معدات إنتاج أنابيب المياه HDPE المدفونة ذات القطر الكبير هي فئة من خطوط الطحن التي تم بناؤها لتصنيع أنابيب الضغط من البولي إيثيلين قطرها 315 مم حتى 1200 مم، وفي تكوينات متخصصة تصل إلى 1600 مم، لمشاريع تجديد شبكات مياه الصنبور في المدن. وتختلف هذه الخطوط بشكل أساسي عن خطوط الأنابيب ذات القطر الصغير التي تهيمن على سوق خدمات المباني. بمجرد تجاوز القطر الخارجي حوالي 400 مم وتجاوز سمك الجدار 30 مم، تتغير الفيزياء الحاكمة: يصبح انحدار السائل الساخن الساقي défautًا في سمك الجدار، وتصبح وقت التبريد بدلاً من إنتاج الطارد عائقًا في الإنتاج، وتصبح التصميم الميكانيكي لجهاز النقل والمقص ومعدات المعالجة مدفوعًا بكتلة الأنبوب بدلاً من سرعة الخط. يحتاج أي مقاول أو مصنع أنابيب للمياه يخطط للخدمة في برنامج تجديد الشبكة إلى فهم تلك الاختلافات قبل تحديد المعدات.
نظام التشغيل التجاري بسيط وعالمي. تم وضع جزء كبير من شبكات التوزيع الحضرية في العالم بين الخمسينات و التسعينات من القرن الماضي من الحديد الرمادي، والحديد الدكتالي غير المبطن، والأسمنت الأسبستوسي، أو الصلب ذو الجدران الرقيقة. وتعاني هذه الأنظمة الآن من التآكل المتقطع، وتسرب المفاصل، والتورم الذي يقلل من القدرة الهيدروليكية، والفشل الهش تحت حركة الأرض. وتختار المرافق العامة بشكل كبير استبدالها بالبولي إيثيلين PE100 أو PE100-RC، لأن الصمام المتكامل يحل محل مسار التسرب الذي تخلقه المفاصل الميكانيكية، لأن المادة لا تتآكل في التربة القاسية، ولأن الأنبوب المرن يتحمل التقلبات في asent واهتزاز الأرض التي من شأنها أن تكسير الأنبوب الصلب.
هذا الدليل مخصص لفريق الهندسة والمشتريات الذي يجب عليه تحويل طلب السوق إلى مصنع إنتاجي يعمل. ويغطي نطاق هندسة الأنابيب (ال径، SDR، فئة الضغط)، ومواصفات المواد الخاصة بـ PE100 و PE100-RC، وصف محطة بعد محطة للخط الانضغاط مع نطاقات المعلمات الواقعية، ومشكلات العملية الخاصة بإنتاج الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة، وطرق الربط في الخط السفلي وتثبيت الأنابيب دون حفر والتي يجب أن تكون الأنابيب متوافقة معها، وبروتوكول تفتيش الجودة، وتخطيط المصنع وتوظيف الموظفين. تقوم شركة Faygo، وهي مصنع تابع لشركة Wanplas ولديها 22 عامًا من الخبرة المتخصصة في ضغط الأنابيب والمقاطع، ببناء هذه الخطوط كحزم جاهزة للتسليم، وتتمثل نطاقات المعلمات المذكورة هنا في التكوينات التي يتم تشغيلها بشكل روتيني في الميدان.
لماذا ينتقل تجديد مياه الصنبور البلدية إلى أنابيب HDPE المدفونة ذات القطر الكبير
تجدر الإشارة إلى أن تجديد شبكة مياه الشرب المحلية تفضل استخدام أنابيب الضغط المصنوعة من البولي إيثيلين المدمج، وذلك بسبب وجود وصلة متصالبة، ومقاومة التآكل، وتحمل التمدد في البولي إيثيلين، والتي تعمل مجتمعة على مكافحة ثلاثة من أنماط الفشل التي تهيمن على شبكات المعدنية القديمة: تسرب الوصلات، والتآكل الداخلي والخارجي، والتحطم الهش تحت حركة الأرض. بالنسبة للمؤسسة التي تقيس المياه غير المثمرة، فإن الوصلة هي الحجة الحاسمة. إن الوصلة المتصالبة أو الكهربائية في البولي إيثيلين عبارة عن اتصال متجانس، يحمل الحمل النهائي، بدون غشاء، ولا مسامير، ولا فجوة أنبوبية، لذلك فإن الأنبوب الرئيسي المصنوع من البولي إيثيلين الذي يتم تصليحه بشكل صحيح يتصرف هيدروليا كسلسلة من الأنابيب المتصلة بدلاً من سلسلة من المقاطع المغلقة.
الحجة الثانية هي المتانة الهيدروليكية. تفقد الماسورة الحديدية والصلب مساحة الحفر على مدى عقود من خلال التبروز والمكعبات، وينخفض مؤشر حازن-ويليامز C بشكل ثابت. تتميز البولي إيثيلين بحفرية ناعمة للغاية لا تتبرز، لذلك يظل معامل الاحتكاك ثابتًا تقريبًا خلال عمر التصميم. في الواقع، هذا يعني أنه يمكن في كثير من الأحيان تحديد أنبوب HDPE بحجم nominal واحد أقل من الأنبوب المعدني الذي يحل محله بينما يوفر نفس تدفق نهاية الحياة، مما يعوض جزئيًا سمك الجدار الذي يتطلبه تصنيف الضغط.
الحجة الثالثة هي إمكانية التشييد. يصل الأنبوب البلاستيكي عالي الكثافة ذات القطر الكبير في أطوال مستقيمة يبلغ طولها 6 أمتار أو 11.8 متر أو 12 متر، ويتم لحمه فوق الأرض في سلاسل طويلة، ويمكن بعد ذلك سحبها إلى مكانها بواسطة الحفر الاتجاهي الأفقي أو تفجير الأنابيب أو التبطين دون فتح خندق مستمر. وفي الممرات الحضرية المزدحمة حيث يهيمن على تكلفة المشروع تعطيل حركة المرور وازدحام المرافق وإعادة تبطين الأسطح، فإن التثبيت بدون حفر لأنبوب من البولي إيثيلين الملتحوم هو في كثير من الأحيان الطريق الترميمي الوحيد الذي يمكن أن يكون اقتصاديًا. وهذا السبب الوحيد الذي يجعل الطلب على أنابيب البولي إيثيلين ذات القطر 630 مم إلى 1200 مم من نوع PE100 ينمو بشكل أسرع من الطلب على الأنابيب ذات القطر الصغير في معظم أسواق المياه المتقدمة.
مقارنة المواد الخاصة بمجاري المياه البلدية المدفونة
| المعيار | HDPE (PE100 / PE100-RC) | الحديد الدكتايل | PVC-U | الفولاذ الملحوم |
|---|---|---|---|---|
| المرونة / نصف قطر الانحناء | مرتفع للغاية؛ نصف قطر الانحناء البارد عادة ما يكون من 25 إلى 40 ضعف OD | صلب؛ تغيير الاتجاه فقط عند التجهيزات والمفاصل | منخفض؛ هش فوق انحناء معتدل | صلب؛ يتطلب انحناءات مصنوعة |
| مقاومة التآكل | مقاوم للتآكل الكهربائي والجافزي في التربة | يتطلب طلاء من الأسمنت بالإضافة إلى الطلاء الخارجي وأحيانًا الحماية الكاثودية | محصن، لكنه حساس للأرض الملوثة بالهيدروكربونات | يتطلب التغطية والتغليف والحماية الكاثودية |
| التسامح الزلزالي والتسوية | ممتاز؛ قدرة التحميل تتجاوز بكثير التحميل الأرضي المعتاد | متوسط؛ تكون الفشل الشائع هو سحب المفصل | ضعيف؛ خطر الكسر الهش | جيد إذا كان مصبوب بالكامل، ضعيف إذا كان موصولًا ميكانيكيًا |
| مبدأ إغلاق الصمام | متكامل، تحمل الحمل النهائي، خالي من التسرب من حيث التصميم. | طوق مانع التمدد؛ يتطلب وجود جهاز تثبيت للضغط | طوق مانع متين أو مastic سائل. | لحام الموقع؛ تعتمد الجودة على مهارة اللحام والطقس |
| سرعة التثبيت في الممرات الحضرية. | سريع للغاية؛ سلاسل متصلة طويلة، متوافق مع الخنادق المفتوحة | متوسط؛ حفر مفتوح، رفع ثقيل لكل طول. | سريع للأنابيب ذات البُرض الصغيرة، محدود فوق Ø630 مم | بطيئة؛ لحام وتغطية كل وصلة |
| معالجة الكتلة لكل متر | منخفض؛ ما يقرب من السابعة من الحديد الدكتالي عند البئر المتساوي. | مرتفع؛ يحتاج إلى مصنع رفع ثقيل. | منخفض الطاقة، انخفاض استهلاك قطع الغيار | عالية المستوى |
| مستوى التكلفة المثبت نسبيًا. | متوسط، يتجه إلى المنخفض حيث يتم استخدام طريقة غير الحفر. | عالية المستوى | منخفض إلى متوسط | درجة عالية جدًا |
يشرح المقارنة نمط المشتريات الذي يظهر في برامج التجديد: يحتفظ الحديد الدكتالي بدور في شبكات المياه الرئيسية ذات الضغط العالي للغاية وفي الحالات التي تتطلب قدرة تحميل خارجية قصوى، ويحتفظ PVC-U بمكانة قوية في التوزيع الصغير والمتوسط، وي留ز الصلب الملحوم للتبادلات الخاصة. وقد تحرك نطاق التوزيع والخطوط الفرعية Ø315 مم إلى Ø1200 مم، وهو بالضبط النطاق الذي تلمس برامج التجديده أكثر من أي وقت مضى، إلى جانب PE100 بشكل حاسم. هذا هو النطاق الذي يجب أن تصنع فيه معدات الإنتاج.
خريطة نطاق القطر، سلسلة SDR ودرجة الضغط
القرار الأكثر أهمية في تحديد قطر خط HDPE الكبير هو قطر النافذة التي يجب أن تغطيها الخط، لأن هذه النافذة تحدد حجم الطارد، وتصميم رأس القالب، وطول الخزان، وقوة سحب المواد، وقدرة القاطع في وقت واحد. SDR، وهو نسبة القياس القياسية، هي القطر الخارجي مقسومة بالحد الأدنى من سمك الجدار. بالنسبة للضغط التصميمي للمادة، فإن SDR وحده يحدد فئة الضغط، لذلك يمكن إنتاج نفس القطر nominal في أربعة أو أكثر من سمك الجدار اعتمادًا على الضغط الذي يحتاجه الشبكة.
