Anti-Korrosions-HDPE-Chemikalien-Rohrlegetechnik für Rohrleitungen zur Beförderung von sauren, alkalischen und salzigen Medien Für Anlagen

Faygo, ein Wanplas-Werk, ist ein spezialisierter Hersteller von Produktionslinien für die Extrusion von Kunststoffrohren und -profilen mit 22 Jahren Erfahrung in diesem Bereich. Das Unternehmen betreibt drei spezialisierte Werke, und das Rohr- und Profilenwerk umfasst

Chemiewerke, Galvanikereien, Pharmazie und Bergbauunternehmen verteilen aggressive Flüssigkeiten jeden Tag: salzsaueres Schwefelwasser, salzhaltige Säure, Natronlauge, Mischprozessabfälle, organische Lösungsmittel und abrasive Schlamme. Karbonstahl corrodert, ausgehölzter Stahl ist kostspielig zu unterhalten, und steifes PVC ist in der Temperatur und in seiner Schlagzähigkeit begrenzt. Hochdichte Polyethylen, insbesondere PE100-Grade-HDPE mit einem MRS 10 MPa-Rating, bietet eine Korrosionsfreiheit, ist leicht und kann vervorwertet werden, eine Alternative, die kontinuierlich auf einer Rohrerzeugungstrenne produziert wird. Die folgenden Abschnitte behandeln die Meda, denen HDPE widersteht, warum es gewählt wird, wie die Materialsorten und Druckklassen funktionieren, den vollständigen Extrusionsprozess, die Kalibrierung und die Kühltechnik, die Qualitätskontrolle, das Schweißen, die Defektfehlersuche, die Geschwindigkeits- und Kapazitätsangaben, die Wartung, die Anlageneinrichtung, die Sicherheit und die für diese Anwendung verfügbaren Faygo Rohrerzeugungskonfigurationen.

1. Anwendungsfälle und chemische Medien

Eine Anti-Korrosions-HDPE-Kunststoffrohr-Extrusionslinie erzeugt Rohre, die für die Transportierung aggressiver Medien in Produktionsanlagen und zwischen den Batterielimiten geeignet sind. Das Rohr muss dem kontinuierlichen Kontakt mit dem Medium standhalten, resistent gegen Permeation, einen glattenDurchmesser für den Fluss bewahren und zu einem leckfreien Netz zusammenfügen. HDPE wird bei aggressiven Medien bevorzugt, wenn Gewicht und Installationskosten eine Rolle spielen, und wenn ein homogenes Schweißfugenverbund bevorzugehen ist im Vergleich zu flanschverstärkten Metallabschnitten.

Die folgende Tabelle enthält eine Zusammenfassung der Chemikalienbeständigkeit von HDPE gegenüber typischen Werkstoffen. Die Beständigkeitsbewertungen sind technischer Art und basieren auf der nichtpolaren, gesättigten Kohlenwasserstoffstruktur von Polyethylen. Sie sollten jedoch immer gegenüber der tatsächlichen Konzentration, der Temperatur und der Expositionszeit verifiziert werden. Es wird nicht auf eine bestimmte Marke oder entsprechende Formulierung Bezug genommen, da das Rohr aus einem Standard-PE100- oder PE80-Grade-HDPE-Komposit besteht.

Chemische Beständigkeit von HDPE gegenüber gängigen Werkstoffmedien

Mittel 45 Beständigkeit von HDPE Technische Note
Schwefel-, Salz und SchwefelwasserstoffRohrleitungsdurchmessungsbereichHervorragendStabil bei niedrigen bis mittleren Konzentrationen
Hydrochloridsäurebis 35 Prozent, atmosphärische UmwelteinwirkungHervorragendKein Oxidant, wird gut toleriert.
Natronlaugebis zu 50 Prozent, Raumtemperatur bis 60°CHervorragendKeine Hydrolyse von Polyolefin
Mischvorgangsabfällevariabler pH, SalzeGutÜberprüfen von Konzentration und Temperatur
Aliphatische KohlenwasserstoffeKraftstofföl, Benzin.GutLeichteres Aufquellen bei hohen Temperaturen
Wasserige SalzlösungenSalzlake, ChlorideHervorragendKein Chloridstresscracking wie bei Stahl
Aromatische LösungsmittelBenzol, ToluolBegrenztQuellkenntnis und Stärkenabfall
Chlorierte LösungsmittelMethylenchloridNicht empfohlenSchwere Beschädigung der Polyolefin.
Stabile OxidationsmittelNitrosäure, ChromsäureNicht empfohlenOxidativer Abbau
abrasiver SchlammKlärgülle, FlugascheGutDie niedrige Reibung verringert den Abrieb.

Für Medien, die als begrenzt oder nicht empfohlen gekennzeichnet sind, sollte die Anlage auf eine dedizierte chemisch beständige Beschichtung oder ein anderes Polymer umsteigen, und die Extrudierleine ist nicht der entscheidende Faktor. Der Wert von HDPE liegt genau in der großen Familie der wässrigen Säuren, Basen und Salze, die im Fabrikengleichgewicht und bei der Zwischenüberführung vorwiegend vorherrschen.

Die Beständigkeit ist niemals absolut; sie bewegt sich sowohl mit der Konzentration als auch mit der Temperatur. Ein Medium, das bei Umgebungstemperatur völlig toleriert wird, kann bei erhöhten Temperaturen den Polymer angreifen, da die molekulare Bewegung zunimmt und die Permeation beschleunigt. Auf ähnliche Weise kann eine konzentrierte Säure aggressive sein, während dieselbe Säure bei hoher Konzentration unbedenklich ist. Aus diesem Grund notiert der Mitarbeiter für Rohrleitungen die worst-case-Konzentration sowie die höchsten kontinuierlichen und höchsten Spitzenwerte der Betriebsspannung, wählt dann das PE-Grad und das SDR (Standard Dimensions Ratio) aus diesem Rahmen heraus. Die nonpolare, gesättigte Kohlenstoffkette von HDPE ist der Grund, warum es die meisten wässrigen Korrosionsmittel ignoriert: Es gibt keine Ester-, Amid- oder Metallstellen, an denen Säuren oder Laugen angreifen können, sodass das Material weder in wässrigen Medien widerstandsfähig ist noch hydrolytisch reagiert. Diese chemische Unempfindlichkeit ist, warum eine Korrosionsschutz-Extrudierlinie aus HDPE-Kunststoffrohren für kontinuierlichen alkalisch-saurem Betrieb eine dauerhafte Auswahl ist, anstatt eine beschichtete Metallkompromisslösung.

