Una macchina per la produzione completa di tubi di irrigazione in polietilene di grande flusso agricolo è un tubo a strato singolo, di grande diametro, costruito intorno a una realtà commerciale: i tubi di alimentazione principale dell'agricoltura trasportano una grande quantità di acqua a pressione modesta, sono sotterrati una volta e si prevede che funzionino per decenni senza accesso di manutenzione, e il tubo che li serve deve essere prodotto in spessori di parete compresi tra circa 4 mm e quasi 40 mm sulla stessa linea di produzione senza dover riarredare tutta l'impianto. Questa combinazione di diametro molto grande, classe di pressione modesta e ampio intervallo di spessori di parete è ciò che distingue un tubo di irrigazione principale da un tubo di acqua ad uso generale, e guida ogni decisione hardware, dalla piastra di alimentazione a goccia all'estremità del estrattore fino alla lunghezza del treno del serbatoio di calibrazione a vuoto.
La fabbrica Faygo, di Wanplas, ha trascorso ventidue anni a progettare e costruire linee di estrusione di tubi e profili. La fabbrica FAYGOPLAST occupa 26.650 metri quadrati nella città di Zhangjiagang, a due ore dall'aeroporto di Shanghai, e possiede tredici brevetti nazionali, tra cui otto brevetti di invenzione. Ogni linea riceve 72 ore di test di funzionamento continuo prima di essere rilasciata per la spedizione, e tutti gli apparecchi sono certificati CE e ISO. La capacità di estrusione dei tubi spazia da 12 mm a 575 mm come range standard del catalogo, con configurazioni dedicate di grandi dimensioni costruite per la classe DN630 che le tubature di alimentazione principale per l'irrigazione agricola richiedono sempre di più.
Questo manuale descrive tutto il sistema nell'ordine in cui un ingegnere lo commissionerebbe. Comincia con la rete di irrigazione stessa, perché la specificazione del tubo è una decisione idraulica prima che sia una decisione di produzione. Successivamente, descrive il quadro dimensionale e materiale stabilito dalle norme dei prodotti pertinenti, passa da macchina a macchina attraverso la linea completa, definisce le finestre del processo che producono tubi conformi e conclude con le pratiche di collegamento, la diagnosi dei difetti e le misure energetiche che decidono se una linea sarà proficua nel 2026 o semplicemente funzionale.
Cosa ha da fare una linea di alimentazione principale per l'irrigazione agricola
Una rete di irrigazione agricola è una gerarchia, e ogni livello di quella gerarchia pone una domanda diversa al tubo. Assicurarsi che la gerarchia sia giusta è il primo passo per specificare sia il tubo che la linea di estrusione che lo farà, perché un produttore che vende solo tubi laterali ha bisogno di una macchina completamente diversa da quella che concorre per i tubi principali e secondari di distretto.
In cima si trova il principale del tronco, il tubo che esce dalla stazione di pompaggio, dalla uscita del serbatoio o dall'introduzione del canale e trasporta il flusso di tutta l'area di comando. Di sotto ci sono sottomaini che si ramificano per servire blocchi di campi, e di sotto di essi ci sono laterali e infine il nastro di goccia o i riser di irrigazione che distribuiscono l'acqua alla coltura. Il flusso si divide e si divide ancora mentre si scende, quindi i diametri diminuiscono drasticamente mentre la classe di pressione rimane spesso costante o aumenta leggermente nei livelli inferiori a causa della pressione necessaria all'emettitore.
| Livello della rete | Funzione tipica | Banda di diametro comune | Flusso di progettazione tipico | Classe di pressione abituale | Pratica di collegamento |
|---|---|---|---|---|---|
| Main principale | Stazione di pompaggio o uscita del serbatoio fino alla testa dell'area di comando | DN315 a DN630 | 300 a 1700 metri cubi all'ora | PN 6 a PN 10 | Fusione a botte, sezioni con flange occasionali nelle valvole |
| Submain primario | Canale per il blocco di irrigazione o il pivot | DN225 a DN400 | 150 a 700 metri cubi all'ora | PN 8 a PN 10 | T-tee di fusione a botte e di fusione elettrica |
| Secondaria sottocentralina | Distribuzione del blocco | DN160 a DN250 | 55 a 220 metri cubi all'ora | PN 8 a PN 12,5 | Fusione elettrica, attacchi di compressione meccanica |
| Laterale | Distribuzione dal campo alla riga di alimentazione e ai riser | DN110 a DN160 | 25 a 110 metri cubi all'ora | PN 6 a PN 10 | Attacchi di compressione, coppie di fusione elettrica |
| Linea di alimentazione | Banda di goccia, alimentazioni per micro-spray | DN20 a DN90 | Inferiore a 25 metri cubi all'ora | PN 4 a PN 8 | Accoppiamenti spinati e di compressione |
Due conseguenze derivano direttamente da questa tabella. La prima è che un produttore che mira ai tubi principali e secondari di distretto ha bisogno di una linea il cui dimensionamento, raffreddamento e hardware di trasporto sono dimensionati per DN630, perché una linea costruita intorno a DN400 non può essere allungata in alto senza sostituire il treno del serbatoio e il trasporto con caterpillar. La seconda è che lo stesso produttore sarà ancora chiamato a fornire tubi laterali DN110 e DN160 su i medesimi contratti, quindi la linea deve cambiare dimensione in modo efficiente. Una linea DN630 capace che richiede due turni per passare a DN160 perderà denaro su contratti misti.
Esiste anche un caso di carico unico per il servizio in aree agricole. Le condotte di irrigazione vengono spesso installate attraverso terreni coltivati che saranno successivamente attraversati da trattori, raccoglitori e camion di grano. Sono spesso installate da contractors con un equipaggiamento limitato, riempiti con il terreno scavato invece che con sabbia di riempimento importata, e a volte esposti nuovamente durante il trattamento a fondo o il rialzamento del terreno. L'operatività stagionale significa che la condotta è pressurizzata e depressurizzata decine di volte all'anno invece che funzionare continuamente, e in molti climi rimane vuota e fredda durante l'inverno. Il tubo in PE duro realizzato da un composto PE100 con un pacchetto di carbone nero adeguatamente stabilizzato gestisce questo profilo meglio di quasi qualsiasi alternativa, ma solo se la distribuzione dello spessore della parete, l'ovalità e lo stress residuo sono controllati al momento della produzione.
Idraulica: flusso, velocità, perdite di elevazione, water hammer e profondità di impianto
Il diametro del tubo per una linea di irrigazione viene scelto bilanciando il costo capitale con l'energia di pompaggio, e il punto di equilibrio quasi sempre si trova in una finestra di velocità compresa tra 1,0 e 2,0 metri al secondo. Bene al di sotto di 1,0 metro al secondo il tubo è sovradimensionato, i sedimenti possono sedimentarsi nelle sezioni basse e il costo capitale per ettaro servito diventa difficile da giustificare. Al di sopra di 2,0 metri al secondo le perdite di attrito aumentano rapidamente, l'energia di pompaggio aumenta per tutta la durata del progetto e le pressioni di surriscaldamento al chiusura della valvola diventano severe.
Il flusso che un dato diametro può trasportare all'interno di quella finestra di velocità è semplice da calcolare dal diametro interno, e il diametro interno dipende dall'SDR scelto. Il seguente tabellino utilizza le dimensioni dell'SDR 17, la classe più comune per i tubi principali di irrigazione agricola.
| Diametro nominale | Spessore della parete al SDR 17 | Foro interno | Flusso a 1,0 m/s | Flusso a 1,5 m/s | Flusso a 2,0 m/s |
|---|---|---|---|---|---|
| DN160 | 9,5 mm | 141,0 mm | 56 metri cubi all'ora | 84 metri cubi all'ora | 112 metri cubi all'ora |
| DN225 | 13,4 mm | 198,2 mm | 111 metri cubi all'ora | 167 metri cubi all'ora | 222 metri cubi all'ora |
| DN315 | 18,7 mm | 277,6 mm | 218 metri cubi all'ora | 327 metri cubi all'ora | 436 metri cubi all'ora |
| DN400 | 23,7 mm | 352,6 mm | 352 metri cubi all'ora | 527 metri cubi all'ora | 703 metri cubi all'ora |
| DN500 | 29,7 mm | 440,6 mm | 549 metri cubi all'ora | 823 metri cubi all'ora | 1098 metri cubi all'ora |
| DN630 | 37,4 mm | 555,2 mm | 872 metri cubi all'ora | 1307 metri cubi all'ora | 1743 metri cubi all'ora |
Perdite di perdita di resistenza e perché il diametro domina
La perdita di resistenza lungo una condotta di irrigazione pressurizzata viene generalmente stimata con la relazione di Hazen-Williams, che per scopi pratici dice che la perdita di resistenza aumenta di circa al potere 1,85 del flusso e diminuisce al potere di circa 4,87 del diametro interno. Il coefficiente di rugosità per il polietilene è elevato, generalmente preso come 150, e, a differenza dell'acciaio o del cemento, non si deteriora con l'età perché il PE non tubercola o non si incrostisce.
L'esponente sul diametro è il numero che conta commercialmente. Passare da DN315 a DN400 alla stessa flusso aumenta il diametro da 277,6 mm a 352,6 mm, un rapporto di 1,27, e la perdita di resistenza di resistenza diminuisce di un fattore di circa 3,2, che è vicino a una riduzione del settanta per cento. Questo singolo passo può consentire l'uso di una pompa più piccola, una pressione operativa più bassa e una classe di pressione inferiore in basso, e in un sistema che funziona per migliaia di ore all'anno l'energia di pompaggio risparmiata solitamente supera l'extra di resina nel tubo. Per un produttore di tubi, la lezione pratica è che i sistemi di irrigazione tendono sistematicamente a grandi diametri a classi di pressione più basse, che è esattamente il motivo per cui DN500 e DN630 in SDR 26 e SDR 21 sono diventati prodotti ad alta capacità.
Differenza di altezza funziona in direzione opposta e deve essere tenuta conto separatamente. Una zona di irrigazione con 30 metri di dislivello ha bisogno di 3 bar di altezza statica solo per raggiungere il terreno alto, oltre alla perdita di resistenza e alla pressione richiesta per gli emettitori. Dove il terreno si abbassa dalla pompa, l'altezza statica diventa negativa e il progettista deve proteggersi contro la separazione della colonna e la pressione negativa al disaccoppiamento, che è una delle ragioni per cui la resistenza al vuoto parziale e la rigidità del anello sono importanti anche in un tubo a pressione.
Water Hammer in una tubazione in polietilene
La pression di surriscaldamento segue la relazione di Joukowsky: l'aumento di pressione è pari alla densità del fluido moltiplicata dalla velocità della onda di pressione moltiplicata dalla variazione della velocità. La proprietà importante del polietilene in questo caso è il suo basso modulo elastico, di circa 800 a 1100 megapascal a breve termine, rispetto a 200.000 megapascal per l'acciaio. Questo basso modulo riduce la velocità dell'onda in un tubo principale in polietilene riempito a circa 200 a 350 metri al secondo, a seconda del SDR, contro circa 1200 metri al secondo in un tubo in ferro o acciaio di dimensioni simili.
L'aritmetica è favorevole. Un arresto improvviso da 1,5 metri al secondo in una tubazione in polietilene con una velocità di 250 metri al secondo genera un surriscaldamento di circa 3,75 bar. Lo stesso evento in una tubazione in acciaio dello stesso diametro genererebbe circa 18 bar. Questo è il singolo argomento tecnico più forte a favore del polietilene nelle applicazioni in agricoltura, dove le valvole vengono operate manualmente dagli irrigatori che possono chiuderle rapidamente e dove le interruzioni delle pompe sono frequenti. Non elimina la necessità di analisi del surriscaldamento sulle tubazioni lunghe, delle valvole di scarico dell'aria in punti alti e delle valvole di chiusura lenta alle uscite principali, ma significa che una tubazione PN 10 ha effettivamente spazio di surriscaldamento su una pressione di lavoro di 6 bar invece di solo un margine in carta.
Profondità di impianto, movimento termico e carico del terreno
La pratica standard per le reti principali per campi coltivati pone il crinale del tubo a 0,8-1,2 metri sotto il livello finito. Il limite inferiore mantiene il tubo sotto la profondità normale di trattamento e distribuisce i carichi delle ruote delle macchine agricole; il limite superiore mantiene ragionevoli i costi di escavazione e drenaggio. In regioni con congelamento stagionale del terreno, il tubo deve essere posizionato sotto la linea di penetrazione del gelo locale, che in climi continentali freddi può portare la profondità di impianto a 1,5 o anche a 2,0 metri. Quando un attraversamento superficiale è inevitabile, viene costruita una slitta di cemento sopra il tubo per distribuire i carichi delle ruote, o il tubo viene inserito in un tubo.
Il polietilene si dilata e si contrae di circa 0,2 millimetri per metro per grado Celsius, che è circa dieci volte la velocità dell’acciaio. Un tubo sotterraneo di 100 metri che subisce una variazione di 20 gradi Celsius tra l’installazione e il servizio invernale vuole muoversi di 400 millimetri. Sotto il peso della terra e limitato dalla friczione, non può farlo, quindi il movimento diventa una tensione di trazione longitudinale. I tubi completamente fusionati in PE per le reti principali gestiscono questo senza problemi perché le giunture sono altrettanto resistenti alla parete del tubo, ma le giunture a fono e meccaniche nelle camere delle valvole devono essere ancorate, e il tubo installato in un caldo giorno d’estate deve essere lasciato raffreddare e rilassarsi prima di chiudere la trincea. Questo è anche il motivo per cui la reversibilità longitudinale è una proprietà controllata nei standard dei prodotti: i tubi con alta orientazione congelata si contraggono in modo imprevedibile in servizio e possono separare le giunture.