مع PE100 عند ضغط تصميم قدره 8.0 MPa، يكون التحويل ثابتًا ومعروفًا جيدًا. يعطي SDR11 PN16، وSDR13.6 PN12.5، وSDR17 PN10، وSDR26 PN6. تتطلب تجديدات توزيع البلديات عادةً PN10 أو PN12.5 في الجذع والفرع، وPN16 حيث تخلق التضاريس رأسًا ثابتًا مرتفعًا، وPN6 فقط في نقل الضغط الجاذبية أو المنخفض. ستكون خط الإنتاج المحدد بشكل أساسي لـ PN10 غير مجهز في المرة الأولى التي يطلب فيها العميل PN16 في نفس القطر، لأن سمك الجدار يقفز بنسبة تقارب 55% وارتفع معها طلب التبريد.
القطر، SDR وخريطة تكوين الخط
| OD الاسمي | جدار SDR17 (PN10). | جدار SDR11 (PN16). | جهاز الطهي الموصى به | سرعة الخط المعتادة |
|---|---|---|---|---|
| Ø315 مم | 18.7 مم | 28.6 مم | آلة بثق ذات أسطوانة واحدة Ø90 مم | من 1.6 إلى 3.5 م / دقيقة |
| Ø450 مم | 26.7 مم | 40.9 مم | آلة بثق ذات أسطوانة واحدة Ø90 إلى Ø120 مم | 1.0 إلى 2.2 م/دقيقة |
| Ø630 مم | 37.4 مم | 57.2 مم | Ø120 مم آلة بثق ذات أسطوانة واحدة | من 0.6 إلى 1.3 م / دقيقة |
| Ø800 مم | 47.4 مم | 72.7 مم | Ø120 إلى Ø150 مم آلة بثق ذات أسطوانة واحدة | 0.45 إلى 0.9 م/دقيقة |
| Ø1000 مم | 59.3 مم | 90.9 مم | Ø150 مم آلة بثق ذات أسطوانة واحدة | 0.35 إلى 0.7 م/دقيقة |
| Ø1200 مم | 71.1 مم | 109.1 مم | Ø150 مم، جهاز طرد ذات سcrew واحد، علبة تروس ذات عزم دوران كبير. | 0.30 إلى 0.55 م/دقيقة |
| Ø1600 مم (موسّع) | 94.1 مم | لا يتم إنتاجه بشكل شائع. | Ø150 مم بالإضافة إلى جهاز تعريشة مشترك، قالب سلة خاص | 0.20 إلى 0.35 م/دقيقة |
ينبع من هذه الجدولانقانبان عمليتان. أولًا، لا يمكن أن تغطي خط واحد اقتصاديًا النطاق الكامل من Ø315 إلى Ø1200 مم. ومن المعقول أن يكون هناك خط واحد يغطي Ø315 إلى Ø800 مم على جهاز بث Ø120 مم وخط ثان يغطي Ø630 إلى Ø1200 مم على جهاز بث Ø150 مم، مع وجود تداخل يوفر مرونة في التخطيط. ثانيًا، يتم قياس سرعة الخط في الجزء العلوي من النطاق بعشرات السنتيمترات في الدقيقة، لذلك يمثل كل دقيقة من التوقف غير المخطط كمية كبيرة من الخردة من حيث المात्रा حتى لو بدت الأمتار المفقودة صغيرة.
قيم سمك الجدار أعلاه هي القيم الدنيا؛ يجب أن تستهدف الإنتاج دائمًا نطاق التسامح الإيجابي بحيث لا تقع أي نقطة على محيطها تحت الحد الأدنى. الممارسة المعيارية هي تشغيل سمك جدار متوسط يبلغ حوالي 4 إلى 8 في المائة فوق الحد الأدنى للأنبوب تحت Ø630 مم وحوالي 6 إلى 10 في المائة فوق للأقطار الكبيرة جدًا حيث يجعل الانحناء توزيع السمك أقل اتساقًا. كل نقطة مئوية من زيادة السمك هي استهلاك للمواد لا تدر عائدًا، وهذا هو السبب في أن التحكم في سمك الجدار باستخدام الموجات فوق الصوتية في حلقة مغلقة ليس رفاهية على هذه الخطوط، بل هو الخيار الأسرع تحقيقًا للأرباح في الحزمة.
مواصفات مادة PE100 و PE100-RC الخاصة بمواسير المياه المدفونة تحت الأرض
PE100 هو المادة الأساسية الرئيسية لمجاري المياه البلدية المدفونة، وPE100-RC هو درجة المقاومة المتطورة للتشققات المحددة عندما سيتم تثبيت الأنبوب دون طبقة رملية، أو يتم سحبه من خلال بئر، أو يتعرض لضغط نقطة من أحجار التعبيد. وكلاهما مركبات من البولي إيثيلين عالية الكثافة؛ والفرق يكمن في البنية الجزيئية وما ينتج عنها من مقاومة النمو البطيء للشق، وليس في القوة على المدى القصير.
أهمية نتائج المعالجة على اختيار المعدات. إن درجة PE100 الخاصة بالأنابيب لها معدل تدفق ذوبان منخفض بشكل مقصود حتى يكون للذوبان قوة كافية للحفاظ على شكله بين القالب وقبضة المعايرة. معدل التدفق الذائب الذي يتم قياسه عند 190 درجة مئوية تحت وزن 5 كجم في النطاق من 0.2 إلى 0.5 غرام / 10 دقيقة هو نموذجية، والدرجات في الطرف الأدنى من هذه الفئة مفضلة للقطر الأكبر حجمًا لأن الزيادة في زيتية الذوبان تمنع الانحناء. ومع ذلك، فإن الراتنج ذو الزيتية العالية يتطلب طاقة محددة أكثر، ويولد حرارة تشابك أكبر ويحتاج إلى برغي حاجز مع رأس خلط لتحقيق التوازن دون ارتفاع درجة الحرارة المحلولة محليًا.
جدول مواصفات خصائص المواد
| الخصائص | PE100 | PE100-RC | أهمية خط التمدد |
|---|---|---|---|
| الكثافة | 0.949 إلى 0.960 غ/سم 3 | 0.949 إلى 0.960 غ/سم 3 | يحدد الناتج الجزيئي لكل متر وبالتالي حجم الطارد |
| معدل تدفق الذوبان (190 درجة مئوية / 5 كجم) | من 0.2 إلى 0.5 غرام/10 دقائق | من 0.2 إلى 0.4 غرام/10 دقائق | MFR المنخفض يقاوم الانحناء ولكنه يزيد ضغط الذوبان ومقدار عزم الدوران |
| الحد الأدنى للصلابة المطلوبة (MRS) | 10.0 ميجا باسكال | 10.0 ميجا باسكال | يحدد SDR إلى خريطة الفئة الضغطية |
| ضغط التصميم عند 20 درجة مئوية. | 8.0 MPa | 8.0 MPa | أساس حساب سمك الجدار مع عامل الأمان 1.25 |
| محتوى الكربون الأسود | 2.0 إلى 2.5 بالمائة. | 2.0 إلى 2.5 بالمائة. | يتطلب خلطًا ممتازًا؛ يقود تصميم المسمار و رأس الخلط. |
| درجة تشتت الكربون الأسود | درجة 3 أو أفضل | درجة 3 أو أفضل | حكم مباشر على جودة التوحيد بالذوبان. |
| وقت تهيئة الأكسدة (210 درجة مئوية). | ≥ 20 دقيقة | ≥ 20 دقيقة | يتكسر إذا كانت درجة حرارة الذوبان أو وقت الإقامة مفرطين |
| اختبار الأنبوب المنحني (NPT) نمو الشقوق ببطء | ≥ 8760 h | ≥ 8760 h | حساس للأنابيب المنحنية ولضعف انصهار المادة اللزجة في الجدران السميكة |
| اختبار الشق الكامل (FNCT) | عادة ما يكون ≥ 300 ساعة | ≥ 8760 h | المعيار الأساسي لPE100-RC عند التثبيت بدون رمال أو بدون حفر. |
| انتشار الشقوق بسرعة، اختبار S4 | الضغط الحرج فوق الضغط الخدمة. | الضغط الحرج فوق الضغط الخدمة. | يصبح 지배يًا بالنسبة إلى الأنابيب ذات القطر الكبير والجدران السميكة والخدمات الباردة |
| تمدد عند الكسر | ≥ 350 بالمائة | ≥ 350 بالمائة | يكتشف التدهور الحراري والتلوث |
تستحق ثلاثة سلوكات مادية اهتمامًا خاصًا عند تكوين الخط. الأول هو وقت تهيئة الأكسدة. يمثل OIT مقياسًا مباشرًا لمقدار المضادات الأكسدة التي تبقى بعد المعالجة. كل دقيقة إضافية تقضيها المزيج فوق 220 درجة مئوية، وكل منطقة جافة في رأس القالب حيث تتوقف المادة، وكل منطقة شد زائدة في المسمار تستهلك المستقر. الخط الذي ينتج أنابيبًا تفشل في اختبار الهيدروستاتيك القصير الأجل ولكنها تفشل في اختبار OIT يخبرك أن التاريخ الحراري شديد العدوانية، وأن التصحيح موجود في تصميم شكل البرميل وجيوب المسمار وتصميم قناة تدفق القالب بدلاً من في الراتنج.
الثاني هو تشتت الكربون الأسود. عند تحميل بنسبة 2.0 إلى 2.5 في المائة، يوفر الكربون الأسود حماية كاملة من الأشعة فوق البنفسجية أثناء التخزين فوق الأرض والتسوية، وهو أمر مهم لأن الأنابيب التي يتم تجديدها غالبًا تقبع في الموقع لأيام قبل سحبها. لكن الأغلفة غير المشتتة تعمل كمجسات للضغط وتعد موقعًا معترفًا لبدء نمو الشقوق ببطء. لذلك، لا يعد تصنيف الدرجة 3 أو أفضل تحت المجهر متطلبًا تجميليًا؛ إنه متطلب بنيوي، ويتم تحقيقه بواسطة برغي حاجز مزود بجزء خلط مناسب الحجم بدلاً من وقت بقاء أطول.
الثالث هو الانتشار السريع لل裂縫. RCP هو كسر هش سريع يتحرك على طول خط الغاز أو المياه. احتمال حدوثه يزداد مع سمك الجدار، مع القطر، ومع درجة حرارة التشغيل المنخفضة، وهي بالضبط المزيج الموجود في خط مدفون Ø1000 مم في مناخ بارد. يحدد الاختبار الثابت على نطاق صغير S4 ضغطًا قصيرًا يقل عن ضغط تشغيل الشبكة، ويجب على مصنع الأنابيب أن يكون قادرًا على إثبات أن الضغط القصير يزيد عن ضغط تشغيل الشبكة بفارق كبير. يسيطر على هذا الاختيار على الراتنج، ولكن الجودة الإنتاجية تساهم، لأن التثبيت المتجمد والمجالات المتبقية للتوتر من التبريد غير المتوازن تقلل من الضغط القصير الذي يتم قياسه.
