Gewerbebauten stellen hohe Anforderungen an Brandschutzleitungssysteme, die von herkömmlichen Wasserversorgungsleitungen nicht gedeckt werden. In hohen Gebäuden sind Hunderte von Metern statischer Druckleitung oberhalb der Basisstation angeordnet, automatische Sprinkleranlagen erfordern einen konstanten Druck am entlegensten Sprinklerkopf und staatliche Regeln stellen zunehmend eine Reduzierung der Gefahr des Gebäudebbrandes durch Leitungen, die Verdichtungen, Decken und bewohnten Etagen überschreiten, fest. Hochdruckfeuerfeste HDPE-Leitungen haben sich als glaubwürdige Alternative zu Stahl und verzinktem Material bei diesen Aufgaben erwiesen, da sie widerstehen, korrosiv werden und leichter zu verlegen sind, und sie lassen sich in fehlerfrei gebaute Netze schweißen. Die Herstellung solcher Leitungen ist jedoch kein herkömmlicher PE-Leitungsprozess. Die Extrudiervorrichtung muss mit einem hochdruckfestem, dickwandigen, großen Produkt zu arbeiten wissen und bei flammhemmender Umsetzung muss auch eine schwer gedichtete Formulierung verarbeitet werden, ohne daß die Formulierung darunter leidet.
Faygo ist ein Wanplas-Werk mit 22 Jahren erprobter Erfahrung in der Extrusion von Kunststoffrohren und-profile. Mit drei speziellen Werken auf einer Produktionsfläche von 26 650 Quadratmetern in Zhangjiagang, nur zwei Stunden vom Flughafen Shanghai entfernt, und mit 13 nationalen Patentrechten, darunter 8 Erfindungspatente, baut Faygo Extrusionslinien für PVC-Rohre mit einem Durchmesserbereich von 12 bis 575 mm und einer Wandstärke von bis zu 6,5 mm, alle CE-und ISO-zertifiziert und mit 72 Stunden Dauerlauf vor der Auslieferung getestet. Diese Anleitung führt Ingenieure, Projektverantwortliche und Anlagenkäufer durch das technische Skelett einer Extrusionslinie, die speziell für Feuerschutzrohrleitungen für kommerzielle Gebäudebedürfnisse konzipiert wurde, in die Materialwissenschaft in Bezug auf brandhemmendes HDPE, in die Konfiguration aller Abschnittslinien sowie in das Prozessfenster, das eine stabile Zusammensetzung des brandhemmenden Materials ermöglicht, und in das Qualitätsmanagementsystem, das sicherstellt, dass die Rohre für ein Lebensicherheitssystem geeignet sind.
Anwendungsbeispiele und technische Anforderungen
Eine Feuerlöschleitung in einem Gewerbebau besteht nicht aus einem einzigen Rohr, sondern aus einer Hierarchie von Netzwerken, die jeweils mit ihrem eigenen Druckprofil, Routing und Akzeptanzregeln ausgestattet sind. Die Wahl des richtigen Extrusionsziels beginnt mit der Ermittlung der Netzwerkannahme für die Anwendung.
Die automatischen Sprinklerungsrohrleitungen sind die sichtbarste Verwendung. Sprinklersysteme, die im Einklang mit NFPA 13 konzipiert sind, verlangen, dass das Wasser den hydraulisch ferngelegensten Sprinklern bei einem festgelegten Mindestdruck erreicht; dies zwingt den Hauptrohr, einen gesunden Puffer für statischen und dynamischen Druck zu haben. Das Hydrantenführungsrohr ist ein Hochfluss-/Niederdichtigkeitsnetz, das von Feuernutzern über Landungsventiltiefeinbindungen genutzt wird. Das unterirdische Brandringrohrmain schlingt ein Gebäude oder einen Campus unter der Erdoberfläche, oft in Gebieten mit geringerer Brandgefahr, aber unter Verkehr und Belastung durch Erdreich. Das Schaumlöschmittelversorgungsrohr transportiert Schaumkonzentrat oder Premix in Especially Dangerous Areas, wie z. B. Datenzentren und Parkhäuser.
Der Unterschied zur normalen Wasserleitung besteht darin, dass eine Brandschlauchleitung sowohl eine Druckklasse als auch eine Flammschutzklasse gleichzeitig erfüllen muss. Die Drücken für diese Aufgabe liegen typischerweise bei PN10, PN16 oder PN20 und werden durch SDR 17, SDR 11 oder SDR 9 gewährleistet.
Gewerbebauten haben strukturelle Komplikationen, die die Extrusionslinie indirekt bewältigt. Ein 100 Meter hoher Turm erzeugt allein aufgrund der Wassermenge einen statischen Druck von etwa 1,0 MPa, und bei einem schnellschnellenden Ventil kann der Druckmomentan auf 1,5 bis 2,0-mal den Arbeitsdruck steigen. Darum ist ein dickwandiges SDR 11- oder SDR 9-Rohr, nicht ein dünnes SDR 17-Rohr, auf den oberen Ebenen üblich. Die Abstandsordnung der Rohraufhängungen und der Brandschutz, wenn das Rohr eine Bodenplatte durchdringt, sind praktische Einzelheiten, aber sie gehen auf ein Rohr zurück, das aus der Fabrik mit einer zertifizierten Wandstärke, Rundheit und Schweißbarkeit geht.