Il sistema di specificazione: DN110 a DN630 e la serie SDR
Il tubo a pressione in polietilene è specificato per diametro esterno e rapporto di dimensione standard invece che per un diametro nominale e un numero di schema. Il rapporto di dimensione standard, SDR, è semplicemente il diametro esterno diviso dal minimo spessore della parete. Un tubo DN315 con una parete di 18,7 mm ha un SDR di 315 diviso per 18,7, che equivale a 16,8, e viene indicato come SDR 17. Poiché il SDR è un rapporto, ogni tubo di una determinata famiglia SDR ha la stessa classe di pressione indipendentemente dal diametro, una proprietà elegante che rende la selezione della classe di pressione indipendente dal diametro.
La pressione di rating deriva dalla formula della tensione dell'angolo arrotolata per un tubo sottile. Per il PE100 la forza minima richiesta è di 10,0 megapascal, e il coefficiente di progettazione generale per le applicazioni idriche è 1,25, dando una tensione di progettazione consentita di 8,0 megapascal. La pressione nominale in megapascal è quindi uguale al doppio della tensione di progettazione divisa per SDR meno uno. Per SDR 17 ciò dà 16 diviso per 16, o 1,0 megapascal, che è la PN 10. Lo stesso aritmetica produce tutta la famiglia.
| SDR | Pressione nominale con PE100 | Pressione nominale con PE80 | Mura come percentuale del diametro | Utilizzo tipico per l'irrigazione |
|---|---|---|---|---|
| SDR 26 | PN 6.3, comunemente scritto PN 6 | PN 5 | 3,85 percento | Main di scarico a bassa altezza, sostituzione di canali, linee tronche di grande diametro |
| SDR 21 | PN 8 | PN 6.3 | 4,76 percento | Main e sottoline pompate su aree pianeggianti |
| SDR 17 | PN 10 | PN 8 | 5,88 percento | Main e sottoline di uso generale, il cavallo di battaglia per il volume |
| SDR 13,6 | PN 12,5 | PN 10 | 7,35 percento | Terreno con elevato dislivello, alimentazioni a spruzzatore pressurizzato e a rotazione |
La matrice dimensionale qui sotto mostra il minimo spessore della parete in millimetri per ogni combinazione nella gamma di una linea principale agricola che si prevede di produrre. L'enveloppe standard di utensilazione e raffreddamento della linea descritta in questo articolo spazia da 4,2 mm a 37,4 mm di parete, che copre il DN110 SDR 26 all'estremità sottile fino al DN630 SDR 17 all'estremità spessa. Combinazioni più pesanti, come il DN630 SDR 13,6, a 46,3 mm, sono produttibili ma richiedono una dimensione e una lunghezza di raffreddamento estese e una velocità di linea più lenta, e dovrebbero essere quotate come una configurazione estesa piuttosto che presunta.
| Diametro nominale | SDR 26 Muro | SDR 21 Muro | SDR 17 Muro | SDR 13,6 Wall | Peso approssimativo del metro a SDR 17 |
|---|---|---|---|---|---|
| DN110 | 4,2 mm | 5,3 mm | 6,6 mm | 8,1 mm | 2,05 kg per metro |
| DN160 | 6,2 mm | 7,7 mm | 9,5 mm | 11,8 mm | 4,29 kg per metro |
| DN225 | 8,6 mm | 10,8 mm | 13,4 mm | 16,6 mm | 8,51 kg per metro |
| DN315 | 12,1 mm | 15,0 mm | 18,7 mm | 23,2 mm | 16,62 kg per metro |
| DN400 | 15,3 mm | 19,1 mm | 23,7 mm | 29,4 mm | 26,75 kg per metro |
| DN500 | 19,1 mm | 23,9 mm | 29,7 mm | 36,8 mm | 41,90 kg per metro |
| DN630 | 24,1 mm | 30,0 mm | 37,4 mm | 46,3 mm | 66,49 kg per metro |
Il peso del metro è la variabile che governa tutto nel reparto di produzione. Determina la velocità della linea a una determinata uscita dell'estrusore, calcola il costo della resina per ogni lunghezza e è la variabile che il sistema di misurazione del diametro interno controlla in ultima analisi. Un tubo DN630 SDR 17 di 66,5 kg per metro significa che un pezzo di 12 metri pesa quasi 800 kg, il che influisce sulla capacità delle gru di sollevamento, sul design dei tavoli inclinati e sulla disposizione del magazzino quanto influisce sull'economicità dell'estrusione.
Esigibilità dei materiali per le condotte di irrigazione di grandi dimensioni in PE100
PE100 non è una resina, ma una classificazione. Significa che il composto ha dimostrato, attraverso test idrostatici estrapolati a lungo termine, una resistenza minima di 10,0 megapascal a 20 gradi Celsius per una vita progettuale di cinquanta anni con limite di fiducia del 97,5%. Qualunque composto che superi questo valore può essere definito PE100, motivo per cui due pellet di PE100 possono comportarsi in modo molto diverso sulla stessa linea di estrusione.
Per la produzione di tubi di irrigazione principale di grandi dimensioni, le proprietà che contano sul campo di lavoro sono la velocità di fusione, la densità, il contenuto di carbone nero e la dispersione, e il tempo di induzione all'ossidazione. Queste quattro determinano se il tubo si estruderà in modo stabile, resisterà all'inclinazione nel vuoto tra la matrice e il serbatoio di dimensionamento, sopravvivrà a decenni di esposizione agli ultravioletti durante il deposito a cielo aperto e passerà il regime di test idrostatico.
| Proprietà | Esigenza per il tubo principale di irrigazione | Famiglia di metodi di prova | Perché è importante nella produzione |
|---|---|---|---|
| Struttura minima richiesta | 10,0 megapascal | Estrapolazione idrostatica a lungo termine secondo ISO 9080 | Imposta la tensione di progettazione di 8,0 megapascali e quindi la mappatura SDR-PN |
| Stresse di progettazione, acqua a 20 gradi Celsius | 8,0 megapascal con un coefficiente di progettazione di 1,25 | Derivato | Determina direttamente la classe di pressione; nessun controllo del processo può recuperare una carenza di resina in questo caso |
| Velocità di flusso della fusione a 190 gradi Celsius e 5 kg | 0,2 a 0,5 grammi ogni 10 minuti | ISO 1133 | Un basso MFR garantisce una buona resistenza alla fusione e una bassa sagoma sulle pareti spesse; troppo basso e aumenta la pressione di testa e la carico del motore |
| Cambiamento della velocità di scorrimento della fusione dopo il trattamento | Compreso tra il 20% più o meno del valore del composto | ISO 1133 su un campione di tubi | Un maggiore spostamento indica una degradazione termica o di taglio, o un'estensione della catena a causa dell'ossidazione |
| Densità del composto nero | 0,949 a 0,960 grammi per centimetro cubo | ISO 1183 | Regola la rigidità, il calcolo del peso del metro e la contrazione della cristallizzazione |
| Contenuto di carbone nero | 2,0 a 2,5% in peso | ISO 6964 | Bene sotto il 2,0 percento, la protezione ultravioletta è insufficiente; oltre il 2,5 percento, la sensibilità alle crepe e la viscosità del fusione aumentano |
| Dispersione del carbone nero | Grado 3 o superiore sulla scala di valutazione dell'aspetto | ISO 18553 | Gli agglomerati fungono da siti di iniziativa delle crepe e causano macchie visibili sulla superficie |
| Tempo di induzione dell'ossidazione a 200 gradi Celsius | 20 minuti minimi | ISO 11357-6 o EN 728 | Conferma che il pacchetto antiossidante ha superato la miscelazione e l'estrusione con riserva per la durata di vita |
| Estensione alla rottura | 350% minimo | ISO 6259 | Indicatore di flessibilità; un calo segnala una degradazione, una contaminazione o un ricondensamento eccessivo |
| Rivoluzione longitudinale | 3% massimo | ISO 2505 | Misura l'orientazione congelata; valori elevati causano il fuoriuscita delle giunture e la variazione dimensionale |
Perché un basso MFR è non negoziabile per le pareti spesse
Tra la uscita del dies e il primo anello di dimensionamento c'è un annello di fusione calda non supportato. In un tubo DN630 SDR 17, questo annello pesa circa 66 kg per metro e ha una temperatura di circa 200°C, dove il polietilene non ha praticamente alcuna resistenza alla deformazione. La gravità agisce su di esso costantemente. Se la resistenza alla fusione è insufficiente, la fusione si sgrassa: la corona si allenta e l'invertito si allarga, producendo una parete eccentrica che non soddisferà il requisito minimo di spessore in cima, anche se la media è corretta.
Un PE100 di qualità per tubi con un MFR di 0,2 a 0,5 grammi per 10 minuti a 190°C e 5 kg, che corrisponde a circa 0,02 a 0,06 grammi per 10 minuti alle condizioni di 2,16 kg, ha l'elasticità della fusione per sopravvivere a questo vuoto. I composti all'estremità inferiore della gamma sono preferiti per i DN500 e oltre; i composti più vicini a 0,5 sono più facili da gestire nei DN110 a DN250, dove la sagoma non è il fattore limitante e un maggiore output vale più della resistenza alla fusione. Un produttore che esegue la gamma completa dai DN110 ai DN630 su una linea stockerà normalmente due composti per questo motivo esatto.
PE80, PE100 e PE100-RC in confronto
| Attributo | PE80 | PE100 | PE100-RC |
|---|---|---|---|
| Struttura minima richiesta | 8,0 megapascali | 10,0 megapascal | 10,0 megapascal |
| Stresse di progettazione per l'acqua | 6,3 megapascal | 8,0 megapascali | 8,0 megapascali |
| Parete necessaria per PN 10 a DN315 | 23,2 mm a SDR 13,6 | 18,7 mm a SDR 17 | 18,7 mm a SDR 17 |
| Architettura molecolare | Unimodale o leggermente bimodale | Bimodale con comonomero sulla frazione di peso molecolare elevato | Bimodale con densità di molecole di legame aumentata |
| Resistenza al lento sviluppo della frattura | Moderata | Buona, tipicamente diverse centinaia di ore nei test di tubi con taglio | Molto alta, progettata per la tolleranza alle cariche puntuali e ai graffi |
| Applicazione tipica per l'irrigazione | Specifiche di vecchia data, tubi laterali a bassa pressione | Standard per il tubo principale e i sottotubi di canale aperto | Installazione senza canale, riempimento senza sabbia, terreno roccioso |
| Costo relativo del materiale | Bassa | Media | Alta |
| Comportamento di estrusione | Fenestra di processo più ampia, resistenza al sagging inferiore | Richiede un controllo della temperatura disciplinato | Simile al PE100, pressione del capo leggermente maggiore |
Il caso commerciale per il PE100 rispetto al PE80 in una condotta di irrigazione è deciso dalla spessore della parete. La consegna di PN 10 a DN315 richiede 23,2 mm di PE80 ma solo 18,7 mm di PE100, una riduzione del 19% della resina per metro e un corrispondente aumento della lunghezza e quindi della capacità idraulica. Per questo motivo il PE100 ha sostituito il PE80 in quasi tutti i nuovi progetti agricoli, e per questo una linea di estrusione specificata oggi dovrebbe essere ottimizzata in base alla reologia del PE100.
Il composto PE100-RC merita una breve menzione perché i progetti agricoli utilizzano sempre più frequentemente metodi senza scavo, come il rasoio e la perforazione diretta, per evitare di disturbare le colture in corso. Queste tecniche trascinano la tubazione attraverso le pietre e lasciano carichi puntuali e graffi superficiali che fungono da iniettori di crepe. Un composto PE100-RC è formulato per sopportare esattamente questo abuso, e il test di tubature con fori a forma di V secondo la norma ISO 13479 è la via di accettazione abituale. Dall'aspetto della linea di estrusione, un composto RC funziona molto come un PE100 convenzionale, quindi non è necessario alcun cambiamento di hardware; la differenza sta nella fornitura della resina e nel regime di test al quale il produttore deve aderire.
Riciclaggio, Masterbatch e Preparazione del Feed
I produttori di tubature per l'irrigazione generano una quantità significativa di residui da avviamento, cambi di dimensione e estremità tagliate. Le norme dei prodotti consentono il riutilizzo di materiale pulito e tracciabile del produttore stesso dalla stessa famiglia di composti, e le fabbriche disciplinate lavorano da 5 a 10% di riciclaggio nella parete principale della tubatura senza perdita misurabile delle proprietà. I controlli sono rigorosi: il riciclaggio deve provenire dalla stessa famiglia di composti e dalla stessa colorazione, deve essere libero da contaminazioni, deve essere granulato a una dimensione di particolari vicina a quella del pellet di origine per non segregarsi nel flusso del feed, e deve essere dosato gravimetricamente piuttosto che per volume. Dove una fabbrica desidera lavorare frazioni di riciclaggio più elevate o riutilizzare scarti di fonti miste, la risposta corretta è quella di guidare tale materiale attraverso attrezzature di riciclaggio dedicate, come le linee di lavaggio e granulazione costruite da Polyretec, un'altra fabbrica Wanplas, e riservare i pellet ottenuti per applicazioni non a pressione.