يتم كتابة PE100-RC بشكل متزايد في عروض تجديدات كمعيار وليس كخيار. أداء اختبار الانحناء الطويل الأجل البالغ 8760 ساعة على الأقل، مقابل بضع مئات من الساعات للPE100 التقليدي، يسمح للمؤسسة العامة بالتخلي عن الرمال المستوردة وإعادة ملء المواد المستخرجة من الأرض، ويمكن أن يسمح للأنبوب بالانتقال عبر البئر حيث سيتم تسجيل السطح الخارجي من قبل الحصى. إن التوفير في إمدادات الرمال وتخلص النفايات وحجم الحفر عبر برنامج على نطاق مدينة كبير. بالنسبة لمصنع الأنابيب، فهذا يعني أن المصنع يجب أن يتم تكوينه من اليوم الأول لتشغيل PE100-RC، بما في ذلك القدرة على التعامل مع الزيادة في اللزوجة وحماية السطح الخارجي للأنبوب من التقطيع أثناء النقل والتحريك.
تهيئة المحطة الواحدة-الخطوة الواحدة من خط إنتاج الأنابيب HDPE المدفونة ذات القطر الكبير: خط إنتاج كامل للأنابيب HDPE المدفونة ذات القطر الكبير هو سلسلة من تسع محطات وظيفية، يجب أن يتم تصميم كل منها وفقًا لنفس القطر والحجم الخارجي. إن نقص سعة أي منها يؤدي إلى انخفاض الإنتاج الكلي للخط، وأكثر الأخطاء شيوعًا في هذا المجال هي أن المكبس المفرغ الذي يتم تصميمه بشكل صحيح يوفر تغذية غير كافية إلى قسم التبريد. تقدم وصفات المحطات التالية نطاقًا من المعلمات التي تهيئها Faygo لفئة القطر من 315 إلى 1200 ملم.
خط إنتاج أنابيب HDPE الم begية الكبيرة هو سلسلة من تسعة محطات وظيفية، يجب أن يتم تصميم كل منها وفقًا لنفس القطر والحجم الجيد. إن تقليل أي منها يقلل من إنتاج الخط بأكمله، وأكثر الأخطاء الشائعة في الميدان هي أن جهاز الطحن يعمل بشكل صحيح ويقدم قسم تبريدًا صغيرًا. تقدم الوصفات التالية نطاق المعلمات الذي يتم تكوينه في فايغو لفئة القطر من 315 إلى 1200 ملم.
المحطة 1: آلة الطحن ذات العجلة الواحدة
وحدة التبلور هي آلة بثق ذات سكين واحدة مقوس في Ø90 أو Ø120 أو Ø150 مم، مع نسبة L/D تتراوح بين 30:1 و 33:1. يحتاج نوع PE100 من الأنابيب إلى شفر طويل لأن الراتنج عالي اللزوجة ويجب ذوبانه برفق: يوفر شفر حاجزًا يفصل بين السرير الصلب ومحلول الذوبان على طول منطقة الضغط، ومضخة خلط في رأس الشفر، عادة من نوع الموز أو الشق الحلزوني، لتوحيد درجة حرارة المحلول وتوزيع الماستر باتش الكربون الأسود. يبلغ معدل الإنتاج حوالي 500 كجم / ساعة على آلة Ø90 مم إلى 2000 كجم / ساعة على آلة Ø150 مم.
درجات حرارة منطقة البرميل لخط إنتاج PE100 تتراوح بين حوالي 170 درجة مئوية في نهاية التغذية إلى 210 درجة مئوية عند خروج البرميل، مع الحفاظ على درجة حرارة رأس القالب أدنى قليلاً من درجة حرارة نهاية البرميل لبناء قوة اللب. تتراوح سرعة المسمار بين 40 و 90 دورة في الدقيقة؛ ومن الأفضل تشغيل مسمار كبير بسرعة منخفضة مع قوة دفع عالية بدلاً من تشغيله بسرعة عالية، لأن حرارة القص ترتفع مع مربع السرعة، كما أن الميزانية المضادة للتأكسد محدودة. يبلغ استهلاك الطاقة النوعية لخط إنتاج مزود بتغذية مخططة على PE100 ما بين 0.20 و 0.28 كيلووات/كغ، وهو الرقم الذي يجب قِيَده عند مقارنة العروض المنافسة، لأن قوة المحرك على اللوحة لا تخبرك بأي شيء عن الكفاءة.
يجب أن تكون أقسام التغذية المجوفة مبردة جيدًا؛ إذا انحرفت منطقة المجوفة إلى الساخن، تنخفض معدل نقل المواد الصلبة ويصبح الإنتاج غير مستقر. يوصى بشدة باستخدام نظام تغذية gravimetric loss-in-weight قبل الفتح، لأنه يغير المسمار من جهاز حجمي إلى جهاز يعتمد على الكتلة ويصقل الكتلة لكل متر والتي تحدد في النهاية سمك الجدار.
محطة 2: علبة يموت ذات قطر كبير
رأس القالب هو المكان الذي يتم فيه الفوز أو الخسارة في خطوط قطرها الكبير. تستخدم Faygo تصاميم الموزع اللولبي وقالب السلة لهذه الفئة، حيث يتم تقسيم تيار المزيج إلى العديد من القنوات، وتوزع حول محيطها ثم يتم إعادة دمجها بحيث يتم شفاء خطوط اللحام تحت الضغط قبل أن يغادر المزيج القالب. يحقق القالب المصمم جيدًا توازنًا في درجة حرارة المزيج على نطاق ± 3 درج�� مئوية حول محيطه، وهذا التوازن ينقل مباشرة إلى سمك الجدار المتجانس، لأن المزيج الساخن محليًا هو مزيج منخفض اللزوجة محليًا ويجري بسرعة أكبر عبر فجوة القالب.
ضغط رأس القالب على أنابيب البولي إيثيلين 100 ذات الجدران السميكة يتراوح بين 20 و 35 ميجا باسكال. يمكن تعديل شفاه القالب، وفي الأحجام الأكبر، يتم تركيب حلقة القالب الخارجية المتحركة أو المتذبذبة بحيث يتم تجميع أي عدم تناسق متبقي حول محيط الأنبوب بدلاً من أن يتم قفلها في موضع واحد. يجب أن تكون قناة التدفق خالية من البقع الميتة: على خط يعمل بمعدل 1500 كجم / ساعة، فإن جيب الركود الذي يحتوي على بضعة كيلوغرامات من اللب سيتراجع ويصبح أسود ويطلق في بعض الأحيان بقعًا سوداء تفشل في الفحص البصري وتعمل كمؤشرات للتشققات.
المحطة 3: نظام خزانات الت校ح بالفراغ
يخزن خزان معايرة الفراغ القطر الخارجي ويبدأ التبريد. تستخدم الخطوط ذات القطر الكبير من واحد إلى أربعة خزانات معايرة فراغية متصلة بشكل متسلسل بطول يتراوح من 12 إلى 24 مترًا. يحمل الخزان الأول غلاف المعايرة، والذي يكون بحجم أكبر من القطر الخارجي nominal بضع نقاط مئوية للسماح بالتقلص، ويحتفظ بقطر فراغ يتراوح بين -0.02 و -0.05 ميجا باسكال الذي يسحب جدار الأنبوب الذي لا يزال ناعمًا ضد الغلاف. إن الفراغ القليل جدًا لن يؤدي إلى تثبيت الأنبوب، مما ينتج عنه قطر غير مناسب وشكل غير مستوي؛ والكمية الكبيرة من الفراغ تؤدي إلى تجريف سطح الأنبوب، مما ينتج عن تشققات طولية، وفي أسوأ الحالات، تلف الجلد الخارجي.
يتم الاحتفاظ بماء التبريد في الخزان الأول عند درجة حرارة تتراوح بين 12 و 18 درجة مئوية. وهو غير بارد عمدًا. إن تبريد جدار يبلغ قطره 70 ملم ضد غلاف بارد يؤدي إلى تجميد طبقة صلبة تتقلص بعد ذلك على مركز لا يزال صلبًا، مما يؤدي إلى وجود ضغط تآكل مرتفع على البئر ويمكن قياسه على المدى الطويل. لذلك، يتم تنظيم درجة حرارة ماء الخزانات تدريجيًا، حيث يكون الخزان الأول الأكثر دفئًا والخراطيم اللاحقة أكثر برودة. يتم تزويد كل خزان بمضخة فراغ مستقلة، ومراقبة مستوى، ودعم أنابيب قابل للتعديل بشكل مستقل حتى لا ينحني الأنبوب بين الخزانات تحت وطأته.
محطة 4: تبريد الأنابيب الداخلي
التبريد الداخلي للأنابيب هو التكنولوجيا التي تجعل الإنتاج ذو القطر الكبير ممكنًا تجاريًا، وهي الخط الفاصل الواضح بين الخط الحديث والخط القديم. في الخط التقليدي، تغادر الحرارة جدارًا بعرض 70 مم فقط من خلال السطح الخارجي، وبسبب أن البولي إيثيلين يتمتع بقدرة حرارية منخفضة، فإن وقت التبريد يتزايد تقريبًا مع مربع سمك الجدار. ي introduit التبريد الداخلي تيارًا من الهواء المبرد والمصفى ومجفف الرطوبة، أو في الأنظمة الأكثر تقدمًا، دائرة بخار مائية مغلقة، إلى باطن الأنبوب من خلال المنديل، وبالتالي يتم استخراج الحرارة من كلا السطوح في وقت واحد.
الفوائد المتحصل عليها متسقة: يقصر قسم التبريد المطلوب بنسبة 25 إلى 35 في المائة لنفس سرعة الخط، أو ما يعادل ارتفاع سرعة الخط بنسبة مماثلة في طول خزان موجود. ينخفض الضغط المتبقي لأن ملف درجة الحرارة عبر الجدار أكثر توازيًا، ويتحسن الشكل البيضاوي لأن جانب البئر يكتسب الصلابة في وقت مبكر ويقاوم الانحناء تحت وطأة الجاذبية. يتم قياس الانحناء الطولي من خلال تقلص الأنبوب بعد التكييف في الفرن، ويجب أن يظل عند أو أقل من 3 في المائة، وهو قراءة مباشرة من التوجه المجمد.