Druckklasse, LSP und Wanddicke Referenz
Die folgende Tabelle ordnet die drei üblichen Branddruckklassen der SDR-Gesetzgebung und die zur Folge kommenden gesetzlichen Mindestwanddicken bei repräsentativen Durchmessern zu. Die Wandwerte entsprechen dem Standardabkommen, dass e das Nominalmaß dividiert durch das SDR ist und auf handelsüblichen Minimumswert abgerundet ist.
| Druckklasse | SDR. | Designbasis | Wand bei DN63 (mm) | Wand bei DN110 (mm) | Wandstärke bei DN 160 (mm) | Wandstärke bei DN200 (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PN10 | SDR. | PE100, C = 1,25 | 3.7 | 6.6 | 9.5 | 11.9 |
| UL 94 | SDR 11, | PE100, C = 1,25 | 5.7 | 10.0 | 14.5 | 18.2 |
| PN20. | ESCR (ASTM D1693) | PE100, C = 1,25 | 7.0 | 12.3 | 17.8 | 22.2 |
Lesen Sie die Tabelle als Zielspecifikation für die Extrusionslinie. Eine Anlage, die PN20 SDR 9-Kapazität bei DN200 verspricht, muss eine fertige Wand von etwa 22 mm innerhalb einer engen Toleranz halten, was ein Problem bei einer dicken Wand mit großem Durchmesser bei der Extrusion ist, nicht ein Problem bei einer dünnen Standardwand. Der Toleranzbereich wird mit der Wanddicken kleiner, denn eine geringe absolute Abweichung auf einer 22 mm-Wand ist ein großer Bruchteil der Druckreserve. Daher muss die Kalibrierungsmanschette, der Vakuumpegel und die Abrollgeschwindigkeit konstant gehalten werden, damit die Anlage zu Beginn eines Rolles und am Ende eines sechs Meter langen Sticks die gleiche Wand liefert. Deshalb wird die Anlage mit geschlossenem Schließkreis für die Wanddickenkontrolle spezifiziert, und nicht nur mit manueller Einstellung.
Der Bauplan von Gewerbegebäuden bestimmt auch die Durchmesserauswahl. In der Regel unterteilt ein Hochhaus das System in Druckzonen, wobei die Unterzonen mit einem größeren Durchmesser von PN10 oder PN16 sowie die oberen Zonen mit einem kleineren Durchmesser und einer dickeren Wand von PN20 mit einem Risertube ausgestattet sind, da die statische Höhe am unteren Ende einer hohen Säule eine dünne Wandrohre überfordern würde. Die Extrusionsanlage muss daher inklusive Durchmesser und SDR ohne eine komplette Umstellung flexibel sein, was ein Schälkopf bietet, der in stufenweise Größen ausgeführt ist, und ein Kalibriersystem, das Dübel ersetzt, anstatt den ganzen Tank zu ersetzen.
Materialsystem für brandschutzgefäße aus HDPE mit einer Wandstärke von bis zu 6,5 mm.
Das Materialsystem ist der technische Kern der brandschutzte HDPE-Rohre. Das Grundharz liefert die Druckfestigkeit und die langfristige Stabilität; das flammschutzende Additivpaket sorgt für die Brandverhalten; und der Weg, wie diese beiden miteinander kombiniert werden, entscheidet, ob die Extruderlinie überhaupt eine einkaufsfähige Rohrproduktion ermöglichen kann.
Basismarke: PE100 und PE100-RC
Ein Brandschutzrohr erfordert ein Druckrohr-Polyethylen. PE100 ist das zentrale Material, mit einer Mindestfestigkeit von 10,0 MPa und einer konstruktiven Beanspruchung von 8,0 MPa bei einem Entwicklungsfaktor C von 1,25. PE100-RC ist die knackschutztaugliche Variante, die auf verstärkte Beständigkeit gegen langsamen Risswachstum spezialisiert ist und durch den Notlauftest bei 80 Grad Celsius über mindestens 8760 Stunden verifiziert wurde. Für ein Schutzsystem, das möglicherweise über lange Zeit periodisch unter Druck gehalten und ungedrückt bleibt, um in Notfällen dann plötzlich zu Druck gebracht zu werden, stellt diese Beständigkeit gegen langsamen Risswachstum einen wirklichen Vorteil dar.
Typische physikalische Parameter des Basismaterials sind: Meltfluß 0,2 bis 0,5 g pro 10 Minuten bei 190 °C unter 5 kg Druck, Dichte 0,949 bis 0,960 g pro Kubikzentimeter und gute Umweltstationsquerungsbeständigkeit. Der niedrige Meltflußrate zeigt an, dass es sich um ein schweres, aber steifes und kaltes Harz handelt, das sich gut für die Zugabe eines Gewichtbrandschutzbestägers eignet.
Vergleiche der drei Flammschutzroutes
Für den Herstellungsprozess von PE-Feuerbeständigkeit bestehen drei technische Konzepte, bei denen die Flammschutzleistung, die mechanische Festigkeit, die Prozessierbarkeit und die Konformität unterschiedlichen Anforderungen unterliegen. Das folgende Diagramm ist das Entscheidungsrahmen für die Aufbauformel und damit für die Planung der Extrusionsanlage.
| Marschroute | Zusatzstoffe und Füllstoffe | Grenzoxygengehalt | UL 94 bei 3 mm | Mechanischer Schlag | Verarbeitungsmöglichkeiten | Konformität |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Halogenfrei, Mg(OH)2/Al(OH)3. | 55 bis 65 Prozent, Superfein 1,5 bis 3 Mikron, silanbehandelt | 28 bis 32 Prozent | V-0 | Großer Tropfen (hohe Füllerzahl) | hoch (Viskosität 2 bis 4x) | RoHS, REACH-kompatibel |
| Intumeszent (AAP/Pentanoylperüdritol/Melamin) | 22 bis 30 Prozent, Wasserabweisende Beschichtung | 27 bis 30 % | V-0 | Kleinere Absenkungen | Mittelgroß, wärmeempfindlich | RoHS, REACH-kompatibel |
| Halogeniert | Niedriges Lastenvolumen, hohe Effizienz | Hoher | V-0 | Niedriger Drop | Niedrig | Begrenzung durch RoHS und REACH |
Die Halogenfreie Magnesiumhydroxid- oder Aluminiumhydroxid-Methode ist für europäische und die meisten kommerziellen Gebäudeprojekte die häufigste Wahl, da sie halogenfrei ist und wenig Rauch erzeugt. Sie benötigt eine Füllung von 55 bis 65 Prozent, um einen Grenzwert für den Sauerstoffgehalt von 28 bis 32 Prozent und UL 94 V-0 bei 3 mm zu erreichen. Diese Füllung führt zu einer brutalen Verarbeitung: Die Schmelzviskosität steigt um das Doppelte bis Vierfache, die Zugfestigkeit und das Schockverhalten lassen nach, und der Füllstoff muss bei 1,5 bis 3 µm sehr fein und mit einer Silan-Bindemittelbehandlung versehen sein, da er sich sonst agglomeriert.