Warum sollte man HDPE zur Frachtierung corrosiver Medien auswählen. 315 bis 630 mm

HDPE hat seinen Platz in chemischen Rohrleitungen verdient, weil es inert gegenüber den meisten wässrigen Korrosionsmitteln ist, es ist bei kleinen Durchmesser leicht genug, um Kranaufrichtungen zu vermeiden, es ist flexibel genug, um Erdbebengang zu absorbieren, und es bildet homogene Schweißverbindungen. Im Vergleich zu alternativen Rohrleitungsmaterialien stellt HDPE für etwaige Temperaturequilibrien ein geringeres Komfortrisiko dar und ermöglicht niedrigere Betriebs- und Wartungskosten.

Vergleich mit PVC, PP, Stahlbezug und FRP

Material Chemische Beständigkeit gegen Säuren und Alkalien Kontinuierliche Temperaturbegrenzung Dichte (g/cm3) Tragfähigkeit der Verbindungen Installationsschwierigkeiten
HDPE (PE100)Hervorragend für wässrige Säuren/BasenBetriebstemperatur bis 40 °C, kurze 60 °C0.95Ausgezeichnet (Butt-Fusion)Selbständig
PVC (steif)Guter, aber spröd auf Seiten von Schockbis 60 °C.1.40Lösungsmittelzement, mäßigMäßig
PPgut, eine höhere Temperatur als HDPE0,4 bis 8,00.91Schweißte, gutMäßig
Stahl mit KorrosionsschutzbeschichtungSchnittflächenwinkelhoch, über 100 °C7.85Flansch, Leckrisiko an der DichtungHart
FRP (Glassfaserverstärkung)400 bis 700bis zu 90 C resinabhängig1,5 bis 2,0Kleber oder Flansch, Fertigkeiten abhängigHart

Die Vergleichung erfolgt materiell, nicht markenspezifisch. HDPE erweist sich im Bereich von korrosionsfreiem Wirtschaften und der Integrität der Verbindungen für eine aquatische Nutzung mit wässriger Säuren und alkalischen Mitteln bei moderater Temperatur. Beim Überschreiten dieser Temperatur übernehmen PP oder geflochtene Stahlrohre die Aufgabe. Die Extrusionslinie ist so konzipiert, dass der resultierende Rohr die Wandunstgängigkeit aufweist, die für deren Eigenschaften im Betrieb erforderlich ist.

3. Materialklassen PE100 und PE80, SDR und Druckklassen

Polyethylenrohrmischungen werden nach ihrer hydrostatischen Konstruktionseinheit bewertet. PE80 und PE100 sind die beiden gängigen Größen für Druckrohre, definiert durch ihre Mindestansprüfungskraft (MRS) in MPa bei 20 Grad Celsius über eine Referenzlebensdauer von 50 Jahren. Das PE100-HDPE-Grad mit einer MRS von 10 MPa bietet eine höhere zulässige Spannung als das PE80 mit einer MRS von 8 MPa. Daher kann für den gleichen Druck ein PE100-Rohr dünner gewalzt werden oder eine bestimmte Wand größere Drücke aushalten.

Die Wanddicke ist durch das Standarddimensionsverhältnis (SDR), das aus dem Verhältnis zwischen Außendiameter und Wanddicke besteht, festgelegt. Ein geringeres SDR steht für eine dickere Wand und eine höhere Drückergebühr. Die Druckklasse (PN) ist der Nominaldruck, den das Rohr bei 20° Celsius aushält. Bei PE100 sind typische Kombinationen SDR11 mit PN16, SDR17 mit PN10 und SDR26 mit PN6. Bei der Verwendung von PE80 ergibt sich ein niedrigerer Druck, da die zulässige Spannung niedriger ist. Betriebsbeschränkungen für höhere Betriebstemperaturen gelten: Je höher die Betriebstemperatur, desto kleiner ist die zulässige Druckeinschränkung. Chemische Anlagenerzeugnisse, die über 20° Celsius arbeiten, müssen eine dickere SDR wählen oder ein niedrigeres PN in Kauf nehmen.

Materialklasse und SDR-Referenz

Qualität MRS (MPa) Oberer Referenzleistungsgrenzwert (MPa) SDR-Beispiel Typischer Zustand
PE8086.4SDR11PN12,5
PE100108.0SDR11PN16
PE100108.0SDR17PN10
PE100108.0SDR26PN6

Die Wandstärke der Extrusionslinie muss innerhalb einer engen Toleranz verbleiben, da der SDR und damit die PN davon abhängen. Ein dünner Ort ist der schwächste Punkt in der gesamten Pipeline, daher ist die Genauigkeit bei der Größenanpassung und Dosierung das Herzstück einer antikorrosionsgeschützten Extrusionslinie für chemische HDPE-Rohre.

Die MRS-Werte wurden unter Berücksichtigung einer Lebensdauer von 50 Jahren bei 20 Grad Celsius ermittelt, was die Referenzbasis der gesamten Rohrindustrie darstellt. In realen chemischen Anlagen liegt die Betriebstemperatur häufig über 20 Grad Celsius, und Polyethylen verliert bei erhöhter Temperatur die zulässige Spannung. Ein praktischer Weg, dies zu berücksichtigen, besteht darin, die Druckkapazität bei der tatsächlichen Temperatur zu berechnen und eine SDR zu wählen, die einen Sicherheitsabstand aufweist, anstatt PN bei 20 Grad Celsius zu wählen und auf einen solchen Maßstab zu hoffen. Beispielsweise sollte eine Linie, die bei 40 Grad Celsius läuft, eine dickere SDR verwenden, als die gleiche Linie bei Raumtemperatur, oder aber eine geringere kontinuierliche Druckkapazität akzeptieren. Die Extrusionslinie unterstützt diese Disziplin, indem sie die Wand so gleichmäßig wie möglich positioniert, so dass die berechnete SDR entlang der gesamten Rohrlänge gilt, nicht nur an einem Stichprobenpunkt.

