مناقشة فنية حول خط بثق الأنابيب PE-RT عالي السرعة

نينغبو فانجلي التكنولوجيا المحدودةهو أالشركة المصنعة للمعدات الميكانيكيةمع أكثر من 30 عامًا من الخبرةمعدات بثق الأنابيب البلاستيكية, حماية البيئة الجديدة ومعدات المواد الجديدة. منذ تأسيسها، تم تطوير Fangli بناءً على متطلبات المستخدم. من خلال التحسين المستمر والبحث والتطوير المستقل على التكنولوجيا الأساسية وهضم واستيعاب التكنولوجيا المتقدمة وغيرها من الوسائل، قمنا بتطويرهاخط بثق الأنابيب البلاستيكية, خط بثق الأنابيب PP-R, خط بثق أنابيب الغاز/إمدادات المياه PEوالذي أوصت به وزارة البناء الصينية لاستبدال المنتجات المستوردة. لقد حصلنا على لقب "العلامة التجارية من الدرجة الأولى في مقاطعة تشجيانغ".

I. نظرة عامة

يعتبر البولي إيثيلين ذو مقاومة درجات الحرارة المرتفعة (المختصر بـ PE-RT) نوعًا جديدًا من مواد الأنابيب البلاستيكية. نظرًا لقوتها الهيدروستاتيكية الفائقة طويلة المدى، ومقاومتها لدرجة الحرارة، ومرونة المعالجة، وعمر الخدمة الطويل، وقابلية الانصهار الحراري، وقابلية إعادة التدوير مقارنة بأنابيب PE التقليدية، أصبحت أنابيب PE-RT دعامة أساسية في بناء أنظمة الماء الساخن وأنظمة التدفئة الأرضية. وعلى وجه الخصوص، تتزايد باطراد حصتها في السوق في أنظمة أنابيب التدفئة الأرضية. لتلبية متطلبات النمو السريع للسوق، يعتمد المصنعون طرقًا لتعزيز إنتاجية العمل، أي عن طريق زيادة سرعة خط الإنتاج لمعدات البثق لزيادة الإنتاج لكل وحدة زمنية. تعمل خطوط الإنتاج عالية السرعة عادةً بسرعات تزيد عن ضعف الخطوط التقليدية (5-6 م/دقيقة). بالنسبة لمصنعي الأنابيب الأكبر حجمًا على وجه الخصوص، فإن تقليل عدد وحدات المعدات يسمح باستخدام أكثر كفاءة لمساحة المصنع ويقلل من تكاليف العمالة. كما تعمل وحدات المعدات الأقل على تسهيل التحكم في العملية، وهو أمر بالغ الأهمية لضمان جودة الأنابيب المتسقة والموحدة. علاوة على ذلك، تستهلك خطوط الإنتاج عالية السرعة طاقة فعلية أقل بكثير من الخطوط التقليدية عند سرعات التشغيل العالية، وبالتالي توفر كفاءة أكبر في استخدام الطاقة. إن مضاعفة الكفاءة لكل آلة فردية تمكن مصنعي الأنابيب من الاستجابة بمرونة لمتطلبات السوق المتغيرة باستمرار، وإكمال طلبات العملاء في أقصر وقت ممكن، وتقليل مخزون السلع تامة الصنع، وتسريع معدل دوران رأس المال. تناقش هذه الورقة كيفية تحقيق إنتاج عالي السرعة لأنابيب التدفئة الأرضية PE-RT من خلال التحكم الفني في العمليات، وبالتالي تحسين كفاءة الإنتاج لتلبية الطلب المتزايد في السوق.