La maggior parte dei tubi per l'irrigazione di grandi dimensioni è prodotta da pelleti neri precomposti, che è la via più sicura perché la dispersione del carbone nero è già stata ottenuta in un estrattore di compattazione. Le fabbriche che preferiscono dosare un masterbatch di carbone nero in PE100 naturale alla linea di produzione dei tubi devono accettare la responsabilità per la dispersione, il che significa un masterbatch con un vettore compatibile con la resina di base, un'unità di dosaggio gravimetrico accurata e un imbuto con una miscelazione distributiva adeguata. Quando un produttore compone il suo masterbatch, gli estrattori a due rotori co-rotanti costruiti da Kerke, una fabbrica Wanplas, sono l'strumento appropriato, poiché la miscelazione dispersiva del carbone nero è una operazione a due rotori e non a un solo rotore.
Configurazione completa della linea a un'occhiata
Una linea completa di estrusione di tubi in PE duro per l'irrigazione agricola è una sequenza di otto blocchi funzionali. Ogni blocco deve essere dimensionato per lo stesso throughput, e il più debole determina l'uscita di tutta la linea. L'elenco seguente è per una configurazione DN315 a DN630; le configurazioni più piccole seguono la stessa architettura con hardware ridotto.
| Posizione | Attrezzatura | Funzione principale | Parametro di dimensionamento chiave | Conseguenze in caso di dimensioni insufficienti |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Carico a vuoto, silo e miscelatore gravimetrico | Trasporto e proporzione di pellet di materie prime, riciclo e qualsiasi masterbatch | Velocità di trasporto almeno 1,5 volte la produzione della linea | Starvimento del hopper, aumento della produzione, rapporto errato di riciclazione |
| 2 | Esclusore a canali per l'alimentazione di un escludente a singola vite | Fusa, omogeneizzazione e pressurizzazione del composto | Diametro della vite e rapporto lunghezza/diametro | Tetto di produzione, sovrappasso della temperatura della fusa, scarsa omogeneità |
| 3 | Cambiamento dello schermo e controllo della pressione della fusa | Contaminazione del filtro e stabilizzazione della pressione del capo | Area di filtrazione relativa al throughput | Spike di pressione, gel e macchie nella parete |
| 4 | Capo a mandrino spiralato o a cesto | Convertire il flusso di fusa in un annello uniforme | Intervallo di diametro del morsetto, numero di zone di riscaldamento | Linee di saldatura, eccentricità della parete, intervallo di diametro limitato |
| 5 | Vasca di calibrazione al vuoto | Fissare il diametro esterno e congelare la pelle esterna | Lunghezza del vuoto effettiva e capacità della pompa | Ovalità, variazione del diametro, collasso del tubo a velocità elevate |
| 6 | Tubi di raffreddamento a spruzzo | Rimuovere il calore residuo attraverso la parete | Lunghezza totale del serbatoio e flusso di acqua fredda | Core caldo, riduzione del diametro dopo l'estrusione, fallimento della reversione |
| 7 | Trasporto della catena | Tirare il tubo a velocità costante e controllata | Numero di catene e forza di trazione totale | Slittamento, segni di scivolamento, variazione del peso del metro |
| 8 | Tagliatrice senza chip, unità di angolo, tavola inclinabile | Taglio a lunghezza, preparazione dell'estremità, scarico sicuro | Diametro di taglio e capacità della parete | Contaminazione da residui, fusioni non uniformi, rischio di lesioni durante la movimentazione |
Due funzioni di taglio su tutta la linea. La prima è il sistema di controllo, che su una linea moderna collega la velocità dell'asta dell'estrusore, la velocità di trasporto e il calibratore di spessore interno in un unico circuito chiuso che mantiene il peso del metro al valore di riferimento. La seconda è il sistema di acqua fredda, che alimenta il serbatoio di calibrazione, i serbatoi di spruzzatura, il coperchio di alimentazione a canali e il raffreddatore dell'olio della trasmissione, e che è molto spesso l'elemento che un acquirente per la prima volta sottovaluta.
L'esclusore a canali è il cuore della linea e la sezione di carico a canali è ciò che rende competitiva un esclusore a canali per tubi in polietilene. In un esclusore a canali tradizionale, la produzione dipende dalla friccióne tra il letto di pellet e la parete del cilindro, e diminuisce con l'aumento della pressione di testa. In un esclusore a canali a canali, i canali longitudinali o leggermente spiralati incisi in un tappo in acciaio alluminizzato alla parte del carico bloccano meccanicamente il letto solido in modo che venga trasportato in modo positivo, quasi come una pompa a getto che agisce su solidi. La produzione diventa in gran parte indipendente dalla pressione di testa, la produzione specifica per rotazione aumenta e il guadagno pratico rispetto a una macchina a canali liscio equivalente è del 20 al 40 per cento.
Design del tappo a canali
design del busso di alimentazione a scanalatura
Geometria dell'esclusore
Il compromesso è la pressione. La foratura a canna costruisce una pressione molto alta nei primi pochi diametri, quindi il cilindro, il tappo e il supporto di torsione devono essere dimensionati per questo, e la radice del tornio nella zona di alimentazione deve essere robusta. Questo è uno dei motivi per cui una macchina di foratura a canna non è semplicemente una macchina a bolla liscia con un nuovo liner.
Geometria del tornello
Un rapporto lunghezza/diametro di 33 a 1 è diventato il standard per questo compito. Offre abbastanza lunghezza di permanenza per la completa scioglimento a alta produzione senza storia di taglio eccessiva, e consente la sezione a barriera e un elemento di miscelazione nei cinque ultimi diametri. L'elemento di miscelazione è normalmente un ananas, una spirale o un tipo Maddock scelto per un'azione distributiva piuttosto che dispersiva, poiché il composto arriva già disperso e il compito è quello di uniformare le gradienti termiche e di viscosità prima che la fusione raggiunga la matrice.
Un rapporto lunghezza-diametro di 33 a 1 è diventato il standard per questa funzione. Fornisce una lunghezza di permanenza sufficiente per una completa fusione a alta produzione senza un eccessivo storico di taglio, e consente di ospitare la sezione di barriera e un elemento di miscelazione nei cinque ultimi diametri. L'elemento di miscelazione è normalmente di tipo ananas, spirale o Maddock, scelto per un'azione distributiva piuttosto che dispersiva, in quanto il composto arriva già disperso e il compito è quello di uniformare i gradienti termici e di viscosità prima che la fusione raggiunga la matrice.
| Modello dell'escludente | Diametro del tornio e L/D | Produzione nominale su PE100 | Motore di alimentazione nominale | Velocità massima della vite | Zone di riscaldamento del cilindro | Intervallo di diametro delle tubature servite |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SJ-75/33 | 75 mm, 33 a 1 | 250 kg all'ora | 90 kW | 120 giri al minuto | 5 | DN20 a DN160 |
| SJ-90/33 | 90 mm, 33 a 1 | 400 kg all'ora | 132 kW | 110 giri al minuto | 6 | DN63 a DN250 |
| SJ-120/33 | 120 mm, 33 a 1 | 800 kg all'ora | 250 kW | 100 giri al minuto | 7 | DN160 a DN450 |
| SJ-150/33 | 150 mm, 33 a 1 | 1200 kg all'ora | 315 kW | 90 giri al minuto | 8 | DN250 a DN630 |
La produzione nominale presuppone un composto di PE100 nero con un MFR vicino a 0,3 grammi ogni 10 minuti alla condizione di 5 kg, una zona di alimentazione a canna e a raffreddamento con acqua, e una pressione della testa di foratura nella banda normale di 25-35 megapascal. L'energia specifica effettiva consumata su una linea di foratura a canna ben regolata si aggira tra 0,20 e 0,25 kilowatt ora per kg alla ruota del motore, che è il motivo per cui la potenza del motore installata è di circa e mezzo volte la richiesta teorica: il margine copre il momento di torsione di avvio, il composto freddo e le oscillazioni di pressione che si verificano durante le modifiche di dimensione.
La scelta tra la macchina da 120 mm e quella da 150 mm è la decisione più comune che un acquirente deve affrontare. Se il mix contrattuale è concentrato su DN315 e DN400, la macchina da 120 mm a 800 chilogrammi all'ora è l'investimento migliore perché funzionerà vicino al suo punto di progettazione la maggior parte del tempo, e un estrattore che funziona al 80% della potenza nominale è più stabile dal punto di vista termico e più energeticamente efficiente di uno che funziona al 40%. Se DN500 e DN630 sono i prodotti principali, la macchina da 150 mm è obbligatoria, perché la velocità di linea su una tubatura di 66 chilogrammi per metro a 800 chilogrammi all'ora scende a 0,20 metri al minuto, che è abbastanza lenta da rendere esagerata la permanenza nel serbatoio di raffreddamento e a compromettere la qualità della superficie.
Spiral Mandrel Die e Basket Die Head Engineering
La testa di foratura converte un unico flusso di fusione circolare dall'estrusore in un annello uniforme. Come fa questo determina la distribuzione del spessore della parete, la presenza o l'assenza di linee di saldatura e quanto rapidamente la linea può essere riportata alla specifica dopo una modifica di dimensione.
Il principio del mandrino spiralato
Un mandrino a spirale divide la fusione in arrivo in un numero di aperture di alimentazione, solitamente da sei a dodici a seconda del diametro del mandrino, e la distribuisce in un canale spiralato scavato sulla superficie del mandrino. Ogni canale spiralato diventa progressivamente più superficiale lungo la sua lunghezza, mentre il vuoto annulare sopra il mandrino diventa progressivamente più ampio. La fusione quindi scorre continuamente fuori da ogni canale spiralato e nella regione di sovrapposizione annulare, dove si unisce alla fusione da spirali vicine. Quando la fusione raggiunge il fondo del mandrino, è stata stratificata e riassemblata molte volte, e le linee di saldatura che un semplice mandrino a spina d'agnello avrebbe lasciate dietro di sé sono state effettivamente eliminate.
La conseguenza per il tubo di irrigazione è diretta. Una linea di saldatura è un piano di debolezza molecolare che corre lungo il tubo e, sotto una tensione di torsione sostenuta, diventa la via preferita per la crescita lenta delle crepe. Un tubo che deve sopravvivere a una vita di progettazione idrostatica di cinquant'anni non può permettersi una crepa. La distribuzione a mandrino spiralato è ciò che consente a un tubo di PE moderno di essere qualificato contro il test a 80 gradi Celsius, 1000 ore a 5,0 megapascal senza rottura.
Die di cesto per diametri grandi
Superiore a circa DN500, la geometria del mandrino a spirale diventa difficile. I canali spiralati devono essere molto lunghi, il tempo di permanenza nel die aumenta e il materiale sulla parete esterna del canale di flusso può degradarsi prima di essere eliminato. I die di cesto, anche chiamati die distributori a cesto o die a cesto a griglia, affrontano questo problema alimentando la fusione radialmente fuori attraverso un distributore perforato, simile a una gabbia, con un gran numero di piccoli fori di alimentazione, poi combinando i flussi in una camera annulare breve. Il risultato è un percorso della fusione molto più breve, un tempo di permanenza più basso, una pressione di testa più bassa per lo stesso output e una distribuzione molto uniforme intorno al perimetro.
Molti capi di grandi diametri oggi utilizzano una configurazione ibrida: un distributore a cesto per distribuire la fusione radialmente, seguito da una sezione spiralata breve per eliminare le strisce di flusso residue dai fori del cesto. Per una linea destinata a funzionare a DN500 e DN630 a output commerciale, questa configurazione ibrida è la configurazione raccomandata. Bene sotto DN450 un capo a mandrino spiralato convenzionale è completamente adeguato e più semplice da pulire.
| Parametro della testa del die | Capello DN110 a DN250 | Capello DN200 a DN450 | Capello DN315 a DN630 |
|---|---|---|---|
| Principio di distribuzione | Mandrino a spirale, 6 a 8 spirali | Mandrino a spirale, 8 a 10 spirali | Distributore a cesto con sezione a spirale corta |
| Presione di fusione di progettazione | 28 a 35 megapascali | 26 a 33 megapascali | 25 a 32 megapascali |
| Zone di riscaldamento sulla testa | 4 | 5 a 6 | 6 a 8 |
| Spazio tra la matrice e il muro relativo al diametro della parete | 1,15 a 1,30 | 1,20 a 1,32 | 1,22 a 1,35 |
| Metodo di centratura | Quattro bulloni radiali sul anello della matrice | Sei bulloni radiali, impostazione del dispositivo di indicazione del diale | Ottavi bulloni radiali, regolazione della zona termica per un controllo preciso |
| Tempo medio di permanenza del materiale fondente | Meno di 2 minuti | Da 2 a 4 minuti | Da 3 a 6 minuti |
Spazio tra le matrici, estrazione e centratura
Il vuoto del mandrino è sempre più grande della spessore finale del tubo perché il tubo viene steso tra l'uscita del mandrino e la gamba di dimensionamento. Il rapporto tra il vuoto del mandrino e la spessore del tubo, generalmente 1,15 a 1,35 per il tubo in PE, deve essere combinato con un rapporto corrispondente tra il diametro esterno del mandrino e il diametro della gamba di dimensionamento in modo che lo stoccaggio sia bilanciato sia nella direzione radiale che circolare. Un stoccaggio disarmonico orienta le catene di polimero preferenzialmente lungo l'asse del tubo, che si manifesta successivamente come una riduzione della resistenza alla crescita lenta delle fessure e, in servizio, come una riduzione della resistenza alla crescita lenta delle fessure.
Il centratore è l'unico regolatore più frequentemente mal gestito su una linea di tubi. I bulloni radiali sul anello del die spostano il die rispetto al mandrino e sono il controllo grosso; il controllo fine viene ottenuto tramite l'allineamento dei punti di impostazione delle zone di riscaldamento intorno al perimetro della testa, poiché un segmento localmente più caldo è meno viscoso e flue più rapidamente. La pratica moderna è quella di regolare il centratore con un indicatore a rotelle quando è freddo, verificare con una misura del spessore della parete sulla prima lunghezza tagliata e poi regolare con il misuratore ultrassonico in linea una volta che la linea è in funzione. Su una testa DN630, un'eccentricità di un millimetro che rimane non corretta rappresenta una grande quantità di resina sprecata durante una produzione, perché l'operatore deve aumentare la media del muro per mantenere il lato sottile sopra il minimo.