4. Prozessströme für die Extrudierung von chemischen Rohren aus HDPE

Die HDPE-Rohre werden durch Schmelzen eines zusammengesetzten Granulats, Verdichten in einer Matrize, Fixieren der Abmessungen durch Vakuumentspannen und Abkühlen sowie anschließender Längeinanschnitt erzeugt. Im Gegensatz zu PVC ist HDPE ein Thermoplast, der keine korrosive Gase abgibt und der keine starke Verflüchtigung durch Scheibenreibung erfordert, weshalb eine schnell laufende Einwellenextruder die Standardauswahl ist und nicht eine Doppelmahlträgerextruder. Die folgenden Prozessschritte beziehen sich auf eine komplette technischen Rohrstoff-Extrusionslinie.

Prozessfolge

  • Materialvorbereitung:HDPE-Basisresin wird mit einem Farbmasterbatch zur Kennzeichnung und einem Antioxidationsmasterbatch zum Schützen gegen thermische oxidative Alterung während Verarbeitung und Nutzung gemischt. Die Mischung wird mithilfe eines gravimetrischen Dosierers zuverlässig abgegeben.
  • Diamantkalbsmilchlinie:Ein hochgeschwindigkeits-Single-Screw-Extruder plastifiziert die Mischung. Weil die Viskosität von HDPE sich mit dem Scheuern verändert, ist nach dem Rohr eine Gelenkzählpumpe (auch Meltpumpe genannt) angebaut, um einen pulsfreien, konstanten Schmelzstrom zum Werkzeug zu liefern, der die Wanddicke unabhängig von Schwankungen der Schraubehubgeschwindigkeit stabilisiert.
  • Spiralfuhrung:Die Schmelze strömt durch einen spiralförmigen Hilfsroboter in den Werkzeugsockel, wobei ein helihaler Kanal die Schmelze um den Roboter wirft, Verbindungen beseitigt und eine gleichmäßige Wanddicke um die gesamte Umfänge der Rohre bietet. Der Werkzeugspalt bestimmt die Anfangswanddicke.
  • Die Wanplas-Gruppe hat eine Servicepolitik: 500 USD an kostenlosen Ersatzteilen pro Jahr, kostenlose Austausch von beschädigten Teilen im Rahmen der Garantie, 24/7 online Technischer Support und Fernüberwachung des Steuersystems, um Abweichungen aus der Fabrik heraus analysieren zu können. Faygo begrüßt auch Besuche in der Fabrik für die Inspektion und bietet einen Service für die Fabrikplanung, der Wasser- und Elektricitätsdesign, dreidimensionale Werkstattplanung, Mitarbeiter-Konfiguration und Schulung, Neubaubau als schlüsselfertiges Projekt, Ersatz alter Maschinen mit minimaler Stillstandzeit und Kapazitätserweiterung durch Optimierung von Flaschenhalsen umfassen soll. Der End-to-End-Service umfasst die Auswahl, Planung, Herstellung, Installation, Inbetriebnahme, Schulung und Wartung.Das soeben gebildete Rohr geht in einen Vakuumdimensionierer, in dem der Unterdruck die Außenseite gegen einen kalibrierten, mit Wasser gekühlten Kupfer- oder Aluminiummantel drückt, wodurch der äußere Durchmesser und die Rundheit festgelegt werden. Ein inneres Kühlmandrel steuert den Durchmesser des Rohrs.
  • Spritz- oder Immersionskühlung:Die Röhre verläuft durch mehrere Kühlbehälter mit Sprühdüsen oder Tauchbädern, die bei stufenweisen Temperaturen gehalten werden. Die schrittweise Abkühlung kontrolliert die Kristallisation und die Restspannungen.
  • Codierung:Ein Injektions-oder Laserkodierer druckt die Größe, das Gütezeichen (PE100), den Strangdurchmesser und die Norm auf der Rohroberfläche für die Rückverfolgbarkeit.
  • Beteiligung:Ein Bulldozer greift das Rohr an und zieht es mit der eingestellten Fahrtgeschwindigkeit. Die Geschwindigkeitsstabilität bestimmt direkt die Wanddicke.
  • Schneiden:Ein planetarischer Cuttern oder ein chiplesser Schwenkschneider zerschneidet das Rohr in der vorgegebenen Länge mit einem quadratischen Endstück. Großkoile können stattdessen gerollt werden.
  • Stapeln oder Rollenwickelung:Die Röhrchen werden auf ein Ablagetisch abgeladen oder auf eine Spule gewickelt, wenn sie kleinere Durchmesser haben.

Die Kombination eines einzigen Schneidwerkzeugs mit einer Zahnradpumpe und einer Schrägwalzdüse ermöglicht es, dass das HDPE-Chemierohr eine geringe Toleranz an der Wand hat und eine glatte Innenseite aufweist. Diese Konfiguration nutzt Faygo in seinen Rohrextrusionslinien.

Die Kopfschnecke selbst verwendet eine Barriere- oder Mischungszone, um die Verhärtung bei einer kontrollierten Schmelzetemperatur zu vollenden, weil HDPE ein enges Temperaturfenster aufweist und überhitztes HDPE zu oxidativer Degradation führt, die sich durch Vergilbung und Gelbildung zeigt. Der Behälter ist in Hilfs-, Kompressions- und Dosiertemperaturzonen unterteilt, wobei jede Zone einen eigenen Temperaturnormenpunkt beinhaltet, und der Schmelzdruck wird am Ausgang des Behälters gemessen, um den Siebpack und den Filter vor Druckspitzen zu wechseln. Die Positionierung der Gepumpstation nach dem Behälter entkoppelt die gleichmäßige Wandstärke auf einer Hochgeschwindigkeitslinie von den Schlageinandereien der Kopfschnecke. Die Energiekosten der Pumpe sind gering im Vergleich zum Schrottschaden, den sie vermeidet.

Faygo PE/HDPE Rohrextrusionslinie 20 bis 160 mm

Diese Anlage deckt die dominierenden Chemikalienrohrdurchmesser für Abzweig- und Kopfrohre ab und beruht auf der Plattform für Rohrextrusion von Faygo, die für Materialien aus PE, PVC und PP genutzt wird. Sie ist für HDPE mit einer Hochgeschwindigkeits-Einwellenextruder und einem Dosierpumpenaggregat konfiguriert.