محطة 5: خزانات التبريد بالرش
بعد قسم العاكس، يمر الأنبوب عبر خزانات تبريد الرش بطول 12 إلى 30 مترًا حسب القطر وسمك الجدار. يُفضل تبريد الرش على الغمر عند الأقطار الكبيرة لأن كمية كبيرة من الماء يمكن تسليمها على السطح عند درجة حرارة محددة مع استهلاك أقل من مخزون الماء وأقل تأثير浮اء على الأنبوب. يتم تقسيم خزانات الرش إلى مناطق يمكن التحكم فيها بشكل مستقل، عادة من ثلاثة إلى ستة، وتخفض درجة حرارة الماء على طول الخط بحيث يبرد الجدار تدريجيًا بدلاً من أن يصدم.
يجب أن تكون تدرج درجة حرارة المنطقة مراقبة جودة حقيقية، وليس تحديثًا. عيب شائع على أنابيب الجدران السميكة هو انحناء القوس أو الموز أو الموز الذي يظهر فقط بعد قطع الأنبوب وتركه ليجلس. السبب الرئيسي له هو التبريد غير المتساوي: المزيد من الرش الذي يضرب الجزء العلوي من الأنبوب من الجزء السفلي، أو فشل مجموعة فتحات الرش على جانب واحد. يجب فحص تخطيط الفتحات عند كل تغيير، ويجب أن تكون الخزانات مجهزة بدعمات دوارة قابلة للتعديل تحمل كتلة الأنبوب دون ترك مساحات.
المحطة 6: قياس سمك الجدار بالموجات فوق الصوتية
القياس بالموجات فوق الصوتية عبر الإنترنت باستخدام أربعة إلى ثمانية أجهزة استشعار مرتبة حول محيطها، مغمورة في الماء المبرد، تقدم تقارير مستمرة عن سمك الجدار، ودرجة الاستوائيه، ودرجة الانحراف. يمكن تثبيت رأس القياس أو أن يكون متحركًا؛ حيث توفر الرؤوس المتحركة صورة محيطية كاملة مقابل زيادة التعقيد الميكانيكي. يتم إرسال البيانات إلى حلقة مغلقة تقوم بتعديل سرعة المسمار مقابل سرعة التمدد، مما يحافظ على سمك الجدار في حدود ±3 في المائة من الهدف.
عائد هذه المحطة فوري وعلمي. بدون التحكم المتكامل، يجب على المشغل تشغيل هامش أمان قد يصل إلى 8 إلى 10% فوق الحد الأدنى للجدار لضمان أن أضيق نقطة على محيطها تمر من خلال الفحص. مع التحكم المتكامل، يمكن تحقيق نفس الضمان عند 4 إلى 5%. على خط ينتج 1500 كجم/ساعة، هذا الفرق هو عشرات الأطنان من البولي إيثيلين التي تغادر المصنع كدخل بدلاً من كثافة جدار غير ضرورية.
المحطة 7: آلة سحب Caterpillar
The haul-off must pull the pipe against the drag of the calibration sleeve, the vacuum, the water and the pipe's own weight, without deforming a wall that is still warm and compliant. Large-diameter lines use caterpillar haul-off units with six, eight, ten or twelve tracks arranged radially, with total pulling force from 30 to 150 kN and speed from 0.3 to 5 m/min. The number of tracks matters more than the total force: distributing the same grip over twelve pads instead of six halves the local contact pressure and prevents the flattening that shows up later as an ovality failure.
يجب تحميل كل مسار بشكل pneumatic بشكل فردي حتى يمكن ضبط ضغط التثبيت لسمك الجدار، ويجب أن تكون الوسادات ذات وجه ناعم لتجنب حفر السطح الخارجي. لا يعد حفر السطح أمرًا تجميليًا في أنبوب PE100-RC المخصص للتركيب بدون حفر، لأن مواصفات العطاءات عادة ما تحد من عمق أي فتحة على السطح إلى نسبة ثابتة من سمك الجدار. يجب أن تكون تحكم السرعة servo-driven ومتزامنة مع آلة الطحن من خلال حلقة التحكم بسمك الجدار.
المحطة 8: القطع الكوكبي بدون شرائط
قطع أنبوب Ø1200 مم بجدار يبلغ 71 مم أثناء تحركه بسرعة 0.35 م/دقيقة هو عملية ميكانيكية ثقيلة. توفر شركة Faygo آلات قطع كوكبية بدون شرائط وآلات قطع من نوع المنشار التي تتحرك مع الأنبوب على عربة، وتضغط عليه بشكل مركزي، وتقوم بالقطع باستخدام شفرة متحركة أو رأس طحن. يُفضل استخدام القطع بدون شرائط عندما يرغب العميل في عدم تلوث الحفر بالتراب، في حين يُفضل استخدام آلات القطع من نوع المنشار عند أكبر سماكات الجدران حيث تصبح قوة القطع وعمر الشفتة محدودتين.
يجب الحفاظ على استقامة القطع ضمن 0.5 درجة من الموازية إلى محور الأنبوب. هذا ليس هدفًا تعسفيًا: إن وصلة الصهر بين طرفين من الأنبوب اللذين ليسا مستقيين إما يفشل في تحقيق الاتصال الكامل أو ينتج وصلة بها انحراف ثابت، وكلاهما يقلل من سلامة الوصلة. تحدد العديد من الشركات العامة شحمة مصنعة في الحافة الخارجية أيضًا، والتي يمكن أن تقوم الماكينة بتطبيقها في نفس الدورة باستخدام أداة تشذيب مصممة خصيصًا.
المحطة 9: نظام التدوير والربط والتدوير
تتعامل المحطة النهائية مع طول أنبوب قد يصل وزنه إلى أكثر من طن. يستقبل الرف التلسكوبي الأوتوماتيكي الطول المقطع، ويدور حول محور الخط ويضعه على عربة أو محطة تجميع، وذلك دون تدخل من المشغل في المنطقة الخطرة. بالنسبة إلى الأقطار التي لا تتجاوز حوالي Ø160 مم، يمكن استبدال الخط بمكبلة، لذلك يجب تحديد الخطوط التي ستخدم أيضًا أنابيب توصيل ذات قطر صغير مع خيار المكبلة من البداية بدلاً من تحديثها لاحقًا.
ملخص محطة الخط
| المحطة | نطاق المواصفات | معيار التحكم في المفتاح | وضع الفشل إذا كان صغير الحجم |
|---|---|---|---|
| آلة الطحن ذات العجلة الواحدة | Ø90 / Ø120 / Ø150 مم، L/D 30:1 إلى 33:1، 500 إلى 2000 كجم / ساعة | مناطق الحاوية من 170 إلى 210 درجة مئوية؛ 40 إلى 90 دورة في الدقيقة؛ 0.20 إلى 0.28 كيلوواط / كجم | عدم اتساق الذوبان، انخفاض مؤشر الانحدار، سقف الإنتاج |
| علبة / آلة توزيع حلزونية | شفاه قابلة للتعديل، حلقة يموت دورانية اختيارية | ضغط رأس من 20 إلى 35 ميجا باسكال؛ توحيد اللب ± 3 درجة مئوية | جدار غريب الأطوار، ضعف خط اللحام، بقع سوداء |
| خزانات معايرة الفراغ | من 2 إلى 4 خزانات متصلة، إجمالي طولها من 12 إلى 24 مترًا | من -0.02 إلى -0.05 ميجا باسكال؛ ماء 12 إلى 18 درجة مئوية | شكل بيضاوي، قطر داخلي صغير، علامات سحب على السطح |
| تبريد الأنابيب الداخلي | هواء منزوع الرطوبة أو دائرة بخار مائية مغلقة من خلال المحور | تقصر طول التبريد من 25 إلى 35 في المائة | طول الخط المفرط، الضغط المتبقي العالي، السرعة المنخفضة |
| خزانات تبريد الرش | من 12 إلى 30 مترًا، من 3 إلى 6 مناطق مستقلة | درجة حرارة الماء على مراحل، تغطية رأس الرش بشكل متماثل | قوس، انحناء بعد القطع، ضغط داخلي |
| جهاز قياس سمك بالموجات فوق الصوتية | من 4 إلى 8 أجهزة استشعار، رأس ثابت أو متحرك | التحكم في سمك الجدار من خلال حلقة مغلقة إلى ±3 في المائة | استهلاك دائم للمواد بنسبة 4 إلى 6 في المائة |
| سحب القاطرة | 6 إلى 12 مسارًا، 30 إلى 150 كنيتر، 0.3 إلى 5 م/دقيقة | منصات يتم تحميلها بشكل فردي، ومزامنة سرعة العادم | انزلاق المسار، التسطيح، تسقيط السطح |
| أداة قطع كروية / طاحونة بدون شرائط | عربة متحركة، مشبك مركزي، تشطيب داخلي اختياري | دقة القطع ≤ 0.5 درجة | ضعف اتصال انصهار الطرف، اختلال الزاوية في المفصل |
| الدرفلة المائلة / التجميع / اللف | التواء تلقائي للطول المستقيم؛ لفائف حتى Ø160 مم تقريبًا | لا يوجد تحميل يدوي في منطقة التفريغ | معالجة التلف، التعرض للأمان، عائق الدورة |
التبريد الداخلي، التحكم في الانحناء والفيزياء العملية للقطر الكبير
كل ما هو صعب في عملية استخراج أنابيب HDPE ذات القطر الكبير ينبع من أمرين: أن البولي إيثيلين السائل ثقيل، وأن البولي إيثيلين لا يعتبر موصلًا للحرارة بشكل جيد. بين مخرج القالب ونقطة تصلب الجلد الخارجي، يكون المزيج سائلًا لزجًا مدعومًا فقط من فراغ التسعير، وتشدGravityه إلى الأسفل. والنتيجة هي الترهل: تنحسر التاج في الأنبوب بينما يتكثف الجزء السفلي. على أنبوب قطره 1200 ملم، يمكن أن ينتج هذا بسهولة فرقًا بنسبة 15 إلى 25٪ بين النقاط الأكثر سمكًا وأقلها سمكًا إذا لم يتم اتخاذ أي إجراء، ونظرًا لأن النقطة الأقل سمكًا تحكم تصنيف الضغط، فإن الشركة المصنعة مجبرة على رفع متوسط الجدار بأكمله للتعويض.
هناك أربع تدابير فعالة، ويستخدم الخط المصمم بشكل جيد جميعها. الأول هو اختيار الراتنج: درجة تدفق اللب المنخفضة في الجزء السفلي من النطاق 0.2 إلى 0.5 غرام/10 دقيقة لها قوة لب أعلى وتندب أقل. الثاني هو تصميم القالب مع حلقة خارجية متحركة أو متذبذبة، بحيث يتم توزيع أي تباين في السماكة حول محيطها بدلاً من أن يكون متصلا بالندبة. الثالث هو مسار أقصر وأسرع إلى التصلب الأول، يتم تحقيقه من خلال غلاف التمرير المصمم بشكل جيد وخزان فراغ أول يتصارع مع الأنبوب في أقرب وقت ممكن. الرابع، والأقوى، هو تبريد الأنبوب الداخلي، الذي يصقل سطح الحفر في الأمتار الأولى.