Tappa di calibrazione al vuoto e design del tubo di dimensionamento
La tappa di calibrazione al vuoto fissa il diametro esterno del tubo e congela una schiuma esterna autonoma. È la macchina che trasforma un annello di fusione morbido in un prodotto di dimensione definita, e su una linea di irrigazione a grande diametro è spesso il componente fisicamente più grande e più costoso dopo l'estrusore.
Come funziona il dimensionamento al vuoto
Il tubo di fusione esce dalla matrice e entra in un tubo di dimensionamento il cui diametro interno è uguale al diametro esterno del tubo di riferimento più un margine di ristrette. La tappa che circonda il tubo è tenuta sotto vuoto parziale, mentre il foro del tubo rimane a pressione atmosferica. Il differenziale conseguente spinge la parete del tubo verso l'esterno contro il tubo di dimensionamento. L'acqua viene spruzzata sul tubo e sulla superficie del tubo, quindi la schiuma esterna si cristallizza mentre è in contatto con la superficie di riferimento, e una volta che si sono formati alcuni millimetri di schiuma solida, il tubo mantiene il suo diametro.
Il livello del vuoto è il principale parametro del processo. Il range operativo per il tubo di PE è da -0,02 a -0,06 megapascal rispetto all'atmosfera. I tubi di spessore sottile, come il DN110 SDR 26, hanno bisogno dell'estremità inferiore del range, perché un differenziale eccessivo tira il muro morbido contro il guaina e produce segni di resistenza o addirittura fa crollare il tubo verso l'interno all'estremità del serbatoio. I tubi di spessore elevato, come il DN630 SDR 17, hanno bisogno dell'estremità superiore, perché il muro è rigido e il tubo di fusione pesante, e una differenza insufficiente lascia il tubo sottosized e ovale. Il vuoto deve essere stabile: una fluttuazione di più di circa 0,005 megapascal si mostra direttamente come una ripidezza di diametro, che è il classico difetto della ringhia bambina.
Dimensionamento dei materiali e della geometria della guaina
Le guaine di dimensionamento sono realizzate in rame o in acciaio inossidabile. Il rame ha una maggiore conduttività termica, quindi estrae il calore più rapidamente e dà una superficie leggermente lucida, e è più indulgente nei contatti minori; è la scelta tradizionale fino a circa DN400. L'acciaio inossidabile è più duro, mantiene la sua dimensione di boresaggio più a lungo sotto servizio abrasivo e non sviluppa l'ossido superficiale che il rame acquisisce gradualmente, quindi domina nei grandi diametri dove una guaina è costosa da sostituire. In entrambi i casi, la guaina è perforata o slottata in modo che il vuoto possa agire attraverso di essa sulla superficie del tubo, e il modello di slot deve essere staccato in modo che nessuna linea longitudinale continua di slot lasci una striscia visibile sul tubo.
La lunghezza della guaina è normalmente da 1,0 a 1,5 volte il diametro del tubo per i modelli di piccole dimensioni e si riduce proporzionalmente ai grandi diametri, dove la guaina diventa un breve anello di precisione sostenuto da una serie di anelli di supporto e zone di spruzzatura. Il contorno di ingresso è critico: troppo affilato e scrapperà la fusione in arrivo, troppo poco profondo e la fusione non si posizionerà correttamente.
| Parametro del serbatoio | Configurazione DN110 a DN250 | Configurazione DN250 a DN450 | Configurazione DN400 a DN630 |
|---|---|---|---|
| Numero di sezioni del serbatoio | Da 1 a 2 | 2 | Da 2 a 3 |
| Lunghezza effettiva totale | Da 6 a 9 metri | 9 a 12 metri | 12 a 18 metri |
| Vacuo di lavoro | Da minus 0,02 a minus 0,04 megapascal | Da minus 0,03 a minus 0,05 megapascal | Da minus 0,04 a minus 0,06 megapascal |
| Materiale del manico di dimensionamento | Latta | Latta o acciaio inox | Acciaio inox 304 con pannelli di visualizzazione in acrilico |
| Carapace del serbatoio | Acciaio inox 304 con pannelli di visualizzazione in acrilico | Acciaio inox 304 | Acciaio inox 304, telaio rinforzato |
| Viaggio longitudinale | Più o meno 300 millimetri, motorizzato | Più o meno 400 millimetri, motorizzato | Più o meno 500 millimetri, motorizzato |
| Regolazione laterale e in altezza | Più o meno 50 millimetri | Più o meno 75 millimetri | Più o meno 100 millimetri |
| Disposizione della pompa a vuoto | Pompa a anello d'acqua singola | Due pompe a anello d'acqua, camere indipendenti | Due o tre pompe, camere regolate indipendentemente |
Le camere a vuoto indipendenti sono più importanti di quanto i compratori si aspettino. Dividendo il serbatoio in due o tre camere regolabili, l'operatore può applicare una forte differenza all'ingresso, dove il tubo ha maggior bisogno di essere pressato contro la gamba, e una più leggera più avanti, dove la pelle è già formata e il vuoto in eccesso crea solo resistenza. Su lavorazioni di DN630 questo profilo stagionato è spesso la differenza tra il soddisfacimento della tolleranza di ovalità e la sua ricerca durante la giornata lavorativa.
Livello dell'acqua, spruzzatura e supporto
All'interno del serbatoio il tubo è sostenuto da supporti regolabili a rulli o a anelli che lo tengono al centro mentre si raffredda. Su tubi pesanti questi supporti portano una vera e propria carico e devono essere regolati a ogni cambio di dimensione; un supporto lasciato basso permetterà al tubo di scendere tra le stazioni e aggiungerà una tolleranza di ovalità misurabile. L'acqua viene fornita sia mediante il riempimento a un livello controllato sia mediante spazzole disposte in cerchi. La sezione riempita offre un elevato trasferimento di calore sulla metà inferiore del tubo; le spruzzature distribuiscono uniformemente il rimozione del calore circolare in modo che la corona si raffreddi allo stesso ritmo dell'invertitore. Se le spruzzature sono bloccate dal calcare, la corona si raffredda più lentamente, si contrae di più dopo il serbatoio e il tubo sviluppa sia ovalità che una deviazione della spessore della parete.
Tubi di raffreddamento della spruzzatura e gradiente di raffreddamento
Dopo il serbatoio di calibrazione, il diametro esterno del tubo è fissato, ma su una linea di irrigazione a parete spessa il nucleo è ancora fondente. I tubi di raffreddamento della spruzzatura che seguono hanno un solo compito: eliminare il calore residuo dall'interno della parete verso l'esterno, in modo tale che il tubo non sviluppi stress residui dannosi e abbastanza lentamente che la linea non debba essere lunga centinaia di metri.
Carico termico
Il raffreddamento del polietilene da una temperatura di fusione di circa 200 gradi Celsius a una temperatura di manutenzione di circa 40 gradi Celsius richiede l'eliminazione di circa 600 kilojouli per chilogrammo, combinando calore sensibile con il calore latente rilasciato mentre il polimero cristallizza. A 1000 chilogrammi all'ora, ciò equivale a circa 167 kilowatt di dissipazione di calore continua. Se l'acqua di raffreddamento è consentita di aumentare di temperatura di 5 gradi Celsius lungo la linea, il flusso necessario è di circa 29 metri cubi all'ora. Un valore di progettazione pratico di 25 a 35 metri cubi all'ora di acqua raffreddata per 1000 chilogrammi di output orario, a un aumento di 4 a 6 gradi Celsius, copre la maggior parte dei casi e deve essere verificato contro le specifiche del raffreddatore prima che la linea venga ordinata.
| Produzione della linea | Calore da rifiutare | Flusso di acqua fredda a 5 K di aumento | Tensione raccomandata del chiller con margine | Lunghezza totale di raffreddamento tipica |
|---|---|---|---|---|
| 250 kg all'ora | Appr. 42 kilowatt | 7 a 9 metri cubi all'ora | 55 a 65 kilowatt | 9 a 12 metri |
| 400 kg all'ora | Appr. 67 kilowatt | 12 a 14 metri cubi all'ora | 85 a 100 kilowatt | 12 a 18 metri |
| 800 kg all'ora | Appr. 133 kilowatt | 23 a 28 metri cubi all'ora | 170 a 200 kilowatt | 18 a 30 metri |
| 1200 kg all'ora | Apprestinamente 200 kilowatts | 34 a 42 metri cubi all'ora | 250 a 300 kilowatts | 30 a 48 metri |
Perché il gradiente funziona dal caldo al freddo
L'istinto di far scorrere l'acqua più fredda possibile in ogni luogo è sbagliato. Il raffreddamento della pelle esterna di un muro spessissimo mentre il nucleo è ancora fondente blocca un gradiente di temperatura ripido. Come il nucleo si raffredda e si contrae successivamente, tira su una pelle già rigida, e il tubo finito porta la parete esterna in compressione e la parete interna in tensione. Queste tensioni residue riducono la resistenza al lento sviluppo delle crepe esattamente dove il tubo è sottoposto a stress circolare in servizio, e si manifestano come una reversione longitudinale eccessiva nel test standard.
L'allineamento corretto è un gradiente. Il serbatoio di calibrazione e il primo serbatoio di spruzzatura funzionano a 16-20 gradi Celsius, abbastanza caldi per solidificare una pelle controllata senza sorprenderla. I serbatoi successivi scendono a 12-15 gradi Celsius, e il'ultimo serbatoio può funzionare alla temperatura più bassa praticabile per abbassare la superficie per il maneggio. Al di sotto di circa 10 gradi Celsius non c'è molto beneficio e c'è un vero rischio di problemi di condensa in atelieri umidi. Ogni serbatoio deve avere il proprio controllo termostatico e la propria linea di ritorno in modo che il gradiente possa effettivamente essere mantenuto piuttosto che assunto.
La lunghezza di raffreddamento scala con la spessore della parete al quadrato, perché la conduzione attraverso la parete regola. Questo è il motivo per cui un tubo DN630 SDR 17 con 37,4 mm di parete ha bisogno di moltiplici volte la lunghezza del serbatoio rispetto ad un tubo DN160 con la stessa uscita, e il motivo per cui una linea destinata a raggiungere il DN630 deve essere disposta con lo spazio per 30-48 metri di raffreddamento dall'inizio. La retroattivazione della lunghezza del serbatoio in un ateliero costruito per una linea DN400 è uno dei più costosi errori in questo settore.
Caterpillar Haul-Off, taglio senza chip e gestione del tubo
Il caterpillar Haul-Off determina la velocità della linea e, quindi, in combinazione con l'uscita dell'estrusore, il peso del metro del tubo. I suoi due requisiti sono il grip senza deformazione e la stabilità della velocità senza onde.
Configurazione del Haul-Off
Le ruote sono disposte simmetricamente intorno al tubo, e il numero aumenta con il diametro e la spessore della parete perché il grip deve essere distribuito per evitare di piantar il tubo. Quattro ruote servono ai tubi di piccole e medie dimensioni, sei ruote gestiscono la gamma media, e otto ruote vengono utilizzate per il DN500 e oltre, dove il tubo è pesante e la forza di trazione richiesta è alta. Ogni ruota è carichiarna pneumaticamente o servo-idraulicamente per regolare la pressione di appoggio con precisione; troppo poco e le ruote scivolano, producendo una fluttuazione del peso del metro, troppo tanto e le coperture lasciano delle impronte o spingono il tubo fuori da rotondo mentre è ancora caldo al nucleo.
| Classe del modello del Haul-Off | Numero di ruote Caterpillar | Forza di trazione massima | Intervallo di velocità | Intervallo di diametro del tubo | Trasmissione |
|---|---|---|---|---|---|
| Compact | 4 | 20 kilonewton | 0,3 a 30 metri al minuto | DN20 a DN160 | Servomotore con riduttore |
| Media | 4 a 6 | 40 kilonewton | 0,2 a 15 metri al minuto | DN63 a DN315 | Servomotore con riduttore |
| Grande | 6 | 60 kilonewton | 0,1 a 10 metri al minuto | DN200 a DN500 | Dual servo, elettronicamente sincronizzato |
| Pesante | 8 | 80 a 120 kilonewton | 0,1 a 6 metri al minuto | DN315 a DN630 | Quadruplo servo, elettronicamente sincronizzato |
La stabilità della velocità è ciò che distingue un buon sistema di sollevamento da uno adeguato. A 0,30 metri al minuto, che è il punto di funzionamento del DN630 SDR 17 a 1200 kg/h, il motore è in funzione a una piccola frazione della sua velocità nominale, e qualsiasi cogging, backlash o ripeto di controllo si traduce direttamente in una variazione periodica del spessore della parete lungo il tubo. I motori servo con encoder ad alta risoluzione e riduttori pre-caricati sono essenziali a queste velocità; un semplice motore asincrono alimentato da un inverter non manterrà la necessaria fluidità.
Controllo del peso del metro in circuito chiuso
L'alloggio moderno collega tre elementi. Un misuratore di spessore della parete a ultrasuoni in linea misura la parete in diverse posizioni circolari immediatamente dopo la sezione di raffreddamento. Il sistema di controllo confronta il peso del metro calcolato con il target e regola la velocità di trasporto, con la velocità dell'asta dell'estrusore come regolazione più lenta. Poiché un aumento della velocità di trasporto a output costante rende la parete più sottile, e viceversa, il circuito è diretto e rapido. Un circuito ben calibrato mantiene il peso del metro entro un percento, che è ciò che consente a un produttore di mantenere una parete di target solo leggermente superiore al minimo standard invece di mantenere un margine di sicurezza ampio.
