Nové pokroky v technologii tváření pro extruzi HDPE trubek o velkém průměru

V posledních letech se PE potrubí, poháněné robustním rozvojem a rozsáhlou expanzí domácího průmyslu PE – a s využitím inherentních výhod, jako je neznečišťování životního prostředí, dlouhá životnost a vynikající fyzikální vlastnosti, vynikající odolnost proti korozi a stárnutí, dobrá odolnost proti chladu, odolnost proti oděru a vysoká rázová houževnatost – stalo preferovanou volbou pro potrubí velkého průměru v sektoru zásobování vodou a odvodnění měst. Tento úspěch se připisuje nízké hmotnosti, snadné instalaci, vynikajícím metodám spojování, vynikajícím průtokovým vlastnostem a nákladové efektivitě, což představuje velmi slibný výhled do budoucího růstu. V současné době je trh s PE potrubím ovládán především produkty z HDPE, což je kategorie, která zahrnuje plnostěnné trubky pro zásobování vodou a odvodnění, jednostěnné a dvoustěnné vlnité trubky, vlnité trubky vyztužené ocelí, plynovody, trubky pro dopravu minerálních kalů, písku a kalu, zemědělské zavlažovací trubky a různé další kompozitní, modifikované a zesítěné potrubní systémy.

Klasifikace surovin pro PE potrubí

V první řadě je klíčový výběr HDPE materiálu; různé druhy HDPE mají odlišné výkonnostní vlastnosti a musí být prověřovány na základě skutečných výrobních požadavků. Například při výrobě PE trubek o velkém průměru je preferovanou třídou HDPE PE100. Tento materiál vykazuje vynikající odolnost vůči tlaku, nárazu a korozi a zároveň splňuje přísné požadavky na pevnost, které jsou pro potrubí o velkém průměru vlastní.

Pro výrobu silnostěnných trubek je však vhodné volit jakosti s vlastnostmi „prohýbání“. Během výrobního procesu silnostěnných trubek – vzhledem ke značné tloušťce materiálu – existuje sklon k „prohýbání taveniny“. HDPE materiály s vlastnostmi proti prohýbání si udržují vynikající stabilitu při zvýšených teplotách, čímž zaručují kvalitu a strukturální integritu hotových trubek.

Kromě dvou výše uvedených scénářů je třeba zvážit několik dalších faktorů. Například potrubí určené pro dlouhodobé vystavení venkovnímu prostředí by mělo být vyrobeno z HDPE jakostí, které vykazují vynikající odolnost vůči povětrnostním vlivům; naopak potrubí určené pro dopravu korozivních médií vyžadují HDPE jakosti charakterizované výjimečnou odolností proti korozi.

Při výběru HDPE materiálů je proto nezbytné určit nejvhodnější druh na základě specifických výrobních požadavků, čímž se zajistí, že vyrobené trubky budou schopny splňovat provozní požadavky v širokém spektru složitých prostředí. Během samotného výrobního procesu je navíc nutné věnovat velkou pozornost zpracovatelským technikám a opatřením kontroly kvality, aby se zaručil stabilní a spolehlivý výkon výsledných trubek.

Aby extruzní stroj splňoval specifické požadavky procesu extruze, musí mít odpovídající schopnosti, které zahrnují především aspekty, jako je konstrukce šneku, regulace teploty taveniny, konstrukce formy na potrubí, regulace vakua, regulace poměru rychlosti tahu a automatické řezací mechanismy.

LINKA NA VYTLÁČENÍ TRUBEK O VELKÉM PRŮMĚRU JWELL

Sekce extruderu

Pro výrobu HDPE trubek o velkém průměru používá společnost JWELL Machinery vlastní řadu hlavních extruderů s poměrem délky k průměru (L/D) 40, spárovaných se spirálovým podávacím pouzdrem. Tato konfigurace zajišťuje vysoký výkon a zároveň optimální plastifikaci materiálu a nízké teploty taveniny. Pro specifikace trubek s vnějším průměrem (OD) 800 mm nebo větším – a tloušťkou stěny odpovídající SDR 11 nebo vyšší – je extruder vybaven zadním chladičem taveniny. Toto zařízení snižuje teplotu taveniny před vstupem materiálu do matrice, čímž se maximálně minimalizuje „prověšení taveniny“ a zároveň se umožňuje zkrácení délky vakuové chladicí nádrže; v konečném důsledku to zajišťuje výjimečnou rovnoměrnost tloušťky stěny trubky.

Návrh formy

Jednovrstvá nebo vícevrstvá forma se vyznačuje spirálovou strukturou, která zahrnuje vícespirálový rozdělovač proudění a také mechanismy chlazení vzduchem a olejem, které minimalizují dobu zdržení materiálu ve formě a dále stabilizují teplotu taveniny.

Ovládání vakua

Během fáze vakuového chlazení a tvarování trubek ve výrobě zajišťuje implementace plně automatizovaného systému řízení s uzavřenou smyčkou s podtlakem rychlé tvarování trubek a poskytuje rychlou dynamickou odezvu. Systém je navíc schopen detekovat vakuové úniky v reálném čase a automaticky je kompenzovat, čímž zvyšuje stabilitu procesu vakuového tvarování. Automatickou regulací otáček vakuového čerpadla systém nejen výrazně snižuje hladinu hluku ve vakuové nádrži, ale také dosahuje značných úspor energie, přičemž míra úspory energie přesahuje 50 %.

Stabilní trakce

Systém využívá synchronní řídicí schéma „jeden k mnoha“ – kde jedna pohonná jednotka současně pohání několik synchronních servomotorů s permanentními magnety – což nabízí výhodu stabilního točivého momentu při nízkých frekvencích. Široký rozsah regulace otáček navíc zajišťuje plynulejší výrobní proces a minimalizuje potenciální plýtvání výrobkem. Pokud jde o trakční kolejnice, je použit samoroztahovací mechanismus kopírující obrys, který zajišťuje těsné a přesné uložení mezi řetězy a vodicími lištami, a tím zaručuje přesnost trakční rychlosti.

Automatické řezání

Je vybaven plně automatizovaným, bezprašným řezacím mechanismem schopným řezat trubky o tloušťce až 160 mm. Navíc je vybaven funkcí „automatického nastavení průměru jedním dotykem“, díky čemuž je bezprašné řezání ultratlustých trubek pozoruhodně jednoduché a intuitivní – což umožňuje rychlé řezání trubek s různými specifikacemi.

Celkově lze říci, že výběr vhodných materiálů a odpovídajícího vybavení, optimalizace výrobních procesů a zvýšení úrovně automatizace a kontroly kvality mohou účinně zlepšit kvalitu výroby a efektivitu HDPE trubek velkého průměru.