يقوم بعض المنتجين أيضًا بتدوير رأس القالب بالكامل ببطء. هذا يوسط كل التباين الناجم عن القالب والتباين الناجم عن الجاذبية ويقلل بشكل كبير من التباين بين أعلى نقطة وعمق الجدار، على حساب تعقيد الرأس وأكثر تعقيدًا في الصيانة. بالنسبة لمصنع تكون مزيج منتجاته من Ø900 مم وما فوق، فإن التعقيد المضافة عادة ما يكون مبررًا؛ بالنسبة لمصنع يتمركز حول Ø315 إلى Ø630 مم، فإنه عادة لا يكون كذلك.
وقت التبريد مقابل سرعة الخط: العائق الحقيقي
في الأنبوب ذي البُعد الصغير، يكون الإنتاج محدودًا بطبيعة الحال، حيث أن سرعة ذوبان البوليمر في جهاز الطهي هي التي تحد من ذلك. أما في الأنبوب ذي القطر الكبير، فإن ذلك يكون محدودًا بطبيعة الحال، حيث أن سرعة انتقال الحرارة من الجدار هي التي تحد من ذلك. نظرًا لأن وقت تبريد اللوحة التي يتم تبريدها من جانب واحد يتغير تقريبًا مع مربع سمكها، فإن مضاعفة الجدار من 35 مم إلى 70 مم quadruples الطلب على التبريد. هذا هو السبب في أن مجرد تركيب جهاز طهي أكبر على خط قطر كبير لا يحقق أي شيء: فالمادة اللزجة ستصل بشكل أسرع وستظل اللوحات لينة، مما يؤدي إلى تشوهها تحت الحمل وتخفق في الشكل البيضاوي.
الإجابات الصحيحة هي إطالة قسم التبريد، وتعديل درجة حرارة الماء بحيث يتم استخدام التدرج الحراري بكفاءة على طول الطول، والأهم من ذلك هو التبريد من كلا الجانبين باستخدام تبريد الأنبوب الداخلي. يمكن للخط الذي يعتمد التبريد الداخلي أن يحافظ على نفس طول الخزان ويزيد من السرعة، أو يحافظ على نفس السرعة ويعيد 20 إلى 30 مترًا من المساحة المكلفة في المصنع. في كلتا الحالتين، فإن رأس المال المخصص للتبريد الداخلي هو رأس مال عام وليس تحديث.
الاستوائيه، الإجهاد المتبقي والتحول
تهيمن على ثلاثة عيوب في إنتاج القطر الكبير، وتعود جميعها إلى التاريخ الحراري غير المتوازن. الشكل البيضاوي يقاس على أنه الفرق بين أقصى قطر خارجي وأقل قطر خارجي، ويهم لأنه لا يمكن لصق نهاية الأنبوب البيضاوي إلا باستخدام مقاطع إعادة التوجيه، ولأن الشكل البيضاوي يقلل من مقاومة الانحناء تحت الحمل الأرضي. يظهر الضغط المتبقي على شكل انفتاح أو إغلاق الأنبوب عند قطع حلقة وفتحها، ويقلل من الأداء الهيدروستاتيكي على المدى الطويل. يجب أن يظل الانعكاس الطولي عند أو أقل من 3 في المائة، وهو قراءة مباشرة من التوجه المجمد.
| عيب | السبب الرئيسي المعتاد | إجراء تصحيح على الخط |
|---|---|---|
| تاج رقيق، انعكاس سميك (تساقط) | تدفق الذوبان قبل التصلب؛ MFR مرتفع للغاية؛ الذوبان ساخن للغاية | خفض درجة انصهار السائل من 3 إلى 5 درجة مئوية؛ تمكين التبريد الداخلي؛ تدوير حلقة القالب؛ اختيار درجة MFR الأقل |
| عدم مطابقة الشكل للمواصفات. | عدم وجود فراغ كاف؛ لا يزال الأنبوب ناعمًا عند سحبه؛ ضعف دعم الأسطوانة | رفع الفراغ نحو -0.05 MPa؛ تمديد التبريد؛ إضافة ودعم ألواح الأسطوانة من جديد |
| انحناء أو انحناء على شكل الموز بعد القطع | تغطية الرش غير المتوازنة؛ بنك فتحات محكم؛ مستوى مياه الخزان غير متساو | تحقق من تدفق الفوهة من الأعلى والأسفل؛ توازن درجات حرارة المنطقة؛ تصحيح مستويات الخزان |
| ضغط شد residual مرتفع / عودة حلقة | ماء الخزان الأول بارد للغاية؛ تبلل جدار سميك | رفع الخزان الأول إلى 16 إلى 18 درجة مئوية، وخفض الخزانات اللاحقة تدريجيًا |
| الانحناء الطولي فوق 3 في المائة | سحب زائد بين القالب والغطاء؛ التثبيت في اتجاه ثابت | تقليل نسبة السحب، إعادة مطابقة فجوة القالب إلى الهدف الخارجي، إبطاء عملية سحب المنتج مقارنة بالكمية المنتجة |
| بقع أو خطوط سوداء في الجدار | منطقة العدم في قناة تدفق القالب؛ المواد المتدهورة؛ إعادة طحن الملوثات | تنظيف قناة التدفق وتلميعها؛ تحقق من مغير الشاشة؛ راجع إدارة المواد |
| تشققات على الجدار الخارجي | تآكل غطاء التثبيت؛ فراغ زائد؛ منصات سحب صلبة | غلاف إعادة التجهيز؛ تقليل الفراغ إلى الحد الأدنى الذي يتيح تثبيت الأنبوب؛ تركيب منصات ذات حواف ناعمة |
بدء التشغيل، التبديل، والجدولة
هناك واقعان اقتصاديان يفصلان الإنتاج ذات القطر الكبير عن الإنتاج ذات القطر الضيق. الأول هو نفايات التشغيل. يتطلب جلب قالب Ø1000 مم من الحالة الباردة إلى الإنتاج المستقر استهلاك كمية كبيرة من المواد قبل أن تنخفض سمك الجدار وخلاعة الشكل وجودة السطح داخل الحدود المتوقعة، وفي هذه الأقطار، تُقاس هذه الكمية بمئات الكيلوجرامات. ولا يتم التخفيف من هذا الأمر من خلال البطلان في لوحة التحكم، بل من خلال إدارة الوصفات المنضبطة: مجموعات المعلمات المخزنة والموثقة لكل قطر ومزيج SDR، بحيث يتجه الخط إلى الهدف بدلاً من البحث عنه.
الوقت اللازم للتغيير هو المطلب الثاني. يعني تغيير القطر الكامل في خط كبير تغيير رأس القالب، وقبضة المعايرة، وإدخالات الخزانات، وسجادات النقل، ومقبض القاطع، ثم إعادة تسخين الأدوات وإعادة استقرارها. الوقت الفعلي هو من 4 إلى 12 ساعة، اعتمادًا على مدى اختلاف القطرين وكيفية تنظيم الأدوات. لهذا، تقوم المصانع ذات القطر الكبير بتحديد حملات طويلة، تعمل على قطر واحد وSDR لعدة أيام في كل مرة، وتستثمر في أدوات القالب المسبقة التسخين وتجهيزات القبضة القابلة للتبديل لتقصير فترة التغيير.
يعد قياس الطول ورفع المواد هو الشغل الثالث الذي يجب الانتباه إليه. يتم توفير الأنابيب عادة بطول 6 أمتار أو 11.8 متر أو 12 مترًا للقطاعات الكبيرة، ويجب معايرة جهاز قياس الطول مقابل مرجع مادي في كل تغيير، لأن خطأ طولي نظامي بنسبة واحد في المائة عبر طلب كبير يصبح نزاعًا تجاريًا. يتم رفعها باستخدام سلاسل واسعة أو رافعات فراغ بدلاً من السلاسل، لأن السلسلة ستحفر سطح البولي إيثيلين الساخن وتخلق بالضبط نوع الحافة التي يحتاج فيها نمو الشقوق إلى أن يبدأ.
اندماج الطرف، الاندماج الكهربائي، وتثبيت الخندق
الأنبوب الذي لا يمكن ربطه بشكل موثوق في الموقع لا يفيد شركة المياه، لذلك يجب كتابة مواصفات معدات الإنتاج مع مراعاة طريقة الربط في الخط الخلفي. تهيمن ثلاثة تقنيات للربط على أنابيب HDPE المائية المدفونة: الصهر المباشر للاتصالات بين الأنابيب المستقيمة، والصهر الكهربائي للمقاطع والفرعية والإصلاحات في الحفريات الضيقة، والاتصالات المقفلة عندما يلتقي نظام PE بالمضخات أو الصمامات أو الأنابيب المعدنية.
اندماج الطرفين للأنابيب ذات الأقطار الكبيرة
يربط اندماج الطرفين طرفين من الأنبوب بوضعهما مسطحًا ومربعًا، وتسخين كلا الوجهين ضد لوحة تسخين متحكم في درجة الحرارة، وانسحاب اللوحة وضغط الوجهين معًا تحت ضغط متحكم حتى يبرد الصليب. يتم الحفاظ على درجة حرارة لوحة التسخين بالنسبة إلى PE100 بين 200 و 230 درجة مئوية، مع تفضيل الطرف السفلي من الشريط للجدار السميك للغاية لأن فترة الاستلقاء الطويلة عند درجة حرارة عالية تعطي الأكسدة على سطح الذوبان.