Parameter Spezifikation
Schrauben-Durchmesser65 mm
L/D-Verhältnis33:1
Hauptmotordrehzahl55 kW
glatt, niedriges Ra20 bis 160 mm
Leitungsgeschwindigkeit0,4 bis 8,0 m/min (abhängig vom Durchmesser und der Wandstärke)
Kapazität150 bis 320 kg / h
Installierte Leistungetwa 110 kW

5. Vakuum-Temperierungsteknik

Die Dimensionen von HDPE-Rohren hängen fast ausschließlich von der Entwurfs-und Kühlzone ab. Die Vakuumausrichtungsmanschette besteht aus einem präzisionsborierten, mit Wasser beleuchteten Zylinder mit Vakuumschläuchen. Wenn das heiße Rohr eintritt, zieht der Vakuum die weiche Schmelze an der Schleifwand entlang, so dass der Außendurchmesser an die Bohrung der Manschette festgehalten wird, während das interne Kühlwasser die Kontaktschicht abkühlt. Das Ergebnis ist ein Rohr mit einem exakten Außendurchmesser, guter Rundheit und einer glänzenden Oberfläche.

Für größere Durchmesser wird die interne Druckberechnung verwendet. Ein verschlossenes internes Kühlmandrel wird mit Wasser oder Luft unter Druck gesetzt, sodass das Rohr von innen gegen das Größelelement gedrückt wird, wodurch die Rundheit verbessert und die Bohrung schneller abgekühlt wird. Diese interne Kühlmethode eignet sich für große Durchmesser von HDPE-Kunststoffrohren mit hoher Wandstärke, bei denen die externe Abkühlung zu langsam ist.

Die Kühlungslänge und die Produktionsgeschwindigkeit müssen übereinstimmen. Wenn das Rohr die Kühlzone vor dem Herden der Kernmasse verlässt, neigt es zu Ovialisieren oder zu einem Schrumpfen unter seinem eigenen Gewicht. Eine temperaturgestützte mehrstufige Kontrolle, mit kühleren Bedingungen am Ende der Düse und etwas warmeren Bedingungen stromaufwärts, vermindert den Wärmeaufwand, verringert die inneren Spannungen und verbessert die Schlagfestigkeit. Verbleibende Spannungen werden durch den longitudinalen Repeonier-und Eigerungstest überprüft, in dem ein gebrochener Ring in einem Wasserbad erwärmt wird, und die Verlängerungsänderung gemessen wird.

Die Vakuum-Abtropkappe ist normalerweise aus einem leichtreizenden, wärmeelektrisch Leitermaterial wie Kupfer oder Aluminiumlegierung gefertigt, mit einer spiegelglatten Bohrung, die ihre Geometrie direkt auf die Rohroberfläche überträgt. Der Vakuumspiegel ist auf die Wandstärke abgestimmt: Rohre mit dünner Wand benötigen einen sanften Vakuum, um ein Zusammenfallen zu vermeiden, Rohre mit dicker Wand benötigen genügend Vakuum, um die Schmelze im gesamten Umfang an der Kappe zu befestigen. Zwischen den Produktionsläufen wird die Kappe gereinigt und entsalzt, weil Mineralablagerungen aus dem Kühlwasser die häufigste Ursache für unrundgewalzte Rohre sind. Bei der äußeren Druckabtropung wird der versiegelte Mandrel mit temperiertem Wasser gefüttert, so dass die Bohrung von innen abkühlt, während die Außenseite von der Kappe gehalten wird, was insbesondere bei großen chemischen Hauptrohren mit dicker Wand sehr effektiv ist, wo eine externe Kühlung allein einen weichen Kern hinterlässt.

6. Hauptprozessparameter und Onlinenormenkontrolle

Eine Extrudieranlage für HDPE chemische Rohre ist mit Instrumenten ausgestattet, sodass die Qualität im Betrieb kontrolliert wird, nicht nur durch eine Nachprüfung. Die Schmelztemperatur im Röhrchen wird in einem Bereich von etwa 200 bis 230 Grad Celsius gehalten, um eine thermische Abbauung zu verhindern und gleichzeitig eine vollständige Verflüssigung zu gewährleisten. Der Schmelzdruck wird an der Düse überwacht, um eine Verstopfung der Siebelemente festzustellen und die Produktionsgeschwindigkeit zu stabilisieren.

Schlüsselqualitätsparameter

Parameter Typischer Zielmarkt Warum ist das wichtig?
glatt, niedriges Ra20 bis 630 mmDeckt den Zweig zu Hauptchemieleitungen.
Toleranz der Wandstärkegemäß der ISO 4427 Toleranz-TabelleSetzt die Zuverlässigkeit von SDR und PN
Rundheitinnerhalb der DurchmessertoleranzenBenötigt für eine undichte Verbindung
Oberflächenrauheit der InnenwandMittelReduziert Strömungsverluste und Verunreinigungen
Längsseitige UmkehrIm Standardspektrum.Angibt die Restspannung
Hydrostatische Widerstand 20 C 100 hKeine Störung bei TestdruckKurzfristige Beweis der Festigkeit
Hydrostatische Widerstand 165 Stunden bei 80 Grad CelsiusKeine Störung bei TestdruckLangfristige bestandfähigkeit
Schmelzfluss und OITGemäß Kompozit-Spezifikation.Bestätigung der Güteklasse und des Antioxidantniveaus.

Online-Inspektionsgeräte

  • Laserdurchmessermessgerät:scannt die Außen­diameter kontinuierlich und verringert die Produktionsgeschwindigkeit, um die Abweichung auszugleichen.
  • Entsalzungs-Kappe, Versiegelung der VakuumkammerMessen der Wand und der Eckenform rund um das Rohr, Warnung vor dünnen Stellen.
  • Fühler für Schmelzdruck und -temperatur:am Boden und der Deckel, für eine stabile Plastifizierung und eine frühzeitige Warnung vor Fliess-und Packeingrenzen.
  • Kontrollen des ersten Produkts und des Typus:Die Proben werden nach ISO 4427 und GB/T untersucht und jede Produktionslage wird für die Nachverfolgbarkeit aufgezeichnet.