Der innatiegende Flammschutz wird mit Ammoniumpolyphosphat, Pentaerythritol und Melamin hergestellt. Bei einer Verladewärme von 22 bis 30 % bildet sich eine charrende, isolierende Schicht, die die Wärmebildung unterdrückt und einen Grenzwert des Sauerstoffindex von 27 bis 30 % erreicht. Diese Technologie kostet weniger mechanische Eigenschaften als die mineralische Technik und ist leichter zu verarbeiten, jedoch ist es gegenüber Wasser empfindlich und benötigt in der Regel eine hydrophobe Beschichtung oder einen Masterbatch, damit es bei baulichen Installationen nicht die Leistung verliert. Die halogenierte Technologie ist die effizienteste und leichteste zu verarbeiten, wird aber durch RoHS und REACH eingeschränkt und ist in kommerziellen Brandbestimmungen vielerorts nicht akzeptiert, daher ist sie hier nur zur Vollständigkeit dargestellt.
Wie Hoher Füller die Extrusion verändert.
Die Abgabe von 55 bis 65 Prozent mineralischem Füllstoff bewirkt nicht nur ein Erhöhen der Viskosität, sondern beschleunigt auch die Abnutzung der Schrauben und der Hülse. Daher benötigt die Linie eine HRC-58 bis 62 metallische Hülse und eine beschichtete oder speziell ausgebildete Schraube. Eine schlechte Verteilteitung des Füllstoffs erzeugt weiße Flecken, Agglomerate und schwache Bereiche, die gleichzeitig die mechanische Festigkeit und die brandhemmende Wirkung beeinträchtigen. Der Druck in der Hylle steigt auf 25 bis 40 MPa, da die Schmelze starr ist und die Hylle lang genug benötigt, um Druck aufzubauen, aber kurz genug nicht, um zu stark zu schreiten. Das brandhemmende Mittel neigt auch dazu, in jedem Staupunkt des Strömungskanals zu stagnieren und abzubauen, weshalb die Hyle eine Tiefe mit einem frei fließenden Wegbereich benötigen muss, um diese Staupunkte zu vermeiden.
Kennzahlen zur Brandschutzleistung
Der Feuerverlauf der fertigen Rohrleitung wird durch eine Reihe von Parametern beschrieben: begrenzter Sauerstoffgehalt, UL 94-Klasse, Reduzierung der Spitzenwärmefreisetzung aus Konuskalorimetrie (in der Regel 40 bis 65 % geringer als bei unbefülltem PE), Rauchdichte, Brennstabverhalten und bauphysikalische Vernichtbarkeitsklasse wie EN 13501-1-Klasse B oder C. Für eine Brandschutz-Rohrleitung geht es nicht darum, das Rohr unflammbar zu machen, sondern es zu verhindern, dass es als Flammenübergang dient und den Rauch zu begrenzen, damit die Fluchtwege weiterhin benutzbar sind.
Konfiguration der Produktionslinie
Eine feuerbeständige HDPE-Rohrextrudieranlage ist eine Sequenz aus exakt aufeinander abgestimmten Stationen. Jede Station ist für die dickwandige große Bohrung, den hohen Fülldruck und die harten Anforderungen bestimmt. Die folgende Konfiguration stellt den technischen Grundsatz dar; die eigentliche Maschinenauswahl erfolgt in einem späteren Abschnitt.
Hauptextruder
Der Hauptextruder ist eine Einschenkeregelung mit einem Schraubendurchmesser von 75 bis 150 mm und einem L/D-Verhältnis von 33 bis 38 zu
Kopf
Die Düse ist einem Körbchen- oder Spiralmantelrohr-Düse gleich, die Größen DN 63 bis DN 630 in Stufen abdeckt. Da sich das Feuerhemmende Mittel neigt, zu stagnieren und sich zu zersetzen, ist der Strömungsweg ohne tote Winkel konzipiert, und die Düse verfügt über 4 bis 8 einzeln gesteuerte Heizzonen, damit die Schmelztemperatur ohne lokale Überhitzung profiliert werden kann. Eine saubere Strömungsgeometrie ist hier kein Luxus; dies ist der Unterschied zwischen einem sauberen Rohr und einem mit verbrannten Streifen.
Vakuumkontrolle und Kühlung
Der Vakuum-Kalibrierkolben hält negative Drucke von 0,02 bis 0,08 MPa mit einer Größenanpassungsmanschette, die an die SDR der Rohrleitung angepasst ist. Spray-Wasser wird bei 15 bis 20 Grad C gehalten, und der Kolben besteht aus 2 bis 3 Abschnitten je 6 Meter. Nach der Größenanpassung werden 3 bis 5 Kühlkolben mit abgestuften Wassertemperaturen herangeführt, um die Wärme schrittweise abzutauen. Rohre mit dickem Wandungsoberflächen und großer Durchmesser führen viel internen Wärme auf, daher wird häufig ein inneres Rohranschlusssystem installiert, das Kühlmittel durch den Hohlraum zirkuliert, um die Länge der Anlage zu reduzieren und die Kristallinität zu kontrollieren.
