پیشرفت‌های جدید در فناوری پردازش شکل‌دهی اکستروژن لوله‌های HDPE با قطر بزرگ

در سال‌های اخیر، به دلیل توسعه قوی و گسترش گسترده صنعت داخلی پلی‌اتیلن - و با بهره‌گیری از مزایای ذاتی مانند عدم آلایندگی، دوام طولانی و داشتن خواص فیزیکی برتر، مقاومت عالی در برابر خوردگی و فرسودگی، مقاومت خوب در برابر سرما، مقاومت در برابر سایش و استحکام ضربه بالا - لوله‌های پلی‌اتیلن به عنوان انتخاب برتر برای خطوط لوله با قطر بزرگ در بخش آبرسانی و زهکشی شهری ظهور کرده‌اند. این موفقیت به وزن سبک، سهولت نصب، روش‌های اتصال برتر، ویژگی‌های جریان عالی و مقرون به صرفه بودن آن نسبت داده می‌شود که چشم‌انداز بسیار امیدوارکننده‌ای را برای رشد آینده ارائه می‌دهد. در حال حاضر، بازار لوله‌های پلی‌اتیلن عمدتاً تحت سلطه محصولات HDPE است، دسته‌ای که شامل لوله‌های تک جداره برای آبرسانی و زهکشی، لوله‌های موجدار تک و دو جداره، لوله‌های موجدار تقویت شده با فولاد، خطوط لوله گاز، لوله‌های انتقال دوغاب معدنی، شن و ماسه و گل و لای، لوله‌های آبیاری قطره‌ای کشاورزی و سایر سیستم‌های لوله کامپوزیتی، اصلاح‌شده و متقاطع می‌شود.

طبقه‌بندی مواد اولیه لوله پلی‌اتیلن

اول و مهمتر از همه، انتخاب ماده HDPE بسیار مهم است؛ گریدهای مختلف HDPE دارای ویژگی‌های عملکردی متمایزی هستند و باید بر اساس الزامات واقعی تولید غربالگری شوند. به عنوان مثال، هنگام تولید لوله‌های PE با قطر بزرگ، گرید HDPE ترجیحی PE100 است. این ماده مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر فشار، ضربه و خوردگی نشان می‌دهد، در حالی که همزمان الزامات استحکام دقیق ذاتی لوله‌های با قطر بزرگ را برآورده می‌کند.

با این حال، برای تولید لوله‌های دیواره ضخیم، توصیه می‌شود گریدهایی را انتخاب کنید که دارای خواص "ضد افتادگی" باشند. در طول فرآیند تولید لوله‌های دیواره ضخیم - به دلیل ضخامت قابل توجه مواد - تمایل به "افت مذاب" وجود دارد. مواد HDPE که دارای قابلیت‌های ضد افتادگی هستند، پایداری برتر را در دماهای بالا حفظ می‌کنند و در نتیجه کیفیت و یکپارچگی ساختاری لوله‌های نهایی را تضمین می‌کنند.

فراتر از دو سناریوی ذکر شده در بالا، چندین عامل دیگر نیز باید در نظر گرفته شوند. به عنوان مثال، لوله‌هایی که برای قرار گرفتن طولانی مدت در معرض محیط‌های بیرونی در نظر گرفته می‌شوند، باید با استفاده از گریدهای HDPE که مقاومت آب و هوایی بالایی را نشان می‌دهند، تولید شوند؛ برعکس، لوله‌هایی که برای انتقال مواد خورنده طراحی شده‌اند، به گریدهای HDPE با مقاومت خوردگی استثنایی نیاز دارند.

در نتیجه، هنگام انتخاب مواد HDPE، شناسایی مناسب‌ترین گرید بر اساس نیازهای خاص تولید ضروری است و بدین ترتیب اطمینان حاصل می‌شود که لوله‌های تولید شده قادر به برآورده کردن نیازهای عملیاتی در طیف وسیعی از محیط‌های پیچیده هستند. علاوه بر این، در طول فرآیند تولید، باید توجه دقیقی به تکنیک‌های پردازش و اقدامات کنترل کیفیت مبذول شود تا تضمین شود که لوله‌های حاصل عملکرد پایدار و قابل اعتمادی از خود نشان می‌دهند.

