매설된 고압 HDPE 가스 파이프 제조 장비는 모든 치수, 열 및 문서 허용 오차가 엄격하게 조정되는 폴리올레핀 파이프 압출의 전문 분야입니다. 완성된 파이프는 50년 설계 수명 동안 지하에 가연성 매체를 운반하며, 검사 또는 교체할 현실적인 기회가 전혀 없습니다. 도시 자연 가스 파이프 레이어 프로그램은 이제 저압 및 중압 배급 계층 전체에 폴리 에틸렌으로 기본 설정되며, 파이프를 생산하는 기계는 벽 두께 균일성, 용융 균일성, 용접 호환성 및 영구 추적 가능성을 보장해야 합니다. 이 가이드는 전체 기술적 그림을 살펴봅니다: 가스 파이프가 정의하는 표준, 라인이 준수해야 하는 폴리머 창, 도징 스테이션부터 코일러까지 모든 기계, 직경별 공정 매개변수 대, 배치를 릴리스하는 테스트 매트릭스, 그리고 생산 목표를 구매 사양으로 전환하는 실질적인 구성 논리입니다.
Faygo, Wanplas 공장의 한 시설은 22년 동안 플라스틱 파이프 및 프로파일 압출 라인을 건설해 왔습니다. Zhangjiagang에 있는 FAYGOPLAST 공장은 26,650 평방 미터를 차지하며, 상하이 공항에서 약 2시간 거리에 있으며, 8건의 발명 특허를 포함하여 13건의 국가 특허를 보유하고 있으며, CE 및 ISO 인증을 받은 라인을 72시간 연속 작동 테스트를 거친 후 포장합니다. Wanplas 그룹 전체에서 파이프 압출 플랫폼은 PE, PP 및 PVC에서 12mm에서 575mm까지의 직경을 커버하며, 더 큰 직경은 맞춤형 턴키 프로젝트로 설계됩니다. 아래 섹션에서는 이러한 엔지니어링 기반을 사용하여 가스 등급 라인과 일반 용도 수처리 파이프 라인이 어떻게 다른지, 구매자가 서명하기 전에 무엇을 요구해야 하는지 설명합니다.
매설된 가스 파이프는 물 파이프보다 제작하기가 더 어렵습니다.
가스 파이프와 물 파이프는 작업 현장에서 동일한 모양을 취할 수 있지만 여전히 두 개의 다른 엔지니어링 세계에 속합니다. 차이점은 압출기가 아닙니다. 물 배관의 누출은 서비스의 손실과 세척을 유발합니다. 도시의 거리에서 누출된 가스 배관은 지하실, 덕트 및 맨홀과 같은 제한된 공간에서 폭발성 대기를 만듭니다. 따라서 모든 규제 프레임워크는 가스 파이프에 훨씬 더 큰 안전 마진, 더 엄격한 재료 자격 요건 경로, 필수 식별 체계 및 원료 로트부터 배관까지 이어지는 문서 추적 시스템을 지정합니다.
첫 번째 실질적인 결과는 설계 계수입니다. 대부분의 관할권에서 물 압력 파이프는 약 1.25의 전체 서비스 계수로 설계되며, ISO 4437 및 EN 1555에 따른 폴리 에틸렌 가스 파이프는 최소 2.0의 계수로 설계됩니다. 동일한 폴리머와 동일한 파이프 시리즈에서 허용 작동 압력은 절반으로 줄어듭니다. SDR 11의 PE100 파이프가 물에 대해 16bar로 지정되면 가스에 대해 10bar로 지정됩니다. 기계적 의미는 직접적입니다: 시장은 동일한 출력 기대치에서 두꺼운 벽과 더 큰 직경을 추구하므로 라인은 실제 용융 용량과 실제 냉각 길이를 갖도록 해야 하며, 이는 얇은 벽 시험에서만 달성되는 명목적 수치에 불과합니다.
두 번째 결과는 장기적인 실패 물리학입니다. 지속적인 내부 압력 하에서 묻힌 폴리 에틸렌은 세 가지 다른 모드로 실패합니다. 높은 응력과 짧은 시간에서는 연성 실패가 지배적이며 본질적으로 강도 문제입니다. 보통 SCG(Slow Crack Growth)라고 불리는 느린 균열 성장은 수 십 년 동안 중등도의 응력에서 지배적이며 긁힘, 암반 충격, 압축 마크 및 불완전 융합된 조인트에서의 응력 집중으로 인해 발생합니다. RCP(Rapid Crack Propagation)는 갑작스러운 충격으로 인해 발생하는 균열이 파이프 축 방향으로 수백 미터/초의 속도로 진행되는, 낮은 확률이지만 극단적인 모드입니다. 가스는 압축 가능하므로 물과 달리 균열을 막는 것이 아니라 오히려 공급합니다. RCP 저항은 수지 품질, 벽 두께, 작동 압력 및 온도에 따라 달라지며, 가스 네트워크가 얇은 벽, 큰 지름, 높은 압력 조합을 피하는 이유 중 하나입니다.