Den Burgen, die die Schaufel entsorgen, sowie die Fließrichtung im Anschluss
Das Sägen von Rohrleitungen erfolgt mit einem Raupeager mit zwischen 8 und 16 Profilen, einer Zugkraft von 20 bis 120 kN und einer Bandgeschwindigkeit von 0,5 bis 15 Metern pro Minute. Das Profilschneiden erfolgt durch einen planetarischen Messer, der ohne Staub zu erzeugen reint Schnitte (bis auf einen Winkel von 0,5 Grad) durchführt und jederseits ein Schrägband anlegt, das die Verschweißung erleichtert. Rohre mit einem kleinen Durchmesser von bis zu 63 mm werden auf einer Spulenpresse aufgewickelt, während Rohre mit großem Durchmesser in Länge von 6 oder 12 Metern auf einem Tippbretter geschnitten werden. Bei der Qualitätskontrolle werden die Wandstärken mittels Ultraschall mit 4 bis 8 Messprozessoren, ein Lasermessgerät zur Messung des Innendurchmessers und ein Markierer für das Aufbringen von Nadelmarkierung misst.
Hilfsanlagen
Die Lebensdauer von Extrusionssystemen mit hohen Dosierverlusten hängt von den Hilfsaggregaten ab. Ein zentrales Dosiersystem mit Wiegertassen dosiert die Flammschutzmittel mit einer Genauigkeit von plus/minus 0,5 Prozent; die Volumentiefdosierung ist bei diesen Belastungen nicht genau genug. Das Flammschutzmittel ist hygroskopisch, sodass es in einem Entfeuchtungsgetränke durch einen Temperaturbereich von 80 °C über 3 bis 4 Stunden bis zu einem Taupunktswert von minus 30 °C reduziert wird, bevor es in den Vorratsbehälter geleitet wird. Ein Reingrindeschlusslauf bringt das erste und das abgeschnittene Material wieder zurück in das Prozesssystem, ohne die Rohmengemenge zu beeinträchtigen. 9, 300 bis 350 kWh/t
Komplette Ausrüstungskonfiguration der Anlage
Die folgende Tabelle vereinigt die gesamte Anlage in einen einzigen Spezifikationsblock, den ein Käufer anführen kann.
| Station | Spezifikation | Leistungsbereich / Parameter | Hinweise zur Verwendung von Feuerwehrschlauchleitungen |
|---|---|---|---|
| Hauptextruder, | Einzelschnecken, Low-Shear-Barriere + Mischung | 75 bis 150 mm, L/D 33 bis 38 | Doppelzylinder, Low-Shear-Barriere + Mischung |
| Durchsatz | Produktionsrate. | 300 bis 1200 kg/h | Hoher Füller senkt die Produktionsrate. |
| Installierte Leistung, | Schlauchführung und Heizung. | 132 bis 400 kW | Abhängig vom Durchmesser |
| Die Kopfende | Korb oder Spiralfedern, | DN 63 bis 630 mm, 4 bis 8 Zonen | Kein fehlender Fließkanal |
| Kalibrierung im Vakuum | Grössenaufnahme durch SDR | 0,02 bis 0,08 MPa, 6 m x 2 bis 3 | Wasser 15 bis 20 C |
| Kühlung | Spritzbehälter, in Fraktionen | 3 bis 5 Tanks, optionale interne Kühlung | Voraussetzung für eine dicke Wand |
| Abladen | ESCR (ASTM D1693) | 8 bis 16 Riemen, 20 bis 120 kN | Geschwindigkeit 0,5 bis 15 m/min |
| Messer. | Planetengetriebe, staubfrei. | Quadraturaufe unter 0,5°. | Chamfer hinzugefügt. |
| In-Line-Inspektion | Ultraschall + Laser | 6. 4 bis 8 Dickenmessstationen | Metermarkierung, |
| Hilfsgeräte | Gewichtswertverlust, Trockner | Dosierung mit höchstens 0,5 % Abweichung, 80 bis 90 °C, 3 bis 4 Stunden. | Taupunkt minus 30 °C |
Fertigungsparameter,
Das Prozessfenster zeigt, in welchem Bereich Flammenhemmende PE gewonnen oder verloren geht. Zuviel Scherwärme führt dazu, dass der Additiv sich in der Rohrschale zersetzt; zu wenig Scherwärme führt zu unvermalterter und ungleichmäßiger Schmelze. Das Ziel im Design für halogenfreies oder innatiegendes flammsicheres PE muss dieses Fenster widerspiegeln.
Temperaturprofil und Schmelzetempbegrenzung
Für flammenhemmendes PE werden die Röhrenbereiche auf etwa 165, 175, 185, 190, 190, 185 Grad Celsius eingestellt, wobei die Walzengensung bei 185 bis 195 Grad Celsius erfolgt. Die wichtigste Regel lautet, dass die Schmelztemperatur unter 210 Grad Celsius liegen muss, da intumeszierende Systeme bei Temperaturen über 220 Grad Celsius beginnen zu zerfallen und die Mineralroute ab 200 bis 220 Grad Celsius Wasser der Hydratation verliert, was das Compound verbrämt und zu Gasaustritt führt, der sich als silberne Flecken oder Brandränder in der Rohrleitung zeigt.
Schraubendrehzahl, Druck und Closed-Loop-Steuerung
Die Drehgeschwindigkeit der Schraube wird absichtlich niedrig gehalten, zwischen 25 und 70 U/min, weil bei hoher Füllschmelz schnell Scherwärme entsteht und eine langsame Schraube die Schmelze kühl und die Motordrehzahl beherrschbar hält. Der Schmelzdruck im Schmelzekopf liegt zwischen 25 und 40 MPa. Der Vakuumgehalt, die gestufte Kühlwassertemperatur und die Abziehgeschwindigkeit werden mit dem Ultraschall-Wandstärke-Gauß verbunden, so dass sich die Wandstärke automatisch innerhalb der Toleranz hält, wenn die Leitungsgeschwindigkeit oder das Schmelzverhalten sich ändert.