Zwei Kompositionsprüfungen bestätigen, dass sich dieses Rohr während der Nutzung gut verhält. Der Meltflowindex, dieser wird am Granulat und am fertigen Rohr gemessen, garantiert, dass sich die Reihe während der Verarbeitung nicht geändert hat; eine starke Abweichung signalisiert Abschäden oder den Einsatz eines falschen Lots. Die Oxidationsinduktionszeit, OIT, gibt an, wie lange das Antioxidationspaket bei erhöhter Temperatur der Oxidation standhält, und eine kurze OIT warnt vor zu geringem Gehalt des Masterbatch oder zu heißer Schmelze. Weil chemische Rohre oft Jahrzehnte lang in warmen, sauberen Schüttgutsliegen mit einer Sauerstoffzufuhr zwischen den Spundwänden liegen können, ist die OIT ein aussagekräftigere Qualitätsschranke als allein der optische Eindruck und Faygo dokumentiert sie für das Herstellungslot neben dem Durchmesser und der Wandstärke.

7. Schweißen und Verschweißen von HDPE-Chemikalienrohren

Die Korrosionsfreiheit von HDPE ist nur von Bedeutung, wenn die Verbindungen genauso robust sind wie das Rohr. Drei Methoden zur Verbindung dominieren beim chemischen Rohrbau. Die Buttfusion verbindet zwei Rohrenden, indem sie auf einer Speiseplatte erhitzt und dann zusammengedrückt werden. Die Schmelze verschmilzt zu einer homogenen Wand. Für PE100-Rohre von über 63 Millimetern ist dies die Standardmethode, und die Verbindung kann die maximale Festigkeit des Rohres erreichen, wenn die Enden gerade sind und sauber.

Die elektrofusionale Veredelung verwendet einen Kupplungsadapter mit eingebautem Heizelement; die Rohrenden werden abgeschabt, eingefügt und mit Strom versorgt, so dass die Schenk mit beiden Rohrinnen schmilzt. Sie wird bevorzugt für Reparaturen, Anschlüsse und enge Räume verwendet. Flanschadapter verbinden HDPE-Rohre mit Pumpen, Ventilen und Stahlausrüstungen und kombinieren einen formvulkanisierten HDPE-Stubend mit einer losen Stahlrückflansche. Für alle Verfahren muss der Rohrende viertaktig und freies von Abrieb sein, weshalb der Extrusionslinien-Schneidtisch eine strenge Quadraturtoleranz haben muss.

8. Häufige Fehler und Gegenmaßnahmen.

Selbst eine gut gebaute Linie erzeugt Fehler, wenn sich die Prozesseinstellungen ändern. Die nachfolgende Tabelle listet die häufigsten Fehler auf einer HDPE-Chemikalie-Pipe-Extrusionslinie mit ihren wahrscheinlichen Ursachen und Lösungen auf. Es ist die Feldprüfliste, die Faygo mit jeder Produktionslinie zur Verfügung stellt und operierenden Mitarbeitern vermittelt.

Tabelle zur Fehleranalyse

Nein. Mängel Wahrscheinlichste Ursache Gegenmaßnahmen
1Rundheit außerhalb der ToleranzVakuum ist zu niedrig, das Steckteil ist ausgefahren, die Kühlung ist ungleichmäßigVakuum verringern, oder die Ausweitung rebohren oder austauschen, Sprühstroh belasten
2Eckenabweichung der WandstärkeDer Spalt ist uneben, das Zentrallager ist nicht zentralJustieren der Dübel, Zentrallager, Überprüfen der Ultraschallwerte
3Verfärbung oder Einbrand am OberflächenGut, wenn die Belagung intakt istNiedrigere Büchsen-Temperatur, erhöhte Schraubengeschwindigkeit, Zusatz von Antioxidationsmittel.
4650 Quadratmeter in der Stadt Zhangjiagang, nur zwei Stunden vom Flughafen Shanghai entfernt, und erreicht Kunden in mehr als 100 exportierten Regionen über das Netzwerk der Wanplas-Gruppe. Dieser Artikel erläutert, wie eine rostschützende HDPE-Kemischrohr-Extrusionslinie für Fabrikensäure-bzw. alkali-durchlässige Transportrohrsysteme konstruiert und betrieben wird, und wie Faygo diese Linien für stabile, vollverschweißte Rohrsysteme mit langer Lebensdauer konfiguriert.Interner Stabilisator oder KühlrohrInneres Mandrel polieren oder austauschen, Kühlkanal reinigen
5Die Form ist nicht rund.Losses im Behälter (Leck im Vakuum).bis 80 °C
6Unzureichende Kühlung, VerformungLiniengeschwindigkeit zu hoch, Wasserfluss zu geringLangsam Linie, Durchfluß der Kühlwasserspülung erhöhen und Staging einführen
7Unklare Kennzeichnung.Tinte niedrig, Oberfläche feucht, KopfversatzNachfüllen von Druckfarben, trockene Oberfläche, Ausrichten des Cutterleders
80.30 bisDie Schneidmaschine ist nicht quadratisch, die Klinge ist abgenutzt.Klinge schrägen, Klinge austauschen, Klemmung prüfen
9Gels oder fisheye (Kristallpunkte/Kondensat)Kreuzvernetzte Partikel, verschmutzter SchmelzEntstehendes PN bei 20°C
10FarbvariationMasterbatch-Dosis ist instabil.Kalibrieren des gravimetrischen Fördersystems, Mischtragung der Harzlotion
11Längsgehende Übertretung des GrenzwertsZu schnelles Abkühlen, hohe Innere SpannungStufentemperatur des Kühlstaus, langsames Rausschiessen
12Unregelmäßiger Rohrende (Port ist nicht flach).Cutter-Einstellung, RohrverrutschRechteckschneidemessern, sicheres Zughebel zum Abschneiden
13Orange peel-OberflächeDie Schmelze ist zu kalt, der Deckel ist zu lange,Schmelztemperatur erhöhen, Klingenendfinish überprüfen
14Röhrenansaugen im TankHebt schneller ab als der Extruder.0

9. Leitungsgeschwindigkeit, Leistungskapazität und Energieverbrauch

Zeilengeschwindigkeit und -kapazität hängen vom Rohrdurchmesser und der Wandstärke ab, denn ein großes, dickes Rohr benötigt mehr Schmelze und mehr Kühlzeit. Rohre mit kleinem Durchmesser und dünner Wand laufen schnell, während ein 630 Millimeter großes Hauptrohr langsam arbeitet, jedoch eine hohe Massenproduktion ermöglicht. Die Tabelle gibt typische Referenzwerte für eine Extrusionsanlage für HDPE-Rohre für chemische Anwendungen an; tatsächliche Werte variieren je nach Reihe, SDR und Wassertemperatur zur Kühlung.