Taglio, affilatura e scarico senza chip
Il taglio di tubi PE di grandi dimensioni con una sessa utilizzando un taglio a denti produce residui, e i residui all'interno di un tubo d'acqua sono inaccettabili. Il taglio senza chip risolve questo problema con una lama circolare acciaccata che viene pressata progressivamente nel tubo rotante, spostando il materiale anziché eliminarlo, e lasciando una superficie quadrata pulita senza alcun residuo. È il metodo preferito per i tubi fino a una moderata spessore della parete. Superiore a circa 25-30 millimetri di spessore, la forza necessaria per il taglio senza chip diventa molto alta, e viene utilizzato un taglio planetario: il tubo viene fissato, una lama di taglio orbita attorno a esso sotto controllo numerico, e un cappotto di estrazione dei residui cattura i residui alla fonte. Entrambi i tipi si muovono con il tubo durante il taglio, quindi la linea non si ferma mai.
Il taglio a cuscinetto segue immediatamente. Un cuscinetto sul bordo della tuba è necessario per le connessioni a cuscinetto e a guarnizione e è utile anche per la fusione a contatto perché protegge la superficie esterna durante il trasporto. Le teste di taglio automatiche montate sul carrello del tagliatore eseguono questo nella stessa fase.
L'esportazione dipende dal diametro. Il tubo di DN110 e inferiore è normalmente spiralizzato, e un spiralizzatore con tensione di ritorno controllata e una stazione di strappatura è l'unità corretta in seguito; il spiralizzamento risparmia enormemente sul lavoro di collegamento sul campo perché un lato può essere posto in una lunghezza continua. Superiore a DN110 il tubo viene tagliato in pezzi rettangolari, solitamente 6 o 12 metri, e viene scaricato su una tavola inclinabile che abbassa il pezzo finito in modo delicato su un rack. Su una linea di DN630 dove ogni lunghezza di 12 metri pesa quasi 800 chilogrammi, la tavola inclinabile deve essere dammata a mano e interrotta, e il rack di ricezione deve essere progettato per sostenere il tubo senza carichi puntuali che creerebbero punti di pressione mentre il nucleo è ancora caldo.
Attrezzatura secondaria in uscita e in linea
L'attrezzatura secondaria è dove i compratori inesperti risparmiano e quelli esperti no. Ogni elemento di seguito ha un collegamento diretto a un difetto nel tubo finito.
- Carico a vuoto e trasporto centrale.Il granello deve arrivare alla cisterna dell'espeditore più velocemente di quanto il tornio possa consumarlo, con margine. La capacità di trasporto di almeno il doppio della produzione in linea impedisce al livello della cisterna di cambiare, e un livello della cisterna che cambia produce una variazione della densità apparente che si manifesta come surriscaldamento della produzione.
- Miscelazione gravimetricaDove viene dosato il riciclo o il masterbatch, è necessario un blender a perdita di peso piuttosto che uno volumetrico. Il riciclo ha una densità differente dal granello di origine e la differenza cambia con la forma delle particelle, quindi la dosaggio volumetrico del riciclo è effettivamente non controllato.
- AsciugaturaIl polietilene non è igroscopico, quindi il composto per tubi in genere non ha bisogno di asciugatura. Ha bisogno di protezione dalla condensazione superficiale. Il granello spostato da un silo freddo in un laboratorio caldo può trasportare l'acqua superficiale che si trasforma in vapore nel serbatoio e appare come bolle e vuoti in una parete spessa. Un semplice secatore a calore a vapore in cisterna a 70-80 gradi Celsius per un'ora elimina il problema, e è genuinamente necessario per il masterbatch di carbone nero e per qualsiasi riciclo che è stato conservato all'aperto.
- Cambiatore di schermo.Un piatto idraulico o un cambiatore di filtro continuo protegge il mandrino dalla contaminazione e, altrettanto importante, fornisce una resistenza di ritorno stabile. I tipi continui consentono un cambio di filtro senza interrompere la linea, che su un prodotto a parete spessa che richiede venti minuti per stabilizzarsi vale molto.
- Instrumentazione della pressione e della temperatura del fusioneUn transduttore prima del cambiatore di filtro e uno dopo di esso fornisce all'operatore la differenza di pressione attraverso il filtro, che è il più chiaro indicatore di quando è necessario un cambio. Un termocoppia di fusione al collegamento del mandrino è la misura più affidabile della temperatura effettiva della fusione; le letture della zona del serbatoio sono le temperature della parete, non le temperature della fusione.
- Misurazione del spessore della parete in linea ad ultrasuoni.Un misuratore ad ultrasuoni multi-sensore misura la parete in quattro, sei o otto posizioni circolari e calcola il minimo spessore, la media spessore, l'ovalità e l'eccentricità in tempo reale. Su una linea che produce un composto in PE100 di 1200 chilogrammi all'ora, questo strumento è uno dei più redditizi dell'impianto.
- Codifica a inchiostro.Le norme di prodotto richiedono un'etichettatura duratura a intervalli lungo il tubo che indicano il produttore, la dimensione, la SDR o la classe di pressione, la designazione del materiale, la referenza standard e i dati di tracciabilità della produzione. Un'impronta a inchiostro ad alta contrasto sincronizzata alla velocità della linea gestisce questo, e il codice di tracciabilità che stampa è quello che consente a un produttore di isolare una finestra di produzione singola se un lotto viene mai messo in discussione.
Calcolo delle parametri del processo e della velocità della linea
Le impostazioni del processo per il tubo in PE100 riguardano meno la ricerca di un numero magico e più il mantenimento di una banda stretta in modo costante. I seguenti vincoli sono punti di partenza per un composto nero in PE100 con un MFR vicino a 0,3 grammi per 10 minuti alla condizione di 5 chilogrammi, e devono essere regolati per il composto specifico e il mandrino.
| Zona | Intervallo di setpoint | Finalità e logica di regolazione |
|---|---|---|
| Acqua del tappo di alimentazione | Da 20 a 40 gradi Celsius | Mantiene il letto solido che si appoggia sulle fessure; non permettere mai di superare i 60 gradi Celsius |
| Zona del cilindro 1 | 170 a 180 gradi Celsius | Inizia a ammorbidire senza permettere la formazione di una pellicola di fusione che ucciderebbe la trasmissione a canali |
| Zona del cilindro 2 | 180 a 190 gradi Celsius | Comincia la fusione; aumentare se si presenta una parte non fusibile, ridurre se la carico del motore è bassa e la fusione è calda |
| Zona 3 del cilindro | 190 a 200 gradi Celsius | Completa la fusione prima della sezione di barriera |
| Zone del cilindro 4 a 6 | 195 a 205 gradi Celsius | Misurazione e omogeneizzazione; mantenere piatto per evitare la formazione di strisce termiche |
| Cambiatore di schermo e adattatore | 200 a 210 gradi Celsius | Sottoporre a leggera calura per ridurre la perdita di pressione attraverso il pacchetto dello schermo |
| Zone del corpo della testa di fusione | 195 a 210 gradi Celsius | Zone individuali ridotte di pochi gradi per correggere il bias delle pareti circolari |
| Zona della lipa | 190 a 200 gradi Celsius | Temperatura inferiore della lipa migliora la resistenza del fusione; aumentare se si verifica la rottura del fusione |
| Temperatura effettiva del fusione all'adattatore | 195 a 215 gradi Celsius | La variabile di controllo; sopra i 220 gradi Celsius, il rischio di sagomatura e ossidazione aumenta drasticamente |
| Pressione del fusione della testa di fusione | 25 a 35 megapascali | L'aumento della pressione a velocità costante significa blocco dello schermo o calo della temperatura del fusione |
Velocità dell'asta, uscita e velocità della linea
In un escludente a scanalatura la relazione tra la velocità dell'asta e l'uscita è vicina alla linea attraverso la maggior parte del range operativo, che è uno dei grandi vantaggi pratici del meccanismo. Una macchina di 150 mm che produce 1200 chilogrammi all'ora a 90 giri al minuto produce circa 13,3 chilogrammi all'ora per giro, e questa uscita specifica si mantiene entro pochi percentuali da circa trenta giri al minuto in su. Bene sotto di questo la relazione diventa meno prevedibile poiché l'ingresso di calore dal cilindro inizia a dominare sul riscaldamento da taglio.
La velocità della linea deriva direttamente dalla produzione divisa per il peso del metro. Poiché il peso del metro aumenta rapidamente con il diametro, la velocità della linea e il spessore della parete sono inversamente proporzionali in modo da sorprendere gli operatori che passano da tubi di piccolo diametro a tubi di grande diametro.
| Prodotto | Spessore della parete | Peso del metro | Produzione dell'estrusore | Velocità della linea risultante | Lunghezza di raffreddamento necessaria |
|---|---|---|---|---|---|
| DN110 SDR 26 | 4,2 mm | 1,33 kg per metro | 250 kg all'ora | 3,13 metri al minuto | 9 a 12 metri |
| DN160 SDR 17 | 9,5 mm | 4,29 kg per metro | 400 kg all'ora | 1,55 metri al minuto | 12 a 15 metri |
| DN225 SDR 17 | 13,4 mm | 8,51 kg per metro | 600 kg all'ora | 1,18 metri al minuto | 15 a 21 metri |
| DN315 SDR 17 | 18,7 mm | 16,62 kg per metro | 800 kg all'ora | 0,80 metri al minuto | 21 a 27 metri |
| DN400 SDR 17 | 23,7 mm | 26,75 kg per metro | 1000 kg all'ora | 0,62 metri al minuto | 27 a 36 metri |
| DN500 SDR 21 | 23,9 mm | 34,14 kg per metro | 1100 kg all'ora | 0,54 metri al minuto | 30 a 39 metri |
| DN630 SDR 17 | 37,4 mm | 66,49 kg per metro | 1200 kg all'ora | 0,30 metri al minuto | 36 a 48 metri |
La fila DN315 SDR 17 merita di essere approfondita perché è il prodotto principale per le colture più comune. Con un muro di 18,7 millimetri e 16,62 kg per metro, un estrattore di 800 kg all'ora produce 0,80 metri al minuto, o 48 metri all'ora, che corrisponde a quattro lunghezze di 12 metri all'ora. Portare lo stesso prodotto a 1,0 metro al minuto richiede 1000 kg all'ora, e se questo è raggiungibile dipende esclusivamente dal fatto che il treno di raffreddamento possa ancora fornire una temperatura del nucleo sufficiente per superare il test di reversione. L'uscita su tubi di muro spessissimo è un problema di raffreddamento molto prima di essere un problema di estrattore.
Procedura di avvio, spegnimento e cambio di dimensione
Il tubo di grande diametro a parete spessa punisce le imprudenze di avvio. Una sequenza disciplinata salva sia la resina che le ore.
Avvio a freddo
- Lasciare il barile, l'adattatore e la testa del dies a temperatura impostata per un minimo di due ore prima di girare il viti, e più a lungo per una testa di cestello grande. I fili riscaldanti raggiungono la temperatura impostata molto prima della massa di acciaio che li precede, e girare un viti contro un polimero freddo nella testa è la causa più comune di rottura delle pinze di taglio e di danni ai rulli di spinta.
- Verificare che l'acqua di raffreddamento del bush di alimentazione circoli e sia a temperatura prima che qualsiasi pellet entri nella gola.
- Iniziare la vite a velocità bassa, da cinque a dieci giri al minuto, e controllare la pressione della fusione. Non aumentare la velocità fino a quando la fusione non comincia a uscire costantemente dalla circonferenza intera del morsetto.
- Pulire fino a quando l'extrudato è pulito e privo di discolorazione, poi aumentare la velocità della vite in fasi, consentendo alla pressione e alla temperatura della fusione di stabilizzarsi a ogni fase.
- Inserire il tubo di fusione nella guaina di dimensionamento manualmente con una corda di traino e un tappo di partenza, applicando il vuoto gradualmente da zero al livello operativo piuttosto che in un'unica fase.
- Attivare il traino a bassa velocità, poi aumentare sia il traino che la vite verso il punto di funzionamento, mentre si controlla il spessore della parete sul misuratore in linea.
- Tagliare e discaricare i primi pezzi, misurare il diametro, l'ovalità e il spessore in otto posizioni e correggere il centratura prima di procedere alla produzione.
Cambio di dimensione
Cambiare il diametro è l'operazione che più influisce sulla produttività reale di un impianto. La sequenza è: ridurre la velocità del tornio e far correre la linea fino alla fine; fermare il trasporto; rompere la testa del mandrino e cambiare il mandrino, il cerchio del mandrino e qualsiasi componente del distributore mentre la testa è calda, utilizzando guanti termici adeguati e un carrello di mandrino adatto alla massa coinvolta; cambiare la gamba di dimensionamento e riposizionare il serbatoio longitudinalmente e verticalmente alla nuova altezza del centro; riposizionare i binari del trasporto e le pinze di taglio; quindi ripetere la sequenza di avvitamento e rampa sopra.
Un impianto ben organizzato con un carrello di mandrino di cambio rapido, gli utensili di riserva pre-riscaldati e le scale di posizionamento marcate sui binari del serbatoio può cambiare tra le dimensioni adiacenti in due o tre ore e tra estremi come DN160 e DN630 in una giornata lavorativa intera. Un impianto senza queste disposizioni richiede solitamente il doppio. Perché il tempo di cambio è pura uscita perduta, le disposizioni di cambio rapido sono tra le opzioni di ritorno più elevati su una quotazione della linea, in particolare per i produttori che servono contratti di irrigazione misti in cui ogni progetto ha bisogno di diverse dimensioni.