Ausschaltpurgung
Wenn der Betrieb beendet wird, muss die hochpolymere Füllcompaxent aus der Wabenkolbenanlage mit reiner PE entfernt werden. Wenn die Flammschutzzusätze bleiben, zersetzen sie sich und sammeln sich in den Trommelknollen und vor dem Schneiderturm an, sodass eine langfristige Reinigung erforderlich ist, bevor eine neue Produktion beginnen kann. Die regelmäßige Reinigung der Wabenkolbenanlage schützt das bimetallische Wabenkolben sowie den Schneiderturm und verkürzt die notwendigen Verfahrensübergänge.
Prozess-Temperatur-und-Druck-Parameter-Tabelle
| Parameter | Zone 1-Dempen. | Zone 2, | Zone 3, | Zone 4, | Zone 5 Meter | Die Kopfende |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Fülltemperatur (C) | 165 | 175 | 185 | 190 | 190 | 185 bis 195 |
| Schraubgeschwindigkeit (rpm) | 25 bis 70, für einen hohen Füllstoff niedrig gehalten | |||||
| Schmelzdruck (MPa), | 25 bis 40 | |||||
| Schmelzetemperaturbegrenzung (C) | Muss unter 210 liegen, IFR zersetzt sich über 220, | |||||
| Unterdruck (MPa) | 0,02 bis 0,08 | |||||
Qualitätsprüfung und Standards.
Eine Feuerwehrschlauchleitung ist ein lebenswichtiges Sicherheitsteil, daher ist das Qualitätsmanagementsystem strenge. Der Schlauch muss Tests auf Druckfestigkeit, Materialstabilität und Brandverhalten bestehen, und die Leitung muss diese alle durchlaufen können.
Hydrostatische Festigkeit
Die interne Druckbeständigkeit wird bei drei Bedingungen überprüft: 20 Grad C während 100 Stunden bei 12,4 MPa, 80 Grad C während 165 Stunden bei 5,5 MPa und 80 Grad C während 1000 Stunden bei 5,0 MPa. Das sind die Standard-PE-Rohrbeständigkeitspunkte und bestätigen, dass die Wannenstärke und die Harzmischung bei Langzeitbelastung den Förderdruck tatsächlich liefern.
Tests der Materialeigenschaften und der Rohreigenschaften.
Die Änderung der Schmelzfließgeschwindigkeit nach der Verarbeitung muss innerhalb von plus oder minus 20 % des unverarbeiteten Harzes bleiben, was zeigt, dass das Material nicht thermisch beschädigt wurde. Die Oxidationsinduktionszeit bei 200°C muss 20 Minuten oder mehr betragen, um die erhaltene thermische Stabilität zu beweisen. Die longitudinale Verformung muss 3 % oder weniger betragen, die Bruchdehnung 350 % oder mehr und das Rohr muss den Schocktest bei 0 °C bestehen. Die Beständigkeit gegen langsames Risswachstum wird durch den Riss im Rohr getestet, und die schnelle Rissausbreitung durch die entsprechenden Testverfahren.
Flamm-und Brenngleichwertigkeit
Für das installierte Rohrsystem gelten die einschlägigen Rohranforderungen ISO 4427, EN 12201, GB/T 13663 und ASTM F714, während die Referenz für das Ausrüstungsdesign von Feuerlöschereinsätzen NFPA 13 ist, und die Systematik der Feuerbeständigung von verburten Rohren wird in UL 1285 und FM 1613 erläutert.
Zusammenfügung.
Die feuerhemmende HDPE-Rohre werden mit den gleichen Methoden wie die Standard-PE-Rohre verschweißt: per elektrostatischer Fusionsschweißung und Schmelzschweißung, wobei die Schwiegenschaften so eingestellt werden, dass die brandschutztechnischen Anforderungen erfüllt sind, plus Flanschen an Ventilen und Ausrüstung. Schweißprozedurqualifikation und Aufzeichnungen sind Teil der Brandschutzsystemakzeptanz, deshalb muss das Rohr mit gleichmäßigen, mit geschweißt werden können, Enden aus der Fabrik gehen.
Qualitätssicherung: Punkte und Normen
| Testartikel | Bedingung / Grenze | Standardaufnahme | Warum ist dies für eine Brandschutzrohrbauteil wichtig? |
|---|---|---|---|
| Hydrostatische 20 C 100 h | 12,4 MPa-Pass | ISO 4427, GB/T 13663,, | Druckprüfung |
| Hydrostatische Prüfung bei 80 °C und 165 Stunden | Passempfahl von 5,5 MPa | Die Flammenbeständigkeit wird gemessen durch den begrenzten Sauerstoffindex nach GB/T 2406, die UL 94-Klassifizierung, die Klassifizierung der Verbrennungseigenschaften von Baumaterialien nach EN 13501-1 und die Aufstellung der Feuerbeständigkeitstests für Baumaterialien nach GB | Langfristige Hitztoleranz |
| Hydrostatische Versuche: 80 C / 1000 h. | 5,0 MPa-Durchführungsprüfung | ISO 4427, | Lebenszeit-Extrapolation |
| MFR-Wandelung | Innerhalb von +/-20 Prozent | PN16 | Keine thermische Schäden |
| Caterpillar | 20 Minuten bei 200 °C | ISO 11357 | Thermische Stabilität |
| Langzeitliche Reversion | 3 Prozent max. | ISO 2505, | Dimensionsstabilität |
| Dehnung beim Abscheren. | 4. mindestens 350 Prozent. | ISO 13479 (NPT) | Beständigkeit |
| Fallendes Gewichtsdruck | Durchgang bei 0°C | ISO 3127, | Unebenheiten bei Kältebedingungen |
| Langsames Kratzerwachstum | 8760 Stunden bei 80 °C. | OIT | Wanddichtheit nach PE100-RC |
| Grenzoxygengehalt | 28 bis 32 Prozent (Mineralien). | GB/T 2406 | Flammschutz |
| SDR 9 | V-0 bei 3 mm, | SDR 9 | Brandhemmungsklasse |
| Feuerschutzkategorie Gebäude | B oder C | EN 13501-1, GB 8624 | Feuerabweisende Kompatibilität |
Linienökonomie und Betrieb sowie Wartung
Der Eigentümer einer flammenwiderstandsfähigen HDPE-Rohrleitung muss sich von demjenigen unterscheiden, der eine normale PE-Rohrleitung besitzt, denn der hohe Füllstoffanteil erhöht die Energie-, Verschleiß- und Arbeitskosten und erhöht die Qualitätspflicht. Die nachfolgenden Wirtschaftlichkeitsberechnungen werden in relativen Größen angezeigt, sind also nicht als Währungsbezüge zu verstehen: Energie pro Tonne, Verschleißlebensdauer, Zeit für die Umschaltung und Größe des Teams.