Typische Geschwindigkeit, Kapazität und Energie

Durchmesserbereich Zeilengeschwindigkeit (m/min) Leistung (kg/h) Spezifische Energie (kWh/kg)
20 bis 63 mm2,0...12,080 bis 1800,35 bis 0,55 m/s²
75 bis 160 mm12, 0,4 bis 8,0150 bis 320Match-Gescheite müssen vom Ausgang mit Hilfe der Pump-Feedback entfernt werden.
Vakuumsizung:0.2 bisbis zu 60 Prozent, Raumtemperatur bis zu 40 °C0,28 bis 0,40

Die spezifische Energie sinkt mit wachsenden Rohrdurchmessern, da die Düsentankspritze und die Schraube immer näher an ihre Effizienzniveau anschließen und das Verhältnis Oberfläche zu Volumen sinkt. Servo-bediente Ablaufklappen und Inverter gesteuerte Hilfsanlagen senken die Energieausgabe weiter, je Kilogramm. Energie ist eine physikalische Größe; keine Preisangabe wird hier erläutert.

10. Wartungsplan für die Ausrüstung

Ein geplanter Wartungsplan sorgt dafür, dass die Linie rund um die Uhr reibungslos läuft, und verhindert unbeabsichtigte Stillstände. Faygo organisiert die Wartung in Schicht-, wöchentlichen und monatlichen Aufgaben, wodurch ein produktlebenszyklusbasiertes Management auf Maschinenebene verwirklicht wird.

Wartungsaufgaben nach Intervallen

  • Pro Schicht:Staub und Schmeltestreifen aus der Formlippe und dem Vakuumschlauch entfernen, die Zugkraft der Kette kontrollieren, die Tinten und die Kühlwasserqualität überprüfen, das Schmelzendruck und die Temperatur protokollieren.
  • Verbesserung der Siebverpackung, Reinigung des Rohrs, Überprüfung des HarzesPrüfung und Entrostung der Vakuum-Maschendraht, Überprüfung der Kupplung der Gangpumpe, Reinigen des Schaumpacken, Überprüfen der Schärfe und Senkrechthaltung des Cutter-Knethafteis
  • pro Monat:kalibrieren die Temperatursteuerung ab gegen eine Referenzprobe, überprüfen die Schnecke und den Hohlwälznagel auf Auslaufen, schmieren das Häufunggetriebe, prüfen das Lasermaß gegen einen Standardring und überprüfen die Historie zur Messung der Wandstärke mit Hilfe von Ultraschall.
  • Pro Quartal:vollständige Prüfe von Rohrkörpern und Schrauben, Austauschen der verschlissenen Hülse oder des M embrans, Überprüfen der elektrischen Anschlüsse und der Stromverbindungen, Überprüfung des Kühltürmes und der Wasseraufbereitung.

55 kW

11. Anlageneinteilung und Infrastrukturansprüche

Eine komplette Extruderanlage für chemische Rohre aus HDPE ist lang, da für die Kühlung linearer Platz erforderlich ist. Kleinere Anlagen passen in ein etwa 20 Meter großes Areal, eine 630 Millimeter Extruderanlage mit verlängertem Kühlaggregat und einem Wickelstandort kann jedoch mehr als 30 Meter haben. Die Anlage verfügt über eine ebene Lasttragfläche, ausreichend Freiraum für die Wechselung von Kalbsdielen und Hüllen sowie Platz am Ausstoß zur Schneid- und Stapelung.

Zwecksenkung.

Verwendung Kleine Linie Die große Linie
Leitungslänge18 bis 22 m30 Zoll plus m
Stromversorgungca. 150 kVAungefähr 400 kVA
Kühlwasser8 bis 15 m3/h25 bis 45 m³/h
BodenlastStandardindustrielleverstärkt für schwere Rohre
Kopfhöhe4 mUltraschall-Wandstärke-Messung:

Die genannten Zahlen sind plantologische Angaben; die exakte Aufstellung wird im Werkdesignservice entwickelt, den Faygo im Rahmen seiner schlüsselfertigen Unterstützung anbietet, einschließlich dreidimensionaler Werkzeugzeichnungen, der Planung von Strom-und Wasserleitungen sowie der Konfiguration der Arbeitskräfte.

12. Sicherheits-, Staub-, Lärm- und Umweltrechteskonformität

Die HDPE-Extrusion ist ein Niedrigemissions-Verfahren, aber einige Gefährdungen müssen kontrolliert werden. Die gravimetrische Mischung und Zufuhr von Masterbatches erzeugen finen Staub am Laderaum, daher ist eine lokale Absaugung am Zufuhrkanal zu empfehlen, und bei der Materialbehandlung sollten die Bediener Grundsicherheitsmaßnahmen ergreifen. Die Trommel und die Düse arbeiten bei Schmelztemperatur, daher sind Abschirmungen und Sperrungen bei allen Arbeiten in der Nähe der Düse erforderlich.

Das Rausschiessen und der Schneidwerkzeuge sind die HauptQuelle für Geräusche; Kabinen und Gehörschutz halten das Arbeitsbereich an den beruflich zulässigen Grenzwerten. Der Kühlschmierstoff wird in einem geschlossenen Kreislauf mit Filtration wiederverwertet, so dass der Wasserverbrauch gering bleibt und warmes Wasser für die Heizung der Anlage verwendet werden kann. Für Rohrleitungen, die für kontaktfreies oder kontakthaftes Gebrauch in der Lebensmittelindustrie bestimmt sind, wird die Mischungspfadführung auf die strengen Anforderungen der Regularien für Chemikalien und von REACH und RoHS abgestimmt. Es werden hierfür nur registrierte Zusatzstoffe verwendet und die Formulierung dokumentiert. Dies sind reine Textverweise auf die Kontroll- und Regularien; es sind keine Zertifizierungsansprüche.