برای برآورده کردن الزامات خاص فرآیند اکستروژن، دستگاه اکستروژن باید قابلیت‌های مربوطه را داشته باشد، که در درجه اول شامل جنبه‌هایی مانند طراحی مارپیچ، کنترل دمای مذاب، طراحی قالب لوله، کنترل خلاء، کنترل نسبت سرعت کشش و مکانیسم‌های برش خودکار می‌شود.

خط اکستروژن لوله با قطر بزرگ JWELL

بخش اکسترودر

برای تولید لوله‌های HDPE با قطر بزرگ، شرکت ماشین‌سازی JWELL از یک سری اکسترودر اصلی اختصاصی با نسبت طول به قطر (L/D) 40 به همراه یک بوش تغذیه مارپیچی استفاده می‌کند. این پیکربندی، نرخ خروجی بالا را تضمین می‌کند و همزمان نرم‌سازی بهینه مواد و دمای ذوب پایین را تضمین می‌کند. برای مشخصات لوله با قطر خارجی (OD) 800 میلی‌متر یا بیشتر - و ضخامت دیواره مربوط به SDR 11 یا بالاتر - اکسترودر به یک خنک‌کننده مذاب در عقب مجهز شده است. این دستگاه دمای مذاب را قبل از ورود مواد به قالب کاهش می‌دهد و در نتیجه "افت مذاب" را تا حد امکان به حداقل می‌رساند و همزمان امکان کاهش طول مخزن خنک‌کننده خلاء را فراهم می‌کند. در نهایت، این امر یکنواختی استثنایی در ضخامت دیواره لوله را تضمین می‌کند.

طراحی قالب

قالب تک لایه یا چند لایه دارای ساختار مارپیچی است که شامل طراحی توزیع کننده جریان چند مارپیچی و همچنین مکانیسم‌های خنک کننده هوا و روغن برای به حداقل رساندن زمان اقامت مواد در قالب و تثبیت بیشتر دمای مذاب است.

کنترل خلاء

در طول مرحله خنک‌سازی و شکل‌دهی خلاء تولید لوله، پیاده‌سازی یک سیستم کنترل حلقه بسته کاملاً خودکار با فشار منفی، تشکیل سریع لوله را تضمین کرده و پاسخ دینامیکی سریعی را فراهم می‌کند. علاوه بر این، این سیستم قادر به تشخیص نشتی خلاء در زمان واقعی و جبران خودکار آنها است و در نتیجه پایداری فرآیند اندازه‌گذاری خلاء را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، با تنظیم خودکار سرعت چرخش پمپ خلاء، این سیستم نه تنها سطح سر و صدا را در مخزن خلاء به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد، بلکه با نرخ صرفه‌جویی در انرژی بیش از 50٪، به صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف انرژی نیز دست می‌یابد.

کشش پایدار

این سیستم از یک طرح کنترل همزمان "یک به چند" استفاده می‌کند - که در آن یک واحد محرک به طور همزمان چندین سروو موتور همزمان آهنربای دائم را تغذیه می‌کند - که مزیت خروجی گشتاور پایدار را در فرکانس‌های پایین ارائه می‌دهد. علاوه بر این، محدوده تنظیم سرعت گسترده آن، فرآیند تولید روان‌تر را تضمین می‌کند و ضایعات احتمالی محصول را به حداقل می‌رساند. در مورد مسیرهای کشش، از یک مکانیسم خود-گسترش‌دهنده کانتور-دنبال‌کننده برای اطمینان از تناسب دقیق و محکم بین زنجیرها و ریل‌های راهنما استفاده می‌شود و در نتیجه دقت سرعت کشش را تضمین می‌کند.

برش خودکار

این دستگاه دارای یک مکانیزم برش کاملاً خودکار و بدون گرد و غبار است که قادر به برش ضخامت تا ۱۶۰ میلی‌متر می‌باشد. علاوه بر این، به عملکرد "تنظیم خودکار قطر با یک لمس" مجهز شده است که برش بدون گرد و غبار لوله‌های بسیار ضخیم را به طرز چشمگیری ساده و شهودی می‌کند - و برش سریع لوله‌ها با مشخصات مختلف را امکان‌پذیر می‌سازد.

به طور کلی، انتخاب مواد مناسب و تجهیزات منطبق، بهینه‌سازی فرآیندهای تولید و افزایش سطح اتوماسیون و کنترل کیفیت می‌تواند به طور مؤثر کیفیت تولید و کارایی لوله‌های HDPE با قطر بزرگ را بهبود بخشد.