Energie, Verschleiß und Besatzung
Der spezifische Energieverbrauch beträgt 0,30 bis 0,45 kWh pro kg, wobei er im oberen Bereich höher ist, da die Füllungsmasse starr ist und der Schraubendreher mehr Arbeit leistet. Die Lebensdauer des Schraubendrehers und des Kupfers bei hoher Füllungsleistung beträgt nur 40 bis 60 Prozent von der Lebensdauer bei leerem PE, was genau der Grund dafür ist, warum die bimetallische Zylinder mit HRC 58 bis 62 nicht optional verfügbar ist. Die Änderung der Produktgröße dauert 60 bis 120 Minuten, und ein typisches Team umfasst 3 bis 4 Bedienpersonen pro Schicht.
Häufige Fehlfunktionen
Die für diese Aufgabe spezifischen Fehler sind eine schlechte Flammschutzmischung, die als weiße Flecken oder Aggregaten dargestellt wird, die Trennung der Wandschicht durch ungleichmäßige Verdampfung, die Verbrennung des Innendurchmessers durch lokale Überhitztation, die Wandeckephalie durch Kalibrierungsabweichungen, der hydrostatische Fehler durch eine zu geringe Wandstärke und die ungleichmäßige Oberfläche durch instabile Schmelz. Die meisten dieser Fehler gehen auf die Dispersionsqualität zurück, die Temperaturkontrolle und die Reinheit der Düse.
Fehlerbehebung
| Defekt, | Wahrscheinliche Ursache | Aktion. |
|---|---|---|
| Weiße Rückstände/Agglomerate | Schlechte Dispersion des Füllmittels, grobkornige Partikel | Nutzen von superfine behandelten Füllstoffen, erhöhte Mischung, Überprüfung der Dosierung |
| Trennwandschicht | Ungleichmäßiger Schmelz, falsches Temperaturprofil. | Barrel-Zonen einstellen, Schraubmischkammertätigkeit verifizieren |
| Brennspuren im Rohrinnern | Schmelze über 210 °C, Totstelle in der Matrize. | Niedrigere Schmelztemperatur, Entsauerung, Neugestaltung des Strömungsweges |
| Wandvorgespannung | Kalibrierung oder Korrektur der Fehlstelle | Mitteldruck, Vakuum kontrollieren, Gaugeteil wieder kalibrieren |
| 7. Hydrostatischer Fehler. | Unter der Dicke, abgenutzte Harze | Sperren der Wandschleuse, steuern der Änderung der MFR, OIT |
| Unebenes Oberflächen. | Instabile Schmelze, Feuchtigkeit im Füllstoff | Verbesserung der Trocknung, niedriger Schneidreibung, sauberes Werkzeug |
Energieverbrauch und Investitionsindex
Die Tabelle vergleicht die Investition in die Anlage mit einer Referenz-Bereich for Dual 110 HDPE-Druckleitung mit 100 Punkten. Die Indexwerte sind relative technische Aufschlüsse, nicht Preise, und helfen dem Käufer bei der Budgetaufstellung ohne Unterzeichnung eines Preises.
| Konfiguration | Investitionsindex (Basistrend 100) | Energie pro Tonne | Wartungskosten | Zahlungsabschlag. |
|---|---|---|---|---|
| Grundlinie DN110 HDPE-Druckrohr | 100 | 400 bis 450 kWh/t | Niedrig | Mittlere (24 bis 36 Monate). |
| Dünnwandiges SDR 9 in großer Größe. | 115 bis | 330 bis 400 kWh/t | Mittel | Mittel |
| Mineralische flammhemmende Füllung | 130 bis 160 Grad Celsius | 10. 380 bis 450 kWh/t. | Hoher | Mittel bis hoch |
| Entflammbare Füllstoffe | 125 bis | 350 bis 420 kWh/t | Mittel hoch | Mittel bis hoch |
| Zwei-Stufen-Verformung + Formung | 160 bis 200 | Die Flammenbeständigkeit wird gemessen durch den begrenzten Sauerstoffindex nach GB/T 2406, die UL 94-Klassifizierung, die Klassifizierung der Verbrennungseigenschaften von Baumaterialien nach EN 13501-1 und die Aufstellung der Feuerbeständigkeitstests für Baumaterialien nach GB | Hoher | Hoher |
Faygo Real Line Auswahl und Service
Wenn die Ingenieure sich der Frage stellen, welche konkrete Maschine installiert werden soll, bietet Faygo Rohrextrusion-Linien an, die auf den gleichen technischen Grundsätzen basieren wie oben beschrieben. Die unten angeführten Spezifikationen entstammen aus Faygos realen Produktfamilien, nicht aus allgemeinen entsprechenden Modellen.