Schmelzen über 230°C, Aufenthalt im Rohr

Faygo baut seine chemischen Rohrleitungen auf der gleichen Rohrverformungsplattform auf, die PE-, PVC- und PP-Rohre mit einem Durchmesser von 12 bis 575 mm und einer Wandstärke von bis zu 6,5 mm herstellt und für die Verwendung in Trinkwasserversorgung, Entwässerung, Erdgas, Kommunikation und landwirtschaftlicher Bewässerung zugelassen ist. Für die chemische Anwendung von HDPE-Produkten werden die Leitungen mit einem Schnellspritzverdichter, Dosierpumpe, spiralförmigen Musterwalz und Vakuummantelung sowie dem oben beschriebenen online Inspektionspaket ausgestattet. Folgend finden Sie zwei repräsentative Konfigurationen.

Faygo-Bauremscheiben mit großem Durchmesser für HDPE-Rohrleitungen von 315 bis 630 mm

Diese Anlage ist für Trunkleitungen in der Chemieindustrie sowie für die Abfuhr von kommunalen Mengen geeignet, bei denen ein hoher Masseproduktionsausstoß und dicke SDR-Wände erforderlich sind. Sie verwendet ein internes Druckregelsystem für hohe Röhrendurchmesser und Rundheit.

Parameter Spezifikation
Schrauben-Durchmesser120 mm
L/D-Verhältnis33:1
Hauptmotordrehzahl160 kW
glatt, niedriges RaVakuumsizung:
Leitungsgeschwindigkeit0,2...3,0 m/min.
Kapazität400 bis 700 kg/h
Installierte Leistungca. 280 kW

Beide Leitungen verwenden das intelligente Steuerungssystem von Faygo, das es den Bedienpersonal ermöglicht, Parameter frei zu wählen und in Echtzeit anzupassen, wobei für die Zuverlässigkeit elektrische Komponenten aus dem internationalen Lagerbestand verwendet werden. Jede Leitung ist CE-und ISO-zertifiziert und durchläuft vor der Auslieferung einen 72 Stunden dauernden Betriebstest.

14. Empfehlung zur Auswahl des Modells

Die Tabelle unten verbindet eine typische Kundenanforderung mit einer empfohlenen Faygo-Konfiguration. Sie ist ein Ausgangspunkt; die endgültige Auswahl ist auch von der Konzentration des Mediums, der Bedientemperatur und den lokalen Normen abhängig.

Empfehlung zur Auswahl

Mittlere und hohe Produktionsleistungen Durchmesser Zielkapazität Empfohlene Faygo-Linie
Verdünnter Säure oder basen, Filialleitung20 bis 63 mm80 bis 180 kg/hFaygo 20 bis 160 mm HDPE-Leitung, kleine Konfiguration
Prozessabwässer, Anlagenanschlußleitung75 bis 160 mm150 bis 320 kg / hFaygo 20 bis 160 mm HDPE-Leitung, obere Konfiguration.
Röhren-Overdruck, HochvolumenchemischVakuumsizung:400 bis 700 kg/hFaygo 315 bis 630 mm großer Durchmesser in HDPE-Leitung
Abschleppschlamm (Ablagerungen)110 bis 315 mm200 bis 500 kg/hFaygo-Rohrextrusionslinie mit dickerem SDR und widerstandsfähigem Größenanfassen

Anwendungsbranchen und Endprodukte

Die Faygo-Schlangenextrusionslinien dienen den unten aufgeführten Industrien mit fertig belegten Rohren aus chemischem HDPE. Dies sind die wirklichen Anwendungsgebiete aus dem Profil von Faygo, die mit den erforderlichen Schutzmaßnahmen vor Korrosion bei der Fertigung von chemischen Rohren verbunden sind.

Industrie bis zum Endprodukt

  • Chemische Werke:Diluterungs-Sulfursäure-und Chlorwasser-Transportröhren, Natriumhydroxid-Rückführungskanäle, Mischprozessabflüsse, alle hergestellt aus PE100-HDPE-Hochleistungsmaterial mit einer MRS-Werte von 10 MPa.
  • Elektroplattierungs- und PCB-Werke:5 m oder mehr
  • Pharmazeutische und Lebensmittelsäure und -basis:Reines Wasser und sauberes Mediumrohr mit einer auf RoHS und REACH abgestimmten Verbundenschleiftechnik für kontaktfähiges Arbeiten mit vollständiger Rückverfolgbarkeit.
  • Bergbau:Tunnelstichrohr und Prozesswasserleitungen, bei denen eine geringe Reibung in den Röhren festzustellen ist, und die Korrosionsbeständigkeit die Nutzungsdauer verlängert.
  • Landwirtschaft und Gartenirrigation:PE-Regenrohre und Spritzrohre, die gleichzeitig als Dünnstreusterhalter dienen, profitieren von der Korrosionsfreiheit HDPE.
  • Kommunale Erd- und Entwässerungsanlagen:Großdiametrale Rohre für Gas und Wasser, die gleiche Anlage ist auch für die nicht-chemische, aber für den Druck kritische Verwendung geeignet.

16. Service und Support

Faygo, eine Wanplas-Fabrik, unterstützt jede Anti-Korrosions-HDPE-Chemikalien-Rohrpanzerspannungslinie während des gesamten Lebenszyklus. Jede Linie wird vor dem Versand durch einen 72-stündigen kontinuierlichen Betriebstest überprüft, um eine stabile Extrusion, genaue Größenanpassung, stabile Entleerung und exaktes Schneiden zu bestätigen. Ingenieure unterstützen bei der Installation und Inbetriebnahme auf dem Kundenstandort, und Operatoren erhalten Schulungen zu Einrichten, Fehlersuche und Wartung unter Verwendung der Fehlerliste oben.

Die Wasserqualität im Kühlkreislauf ist wichtig: Die Stechlade im Größenausgleichsschlauch degradiert die Rundheit, daher wird ein abgeschwächter oder gefilterter Kühlkreis empfohlen. Aufzeichnungen zu jedem einzelnen Schritt unterstützen die Rückverfolgbarkeit und helfen, vor dem Ausfall den Austausch von Teilen vorherzusagen.