ثانيا. التحكم في العمليات

تدفق العملية:

كريات المواد الخام → التجفيف →الطاردالتسخين ← القالب الخاص بأنبوب PE-RT ← تحجيم الفراغ ← التبريد والتشكيل ← طباعة الأنابيب ← السرعة العاليةوحدة السحب → القاطع بدون رقائق← وحدة الاستلام ← الفحص البصري وفحص الأبعاد ← التغليف البسيط ← اختبار الضغط ← التغليف عند التأهيل ← التخزين

تشمل المواد المستخدمة لأنابيب PE-RT DOWLEX 2344/2388E من شركة Dow Chemical (الولايات المتحدة الأمريكية)، وYUCLAIR DX800 وDX900 من شركة SK (كوريا الجنوبية)، وSP980 من LG Chem، وXP 9000 من Daelim Industrial إلخ. في البثق عالي السرعة، تختلف معلمات المعالجة بشكل كبير اعتمادًا على المواد الخام المستخدمة. ولذلك، فإن التحكم الصارم في جودة المواد الخام يعد أيضًا ضمانًا مهمًا لضمان الجودة وعمر الخدمة لأنابيب PE-RT المنتجة عالية السرعة.

بالنسبة للمواد الخام PE-RT، يتم تحقيق أعلى إنتاج ضمن نطاق درجة حرارة المعالجة من 180 إلى 210 درجة مئوية. في البثق عالي السرعة، إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا، فقد يحدث تلدين رديء، مما يؤدي إلى سطح أنبوب باهت وغير لامع أو كسر في الذوبان. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، يصبح الباريسون المبثوق ناعمًا جدًا، ويميل سطح الأنبوب إلى ظهور علامات تموج دقيقة. لذلك، ينبغي التحكم في تقلبات درجات الحرارة في حدود ±5 درجة مئوية تقريبًا. قد تؤدي الانحرافات الأكبر إلى حدوث اختلافات في سمك جدار الأنبوب وأدائه.

ثالثا.معدات بثق الأنابيب PE-RT

نظرًا لأنه يتم توفير أنابيب التدفئة الأرضية في ملفات (عادةً 200-300 متر لكل ملف)، فإن الانحرافات في الأجزاء الوسطى من الأنبوب لا يمكن اكتشافها بسهولة، مما قد يشكل مخاطر على الجودة. يتطلب إنتاج أنابيب PE-RT "تكرار" الخصائص الممتازة للمادة الخام على الأنبوب النهائي، مع تحقيق قذف مستمر وعالي السرعة لإنتاج منتجات عالية الجودة ذات عوائد اقتصادية مناسبة. وهذا يتطلب معدات متقدمة وأدوات تحكم عالية الدقة. ولذلك، فإن تصميم الطارد الرئيسي أمر بالغ الأهمية؛ وبخلاف ذلك، سيكون من الصعب تحقيق كل من الإنتاج والجودة. يستخدم خط الإنتاج عادةً آلة بثق لولبية Φ65، قادرة على تحقيق إنتاج يصل إلى 250 كجم/ساعة وسرعات إنتاج مستقرة تبلغ 15-25 م/دقيقة أو أكثر. يهدف التصميم أعلاه إلى التكامل الأمثل لكل عملية من المنظورين الفني والاقتصادي لتحقيق أفضل أداء وفعالية من حيث التكلفة. نظرًا لزوجة الذوبان العالية نسبيًا لـ PE-RT، فقد تم تصميم جهاز البثق بعزم دوران عالي، ومحامل دفع مستوردة، وتروس مصنوعة من سبائك خاصة مع معالجة حرارية متخصصة لتقليل الضوضاء وفقدان الحرارة. يتم التحكم في عمليات البثق من خلال أنظمة تحكم متقدمة لضمان بثق مستقر وآمن وعالي السرعة لـ PE-RT.

أثناء معالجة أنابيب PE-RT، إذا لم يتم التحكم في مراحل ذوبان الذوبان وتشكيل الباريسون والتبريد/التحجيم بشكل صحيح، فقد تنخفض الخواص الميكانيكية للأنبوب بسبب تدهور المواد أو اتجاه السلسلة الجزيئية أو التبلور أثناء التبريد. تعتبر تلدين المواد الخام وتبريد/تحجيم الباريسون من العوامل الرئيسية في التحكم في جودة البثق. بالنسبة لمعدات البثق، ينبغي استيفاء النقاط التالية:

1.  اعتماد درجات حرارة ذوبان منخفضة لتقليل تدهور المواد أثناء الذوبان والتلدين.