Faygo-HDPE-Rohrohr-Extrusionslinie (Kern 12 bis 575 mm)
Die Faygos-Rohr-Extrudierer-Serie deckt Durchmesser von 12 bis 575 mm aus, bei Materialien aus PE, PVC und PP und einer Wandstärke von bis zu 6,5 mm, und ist direkt für die Wasserversorgung, die Gewässerafbeschichtung, die Gasversorgung, die Kommunikationsnetze und die landwirtschaftliche Bewässerung geeignet. Für den Brandschutz ist das PE-Systhem mit dem Low Shear-Barrier-Geräte, der bimetallischen Spule und der Gewichtsabnahme-Dosiervorrichtung ausgestattet, wie bereits erläutert. Die Anlage ist CE- und ISO-zertifiziert und unterliegt der 72-Stunden-Kontinuitätstest vor der Auslieferung.
| Parameter | Faygo-HDPE-Rohrleitung |
|---|---|
| Rohrdurchmesserbereich | 12 bis 575 mm |
| Materialien | PE, PVC, PP, |
| Maximaler Wanddickerungswert | 6,5 mm |
| Schraubendrehung | Schwerkraftlos mühlenimmspeicher mit Mischzone, bimetallisches Laufrad |
| Kontrolle. | Intelligentes Steuerungssystem, international zertifizierte elektrische Komponenten |
| Qualitätskontrolle | 72-stündiger kontinuierlicher Betriebszeit Test vor der Lieferung |
| Zertifizierung | CE und ISO. |
Faygo PP-R/PE-RT-Rohrextrusionslinie
Die Faygos PP-R/PE-RT-Rohrextrusionslinie produziert PP-R-und PE-Rohre in den Abmessungen von 16 bis 160 mm sowie PE-RT-Rohre in den Abmessungen von 16 bis 32 mm. Sie ist die kleinere Durchmesservariante der Haupt-HDPE-Linie und verwendet dieselbe intelligente Steuerung, die gleichen namenhaften elektrischen Komponenten und das gleiche 72-stündige Test vor der Versandbereitstellung. Für Brandschutzkanäle im Bereich DN16 bis DN160 ist sie die natürliche Plattform, auf der die entflammbare PE100-Konfiguration eingesetzt werden kann.
| Parameter | Faygo PP-R/PE-RT-Rohrleitung, |
|---|---|
| PP-R/PE-Rohrspanne | 16 bis 160 mm |
| Produktreihe für HDPE-Brandschutzrohre | 16 bis 32 mm |
| Kontrolle. | Intelligentes Steuerungssystem, markenspezifische elektrische Komponenten |
| Qualitätskontrolle | 72-stündiger kontinuierlicher Betriebszeit Test vor der Lieferung |
| Zertifizierung | CE und ISO. |
Anforderung an die Konfigurationsexpertise
Die Tabelle ordnet eine nachstehende Projektanforderung einer Faygo-Linie zu. Faygo, als Wanplas-Werkzeug, kann auch auf Wunsch Ausrüstungen aus der Wanplas-Gruppe bereitstellen, die außerhalb der Rohrleitung selbst liegen, z.B. für die Verarbeitung oder weitere Verarbeitung von Komponenten.
| Bedarf (Durchmesser / Druck / Flamme / Leistung) | Empfohlene Faygo-Konfiguration |
|---|---|
| DN63 bis 160, PN16, standard PE100, eingedeckter Ringkollektor | Kernstreifen aus HDPE, einführender Schenkel, 75 bis 120 mm, SDR 11 |
| DN160 bis 315, PN20, dicke Wand SDR 9 | Kern-HDPE-Leitung, ein-Kästchen 120 bis 150 mm, interne Kühloption |
| DN16 bis 160, PN16, flammenbeständiger exponierter Schaft | PE-RT-Strang mit Gewichtsdosierung und bimetallischem Fülltank. |
| Jede Durchmessergröße, mineralisches Brandhemmungsmittel zwischen 55 und 65 Prozent | Einmanteliges Niederschneidmaß mit bimetallischem Rohr HRC 58 bis 62 sowie eine Entfeuchtungsduse |
| Ultrahoher Füllstoff, hochwertige Oberfläche | Zweistufeniges Doppelschneckenverjünger plus Einzelschneckenformlinie |
| Produktionsleistung zwischen 300 und 600 kg/h. | MPS mit mittlerer Schaufel, mit 132 bis 250 kW Leistung |
| Ausgangsleistung 800 bis 1200 kg/h | Großer Einzelschneckenantrieb 132 bis 400 kW, 8 bis 16 Gurtzugfahren |
Service und Support
Faygo bietet mehr als nur Maschinen. Jede Linie wird 72 Stunden lang kontinuierlich getestet, bevor sie verschickt wird, so dass das Risiko von Fehler und Störungen bereits in der Fabrik vermieden wird, nicht erst beim Kunden. Faygo stellt maßgeschneiderte Turnkey-Lösungen bereit, die den gesamten Prozess abdecken – von der Auswahl, Konstruktion, Herstellung, Installation und Inbetriebnahme bis hin zu Operator-Schulungen und lebenslangen Wartungsanleitungen. Die gemeinsame Policy des Wanplas-Konzerns umfasst die Bereitstellung von kostenlosen Ersatzteilen im Wert von 500 USD pro Jahr und garantierte Ersatzlieferungen mit 24/7 Online-Support. Faygo bietet außerdem Werkstatt-Beratungsdienste wie Hinweise zu Wasser-und Stromdesign, 3D-Werkstattplanung, Ausbildungsprogramme für Mitarbeiter, Standardfertigung von neuen Werken auf der Grundlage eines Turnkey-Modells, Austausch alter Maschinen bei Null-Sterntakt und Kapazitätserweiterungen zur Vermeidung von Engpässen. Die Fabrik in Zhangjiagang empfängt Kundenbesuche für Inspektionen und Probeläufe mit Dempflössen.
Häufig gestellte Fragen.
Was ist der Unterschied zwischen einem Brandschutzrohr aus HDPE und einem gewöhnlichen HDPE-Abwasserrohr?
Eine Brandschlauchleitung muss gleichzeitig eine Druckklasse wie PN10, PN16 oder PN20 mit SDR 17, SDR 11 oder SDR 9 sowie einen Flammschutzvoraussetzung erfüllen, welche normales Wasserleitungsmaterial nicht übernimmt. Exponierte Rohre und Schächte in kommerziellen Gebäuden bestehen normalerweise aus brandklasseerhaltenden modifizierten PE100, während unterirdische Ringleitungen aus standardmäßigem PE100 gefertigt werden.