Spegnimento
Per una breve fermata, riduci la velocità del tornio al minimo, mantieni le temperature del mandrino e tieni la testa piena di fusione; il polietilene tollera una breve permanenza a 200 gradi Celsius senza difficoltà. Per una fermata lunga o un cambio di materiale, pulisci il serbatoio e la testa in modo completo con un composto di pulizia o con polietilene di origine fino a quando non è pulito, quindi abbassa la temperatura della testa del mandrino. Non lasciare mai una testa del mandrino piena di composto nero a temperatura per la notte; la carica di carbone nero aumenta la carico termica locale sul pacchetto di antiossidanti e il primo extrudato la mattina successiva sarà pieno di gel degradato che deve poi essere pulito fuori.
Standard del prodotto e regime di test
I tubi di irrigazione per l'irrigazione sono un prodotto a pressione con una dichiarazione di durata di vita di cinquanta anni, quindi il regime di test non è una formalità. Quattro standard di prodotto dominano il commercio internazionale dell'irrigazione, e seppure i loro requisiti numerici siano strettamente armonizzati, le loro regole di etichettatura, le classi di tolleranza dimensionale e i requisiti di testimoni differiscono abbastanza che un produttore deve sapere quale di essi regola ogni contratto.
| Standard | Regione di utilizzo principale | Scopo | Note per i produttori di irrigazione |
|---|---|---|---|
| GB/T 13663.2 | Cina e molti mercati di esportazione che seguono le specifiche cinesi | Sistemi di tubazioni in polietilene per l'approvvigionamento d'acqua, parte che riguarda i tubi | Definisce i gradi di tolleranza dimensionale, i requisiti idrodinamici e la marcatura per i PE80 e PE100 |
| ISO 4427-2 | Linea di riferimento internazionale | Sistemi di tubazioni in plastica per l'approvvigionamento e il drenaggio d'acqua sotto pressione, tubi in polietilene | Documento di riferimento su cui si basano la maggior parte degli standard nazionali |
| EN 12201-2 | Europa e mercati che seguono la pratica europea | Sistemi di tubazioni in plastica per l'irrigazione, tubi in polietilene | Aggiunge requisiti specifici sulla marcatura, la tracciabilità delle batch e la caratterizzazione del materiale |
| AS/NZS 4130 | Australia e Nuova Zelanda | Tubi in polietilene per applicazioni a pressione | Ampliamente utilizzato nei progetti di irrigazione e di approvvigionamento d'acqua in Australia; preferenze specifiche SDR |
Test di pressione idrodinamica
Il cuore della qualificazione del PE100 è un programma di test idrodinamico a tre punti sul tubo finito, eseguito a stress circolare controllato piuttosto che a una pressione nominale. Ogni punto indaga un diverso meccanismo di fallimento.
| Condizione di prova | Stresse sul tubo | Tempo minimo fino alla rottura | Mecanismo di rottura in esame | Significato pratico per il produttore |
|---|---|---|---|---|
| 20 gradi Celsius | 12,4 megapascal | 100 ore | Resistenza ductile a breve termine | Conferma che il composto è realmente PE100 e che la parete è conforme alle specifiche |
| 80 gradi Celsius | 5,5 megapascal | 165 ore | Transizione dal comportamento ductile al comportamento frammentato | Rileva i difetti della parete, la contaminazione e l'omogeneizzazione inadeguata |
| 80 gradi Celsius | 5,0 megapascal | 1000 ore | Resistenza alla crescita lenta delle crepe | L'indicatore di lunga durata; le guasti qui sono generalmente riconducibili a linee di saldatura, gel o stabilizzante degradato |
Il test di 1000 ore a 80 gradi Celsius dura circa sei settimane, quindi non può essere un test di rilascio di batch. È un test di tipo e una verifica periodica, mentre il controllo della produzione di routine è controllato dai test più rapidi e dai controlli dimensionali e materiali. Un produttore che fallisce il test di 1000 ore ha quasi sempre un problema di processo piuttosto che un problema di resina: un dies con una linea di saldatura residua, un tornio che produce un materiale non fusibile, un pacchetto di stabilizzante cotto da una temperatura di fusione eccessiva o contaminazione da un pacchetto di schermo inadeguato.
Controllo di produzione ordinario
| Verifica | Esigenza | Frequenza | Attrezzatura |
|---|---|---|---|
| Diametro esterno, medio | All'interno della tolleranza specificata dalla norma vigente | Ogni bobina o ogni lotto di lunghezze rettangolari | Tela di misura della circonferenza o misuratore a laser |
| Spessore della parete, minimo in qualsiasi punto | Non inferiore al minimo tabellato | Verifica continua in linea più verifica manuale ogni turno di lavoro | Misuratore ad ultrasuoni e micrometro a punto |
| Ovalità nella fabbrica | All'interno del limite standard per il diametro, misurato prima del rullamento o dello stoccaggio | Ogni ciclo di produzione e dopo ogni regolazione del serbatoio | Calibro su due assi perpendicolari |
| Estensione alla rottura | 350% minimo | Ogni lot di produzione | Tester di resistenza con campioni a forma di manubri tagliati dalla parete del tubo |
| Rivoluzione longitudinale | 3 percenti massimo, senza rotture o formazione di vescicole | Ogni lot di produzione | Forno o bagnomaria a temperatura specificata |
| Modifiche della velocità di scorrimento del fusione | Compreso tra il 20% più o meno del valore del composto | Per ogni lotto di materiale e periodicamente nella produzione | Tester di indice di flusso di fusione |
| Tempo di induzione all'ossidazione | 20 minuti minimi a 200 gradi Celsius | Per ogni lotto di materiale e periodicamente nella produzione | Calorimetro a scansione differenziale |
| Contenuto di carbone nero | 2,0 a 2,5% in peso | Ogni lot di materiale | Metodo di pirorilazione in forno muffato |
| Dispersione del carbone nero | Classe 3 o superiore | Ogni lot di materiale | Sezione con microtomo e microscopio ottico |
| Legibilità e contenuto delle etichette | Completa e duratura secondo la norma vigente | Inspezione continua, verificata ogni turno | Inspezione visiva rispetto a una scheda di specifiche delle etichette |
La reversione longitudinale merita particolare attenzione sulle condotte di irrigazione perché è il test più direttamente collegato alla linea di estrusione piuttosto che alla resina. Una reversione superiore al 3% significa che l'orientamento è stato congelato nella parete, e le cause comuni sono un abbassamento eccessivo tra la matrice e la guaina di dimensionamento, un gradiente di raffreddamento troppo aggressivo alla parte anteriore della linea o una tensione di trazione troppo alta mentre il nucleo era ancora morbido. Ogni una di queste è correggibile sulla macchina.
Metodi di collegamento per le tubature di irrigazione agricola
La qualità del tubo si realizza solo se le giunture sono altrettanto buone del tubo. I progetti di irrigazione utilizzano quattro famiglie di giunzioni, e la scelta è guidata dal diametro, dalle condizioni del sito e dal livello di competenza disponibile sul campo.
Fusione a giuntura
La fusione a giuntura è il metodo principale per i tubi di tronco e sottotronco a partire da DN110 in su. Due estremità di tubo a facce quadrate sono fissate in una macchina, rivestite con un piano rotante per produrre superfici parallele e pulite, portate contro una piastra riscaldata fino a formare una giunzione specificata, separate e poi unite e tenute sotto pressione fino a quando non si raffredda. La giunzione risultante è una connessione continua, completamente ristretta, priva di fughe, altrettanto resistente della parete del tubo e non richiede blocchi di spinta.
| Parametro di fusione del tubo | Valore tipico | Esempio pratico per DN315 SDR 17, parete di 18,7 mm |
|---|---|---|
| Temperatura superficiale della piastra del riscaldatore | Da 200 a 220 gradi Celsius | 210 gradi Celsius, verificato con un termometro superficiale in quattro punti |
| Confrontare la tolleranza | Spazio inferiore a 0,5 mm, disallineamento inferiore al 10% della parete | Spazio inferiore a 0,5 mm, passo inferiore a 1,9 mm |
| Altezza iniziale della corda al termine della cordatura | Appr. 0,5 mm più un decimo della spessore della parete | Appr. 2,4 mm su entrambi i tubi |
| Tempo di cottura a bassa pressione di contatto | Appr. 10 secondi per millimetro di parete | Appr. 190 secondi |
| Tempo di cambio, rimozione della piastra per il contatto | Il più breve possibile, generalmente inferiore a 10 secondi per pareti spesse | Obiettivo 8 secondi |
| Tempo di raffreddamento sotto pressione completa | Appr. 1,0 a 1,5 minuti per millimetro di parete | 19 a 28 minuti con la presa |
| Apparecchio della perla finale | Due perle uniformemente rullate, valle sopra la superficie del tubo | L'ampiezza della perla è di circa 3 a 5 volte la sua altezza, simmetrica |
La disciplina del campo che conta di più è il tempo di raffreddamento. Una squadra sotto pressione di crono che sblocca una connessione DN315 dopo otto minuti invece che venti ha realizzato una connessione che sembra perfetta e fallirà. Le macchine di fusione a data-logging che registrano temperatura, pressione e tempo per ogni connessione sono diventate standard nei progetti di irrigazione finanziati proprio perché questo modo di fallimento è invisibile all'ispezione.
Fusione elettrica
La fusione elettrica utilizza un raccordo modellato con un filo resistivo incorporato. Le estremità del tubo vengono raschiate per rimuovere 0,2 a 0,4 millimetri di strato superficiale ossidato, pulite con un solvente approvato, inserite nel raccordo e un box di controllo applica una tensione definita, comunemente 39,5 o 48 volt, per un tempo letto dal codice a barre del raccordo. È più lenta e più costosa per connessione rispetto alla fusione a contatto, ma molto più tollerante agli spazi ristretti, il che la rende il metodo preferito per le riparazioni, le collegamenti, le te e le sponde di ramificazione in un network di irrigazione in funzione.
Collegamenti a flange e meccanici
Le assemblaggi a flange, realizzati da un'estremità di tubo fusione a contatto con un anello di supporto spento, vengono utilizzati ovunque il tubo si incontri con una valvola, una pompa, un contatore o una sezione di acciaio, e ovunque sia necessaria una disassemblaggio futura. I collegamenti meccanici, che tengono il tubo con un anello diviso e sigillano con una guarnizione elastomerica, dominano la gamma DN110 e inferiore sul campo perché non richiedono energia, calore o formazione specialistica, il che si adatta alle squadre agricole che lavorano lontano da un generatore. Deve essere dimensionato esattamente per il diametro esterno del tubo e per il SDR, deve avere un limite di spinta alle curve e agli estremi e il suo rendimento a lungo termine dipende dal fatto che il tubo rimanga rotondo.
Pratica sul campo nei progetti agricoli
Diversi punti di installazione si ripetono nei progetti agricoli. La posa del tubo nella fossa dovrebbe essere libera da pietre più grandi di circa 30 millimetri nella zona del tubo e, dove il terreno scavato è roccioso, una strato di sabbia o di finiture è conveniente. Il tubo dovrebbe essere posato leggermente snellato nella fossa in modo da poter accogliere la contrazione termica. La fusione a botte dovrebbe essere effettuata accanto alla fossa, con la corda fusa abbassata in un'unica unità, che è più rapida e consente un controllo di qualità migliore rispetto alla fusione nel foro. Le valvole di scarico dell'aria devono essere presenti in ogni punto alto e i lavaggi in ogni punto basso. Il nastro di segnalazione sopra il tubo è un'assicurazione economica contro un futuro operazione di rasatura profonda. E dove il tubo è stato conservato al sole prima dell'installazione, consentire che si stabilizzi nella fossa prima del collegamento finale, perché una corda chiusa al mezzogiorno sarà in tensione alla mezzanotte.
