статей

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.

Что нужно знать о производстве ПВХ труб: 6 иэтапов изготовления

Поливинилхлоридные трубопроводы – новички среди современного ассортимента полимерных изделий. Первое производство полимерных труб датируется пятидесятилетней давностью. Основоположниками стали американские и европейские страны. В российских регионах изделия из ПВХ используются с меньшим энтузиазмом ввиду неполноценности технической базы для широкой эксплуатации этого типа трубопроводов в жилищно-коммунальной сфере.

Однако внедрение инновационных технологий в производство полимерных труб обусловило постепенное увеличение спроса на трубопроводном сегменте рынка. Технические характеристики, упрощенный способ монтажа, длительный срок эксплуатации и экологичность продукта – главные преимущества поливинилхлоридных трубопроводов. Применение такого типа труб возможно для транспортировки любого вида жидкостей и даже газов. Для большего понимания преимущественных отличий труб ПВХ над остальными разновидностями полимеров, рассмотрим производство поливинилхлорида поэтапно.

Материальная база и оборудование для производства полимерных труб на линии завода

Изготовление труб из ПВХ включает подбор соответствующего качества полимерного сырья и перечень специального оборудования, которое в общем виде представляет собой экструзионную линию.

Материальная база

Производство труб начинается с поиска качественного сырья – гранулированного полимера. Для каждого типа трубопровода применяются соответствующие гранулы. В случае с ПВХ изделиями используется поливинилхлоридный полимер. Однако для придания трубам прочных и технически совершенных качеств составляется специальная композиция с добавками следующего типа:

• Катализаторные вещества, необходимые для ускорения протекания химической реакции. Чем скорее произойдет процесс полимеризации, тем выше будут прочностные показатели изделия.
• Ингибиторные вещества, используются для получения противоположного эффекта и замедляют химическую реакцию. Позволяют добиться правильной скорости протекания всего процесса.
• Стабилизаторные вещества. В основном это химические составы, используемые для придания полимеру дополнительной устойчивости к коррозийному воздействию.
• Пластификаторы. Специальные вещества придают полимеру особое свойство – пластичность. В результате изделия становятся менее хрупкими и уязвимыми от внешнего механического воздействия.
• Вещества с антистатическими свойствами. Снимают электрический заряд, создаваемый при производстве.
• Пигментационные материалы. Изменяют цвет изделия.

Нередко производители прибегают к иным специальным добавкам и веществам для получения индивидуальных свойств. По этой причине потребители отдают свое предпочтение в пользу того или иного производителя полимерных труб.

Оборудование и технология покрытия труб полимером

Производство изделий из ПВХ происходит методом экструзии, а совокупность специального оборудования, используемого для изготовления, представляет собой экструзионную линию. Процедура производства осуществляется непрерывным циклом. Линейный процесс происходит поэтапно, как на конвейере, и в его состав входят следующие элементы:

1. Экструдер – главная составная часть производственного процесса. Состоит из каркаса, матрицы, рассекающего элемента и держателя для дорна. Здесь происходит подача гранулированного ПВХ сырья.
2. Охлаждающие и калибрующие ванны.
3. Растягивающий механизм.
4. Рассекатель или устройство для нарезки нужной длины изделия.
5. Штаблер или другой лебедочное оборудование, используемое для наматывания трубопроводов небольших диаметров.

Центрирование матрицы головки экструдера осуществляется с помощью регулировочных болтов. По установленной матрице зависит равномерность толщины стенок в продавливаемой заготовке.

Поэтапный процесс производства труб ПВХ

Производство труб ПВХ не требует больших энергетических затрат, а сам процесс экологически безопасен и выполняется с высокой скоростью при малых трудоемких запросах. Единственный негативный нюанс – экструзионная линия располагается на крупных производственных площадках (свыше 100 кв.м.). Технология производства ПВХ труб осуществляется в законченном и непрерывном цикле. Этот процесс включает в себя следующие этапы:

1. Метод экструзии. Полимерные гранулы засыпают в емкость, где размещен винтовой шнек и трубчатые электронагреватели. Пластик постоянно помешивается и нагревается до нужной температуры. После этого полимерные соединения попадают в экструзионную головку, где происходит продавливание заготовки через матрицу с соответствующей формой наружного и внутреннего диаметров.
2. Помещение в калибровочную ванную. Процесс происходит в вакуумном калибраторе. Специальный насос осуществляет разрежение пластифицированных заготовок внутри емкости.
3. Охлаждение изделия в специальном резервуаре. Здесь происходит остывание ПВХ. Ванна охлаждения также находится в вакуумном состоянии и в ней находится разреженный воздух.
4. Вытягивание трубопровода. Для этого используется специальное устройство-натяжитель, который представлен в виде ленточного механизма.
5. Разделение изделия на равные части. Производится при помощи дисковой пилы.
6. Фасовка ПВХ труб по диаметру. Специальный аппарат раскладывает готовые изделия на стеллажи. На этом этапе технология производства ПВХ оканчивается.

Производство полимерных труб актуально в наше время.

Сфера применения и особенности монтажа ПВХ труб

Технологические принципы производства ПВХ изделий открывают новые возможности для применения:

• Монтаж канализационных и ливневых систем для внутридомовых и наружных сетей.
• Транспортировка бытового газа.
• Оборудование коммуникационных систем горячего и холодного водоснабжения.
• Линии для перемещения любого типа жидкостей. Используется в промышленных масштабах или на производстве.

Нередко трубопровод из ПВХ используют в качестве защитной оболочки при укладке высоковольтных электрических кабелей или оптической связи.

Выделяют два типа ПВХ изделий: напорные и безнапорные. Поливинилхлорид напорного назначения используется для монтажа трубопроводов, в которых движение жидкостей или газов осуществляется под высоким давлением. ПВХ безнапорного типа чаще всего используют для самотечных систем.

Безнапорные ПВХ трубы чаще всего используют для укладки наружных сетей канализации и ливневых систем.

Особенности монтажа

Для сооружения конструкции из ПВХ труб необходимо наличие соответствующих фитингов: отводов, муфт, крестовин и прочих поливинилхлоридных элементов. Для стыковки используется специальный клей или силикон. Присоединение деталей осуществляется при помощи раструба на конце одного из изделий.

Помните, что правильная сборка ПВХ изделий осуществляется раструбом против направления потока жидкости.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

В него помещается резиновый уплотнитель. Для увеличения герметичности стыков используется клей. Производство полимерных труб — это очень тонкий процесс, который требует технических знаний.

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.

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.

Источник https://e-plastic.ru/specialistam/extrusion/polimernye-truby/

Источник https://trubexpert.ru/purpose/chto-nuzhno-znat-o-proizvodstve-pvx-trub-etapy-izgotovleniya/

Источник https://rcycle.net/plastmassy/truby/proizvodstvo-iz-vtorichnogo-syrya