Welches Flammschutzsystem ist am besten für brennbare HDPE-Rohre geeignet?
Halogenfreies Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid mit einer Ladung von 55 bis 65 Prozent erreicht einen begrenzten Sauerstoffindex von 28 bis 32 Prozent und UL 94 V-0 bei 3 mm, ist jedoch am schwierigsten zu verarbeiten. Intumeszentes Flammenhemmmittel mit 22 bis 30 Prozent bietet geringere mechanische Verluste. Halogenierte Systeme werden durch RoHS und REACHbeschränkt und werden in der Regel für kommerzielle Gebäubwerke nicht akzeptiert.
Warum erhöht eine hohe Füllerzahl die Extrusionsgereiztheit?
Bei einer hohen Flammschutznachfüllung steigt die Schmelzviskosität um das Doppelte oder Vierfache, erhöht sich der Verschleiß des Schrauben und der Düse, so dass Bimetalldüsen mit einer HRC-Werte von 58 bis 62 erforderlich sind, verschlechtert die Dispersion und senkt sowohl die mechanische als auch die flammschutzmäßige Leistung und sorgt für einen Anstieg der Düsenkopfdruck auf 25 bis 40 MPa.
Welche Schmelztemperatur muss bei der Extrusion von feuerhemmendem PE überwacht werden?
Für flammsichere PE muss die Schmelztemperatur unter 210°C gehalten werden, da intumeszierende Systeme oberhalb von 220°C zersetzt werden. Ein typisches Profil beträgt 165, 175, 185, 190, 190, 185°C mit der Werkzeugkopf-Temperatur bei 185 bis 195°C.
Wie wird ein flammsicheres HDPE-Pipe vor Ort verknotet?
Für die Schweißung von Standard-PE-Rohren wird die gleiche Elektrofusion und Flanschfusion verwendet, wobei die Schwetsauparamente so eingestellt werden, dass sie den Brandanforderungen entsprechen. Die Flanschanschlüsse werden an Ventilen und Gerätesteinrichtungen verwendet. Die Schwelldokumente sind Teil der Betriebsgenehmigung für das Feuerschutzsystem.
Welche Qualitätsprüfungen belegen, dass das Rohr für ein Brandschutzsystem geeignet ist?
Hydrostatische Tragfestigkeit bei 20 °C für 100 h (12,4 MPa), bei 80 °C für 165 h (5,5 MPa) und bei 80 °C für 1000 h (5,0 MPa), Änderung des Schmelzfließvermögens um plus oder minus 20 %, Oxidationinduktionszeit 20 Minuten oder mehr bei 200 °C, längsständige Verformung um 3 % oder weniger, Bruchdehnung 350 % oder mehr und Flammentests einschließlich des begrenzten Sauerstoffindexes nach GB/T 2406, UL 94 und der bauphysikalischen Vernichtbarkeitsklassifizierung nach EN 13501-1 oder GB
Was liefert Faygo für ein Projekt bei der Extrusion von Brandrohren?
Faygo ist eine Wanplas-Fabrik mit 22 Jahren Erfahrung in der Rohrextrusion und liefert HDPE-Rohrextrusionslinien mit einem Durchmesser von 12 bis 575 mm und einer Wandstärke von bis zu 6,5 mm, mit 72 Stunden kontinuierlichem Testlauf vor Versendung, schlüsselfertiger Installation und Inbetriebnahme, Schulungsunterricht und kostenlosen Ersatzteilen im Wert von 500 USD pro Jahr.
Fazit
Die hochdruckfeuerfeste HDPE-Rohrleitung für die Feuerwehrleitungen kommerzieller Gebäude ist ein anspruchsvolles, aber gut verständliches Extrusionsziel. Das Engineering beruht auf drei Säulen: einem Druckfestigkeitsklassen-PE100 oder PE100-RC-Basismaterial, einer flammschutzgerechtem Route, die für die Einhaltung und Verarbeitbarkeit gewählt wurde, sowie einer Leitung, die für dicke wandige, große Durchmessergeometrien und eine hohe Füllstoffschmelze ohne Verringerung der Verbindungen konzipiert wurde. Der Hauptextruder, der Ecke- sowie Schlauchdurchmesserfreie Druckstempelkopf, die Vakuumverkleinerung, die verdiente Kühlung, der Käferhaubzug, die pulverfreie Planetenfraßschere und die Gewichtsverlustdosierung entscheiden, ob die Rohre den Druckklassen PN10 bis PN20 entsprechen und die erforderliche Flammschutzklasse erfüllen.
Faygo, eine Wanplas-Fabrik, baut die Rohrextrusionsanlagen, die Leistung zu liefern, mit realen Produktionsbereichen von 12 bis 575 mm Durchmesser, einer Wandstärke von bis zu 6,5 mm, intelligentem Steuerungssystem, CE- und ISO-Zertifizierung sowie einer 72-stündigen laufenden Prüfung vor Versand. In Kombination mit einer schlüsselfertigen Installation, einer Schulung der Bedienpersonale, 500 USD an freien Ersatzteilen pro Jahr und einer offenen Fabrik für Inspektionen und Probebetriebe erhalten die Hersteller von Brandschutzrohren eine umfassende, validierte Produktionsplattform.
Wenn Sie eine brennbeständige HDPE-Rohrfertigungsanlage für Rohre für den Brandschutz von Gebäuden planen, senden Sie uns Ihren Zieldurchmesser, die Druckklasse, die Flammschutzklasse und die erforderliche Produktion. Faygo erstellt eine auf Ihre Anforderungen abgestimmte Anlageneinstellung, lädt Sie zur Inspektion in die Fabrik in Zhangjiagang ein und führt eine Probeprüfung an der konfigurierten Ausrüstung durch, damit Sie die Wandstärke, die Druckklasse und die Flammschutzperformance kontrollieren können, bevor Sie eine Entscheidung treffen.