Matrice di diagnosi dei difetti
Quasi ogni difetto su una linea di tubi PE di grande diametro risale a uno dei quattro sistemi: preparazione della fusione, geometria e centratura del dies, dimensionamento e raffreddamento o stabilità durante il trasporto. La matrice qui sotto è organizzata per sintomi osservati, perché è così che il problema si presenta sul campo di lavoro.
| Sintomo | Cause più probabili | Controllo diagnostico | Azione correttiva |
|---|---|---|---|
| Muro eccentrico, un lato sottile | La matrice non è centrata; temperatura circolare della matrice inadeguata; sagging del materiale fondente sul diametro grande; la guaina di dimensionamento non è concentrica rispetto alla matrice | Misura la parete in otto posizioni su un anello tagliato; confronta con la mappa del calibro in linea; verifica l'uniformità della temperatura delle zone della matrice | Adatta i bulloni di centratura della matrice in piccoli incrementi; riduci le impostazioni individuali delle zone della matrice di 3 a 5 gradi Celsius; verifica l'allineamento del serbatoio; per il diametro grande, riduci il gap tra la matrice e la guaina |
| Marcature di anelli di bamboo, ondulazione periodica del diametro | Velocità di sollevamento instabile; fluttuazione del vuoto; livello dell'acqua che sale nel serbatoio di calibrazione; pressione del caterpillar troppo bassa che provoca scivolamento intermittente | Misura il passo degli anelli e dividilo dalla velocità della linea per trovare la frequenza; confronta con la rotazione del sollevamento e il ciclo della pompa a vuoto | Servizia o regolamento del motore servo del sollevamento; aggiungere volume di buffer a vuoto e una valvola di regolazione più fine; stabilizzare il muretto di scorrimento del serbatoio; aumentare moderatamente la pressione di appoggio della pista |
| Superficie interna rugosa, pelle di squalo o frattura del fusione | Tasso di taglio della terra del matriciolo troppo alto; temperatura della lipa della matrice troppo bassa; distanza tra le matricioli troppo piccola; superficie della terra della matrice contaminata o scolorita | Ispeziona il modello; le ondulazioni spiraliformi regolari indicano una frattura del fusione piuttosto che danni meccanici | Aumenta la temperatura della lipa della matrice di 5 a 10 gradi Celsius; apri la distanza tra le matricioli e ri-bilancia il ritiro; pulisci la superficie della terra della matrice; considera un additivo per il trattamento del polimero se il composto lo consente |
| Bolle o vuoti nella parete | Umidità sulla superficie del pellet o del masterbatch; riciclaggio umido; volatili da materiale degradato; traino di aria da un feed carente | Taglia una sezione e ispeziona; effettua un controllo dell'umidità sul feed; osserva se i vuoti sono uniformi o clusterizzati | Pre-si asciuga il feed a 70-80 gradi Celsius per una o due ore; copre il deposito di riciclaggio all'aperto; controlla la stabilità del livello del carico; pulisci il materiale degradato |
| Ovalità superiore alla tolleranza | Non abbastanza raffreddamento prima del sollevamento; sagone tra i supporti del serbatoio; guaina di dimensionamento errata o usurata; pressione di appoggio del caterpillar eccessiva; stoccaggio in pila mentre è caldo | Misura l'ovalità immediatamente dopo il tagliatore e di nuovo dopo 24 ore nella pila | Estendi la lunghezza di raffreddamento o abbassa la temperatura dell'acqua in fase avanzata; aggiungi o aumenta i ringhi di supporto; riduci la pressione di appoggio; utilizza piazze per pila e limitare l'altezza della pila |
| Scratch longitudinali sulla superficie esterna | Burrine o incrostazioni sulla guaina di dimensionamento; detriti nell'acqua di raffreddamento; rulli di guida del serbatoio danneggiati; depositi duri al sigillo di ingresso del serbatoio | Passa un dito lungo l'ingresso della guaina con la linea fermata e fredda; ispeziona il filtro dell'acqua | Pulisci la guaina e dressa il taglio angolare di ingresso; installare e mantenere un filtro dell'acqua di raffreddamento; rimuovi i depositi; sostituisci i rulli e le guarnizioni usurati |
| Scorciatura, accumulo sulla lipa della matrice | Spazi morti nel canale di flusso; temperatura della lipa troppo bassa; uscita dell'additivo; stabilizzante degradato | Osservate quanto rapidamente il deposito ritorna dopo la pulizia; controllate il colore e la consistenza del deposito | Pulite e pulite il canale di flusso; aumentate leggermente la temperatura della lipa; rivolgitevi al fornitore per verificare il composto; riducete il tempo di permanenza della fusione tagliando il volume della testa |
| Macchie nere o gel nella parete | Materiale degradato da un punto morto; schermo del pacchetto al di fuori del suo periodo di servizio; contaminazione del riciclato; non fusione a causa di un'adeguata prestazione del viti di barriera | Tagliate e esaminate le macchie sotto una lente; controllate la perdita di pressione attraverso il pacchetto dello schermo | Cambiate i schermi; rimuovete e pulite la testa della matrice; segregate e esaminate il riciclato; verificate che le temperature delle zone 2 e 3 del cilindro siano adeguate |
| Fallimento del test idrostatico a 80 gradi Celsius | Linea di saldatura residua dalla matrice; non fusione; temperatura della fusione eccessiva che degrada il pacchetto di antiossidanti; contaminazione | Esaminate il luogo e il modo della falla; controllate se le falli si allineano circolarmente con i porti di alimentazione della matrice | Esaminate il design del distributore della matrice e considerate una testa a cesto o ibrida; abbassate la temperatura della fusione verso i 200 gradi Celsius; verificare il tempo di induzione dell'ossidazione su campioni di tubi |
| Reversione longitudinale superiore al 3 percento | Rapporto di estrazione eccessivo; raffreddamento aggressivo all'inizio; tensione di traino eccessiva mentre il nucleo è morbido | Comparate il gap della matrice con il spessore della parete; registrate il profilo della temperatura dell'acqua tanke per tanke | Riducete l'estrazione verso 1,2; aumentate la temperatura dell'acqua della prima tanke a 16-20 gradi Celsius; riducete la forza di traino e lasciate che il sistema di raffreddamento svolga più lavoro |
Risparmio energetico e miglioramento della produzione
L'energia è il costo di conversione controllabile più elevato nella estrusione di tubi dopo la resina, e su una linea che produce 1200 chilogrammi all'ora al giorno e alla notte, un cambiamento di pochi centesimi di kilowattora per chilogramma è una somma annuale sostanziale. Le misure di seguito sono classificate in base alla affidabilità del ritorno piuttosto che all'appeal dei titoli.
| Misura | Meccanismo | Effetto tipico | Investimento relativo | Note |
|---|---|---|---|---|
| Alimentazione a canali con raffreddamento dedicato per il tappo | Il trasporto di solide positivo disconnette l'uscita dalla pressione del capo e riduce l'energia specifica | Produttività 20 a 40 percento più alta; energia specifica compresa tra 0,20 e 0,25 kilowattora per chilogrammo, anziché tra 0,28 e 0,35 kilowattora per chilogrammo | Media, e normalmente integrata nella macchina | Richiede un cilindro, un tappo e un cuscinetto progettato per la pressione più alta |
| Giacconi isolanti sulle bande del cilindro e del riscaldatore del tappo | Riduce le perdite convettive e radiative dalle superfici calde | Riduzione del 20 a 30 percento dell'energia di riscaldamento; riduce anche la temperatura ambiente dell'azienda | Bassa | Tra gli elementi con il più breve periodo di ammortamento disponibili; i giacconi devono essere rimovibili per la manutenzione |
| Motori a frequenza variabile sulle pompe e i compressori | Adatta la capacità di acqua raffreddata e di aspirazione alla domanda effettiva anziché a limiti | Comune 15 a 30 percento sulle cariche accessorie interessate | Bassa a media | I maggiori risparmi sono sui pompieri di circolazione dell'acqua raffreddata, che altrimenti funzionano a pieno regime a ogni diametro |
| Misurazione del spessore in linea con misurazione ultrassonica a controllo a circuito chiuso | Tende a mantenere il peso del misuratore vicino al valore di riferimento anziché a una marcia di sicurezza | Riduzione del 3 al 5% del peso del metro, risparmiando direttamente la resina | Media | Solitamente l'articolo che restituisce il maggior beneficio su una linea di grandi diametri perché risparmia resina, non solo energia |
| Disciplinamento della temperatura del materiale fondente | Ogni grado di temperatura del materiale fondente inutilmente elevato deve essere nuovamente abbassato dal raffreddatore | Operare a 200 invece che a 215 gradi Celsius riduce sia il carico di riscaldamento che di raffreddamento del cilindro | Bassa, procedurale | Migliorano anche la resistenza al sagging e la retrazione del stabilizzatore |
| Riciclaggio del calore dei condotti di raffreddamento | Il riscaldamento del condensatore pre-riscalda l'acqua calda della centrale o il riscaldamento degli spazi. | Specifico al sito; significativo in climi freddi | Media | È meglio considerarlo nella fase di progettazione della centrale piuttosto che come retrofit |
| Torre di acqua di raffreddamento pre-raffreddamento prima del compressore | Utilizza le condizioni ambientali per eliminare parte della carico prima della refrigerazione meccanica | Riduce notevolmente l'orario di funzionamento del compressore nelle stagioni temperate | Media | Richiede una strategia di controllo che si attiva automaticamente a seconda della temperatura umida |
| Pulizia programmata dello schermo e della matrice | Riduzione della perdita di pressione significa minore carico del motore per lo stesso output | Diversi per cento sulla potenza di alimentazione, più qualità della superficie migliorata | Bassa, procedurale | Scendere la pressione sul pacchetto di schermo come trigger piuttosto che utilizzare un calendario fisso |
La misura del peso del metro merita l'attenzione perché è spesso incompresa. Le norme del prodotto specificano un minimo di spessore in qualsiasi punto, non una media. Un produttore senza misurazione in linea deve impostare la media del muro abbastanza alta da non far scendere il punto sottile sotto il minimo, e su un tubo DN630 con un muro nominale di 37,4 millimetri, questo margine può facilmente essere di un metro e mezzo di materiale in più in ogni luogo. Chiudere il ciclo con un misuratore ad ultrasuoni consente al medesimo produttore di gestire una distribuzione molto più stretta, ridurre del 3 al 5% del peso del metro e rimanere conforme. A 1200 chilogrammi all'ora, questo equivale a 36 a 60 chilogrammi di PE100 all'ora che va in metri vendibili invece che in muro in eccesso.
Scegliere un pacchetto di linea in base alla scala del progetto
La linea corretta è quella corrispondente al diametro della miscela che il produttore effettivamente vende, e non la gamma più ampia offerta dal catalogo. Quattro configurazioni coprono la maggior parte delle attività di irrigazione con tubi.
| Configurazione | Intervallo di diametro | Escludente | Produzione nominale | Lunghezza di raffreddamento | Trasporto a terra | Strada di scarico | Investimento relativo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Linea laterale e sottocentralina di piccole dimensioni | DN20 a DN160 | Alimentazione a canna a scanalatura SJ-75/33 | 250 kg all'ora | 9 a 12 metri | 4 binari, 20 kilonewton | Tagliatrice senza chip e rullatore | Bassa |
| Linea di irrigazione generale | DN63 a DN250 | Alimentazione a canali SJ-90/33 | 400 kg all'ora | 12 a 18 metri | 4 a 6 piste, 40 kilonewton | Tagliatrice senza chip, angolo, tavola inclinabile, rullatore opzionale | Media |
| Linea di condotti principali | DN160 a DN450 | Alimentazione a canali SJ-120/33 | 800 kg all'ora | 18 a 30 metri | 6 piste, 60 kilonewton | Serratura planetaria, angolo, tavola inclinabile | Alta |
| Linea di trasmissione di grande diametro | DN250 a DN630 | SJ-150/33 a scanalatura di alimentazione | 1200 kg all'ora | 30 a 48 metri | 8 piste, 80 a 120 kilonewton | Serratura planetaria, angolo, tavolo inclinabile pesante, interfaccia di carrello | Molto alto |
Due opzioni cambiano l'economicità di qualsiasi di questi pacchetti. La misurazione del spessore del materiale in polvere in linea con controllo a circuito chiuso sposta una linea dal livello medio al livello alto in termini di investimento, ma ripaga attraverso risparmi di resina più rapidamente di quasi qualsiasi altra opzione. Le disposizioni per l'accessorio di cambio rapido, inclusa una carrella per la matrice, mandrini riscaldati di riserva e scale di posizionamento marcate sulle guide del serbatoio, aggiungono modestamente al prezzo e si ripagano in ore di produzione recuperate su qualsiasi produttore che svolge contratti misti. La posizione di Faygo in questo ultimo punto è una questione di registro: ventidue anni in estrusione di tubi e profili, tre fabbriche specializzate, prove di funzionamento continuo di settanta due ore prima della consegna, una politica di fabbrica aperta per l'ispezione prima dell'acquisto, supporto tecnico disponibile 24 ore su 24 e un assegno annuale di pezzi di ricambio sotto la politica di assistenza post-vendita condivisa di Wanplas. Faygo fornisce anche consulenza a livello di fabbrica che conta di più di quanto i compratori aspettino su una prima linea di grande diametro: progettazione di acqua e elettricità, disposizione tridimensionale dell'atelier, configurazione e formazione dei lavoratori, costruzione turnkey per una nuova fabbrica, sostituzione stadiata di macchine più vecchie senza interruzioni della produzione e studi di espansione della capacità che identificano il vero punto di blocco piuttosto che semplicemente aggiungere un altro estruttore. Per un produttore che passa da una capacità di DN400 a DN630, lo studio della disposizione dell'atelier è spesso il fattore decisivo, perché 48 metri di treno di raffreddamento più un ampio spazio per le lunghezza di tubo di 800 chilogrammi sono una questione di costruzione prima di essere una questione di macchine.
I consumatori che confrontano i fornitori troveranno costruttori europei come battenfeld-cincinnati e KraussMaffei all'estremità premium del mercato con sistemi di grande diametro altamente automatizzati, e un ampio campo di costruttori cinesi in tutta la gamma di prezzi. La decisione raramente riguarda il fatto che una linea possa produrre tubi conformi; la maggior parte delle linee competenti può farlo. Si tratta della stabilità della produzione durante un'intera turno, del tempo di cambio, della qualità del circuito di controllo e del fatto che il fornitore risponda ancora alla telefonata al settimo anno. La posizione di Faygo in questo ultimo punto è una questione di record: ventidue anni di estrusione di tubi e profili, tre fabbriche specializzate, settanta ore di test di operatività continua prima della consegna, una politica di fabbrica aperta per l'ispezione prima dell'acquisto, supporto tecnico disponibile 24 ore su 24 e un assegno annuale di pezzi di ricambio gratuito nel quadro del programma Wanplas post-vendita.
Faygo fornisce anche consulenze di livello fabbrica che sono più importanti di quanto i compratori aspettino su una prima linea di grandi dimensioni: progettazione dell'acqua e dell'elettricità, disposizione tridimensionale della sala di lavoro, configurazione e formazione dei lavoratori, costruzione turnkey per una nuova impresa, sostituzione graduale delle macchine più vecchie con zero interruzione della produzione e studi di espansione della capacità che identificano il vero punto di blocco invece di semplicemente aggiungere un altro estrattore. Per un produttore che passa da una capacità di DN400 a DN630, lo studio della disposizione della sala di lavoro è spesso il fattore decisivo, perché 48 metri di raffreddamento e una bassa di sollevamento per tubi di 800 kg sono una questione di costruzione prima di essere una questione di macchine.