تحكم أربع مرات في الصمام. يخلق وقت تبلور اللؤلؤ الوقت الأولي للرقاقة السائلة. يسمح وقت الاحتكاك بالحرارة، والذي يتناسب طرديًا مع سمك الجدار، للجزء السائل من اختراق الجدار بعمق كافٍ بحيث تكون المنطقة المفلسة سجادة لحام هيكلية وليست طبقة سطحية. يجب أن يكون وقت التبديل، وهو الفاصل الزمني بين سحب اللوحة وإغلاق الصمام، قصيرًا قدر الإمكان، لأن اللؤلؤ المكشوف يبدأ في الأكسدة ويبرد في اللحظة التي يتم فيها إزالة اللوحة؛ ويعد هذا السبب الأكثر شيوعًا في عدم الجودة في الصمامات عند الأنابيب ذات الجدران السميكة. وأخيرًا، يستغرق وقت التبريد تحت الضغط المستمر حوالي 1.5 دقيقة لكل ملليمتر من سمك الجدار، مما يعني أن الصمام يجب أن يظل مقفلًا ومضغوطًا لمدة تزيد عن ساعة ونصف في حالة الجدار السميك 70 مم.
| سمك الجدار | درجة حرارة لوحة التسخين | وقت التسخين النسبي | أقصى وقت للتغيير | التبريد تحت الضغط (حوالي 1.5 دقيقة / مم) |
|---|---|---|---|---|
| من 18 إلى 25 ملم | من 210 إلى 230 درجة مئوية | قصير | أقل من 10 ثوانٍ | ما يقرب من 27 إلى 38 دقيقة |
| 26 إلى 40 مم | من 205 إلى 225 درجة مئوية | متوسط | أقل من 12 ثانية | من 39 إلى 60 دقيقة |
| 41 إلى 60 مم | من 200 إلى 220 درجة مئوية | طويل | أقل من 15 ثانية | ما يقرب من 62 إلى 90 دقيقة |
| من 61 إلى 110 ملم | من 200 إلى 215 درجة مئوية | طويل | أقل من 20 ثانية | ما يقرب من 92 إلى 165 دقيقة |
يساهم خط الإنتاج في جودة الصليب بثلاث طرق ملموسة. يقلل تقاطع الإتجاه ضمن 0.5 درجة من كمية المواد التي يجب أن تزيلها أداة مواجهة الموقع ويقصّر خطوة التوجيه. يعني الانعكاسية داخل الحدود أن مقاييس إعادة التجانس يمكن أن تغلق الصليب ��ون قوة مفرطة. وتعد ثبات سمك الجدار بين الطرفين من الأنبوب أمرًا مهمًا لأن معظم إجراءات الصلب تحد من الفارق المسموح به في سمك الجدار عبر الصليب؛ قد لا يكون من الممكن لصق أنابيب من خط غير موثوق به مع بعضها البعض.
التوصيل الكهربائي والتوصيل بالأنابيب المرفقة
يستخدم الإلتصاق الكهربائي مقبسًا مزودًا بسلك مقاومة مدمج. يتم شحذ نهاية الأنبوب لإزالة الطبقة السطحية المؤكسدة، ويتم إدخاله في المقبس، ويتم تمرير التيار عبر السلك تحت ملف طاقة متحكم فيه حتى يذوب الواجهة ويتلامس. وهو الطريقة المفضلة في الخندق الضيق، للربط مع الخطوط الرئيسية الموجودة، ولأدوار الفرع وللتحسينات، لأنه يحتاج إلى مساحة عمل أقل بكثير من آلة الانصهار بالتماس، وهو أقل حساسية لتقنية المشغل. والقيود في الأقطار الكبيرة جدًا هي توافر المقابس وتكلفتها، لذلك فإن مشروع التجديد النموذجي يلفす الأطوال الطويلة فوق الأرض بالتماس، ويستخدم الإلتصاق الكهربائي فقط للاتصالات.
تستخدم التوصيلات المرفقة أنبوبًا من البولي إيثيلين مقطوعًا يتم لصقه على الأنبوب باستخدام حلقة معدنية فضفاضة. وتستخدم هذه التوصيلات حيث يلتقي نظام البولي إيثيلين بجهاز صمام أو مضخة أو غرفة مقياس أو أنابيب معدنية موجودة، وفي أي مكان يتطلب وجود وصلة قابلة للإزالة في المستقبل. التفاصيل التصميمية التي تهم هي إدارة قوة التثبيت: يتحرك البولي إيثيلين، لذلك يجب إعادة تثبيت مسامير الفتح بعد فترة الاسترخاء الأولية، ولا يجب أن يعتمد التصميم على نهاية الأنبوب المقطوع التي تحمل الحمل المركزة للمسامير إلى الأبد.
طرق الحفر دون الحفر مقابل التثبيت في الحفر المفتوحة
| طريقة العمل | ملاءمة القطر النموذجية | أفضل الظروف الملائمة | متطلبات الأنابيب | المستوى relatif للتكلفة |
|---|---|---|---|---|
| قناة حفر مفتوحة | Ø315 إلى Ø1600 مم | ممرات جديدة، حواف واسعة، غطاء ضئيل، تأثير حركة المرور منخفض | PE100 القياسي؛ يسمح PE100-RC بالملء الأصلي بدلاً من طبقة الرمل | منخفض في الأرض المفتوحة، عالي جدًا في شوارع المدينة الكثيفة |
| الحفر الاتجاهية الأفقية (HDD) | Ø315 إلى Ø1000 مم | معابر الأنهار والسكك الحديدية والطرق السريعة؛ سحب دون عوائق طويل | يفضل PE100-RC بشدة؛ تنطبق على عمق التسقيف؛ مطلوب قدرة تكسية عالية | لماذا يتم استخدام التبريد الداخلي للأنابيب ذات القطر الكبير من HDPE؟ |
| رفع الأنابيب / الحفر الجزئي | أنابيب استيعابية Ø800 إلى Ø1600 مم | محاذاة عميقة، أرض سيئة، عوائق تتطلب أنبوبًا صلبًا | انزلقت أنبوب البولي إيثيلين داخل أنبوب مدعوم؛ تم طلاء الحيز بين الأنابيب بعد الإدراج | درجة عالية جدًا |
| انفجار الأنبوب | Ø315 إلى Ø630 مم بشكل نموذجي، أكبر مع الحفارات الثقيلة | استبدال خط رئيسي فاشل مصنوع من الحديد المسبوك أو الأسمنت الأسبستي على نفس المسار، مع زيادة الحجم | PE100-RC ضروري؛ يتم سحب الأنبوب الجديد عبر المواد المستقرة في المضيف | متوسط |
| تبطين بالأنابيب الحاملة من نوع PE | Ø315 إلى Ø1200 ملم | الرئيسي المضيف سليم البنية ولكن يتسرب منه، مع قدرة هيدروليكية إضافية | سلسلة PE100 ذات القطر المنخفض أو القياسية؛ تم طلاء الحيز بين الأنابيب بعد الإدراج | منخفض إلى متوسط |
| تبطين الأنابيب المعالجة في الموقع (CIPP) | Ø300 إلى Ø1500 مم | هيكل المضيف مع بنية مقبولة حيث يجب تقليل فقدان الحفر إلى الحد الأدنى | لا هي طريقة الأنابيب البلاستيكية؛ تتنافس مع تبطين PE على نفس الأصول | عالية المستوى |
الملاحظة المهمة من الناحية التجارية بالنسبة إلى منتجي الأنابيب هي أن ثلاثة من هذه الأساليب الخمسة تدفع الأنبوب ضد التربة أو كتل الصخور أو جدار الأنبوب المضيف. هذا هو السبب في أن PE100-RC قد تحولت من خيار مميز إلى مواصفات افتراضية في عقود التجديد، وأن المصنع الذي يمكنه إنتاج PE100 القياسية فقط سيخسر تدريجياً إمكانية الوصول إلى الجزء الأعلى قيمة من السوق. implicaات المعدات متواضعة ولكنها حقيقية: يجب أن تتعامل الخط مع راتنج ذات زيتية أعلى قليلاً ويجب أن تحمي السطح الخارجي للأنبوب في كل نقطة اتصال من غلاف القياس إلى رف التجميع.
المعايير، بروتوكول التفتيش الجودة واختبار المصنع
الأنابيب المغمورة من HDPE المائية هي منتج ضغط مُنظم مع عمر تصميم يبلغ خمسين عامًا، والبروتوكول الاختبار هو ما يحوِّل عملية التصنيع إلى منتج يمكن الوثوق به. شركات إنتاج الأنابيب التي تخدم برامج تجديد البلديات تعمل عادة على مزيج من معيار الأبعاد والأداء، ومعايير الملاءمة الصحية، ومواصفات المناقصة الخاصة بالمشروع.
المعايير المعمول بها
- GB/T 13663.2 – أنظمة أنابيب من البولي إيثيلين لتزويد المياه، الجزء الذي يغطي الأنابيب؛ المعيار الصيني الرئيسي للأبعاد والتسامح والأداء.
- ISO 4427 – أنظمة أنابيب البولي إيثيلين، أنابيب ومقاطع وصلات للتموين بالمياه؛ السلسلة المرجعية الدولية التي تغطي المتطلبات العامة والأنابيب والمقاطع وصلات وامتلاكها لأغراض الاستخدام
- EN 12201 – معيار أوروبي لأنظمة أنابيب البولي إيثيلين للتموين بالمياه ولتصريف المياه تحت الضغط.
- ASTM F714 – أنبوب من البولي إيثيلين على أساس القطر الخارجي، يستخدم على نطاق واسع في الممارسة الأمريكية الشمالية لأنابيب الضغط ذات القطر الكبير من البولي إيثيلين.
- AWWA C906 – أنابيب ضغط البولي إيثيلين ومقاطع الوصلات للمياه، المواصفات الأمريكية الشمالية الخاصة بأنابيب الضغط الكبيرة.
- GB/T 17219 – معيار لتقييم سلامة المعدات والمواد الواقية في أنظمة مياه الشرب، الذي ينظم الملاءمة الصحية.
- NSF/ANSI 61 – مكونات أنظمة مياه الشرب، الآثار الصحية؛ شهادة الاتصال بالمياه الشرب في أمريكا الشمالية.
تم ذكر هذه المعلومات كنص عادي لأن المحتوى الفني، وليس مرجع الوثيقة، هو ما يحدد مواصفات المعدات. في الواقع، تتوافق جداول الأبعاد في GB/T 13663 و ISO 4427 بشكل كبير بالنسبة لسلسلة الأقطار المترية، مما يسمح لخط الإنتاج الواحد بخدمتين كلا السوقين شريطة أن يكون نظام القياس والتسجيل قادرًا على إثبات الامتثال لأي منهما.