2.  ضمان خصائص ذوبان ممتازة وموحدة، مما يمنع الاتجاه الطولي لسلاسل البوليمر الجزيئية أثناء تكوين الباريسون.

3.  تحقيق تبريد موحد لتقليل الضغوط الداخلية في الأنبوب.

رابعا. تصميم المسمار والبرميل

بناءً على خصائص المواد الخام PE-RT، فإن اللولب يتطلب نسبة طول إلى قطر كبيرة نسبيًا (L/D)، مصممة عادةً بنسبة 33:1. يعتمد هيكل اللولب تصميمًا لولبيًا للخلط على مرحلتين، مع عناصر خلط مدمجة في كل من الوسط وفي الطرف الأمامي للمسمار لتجنب القص المفرط للمادة. يستخدم قسم التغذية للبرميل هيكل جلبة مستقل مع دوران وسط تبريد وحز محوري داخلي. تساعد هذه التصميمات الهيكلية على تحسين كفاءة النقل لقسم التغذية. المواد اللولبية والبراميل مصنوعة من سبائك عالية الجودة مع معالجات سطحية متخصصة. يجب أن يتم تصنيع البرميل والمسمار بدقة عالية جدًا. إذا كانت الدقة غير كافية، استنادًا إلى مبدأ تكافؤ درجة الحرارة الزمنية، فإن أي مادة راكدة ملتصقة بالأسطح غير الملساء ستتعرض بشكل فعال لدرجات حرارة عالية لفترة طويلة بمرور الوقت، مما قد يؤدي إلى تحلل أو منتجات التحلل. قد يؤدي الإنتاج المستمر على مدى فترات طويلة إلى ظهور بقع سوداء متقطعة على سطح الأنبوب، مما يؤثر سلبًا على جودة المنتج.

V. تصميم رأس القالب الخاص بـ PE-RT

تواجه رؤوس قوالب بثق الأنابيب التقليدية، مثل القوالب من النوع العنكبوتي (المدعومة بالشياق)، صعوبة في ضمان إنتاج أنابيب PE-RT بسبب عيوب خط اللحام في تدفق الذوبان. في الوقت الحالي، يتم استخدام رؤوس القالب الحلزونية في الغالب محليًا ودوليًا، مع نسبة سحب تتراوح عادة بين 1.3 و1.6. تؤثر نعومة حافة القالب وسطح الشياق بشكل مباشر على مظهر سطح الأنبوب. يمكن أن تؤدي مشكلات مثل عدم استقرار الإنتاج والجودة إلى حدوث خدوش أو تشققات زائفة ناجمة عن تبريد الماء أو تراكم الذوبان على سطح الأنبوب. في ظل ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي لفترة طويلة، يمكن أن تصبح عيوب السطح هذه نقاط بدء لفشل الانفجار، وبالتالي تقصير عمر خدمة المنتج.

من الناحية العملية، تم تطوير تصميم رأس القالب الأكثر ملاءمة لبثق PE-RT، ويشار إليه برأس القالب الخاص بـ PE-RT. عندما يدخل تدفق الذوبان من الطارد إلى رأس القالب، فإنه يمر أولاً عبر مقسم تدفق على شكل نجمة، وينقسم إلى تيارات متعددة، والتي تتحد بعد ذلك وتمر عبر موزع حلزوني لتشكل تدفق ذوبان أنبوبي حلقي. يمر هذا التدفق بعد ذلك من خلال جهاز ترشيح حلقي، ويخضع لضغط تدريجي بعد إعادة التركيب، ويدخل أخيرًا قناة التشكيل المكونة من الشياق وشفة القالب ليتم بثقها كباريسون. من خلال خطوات الانقسام وإعادة التركيب المتعددة، يحقق المصهور درجة عالية من التلدين المتجانس. لقد أثبتت الخبرة العملية أن رأس القالب هذا يتيح عملية البثق "بدرجة حرارة منخفضة وضغط منخفض" التي يتم الترويج لها لـ PE-RT بواسطة خطوط الإنتاج الدولية المتقدمة، كما يمنع تصميمه بطبيعته تدهور المواد بسبب القص المفرط، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للإنتاج عالي السرعة.