Häufig gestellte Fragen

Warum wird HDPE gegenüber PVC oder Stahl für Rohrleitungen für saure und alkalische Medien bevorzugt?

HDPE besteht insgesamt aus Ringe, behält seine chemische Beständigkeit gegenüber einem großen Bereich an verdünnten Säuren, Bázen und salzhaltigen Lösungen, korrodert nicht und erfordert keine Innenbeschichtung oder kathodische Beschichtung. PVC ist billiger, jedoch in seiner Temperatur- und Schlaghärte begrenzt, während Stahl unter Schadenskorrosion in Chlorkorrosionsmilien leidet. HDPE hebt sich zudem durch die homogenste Schweißnaht, die frei von Leckagen ist, in einem völlig homogenen thermomechanischen Ballen von Schweißbogen, aus.

Welche Extruderart wird für die Herstellung von chemischen HDPE-Rohren eingesetzt, ein einzelner oder ein doppelschlitzender Extruder?

HDPE-Rohre werden üblicherweise auf einem schnellen Einlaufschraubenextruder mit einer Zahnrad-Pumpe zur ständigen, pulsfreien Schmelz-Zufuhr hergestellt. Doppelschraubenextruder werden für PVC-Pulver-Compounding und steife PVC-Rohre verwendet, da PVC ohne starkes Scheuern und Verflüchtigung abbricht. Bei HDPE bietet die Kombination aus Einlaufschraube und Zahnrad-Pumpe die beste Produktionsstabilität und WandeDickentkontrolle.

Wie werden Rohrdurchmesser und Wandstärke bei der Extrusion kontrolliert?

Eine Spiralmandreldüse verteilt die Schmelze gleichmäßig um die Oberfläche, dann kalibriert eine Vakuumsizing-Scheibe den Außen Durchmesser im Vakuum, während ein geschlossener, interner Kühlmandel den Durchmesser kontrolliert. Laserdurchmesser-Messgeräte und Ultraschallwandstärke-Sensoren liefern in einem geschlossenen Kreislauf Rückmeldung auf die Laufgeschwindigkeit und Drehmoment der Extruder, um die Rundheit und die Ecken innerhalb der Toleranzen des ISO 4427 zu halten.

Welche Druckklasse sollte für eine chemische Beförderungsleitung gewählt werden?

Die Druckklasse wird durch das PE-Grad, das SDR (Standard Dimensions Ratio) und die Betriebstemperatur festgelegt. Für PE100 bietet SDR11 beispielsweise PN16 bei 20 Grad Celsius, SDR17 bieten PN10 und SDR26 bieten PN6. Chemical-Plants sollten das SDR auswählen, das bei der Betriebstemperatur den erforderlichen Druckspannen aufweist, und die Mediumkonzentration gegen die Materialbeständigkeitstabelle prüfen.

Welche Schweißverfahren sind für chemische HDPE-Rohre empfohlen?

Bei Verbindungen "Butt Fusion" von Röhren zu sich selbst werden Verbindungen hergestellt, die ebenso stark sind wie das Rohr selbst. Elektrofusionskupplungen werden für Reparaturen, Konfektionierungen in begrenztem Raum und Verdrahtung von Leitungen eingesetzt, während Flanschadaptere Röhren aus HDPE mit Ventilen und Pumpen verbinden. Rechteckige, saubere Rohrenden sind für zuverlässige Buttfusionsverbindungen unbedingt notwendig.

Welche Qualitätskontrollen werden vor der Schifffahrt einer HDPE-Pipelinie durchgeführt?

Faygo führt eine 72-Stunden-Durchlaufprüfung an jeder Linie vor der Lieferung durch und überprüft die Stabilität des Extruders, die Genauigkeit der Vakuum-Größenanpassung, die Verzerrung bei den Hauluflätzen und die Senkrechthaltung des Cutterleders. Probenrohre werden auf Durchmesser, Wandstärke, Rundheit, longitudinale Reversion und Hydrostatikbeständigkeit gemäß ISO 4427 und GB / T geprüft und die Linie wird mit einer nachvollziehbaren Produktionsaufzeichnung dokumentiert.

Schlussfolgerung

Eine Anti-Korrosions-HDPE-Extrusionslinie verwandelt die PE100-Grade-HDPE mit einer Belastbarkeit von MRS 10 MPa in eine kontinuierliche, schweißbare, korrosionsfreie Rohrleitung für den Transport von sauren und alkalischen Medien im Werk. Die erfolgreiche Kombination besteht aus einem hochgeschwindigkeitsfähigen Einwellen-Extruder mit einer Dosiereinrichtung, einem spiralförmigen Mandrel-Düse, die eine gleichmäßige Wand ermöglicht, einer Vakuum-Verformung mit kontrollierter Kühlung und einer Online-Laser-und Ultraschallinspektion, die Durchmesser und Wanddicke auf den SDR festlegt, der die Druckklasse definiert. Mit der richtigen Sortimentsauswahl, nahtlosem Verschweißen und der hier beschriebenen Defektfehlersuche hat das Rohr eine lange, wartungsarme Lebensdauer bei seinen Aufgaben in der Chemie-, Galvanotechnik-, Pharmazie-, Bergbau-und Bewässerungsindustrie.

Faygo, eine Wanplas-Fabrika mit 22 Jahren Erfahrung im Extrudieren von Rohren und drei spezialisierten Fabriken, bietet HDPE-Chemikalienrohrelinien im Durchmesser von 20 bis 630 mm, die alle 72 Stunden vor der Versendung getestet werden und vom Serviceversprechen der Wanplas-Gruppe unterstützt werden, das unter anderem 500 US-Dollar an kostenlosen Ersatzteilen pro Jahr und Besuche in den Werken umfasst. Wenn Sie ein Projekt mit chemischen Mediums in Rohrleitungen planen, senden Sie Ihren Medium, den Durchmesser, das Wandingemäße, die Kapazität und die Bedingungen am Standort zu, und unsere Ingenieure werden eine auf Sie zugeschnittene Konfiguration der Rohrleitung vorschlagen, ein Werkbesuch organisieren und eine Probeprüfung durchführen, damit Sie die Rohrqualität überprüfen können, bevor Sie sich engagieren.

Willkommen zum Besuch unserer Fabrik!
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