جدول فحص الجودة
| الاختبار | الحالة | المتطلبات | ما يشير إليه الفشل |
|---|---|---|---|
| القوة الهيدروستاتيكية، على المدى القصير. | 20 °C, 100 h | ضغط الحزام 12.4 ميجا باسكال، بدون فشل | نقص سمك الجدار الإجمالي أو استخدام راتنج خاطئ |
| القوة الهيدروستاتيكية، على المدى المتوسط. | 80 °C, 165 h | ضغط الحزام 5.4 ميجا باسكال، بدون فشل | ضعف المرونة، التلوث، ضعف صهر اللب |
| القوة الهيدروستاتيكية، على المدى الطويل | 80 °C, 1000 h | ضغط الحبل 5.0 MPa، بدون فشل | قابلية نمو الشقوق ببطء؛ مؤشر العمر الافتراضي الرئيسي لمدة 50 عامًا |
| تمدد عند الكسر | اختبار العزل على عينة مصنوعة آليًا | ≥ 350 بالمائة | التدهور الحراري أو التلوث الخارجي |
| الانعكاس الطولي | تكييف الفرن على طول مقاس | ≤ 3 بالمائة | الانخفاض المفرط والتوجه المتجمد |
| وقت تهيئة الأكسدة | 210 درجة مئوية، تحليل الحرارة بالمسح التفاضلي | ≥ 20 دقيقة | درجة حرارة الذوبان أو وقت الإقامة المفرط؛ استهلاك المستقر |
| محتوى الكربون الأسود | طريقة التحليل الحراري أو طريقة التقطيع بالحرارة | 2.0 إلى 2.5 بالمائة. | خطأ في قياس الجرعات في الماسترباتش؛ وجود خطر على الحماية من الأشعة فوق البنفسجية |
| تشتت الكربون الأسود | قسم الميكروتوم، تصنيف الميكروسكوب | درجة 3 أو أفضل | عدم كفاية رأس الخلط أو سرعة الشد المنخفضة للغاية |
| تغيير معدل تدفق المادة السائلة | مقارنة الأنبوب بالمادة الخام | التغيير بنسبة لا تزيد عن 20 في المائة | انقسام السلسلة أو تفاعلها أثناء المعالجة |
| سمك الجدار وعوارضه | القياس周围 مقابل جدول التسامح القياسي | لا يوجد نقطة تحت الحد الأدنى للجدار؛ دائرية داخل الحدود المتوقعة حسب القطر | ترهل، مشاكل فراغ، تبريد غير كافٍ |
| الملاءمة الصحية | الهجرة والتقييم المنوي | يتوافق مع معيار المياه الشرب المعمول به | حزمة المواد المضافة غير المتوافقة أو التلوث المتقاطع |
الطريقة الأكثر فائدة لقراءة هذه الجدول هي كخريطة تشخيصية لخط الإنتاج بدلاً من قائمة تحقق للامتثال. تتحقق اختبارات الضغط من مراقبة سمك الجدار وجودة انصهار المادة السائلة. وقت تهيج الأكسدة يتحقق من التاريخ الحراري الذي يفرضه شكل البرميل، وجيولوجيا المسمار، وقناة القالب. العودة تتحقق من نسبة السحب بين القالب وقبضة المعايرة. التشتت يتحقق من رأس الخلط. المصنع الذي يعامل نتائج المختبرات كإعطاء ردود الفعل إلى العملية، وليس فقط كقفل قبل الشحن، يتقارب على الجودة المستقرة بشكل أسرع من المصنع الذي لا يفعل ذلك.
تخطيط المنشأة، المرافق، التوظيف وتخطيط الاستثمار
مصنع أنابيب HDPE ذات القطر الكبير عبارة عن مبنى طويل ونحيف يتم تشغيله بواسطة رافعة، وتكون قيود التصميم قاسية لأن العملية عبارة عن خط مستقيم لا يمكن طيه. يشغل خط Ø630 إلى Ø1200 مم من 60 إلى 120 متر من طول الطابق المخصص من صومعة المواد إلى رف التخزين، مع قسم التبريد الذي يمثل أكبر حصة منفردة.
| عنصر التخطيط | خط Ø315 إلى Ø630 مم | خط Ø630 إلى Ø1200 مم | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| طول الخط واضحًا | من 60 إلى 85 متر | من 90 إلى 120 مترًا | أضف 12 إلى 15 مترًا من المخرج بعد القاطع لطول أنبوب 12 مترًا |
| طول المبنى | 18 إلى 24 م | 24 إلى 30 مترًا | يجب أن يسمح النطاق بمساحة aisle صيانة بالإضافة إلى منطقة وضع الأدوات على كلا الجانبين |
| رافعة علوية | 5 إلى 10 طنًا | 10 إلى 16 طنًا | يتم تحديده من خلال كتلة أداة رأس القالب، وليس من خلال كتلة الأنبوب |
| الحمل الكهربائي المثبت | متوسط | عالية المستوى | الحمل الجاري هو عادة 55 إلى 70 في المائة من الحمل المثبت في الإنتاج المستقر |
| واجب المياه المبردة | متوسط | عالية إلى عالية جدًا | يتم قياس الوزن بالكيلوغرامات/ساعة من المادة اللزجة، وليس بالمترين من الأنبوب؛ يقلل التبريد الداخلي من العبء الإجمالي. |
| عدد المشغلين لكل turno عمل | 3 إلى 4 | من 4 إلى 5 | قائد خط واحد، عامل بثق واحد، عامل متقدم واحد إلى اثنين، موظفون من موظفي المعالجة |
| تخزين الأنبوب النهائي | المساحة الصغيرة. | المساحة الكبيرة للغاية | يخزن الأنبوب الكبير الحجمًا الحجم، وليس الكتلة؛ قم بتخطيطYard قبل البناء |
| ما هو حجم الطارد المطلوب لخط إنتاج أنابيب HDPE Ø1200 مم؟ | لماذا يتم استخدام التبريد الداخلي للأنابيب ذات القطر الكبير من HDPE؟ | من المستوى العالي جدًا إلى الممتاز | أداة القالب لكل قطر هو جزء كبير من المجموع |
الحمل الجاري هو عادة 55 إلى 70 في المائة من الحمل المثبت في الإنتاج المستقر
ما هو حجم العجينة المطلوب لإنتاج أنبوب من البولي إيثيلين عالي الكثافة Ø1200 ملم؟
لماذا يتم استخدام التبريد الداخلي للأحشاء على خطوط إنتاج أنابيب البولي إيثيلين عالية الكثافة Ø1200 ملم؟
يتسبب البولي إيثيلين في نقل الحرارة بشكل ضعيف، لذلك يستغرق تبريد الجدار السميك الذي يتم تبريده فقط من الخارج وقتًا طويلاً لتصل إلى الحالة الصلبة، ويتناسب وقت التبريد تقريبًا مع مربع سمك الجدار. ويintroduce التبريد الداخلي لتيار الهواء أو البخار المائي إلى الحاوية من خلال المنديل، مما يسمح للحرارة بالرحيل من كلا الجانبين. والنتيجة الموثقة هي تخفيض بنسبة 25 إلى 35٪ في الجزء المطلوب من التبريد، بالإضافة إلى تقليل التوتر المتبقي وتحسين الشكل البيضاوي بسبب أن الملف الحراري عبر الجدار يكون أكثر توازيًا.
تخزين الأنبوب النهائي
الالتزامات التقنية التي تؤثر بشكل كبير على المشتري من الأنابيب ذات القطر الكبير هي الالتزامات العملية. تخضع كل خط للاختبار المستمر لمدة 72 ساعة في المصنع قبل التسليم، وتشغيل الراتنج الخاص بالعملاء حيث يمكن توفيره، بحيث يتم إثبات الإنتاج وثبات سمك الجدار وخلاعة الشكل قبل تعبئة الجهاز. نظام التحكم عبارة عن مجموعة من أجهزة PLC وشاشة تعمل باللمس مبنية على علامات كهربائية معترف بها دوليًا، مع إعدادات قابلة للتعديل بحرية، وتخزين الوصفات لكل قطر وSDR، والتعديل في الوقت الحقيقي أثناء الإنتاج وتسجيل البيانات لتتبع الجودة. هذه وظيفة الوصف هي التي تحول التغيير من فن إلى إجراء.
نطاق Turnkey خارج الجهاز
نظرًا لأن معظم مشتري معدات الأنابيب ذات القطر الكبير هم إما مقاولي خدمات المياه المتخصصين في التوسع في التصنيع أو منتجي الأنابيب ذات القطر الصغير الحاليين الذين ينتقلون إلى أحجام أكبر، ففايغو يوفر استشارات المصنع إلى جانب الخط نفسه. يشمل هذا النطاق تصميم المياه والكهرباء، تخطيط موقع المصنع ثلاثي الأبعاد، تكوين العمال والتدريب، بناء مصنع جديد من الصفر، استبدال الآلات القديمة مع عدم وجود توقف للبقية من المصنع، وتوسعة القدرات التي تركز على إزالة العائق المحدد بدلاً من duplication خط كامل. بالنسبة لمشروع الأنابيب ذات القطر الكبير، فإن تخطيط التصميم والخدمات العامة هو غالبًا أكثر قيمة من أي مواصفات جهاز واحدة، لأن ذلك يحدد ما إذا كان الخط يمكن أن يصل إلى إنتاجه الاسمي أم لا.
التزامات الخدمة تتبع سياسة العلامة التجارية Wanplas المشتركة: رخصة قطع الغيار المجانية السنوية، استبدال مجاني للقطع التي تفشل خلال الضمان، الدعم الفني عبر الإنترنت على مدار 24 ساعة في اليوم، التثبيت والتشغيل في الموقع من قبل مهندسي المصنع، وسياسة مصنع مفتوحة حيث يُرحب العملاء بزيارة الإنتاج وشهود عملية الاختبار لمدة 72 ساعة. يعلن Wanplas عن مهمته وهي تسخين العملاء العالميين مع آلات البلاستيك الصينية، وفي قطاع الأنابيب ذات القطر الكبير، هذا يترجم إلى دعم طويل الأجل، لأن هذه الخطوط من المتوقع أن تعمل لأكثر من عقد من الزمان.
مقارنة الموردين بشكل موضوعي
سيواجه المشترون الذين يقيّمون معدات ذات قطر كبير مصنعين أوروبيين مثل 1- شركة باتنلفيلد سينيجالي و كراوسمامفاي إلى جانب مورّدين صينيين بما في ذلك Faygo. المقارنة المفيدة ليست سمعة العلامة التجارية، بل قائمة قصيرة من الأسئلة التقنية التي يمكن التحقق منها: ما هو استهلاك الطاقة النوعي في كيلووات ساعة/كغ عند استخدام الراتنج الخاص بالمشتري عند الإنتاج المستهدف؟ ما هو توازن درجة حرارة الذوبان التي يحققها رأس القالب حول محيطه؟ هل يتضمن تبريد الأنابيب الداخلي، وما هو الحد المسجل للطول الذي يوفره ذلك التبريد؟ ما هو تباين سمك الجدران الذي يحافظ عليه التحكم المنظم في عملية تشغيل مراقب؟ كم من الوقت يستغرق تغيير التكوين بين قطرين معينين، وهل يتضمن ذلك أدوات احتياطية مسبقة التدفئة؟ يمكن الإجابة على كل هذه الأسئلة بأرقام خلال اختبار القبول في المصنع، والمورّد الذي سيتعهد بهذه الأرقام في العقد يخبرك بأكثر من ما في الكتيبات.
أسئلة متكررة
ما هو حجم المكبس المطلوب لخط أنابيب HDPE Ø1200 مم للمياه؟
إن جهاز الطهي ذو السcrew Ø150 مم مع نسبة L/D تبلغ 33:1، ومضخة عازلة مع رأس خلط ومحرك ذات عزم دوران مرتفع هو التكوين القياسي لخط الأنابيب Ø1200 مم، مما يوفر إنتاجًا في نطاق 1200 إلى 2000 كجم/ساعة. السبب ليس ببساطة من خلال الإنتاجية الكمية: فسطح SDR17 عند هذا القطر يتجاوز 70 مم، ويجب تسليم اللب عند درجة حرارة موحدة للغاية أو ستظهر الجزء السميك تباينًا في السطح وتقل زمن التعرض للأكسدة. تشغيل جهاز طهي أصغر بشكل أكثر صعوبة هو اقتصاد خاطئ، لأن السرعة الإضافية للسcrew تضيف حرارة القص وتستهلك المستقر.