Domande frequenti
Quale dimensione di estrattore devo utilizzare per produrre tubi di irrigazione DN630 a output commerciale?
Un estrattore a alimentazione a canna scanalata con una scatola da 150 millimetri a un rapporto lunghezza-diametro di 33 a 1, con una potenza nominale di circa 1200 chilogrammi all'ora e un motore principale di 315 kilowatt, è la base pratica. A DN630 SDR 17, il tubo pesa 66,5 chilogrammi per metro, quindi anche 1200 chilogrammi all'ora produce solo 0,30 metri al minuto. Un estrattore più piccolo produrrà il tubo, ma la velocità della linea diventa inefficiente e il tempo di permanenza del raffreddamento diventa eccessivo.
Perché l'alimentazione a canna scanalata vale il costo aggiuntivo rispetto ad un estrattore a canna liscia?
L'alimentazione a canna scanalata trasporta il letto di granuli solidi in modo positivo piuttosto che basarsi sulla friczione contro la parete del cilindro, quindi l'uscita aumenta del 20 al 40 percento per lo stesso diametro della scatola e diventa in gran parte indipendente dalla pressione della testa della matrice. L'energia specifica scende da circa 0,28 a 0,35 kilowatt ora per chilogramma fino a 0,20 a 0,25. La condizione è che il bus di alimentazione deve essere raffreddato intensamente e isolato termicamente dalla vasca riscaldata.
Come devo scegliere tra SDR 26, SDR 21 e SDR 17 per un principale agricolo?
Calcola la pressione operativa massima sostenuta, aggiungi un margine di sovraccarico basato sulla probabilità di variazione della velocità e la celerità della onda del tubo, e scegli la classe di pressione più bassa che la copre. Per la maggior parte dei principali agricoli pompati che funzionano a 4-6 bar con velocità vicino a 1,5 metri al secondo, SDR 17 a PN 10 offre un margine di sicurezza. I principali gravitazionali su terreni piatti spesso necessitano solo di SDR 26, e il risparmio di resina a DN500 o DN630 è considerevole.
Quale velocità di scorrimento del fusione devo specificare per il composto di tubi di grandi dimensioni?
Specifica 0,2 a 0,5 grammi ogni 10 minuti a 190 gradi Celsius e 5 chilogrammi, e tende verso l'estremità inferiore per DN500 e oltre. Una velocità di scorrimento del fusione bassa significa una resistenza del fusione elevata, che impedisce al tubo di fusione non supportato di sfigurare tra la matrice e la guaina di dimensionamento. La sfigurazione su una parete pesante produce una corona sottile che non rispetta il requisito minimo della parete, anche quando il valore medio è corretto.
Quanto di lunghezza del serbatoio di raffreddamento ha realmente bisogno una linea DN630?
Da 30 a 48 metri di raffreddamento combinato di calibrazione a vuoto e di spruzzatura, perché la conduzione attraverso una parete di 37,4 millimetri regola e la lunghezza di raffreddamento scala con circa il quadrato del spessore della parete. Pianifica il fabbricato intorno a questo dall'inizio. La retroattivazione della lunghezza del serbatoio in un laboratorio progettato per una linea DN400 è molto più costosa rispetto a consentirlo nella disposizione originale.
A quale livello di vuoto deve funzionare il serbatoio di calibrazione?
Compreso tra -0,02 e -0,06 megapascali, con tubi a parete sottile all'estremità inferiore e tubi di grande diametro a parete spessa all'estremità superiore. La stabilità è più importante del valore assoluto; la fluttuazione oltre circa 0,005 megapascali produce una ripidezza del diametro visibile. Dividendo il serbatoio in camere regolabili indipendentemente si può applicare una differenza forte all'ingresso e una più morbida in seguito, che è la norma per mantenere l'ovalità su DN630.
Il mio tubo ha segni di anello periodici lungo la sua lunghezza. Cosa li provoca?
Misura il passo dei segni e divide per la velocità della linea per ottenere la frequenza, quindi abbinala a un componente rotante o ciclico. Le tre fonti comuni sono il rimpallo del motore servo di scarico o la lisciazza, il ciclico della pompa a vuoto senza un volume di buffer adeguato e il surriscaldamento del livello dell'acqua nel serbatoio di calibrazione. I tracciati di Caterpillar che scivolano intermittenmente perché la pressione di bloccaggio è troppo bassa producono lo stesso segnale.
Posso utilizzare il riciclo in tubi a pressione per i principali di irrigazione?
Sì, entro i limiti stabiliti dalla norma di prodotto regolamentare. Il materiale pulito, tracciabile, di una sola fonte proveniente dal processo del produttore, dello stesso composto e del medesimo colore, granulato a un granulometro vicino al granulo di origine e dosato gravimetricamente, può generalmente essere utilizzato al 5-10 percento senza perdita di proprietà misurabile. Il riciclo di fonti diverse o proveniente da fonti esterne non appartiene alla parete di un tubo a pressione e deve essere indirizzato a prodotti non a pressione.
Perché il mio tubo non ha superato il test idrodinamico di 1000 ore a 80 gradi Celsius anche se ha superato il test a breve termine?
Il test di 1000 ore filtra la crescita lenta delle fessure, quindi i fallimenti indicano una difettosità che ha importanza solo nel tempo. Le cause comuni sono una linea di saldatura residua da un distributore di matrice inadeguato, un non fusione o gel da una scatola che non sta fondendo completamente il composto, un pacchetto di stabilizzatori degradato da una temperatura di fusione eccessiva e una contaminazione che è passata attraverso il panno di screening. Verifica il luogo della falla rispetto alle posizioni del portale di alimentazione della matrice in primo luogo; una correlazione circolare identifica la matrice immediatamente.
Quanto tempo deve rimanere bloccato un'unione di fusione a punta su un tubo DN315 SDR 17?
Circa 1,0 a 1,5 minuti per millimetro di spessore della parete, che per una parete di 18,7 millimetri significa 19 a 28 minuti sotto pressione completa. L'eliminazione anticipata del blocco è il modo più comune di fallimento sul campo e non lascia alcuna evidenza visibile. Le macchine di fusione che registrano temperatura, pressione e tempo per ogni unione sono la pratica standard nei programmi di irrigazione finanziati per esattamente questo motivo.
Quale profondità di imbutimento dovrebbero utilizzare i condotti di irrigazione per le colture?
La pratica standard pone il crinale del tubo a 0,8-1,2 metri sotto il livello finito, che lo tiene sotto la profondità normale di trattamento e distribuisce la carico delle ruote delle macchine agricole. In regioni con congelamento stagionale del terreno il tubo deve essere posizionato sotto la linea di penetrazione del gelo locale, che può portare la profondità a 1,5 o 2,0 metri. I attraversamenti superficiali che non possono essere evitati richiedono una lastra di distribuzione della carico in cemento o un guanto protettivo.
Quanto può realmente risparmiare la misurazione della spessore della parete in linea?
Tipicamente dal 3 al 5% del peso del metro. I standard specificano un minimo di spessore in qualsiasi punto, non una media, quindi un produttore senza misurazione in linea deve impostare la media abbastanza alta da non superare mai il minimo. Chiudendo il ciclo si rafforza la distribuzione e si può abbassare la media. Su una linea che produce 1200 kg orari, questo è 36-60 kg di composto PE100 al giorno reindirizzati dal spessore in eccesso in tubi vendibili.
Con quanto velocità una linea può passare da DN160 a DN630?
Con un carrello di matrici da sostituzione rapida, utensili di riserva pre-riscaldati e scale di posizionamento marcate sul serbatoio e sui binari di trasporto, un cambio di gamma completo è un lavoro di lunghezza di linea, mentre i cambi tra i tagli adiacenti richiedono due o tre ore. Senza queste disposizioni, si prevede di circa il doppio. Poiché il cambio di utensili è pura perdita di output, le disposizioni di sostituzione rapida sono tra le opzioni di ritorno più elevato su qualsiasi offerta di linea per un produttore che serve contratti di irrigazione miste.
Ho bisogno di PE100-RC per i tubi di irrigazione per campi agricoli?
Solo se il metodo di installazione lo richiede. Il lavoro tradizionale in tranche aperte con un alloggiamento controllato è ben servito dal PE100 standard. I metodi senza tranche, come il scavo e il foraggio diretto, o il riempimento con terra stonata estrusa, sottopongono il tubo a carichi puntuali e graffi superficiali che fungono da iniettori di crepe, e in questo caso un composto PE100-RC qualificato attraverso il test dei tubi con fori è la specifica corretta. La linea di estrusione non richiede modifiche per eseguire un composto RC.
Conclusione
Una macchina completa di estrusione di tubi in PE di grande flusso per l'irrigazione agricola è un sistema in cui ogni elemento è determinato da due fattori: il diametro è molto grande e la parete è molto spessa. Il diametro grande orienta l'architettura del dies verso le ceste e i distributori ibridi, orienta il trasporto verso otto piste sincronizzate a servo, e orienta l'estremità di scarico verso tavoli inclinati a drenaggio idraulico e accesso con grutta. La parete spessa orienta la resina verso un PE100 a flusso di fusione basso, orienta il sistema di raffreddamento verso una lunghezza di 30 a 48 metri con un gradiente da caldo a freddo, e orienta la velocità della linea a una frazione di metro al minuto, dove solo un sistema di trasporto a servo ad alta risoluzione può garantire la qualità. Faygo, una fabbrica Wanplas con ventidue anni di esperienza dedicata all'estrusione di tubi e profili, tredici brevetti nazionali, tra cui otto brevetti di invento, attrezzature certificate CE e ISO e test di operatività continua di settanta due ore prima di ogni consegna, costruisce linee complete per tubi di irrigazione per l'intero range di diametro richiesto dai progetti di approvvigionamento idrico per campi agricoli. La missione della marca Wanplas di riscaldare i clienti globali con macchinari in plastica cinesi si traduce qui in impegni pratici: una linea configurata intorno alla miscela di diametro che si vende effettivamente, piuttosto che al massimo del catalogo, alloggiamento e progettazione delle strutture utili prima che vengano posati i primi bolti di fondazione, formazione degli operatori durante le prime modifiche di dimensione, supporto tecnico 24 ore su 24 e un assegno annuale gratuito di pezzi di ricambio. I produttori che pianificano una linea di tubi per l'irrigazione nel 2026 sono invitati a condividere la loro miscela di diametro target, le classi di pressione e il standard del prodotto applicabile, in modo che la linea possa essere specificata in base al lavoro che effettivamente svolgerà.
Assicurarsi che il quadro di specifiche sia corretto e il resto segue. DN110 a DN630 attraverso SDR 26, 21, 17 e 13,6 copre tutta la gerarchia delle reti di irrigazione, dalla rete principale alla laterale. Il PE100 con una forza minima richiesta di 10,0 megapascali e una forza di progettazione di 8,0 megapascali associa SDR alla classe di pressione in modo chiaro. Una carica di carbone nero del 2,0-2,5% a dispersione di grado 3 o superiore, un tempo di induzione all'ossidazione di almeno 20 minuti a 200 gradi Celsius, l'allungamento alla rottura superiore al 350% e la reversione longitudinale inferiore al 3% sono le porte del materiale e del processo che decidono se la durata di vita progettata di 50 anni si mantiene. Il regime idrodinamico di 100 ore a 12,4 megapascali, 165 ore a 5,5 megapascali e 1000 ore a 5,0 megapascali è la prova.
Dall'altro lato della produzione, i levi che separano una linea proficua da una semplice funzionale sono coerenti: un estruttore a alimentazione a canna con raffreddamento disciplinato, un matriciello senza linea di saldatura residua, vuoto stagionato in un serbatoio di calibrazione abbastanza lungo per la parete, un gradiente di raffreddamento che inizia caldo, un sollevamento servo abbastanza fluido a 0,3 metri al minuto e un misuratore di spessore della parete a circuito chiuso che mantiene il peso del metro entro un percento. Aggiungere giacche isolanti sulle bande riscaldanti, motori a frequenza variabile sulle pompe accessorie e un obiettivo di temperatura del fusione vicino a 200 invece che a 215 gradi Celsius, e la specifica energia e il consumo di resina diminuiscono in modo da accumularsi in un anno.
Faygo, una fabbrica Wanplas con ventidue anni di esperienza nella estrusione di tubi e profili, tredici brevetti nazionali, tra cui otto brevetti di invenzione, attrezzature certificate CE e ISO e test di operatività continua di settanta e due ore prima di ogni consegna, costruisce linee di irrigazione complete per tutta la gamma di diametro necessaria ai progetti di approvvigionamento idrico delle terre agricole. La missione della marca Wanplas, che consiste nel riscaldare i clienti globali con la macchinaria plastica cinese, si traduce qui in impegni pratici: una linea configurata intorno alla miscela di diametro che effettivamente vendi piuttosto che al massimo del catalogo, allestimento del laboratorio e progettazione delle utilities prima che venga posato il primo ancoraggio, formazione degli operatori durante le prime modifiche di dimensione, supporto tecnico disponibile 24 ore su 24 e un assegno annuale gratuito di pezzi di ricambio. I produttori che pianificano una linea di tubi per l'irrigazione nel 2026 sono invitati a condividere il loro mix di diametro target, le classi di pressione e il standard del prodotto applicabile, in modo che la linea possa essere specificata in base al lavoro che effettivamente dovrà svolgere.
