Nové pokroky v technológii tvárnenia pri extrúzii HDPE rúrok s veľkým priemerom

V posledných rokoch, vďaka robustnému rozvoju a rozsiahlemu rozmachu domáceho priemyslu PE – a vďaka využitiu inherentných výhod, ako je neznečisťovanie životného prostredia, dlhá životnosť a vynikajúce fyzikálne vlastnosti, vynikajúca odolnosť voči korózii a starnutiu, dobrá odolnosť voči chladu, odolnosť voči oderu a vysoká rázová húževnatosť – sa PE potrubia stali preferovanou voľbou pre potrubia s veľkým priemerom v sektore zásobovania vodou a odvodňovania komunálnych budov. Tento úspech sa pripisuje nízkej hmotnosti, jednoduchej inštalácii, vynikajúcim metódam spájania, vynikajúcim prietokovým vlastnostiam a nákladovej efektívnosti, čo predstavuje veľmi sľubný výhľad do budúceho rastu. V súčasnosti je trh s PE potrubiami ovládaný predovšetkým HDPE produktmi, čo je kategória, ktorá zahŕňa plnostenné rúry na zásobovanie vodou a odvodňovanie, jednostenné a dvojstenné vlnité rúry, vlnité rúry vystužené oceľou, plynovody, rúry na prepravu minerálnych kalov, piesku a kalu, poľnohospodárske zavlažovacie rúry a rôzne iné kompozitné, modifikované a zosieťované potrubné systémy.

Klasifikácia surovín z PE rúr

V prvom rade je výber HDPE materiálu kritický; rôzne druhy HDPE majú odlišné výkonnostné charakteristiky a musia sa preverovať na základe skutočných výrobných požiadaviek. Napríklad pri výrobe PE rúrok s veľkým priemerom je preferovanou triedou HDPE PE100. Tento materiál vykazuje vynikajúcu odolnosť voči tlaku, nárazu a korózii a zároveň spĺňa prísne požiadavky na pevnosť, ktoré sú vlastné rúrkam s veľkým priemerom.

Pri výrobe hrubostenných rúr sa však odporúča vybrať si druhy, ktoré majú vlastnosti „proti priehybu“. Počas výrobného procesu hrubostenných rúr – kvôli značnej hrúbke materiálu – existuje tendencia k „priehybu taveniny“. HDPE materiály s vlastnosťami proti priehybu si udržiavajú vynikajúcu stabilitu pri zvýšených teplotách, čím zaručujú kvalitu a štrukturálnu integritu hotových rúr.

Okrem dvoch vyššie uvedených scenárov je potrebné zvážiť niekoľko ďalších faktorov. Napríklad potrubia určené na dlhodobé vystavenie vonkajšiemu prostrediu by sa mali vyrábať z HDPE druhov, ktoré vykazujú vynikajúcu odolnosť voči poveternostným vplyvom; naopak, potrubia určené na prepravu korozívnych médií vyžadujú HDPE druhy charakterizované výnimočnou odolnosťou voči korózii.

Preto je pri výbere HDPE materiálov nevyhnutné identifikovať najvhodnejší druh na základe špecifických výrobných požiadaviek, čím sa zabezpečí, že vyrobené rúry budú schopné spĺňať prevádzkové požiadavky v širokom spektre zložitých prostredí. Okrem toho sa počas samotného výrobného procesu musí venovať dôkladná pozornosť spracovateľským technikám a opatreniam kontroly kvality, aby sa zaručil stabilný a spoľahlivý výkon výsledných rúr.

Aby extrúzny stroj spĺňal špecifické požiadavky procesu extrúzie, musí mať zodpovedajúce schopnosti, ktoré zahŕňajú predovšetkým aspekty ako je konštrukcia závitovky, regulácia teploty taveniny, konštrukcia formy na rúry, regulácia vákua, regulácia pomeru rýchlosti trakcie a automatické rezacie mechanizmy.

LINKA NA EXTRÚZIU RÚR S VEĽKÝM PRIEMEROM JWELL

Sekcia extrudéra

Na výrobu HDPE rúrok s veľkým priemerom spoločnosť JWELL Machinery používa vlastnú sériu hlavných extrudérov s pomerom dĺžky k priemeru (L/D) 40, spárovaných so špirálovým podávacím puzdrom. Táto konfigurácia zaisťuje vysoký výkon a zároveň zaručuje optimálnu plastifikáciu materiálu a nízke teploty taveniny. Pre špecifikácie rúrok s vonkajším priemerom (OD) 800 mm alebo väčším – a hrúbkou steny zodpovedajúcou SDR 11 alebo vyššou – je extrudér vybavený zadným chladičom taveniny. Toto zariadenie znižuje teplotu taveniny pred vstupom materiálu do matrice, čím sa čo najviac minimalizuje „priehyb taveniny“ a zároveň sa umožňuje skrátenie dĺžky vákuovej chladiacej nádrže; v konečnom dôsledku to zaisťuje výnimočnú rovnomernosť hrúbky steny rúrky.

Dizajn formy

Jednovrstvová alebo viacvrstvová matrica má špirálovú štruktúru, ktorá zahŕňa viacšpirálový rozdeľovač prúdenia, ako aj mechanizmy chladenia vzduchom a olejom, aby sa minimalizoval čas zotrvania materiálu vo vnútri matrice a ďalej sa stabilizovala teplota taveniny.

Kontrola vákua

Počas fázy vákuového chladenia a tvarovania pri výrobe rúr zabezpečuje implementácia plne automatizovaného systému riadenia s uzavretou slučkou s podtlakom rýchle tvarovanie rúr a poskytuje rýchlu dynamickú odozvu. Systém je navyše schopný detekovať úniky vákua v reálnom čase a automaticky ich kompenzovať, čím zvyšuje stabilitu procesu vákuového tvarovania. Automatickou reguláciou rýchlosti otáčania vákuového čerpadla systém nielen výrazne znižuje hladinu hluku vo vákuovej nádrži, ale dosahuje aj značné úspory energie, pričom miera úspory energie presahuje 50 %.

Stabilná trakcia

Systém využíva synchrónnu riadiacu schému „jeden k mnohým“ – kde jedna pohonná jednotka súčasne napája viacero synchrónnych servomotorov s permanentnými magnetmi – čo ponúka výhodu stabilného krútiaceho momentu pri nízkych frekvenciách. Okrem toho široký rozsah regulácie rýchlosti zaisťuje plynulejší výrobný proces a minimalizuje potenciálny odpad. Pokiaľ ide o trakčné koľajnice, na zabezpečenie tesného a presného uloženia medzi reťazami a vodiacimi koľajnicami sa používa samorozťahovací mechanizmus sledovania kontúr, ktorý zaisťuje tesné a presné uloženie medzi reťazami a vodiacimi koľajnicami, čím sa zaručuje presnosť trakčnej rýchlosti.

Automatizované rezanie

Je vybavený plne automatizovaným, bezprašným rezacím mechanizmom schopným rezať hrúbky až do 160 mm. Okrem toho je vybavený funkciou „automatického nastavenia priemeru jedným dotykom“, vďaka ktorej je bezprašné rezanie ultra hrubých rúr pozoruhodne jednoduché a intuitívne – čo umožňuje rýchle rezanie rúr s rôznymi špecifikáciami.

Celkovo možno povedať, že výber vhodných materiálov a zodpovedajúceho vybavenia, optimalizácia výrobných procesov a zvýšenie úrovne automatizácie a kontroly kvality môžu účinne zlepšiť kvalitu výroby a efektívnosť HDPE rúr s veľkým priemerom.