لماذا يتم استخدام تبريد الأنابيب الداخلي على خطوط أنابيب HDPE ذات القطر الكبير؟
يوصي البلاستيك البولي إيثيلين بدرجة منخفضة من القدرة على نقل الحرارة، لذلك يستغرق الجزء السميك من الجدار الذي يبرد فقط من الخارج وقتًا طويلاً لتصلب، وتتبع وقت التبريد تقريبًا مربعًا من سمك الجدار. يؤدي تبريد الأنبوب الداخلي إلى إدخال تيار الهواء أو البخار المائي الموجه إلى الحفر من خلال المنديل، مما يسمح للحرارة بالرحيل من كلا الجانبين. والنتيجة الموثقة هي تخفيض بنسبة 25 إلى 35٪ في القسم المطلوب للتبريد، إلى جانب تقليل التوتر المتبقي وتحسين الشكل البيضاوي بسبب أن الملف الحراري عبر الجدار يكون أكثر توازيًا.
ما هو الفرق بين PE100 و PE100-RC، ومتى يكون RC مطلوبًا؟
تشترك كلتا السلعتين في القوة القصوى القصيرة الأجل، مع قوة الحد الأدنى المطلوبة تبلغ 10.0 ميجا باسكال، ودرجة ضغط التصميم تبلغ 8.0 ميجا باسكال، لذلك يكون خريطة تصنيف SDR إلى ضغط identical. الفرق هو مقاومة نمو الشقوق البطيئة: يجب على PE100-RC تحقيق نتيجة اختبار التمدد بالشق الكامل لا تقل عن 8760 ساعة مقابل بضع مئات من الساعات بالنسبة إلى PE100 التقليدي. مطلوب درجة RC عندما يتم تثبيت الأنبوب دون طبقة رملية، أو يتم سحبه من خلال ثقب بواسطة الحفر الاتجاهي، أو يتم تركيبه بواسطة تفجير الأنبوب، أو يتم تعريضه لضغط نقطة من التربة الصخرية الأصلية.
كم تبلغ درجة تساهل سمك الجدار في خط قطر كبير؟
مع التحكم بالموجات فوق الصوتية في دائرة مغلقة باستخدام أربعة إلى ثمانية أجهزة استشعار، يمكن لخط تم تكوينه بشكل جيد الحفاظ على سمك الجدار ضمن نطاق حوالي ±3 في المائة من الهدف ويمكنه بالتالي تشغيل جدار متوسط يبلغ 4 إلى 5 في المائة فقط فوق الحد الأدنى القياسي. بدون التحكم في الدائرة المغلقة، يقوم المشغلون عادة بتشغيل 8 إلى 10 في المائة فوق الحد الأدنى لحماية النقطة الأضيق حول الدائرة. على خط ينتج 1500 كجم / ساعة، الفارق بين هذين الحدين هو العنصر الوحيد الذي يحقق أسرع العائد في مجموع حزمة المعدات.
كم يستغرق تغيير القطر في خط قطر كبير؟
يتضمن التبديل الكامل أداة رأس القالب، وقبضة المعايرة، وإدخالات الخزانات، ومقاعد السحب، ومقبض القاطع، يليها إعادة التسخين وإعادة الاستقرار، ويستغرق ذلك عمليًا من 4 إلى 12 ساعة اعتمادًا على مدى اختلاف القطرين. لذلك، تقوم المصانع بتحديد حملات طويلة من قطر واحد ومقياس قطر-طول، بدلاً من التبديل بشكل متكرر. وتعد الاستثمارات الثلاثة الأكثر موثوقية التي تقصر هذه الفترة هي الأدوات المعدنية المبردة مسبقًا، ومقاطع القطع القابلة للتبديل، ومجموعات إعدادات المعلمات المخزنة.
ما سبب رقة سمك الجدار في الجزء العلوي من الأنبوب قطر كبير؟
هذا النمط هو انكماش اللب: قبل solidification الجدار، تسحب الجاذبية الحلبة اللزجة لأسفل، مما يؤدي إلى ترقق التاج وتكثيف الانعكاس. يصبح ذلك ملحوظًا فوق Ø400 ملم تقريبًا ويصبح شديدًا فوق Ø800 ملم. تتمثل الإجراءات المضادة في استخدام راتنج ذات معدل تدفق لزج أقل مع قوة لزجة أعلى، وتخفيض درجة حرارة اللب بضع درجات، وقلب أو振ان الدرة الخارجية لتسوية التباين حول الدائرة، وتكييف أنبوب داخلي لتدعيم جانب البئر في وقت مبكر.
كم يجب أن تحتفظ وصلة الانصهار بالتوازن تحت الضغط على الأنبوب سمكه كبير؟
يعمل التبريد تحت الضغط المستقر في حوالي 1.5 دقيقة لكل مليمتر من سمك الجدار، لذلك يتطلب الجدار بعرض 70 مم أن تبقى المفصل مق嚴ًا وضغطًا لمدة تزيد عن ساعة ونصف. يعد الإفراج عن الضغط مبكرًا السبب الأكثر شيوعًا للصلب الذي يجتاز الفحص البصري ولكنه يفشل في الخدمة. يتم الاحتفاظ بلوحة التسخين عند 200 إلى 230 درجة مئوية، مع تفضيل الجزء السفلي من هذا النطاق للجدار السميك، ويجب أن يتم الحفاظ على وقت التبديل بين سحب اللوحة وإغلاق الصلب إلى أقصر فترة تسمح بها المعدات.
هل يمكن أن تغطي خط الإنتاج كامل النطاق من Ø315 إلى Ø1200 مم؟
من الناحية الفنية، هذا ممكن ولكن من الناحية الاقتصادية، فهو غير مجد. إن الماكينة الطاردة، رأس القالب، مقطع الخزان، قوة السحب، وقدرة القاطع، التي تناسب Ø1200 مم، هي مفرطة في تحديدها بالنسبة إلى Ø315 مم، كما أن عمليات التبديل عبر هذا النطاق بطيئة. التكوين الشائع هو خطين مع تداخل مقصود، على سبيل المثال Ø315 إلى Ø800 مم على ماكينة طاردة Ø120 مم و Ø630 إلى Ø1200 مم على ماكينة طاردة Ø150 مم، مما يوفر مرونة في الجدولة في منتصف النطاق، مع الحفاظ على كل خط قريبًا من نقطة التشغيل الفعالة.
ما هي المعايير التي تنطبق على أنابيب HDPE البلدية الم beged؟
المعايير الرئيسية للمنتج هي GB / T 13663.2 في الصين، و ISO 4427 دوليًا، و EN 12201 في أوروبا، و ASTM F714 مع AWWA C906 في أمريكا الشمالية. يتم تغطية الملاءمة الصحية للاستخدام في مياه الشرب من خلال GB / T 17219 في الصين و NSF / ANSI 61 في أمريكا الشمالية. نظرًا لأن جداول الأبعاد المترية لـ GB / T 13663 و ISO 4427 متقاربة، يمكن لمصنع واحد أن يخدم كلا السوقين شريطة أن يكون نظام القياس والتجربة وتسجيل البيانات قادرًا على إثبات الامتثال لأي منهما.
الاستنتاج
معدات إنتاج أنابيب المياه HDPE المدفونة ذات القطر الكبير هي فئة متخصصة من الآلات التي يتم تصميمها بناءً على أمرين من الحقائق الفيزيائية: يتدلى البولي إيثيلين المنصهر تحت وزنه قبل أن يتصلد، وتبرد جدران البولي إيثيلين السميكة ببطء. كل قرار موثوق في المواصفات على الخط ينبع من هذين الأمرين. يجب أن يكون العجينة ذات قطر كبير، طويلة ومزودة بعزم دوران لطيف حتى يتم توحيد مركب PE100 أو PE100-RC عالي اللزوجة دون حرق حزمة الاستقرار الخاصة به. يجب أن يوزع رأس القالب المelt داخل بضعة درجات من التوازن حول محيطه. يجب أن يكون خط التبريد طويلًا ومتدرجًا، وعلى أكبر الأحجام، يجب أن يستخرج الحرارة من الحفر وكذلك من السطح الخارجي. يجب أن يوزع نظام النقل قوة التمسك على العديد من المسارات، ويجب أن يقدم القاطع وجهًا مربعًا يمكن لمصنع اللحام بالتماس في الميدان أن يلحمه فعليًا.
بالنسبة لبرنامج تجديد شبكة مياه الشرب البلدية، فإن المكافأة من الحصول على الأمر الصحيح هي أنبوب من مادة البولي إيثيلين ذات قطر 315 إلى 1200 ملم من الفئة PE100 مع عمر تصميم يبلغ 50 عامًا، وصمودًا كاملًا في fuges خالية من التسرب، ومقاومة للتآكل في التربة، وتسامحًا مع حركة التربة، والتوافق مع طرق التثبيت دون حفر التي تجعل التجديدات الحضرية ميسورة التكلفة. ويوسع PE100-RC، مع أدائه الكامل في اختبار التمدد عند وجود شقوق يبلغ 8760 ساعة على الأقل، هذا التوافق إلى الرمل الخالي من التربة والوضع المنسحب، وأصبح سريعًا المواصفات الافتراضية بدلاً من الترقية.
شركة Faygo، وهي مصنع تابع لشركة Wanplas، ولديها 22 عامًا في مجال استخراج الأنابيب والمقاطع، و13 براءة اختراع وطنية، وشهادة CE وISO، وختبار تشغيل مستمر لمدة 72 ساعة على كل خط قبل الشحن، تقوم ببناء هذه الأنظمة كحزم جاهزة للتسليم، من تخطيط المصنع وتصميم المرافق، مرورًا بالتثبيت والتشغيل وتدريب المشغلين والدعم الفني على المدى الطويل. إذا كنت تخطط لإنشاء مصنع لتصنيع أنابيب HDPE ذات قطر كبير، فإن الخطوة الإنتاجية التالية هي تحديد النطاق الخاص بالقطر ومعدل تدفق السائل (SDR) الذي يحتاجه كتاب الطلب الخاص بك، ثم طلب اقتراح التكوين واختبار مصادقة المصنع باستخدام الراتنج الخاص بك، حتى يتم إثبات الأرقام الخاصة بالانتاج وتسامح سمك الجدار واستهلاك الطاقة المحددة قبل أن يغادر الخط الصينًا.