سادسا. نظام تحجيم وتبريد عالي الكفاءة

التكوين الأساسي لـ أخط إنتاج الأنابيب PE-RTيشبه خطوط أنابيب البولي أوليفين العامة، مع وجود اختلاف أساسي في هيكل قسم التبريد والتحجيم.

نظرًا لللزوجة العالية لمصهور PE-RT، يتم عادةً تثبيت حلقة التبريد المسبق قبل غلاف التحجيم لتسهيل الدخول السلس للباريسون. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن PE-RT يحتوي على محتوى حراري مرتفع، يمكن استخدام وحدة تبريد وتحجيم مدمجة من نوع الأكمام ونوع القرص لتسريع عملية التبريد. يعد الهيكل ودقة التصنيع وطريقة التبريد لغطاء التحجيم أمرًا بالغ الأهمية لجودة معالجة أنابيب PE-RT. إن غلاف تحجيم حلقة الماء من النوع القرصي (حيث يدور ماء التبريد حول غلاف التحجيم دون الاتصال مباشرة بالأنبوب) يتيح الإنتاج السريع لأنابيب رقيقة الجدران (ماء بارد) على المدى القصير. ومع ذلك، نظرًا لأن المادة تدخل غلاف التحجيم عند درجة حرارة عالية نسبيًا ولزوجة عالية، فإن الاستخدام المطول لجلبة التحجيم التقليدية من نوع فيلم الماء قد يؤدي إلى خشونة تدريجية للسطح الخارجي للأنبوب أو حتى كسر الأنبوب. لذلك، بالنسبة لإنتاج أنابيب PE-RT، يوصى باستخدام غلاف تحجيم من نوع قرص ستارة الماء. يوفر هذا التصميم تبريدًا مسبقًا للأنبوب قبل دخوله إلى غلاف التحجيم ويمنع أيضًا التصاق المواد وانسدادها عند مدخل جلبة التحجيم. نظرًا للمحتوى الحراري العالي نسبيًا لمادة PE-RT، خاصة أثناء إنتاج الأنابيب عالية السرعة، يلزم طول تبريد إجمالي أطول لتلبية سرعات البثق الأعلى. عادة، إجمالي طول التبريد لخط الإنتاج يتجاوز 23 مترًا، ويتكون من خزان واحد للتفريغ وحوضين لمياه التبريد. تم تصميم تكوين طول التبريد هذا لتوفير قدرة تبريد كافية لإنتاج أنابيب مقاس 20 × 2.0 مم بسرعات خطية تتجاوز 15 م/دقيقة.

سابعا. خاتمة

لضمان كل من الإنتاج والجودة في إنتاج أنابيب PE-RT عالية السرعة، من الضروري استخدام معدات وأدوات متقدمة وعالية الدقة، واعتماد أساليب تحجيم عقلانية ومناسبة وضوابط عملية سليمة، وفرض إجراءات صارمة لمراقبة الجودة جنبًا إلى جنب مع مواد خام عالية الجودة. ومن خلال تحسين إنتاجية العمل، يمكن للمصنعين تحقيق تكاليف معالجة أقل وإنتاجية أعلى، وبالتالي تقديم منتجات بأسعار أكثر تنافسية لتلبية طلب السوق المتزايد باستمرار.

إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات،نينغبو فانجلي التكنولوجيا المحدودةترحب بكم للاتصال للحصول على استفسار مفصل، وسوف نقدم لك التوجيه الفني المهني أو اقتراحات شراء المعدات.