세 번째 결과는 압출 라인이 플라스틱을 단순히 형태화하는 것이 아니라 보호해야 한다는 것입니다. 라인에서 발생하는 모든 변질 이벤트는 안정제를 소비하고, 완성된 파이프의 산화 유도 시간을 낮추며, 실제 서비스 수명을 단축���킵니다. 다이 헤드 내 정체 영역, 과도하게 사용된 스크류가 마찰 열을 생성하는 경우, 용융 필터를 너무 오래 두었다면, 열도계가 편차한 경우, 또는 역사에 대한 정보가 없는 재료를 재분쇄한 경우 모두 파이프의 장기적인 수압 성능을 저하시킵니다. 가스 파이프 생산은 따라서 유동화된 용융 경로, 부드러운 플라스틱화, 정확한 온도 제어 및 엄격한 재료 분리라는 원칙을 따르는 것입니다.
네 번째 결과는 식별 및 추적 가능성입니다. 매설된 가스 파이프는 기계적 굴삭기가 트렌치를 열었을 때 인식 가능해야 합니다. 즉, 완전히 노란색 파이프 또는 연속적인 황색 줄무늬를 가진 검은색 파이프 중 하나입니다. 둘 다 코-엑스트루젼으로 생산되므로 마킹이 벽의 일부가 아니라 벗겨지는 코팅이므로 색상은 파이프의 일부입니다. 색상 외에도 파이프에는 제조업체 식별, nominal 직경, SDR 또는 벽 두께, 재료 지정, 표준 참조, 생산 날짜, 교대, 기계 번호 및 실행 미터 마크가 연속적으로 인쇄되어 있습니다. 따라서 라인은 속도와 동기화된 마킹 시스템을 포함해야 하며, 중단되지 않도록 해야 합니다.
다섯 번째로 종종 과소평가되는 점은 파이프 끝의 치수 규범입니다. 가스 파이프는 butt fusion 또는 electrofusion으로 접합되며, 두 프로세스 모두 원형 불일치, 벽 두께 불일치 및 외부 직경 허용 오차에 대해 관대하지 않습니다. 두 파이프의 벽 두께가 10% 이상 다를 경우 butt fusion 접합은 인터페이스에 노치를 생성하여 SCG 발생 지점이 됩니다. electrofusion 커플러는 제어된 간섭 피트로 작동하므로 원형 파이프 끝 또는 과도한 외부 직경은 삽입을 막거나 냉각 영역을 남깁니다. 하우오프, 캘리브레이션 슬리브, 냉각 방식 및 절단 스테이션은 압출기만큼이나 중요하며, 파이프가 현장에서 용접될 수 있는지 여부를 결정합니다.
표준, 재료 분류 및 압력 설계
폴리 에틸렌 가스 파이프는 압축되고 국제적으로 일관된 표준 세트를 기반으로 하며, 이를 이해하는 것이 올바른 기계 사양을 만드는 가장 빠른 방법입니다. ISO 4437은 가스 연료 공급을 위한 폴리 에틸렌 파이프 및 부속품에 대한 국제 시리즈이며, 일반 요구 사항, 파이프, 부속품, 밸브 및 시스템의 적합성 등을 다루는 부분으로 구성되어 있습니다. EN 1555는 동일한 아키텍처와 밀접하게 일치하는 요구 사항을 갖춘 유럽 시리즈입니다. ASTM D2513은 열가소성 가스 압력 파이프, 튜빙 및 부속품에 대한 북미 사양으로, 압력 등급 및 재료 지정 코드라는 다른 그러나 기능적으로 동등한 프레임워크를 기반으로 작성되었습니다. GB 15558.1은 매설된 폴리 에틸렌 가스 파이프에 대한 중국 국가 표준입니다. 이러한 규정에 따라 제작된 라인은 다른 규제에 맞게 제작할 수 있습니다. 이는 치수 프로그램, 마킹 내용 및 시험 기능이 이에 맞게 설정되어 있기 때문입니다.
이 문서들은 모두 동일한 재료 분류 논리에 기반합니다. 후보 원료는 여러 온도에서 50년 동안 수압 시험을 거치며, 그 결과는 ISO 9080 방법으로 20도 섭씨에서 예측된 호퍼 강도에 대해 상한값을 계산합니다. 그 지점에서 예측된 호퍼 강도의 하한값은 최소 요구 강도, 즉 MRS로 라운드됩니다. MRS가 8.0 MPa인 원료는 PE80으로 지정되며, MRS가 10.0 MPa인 원료는 PE100으로 지정됩니다. PE100-RC는 별도의 강도 등급이 아니라, 파이프가 점부하에 노출되는 설치 방법에 대해 검증된 균열 확산 저항을 갖춘 PE100 원료를 의미하며, 노치 및 포인트 부하 시험을 통해 검증됩니다.
| 명칭 | 50년 후의 MRS, 20°C | C = 2.0인 설계 응력 | 일반적인 밀도 | 명시된 경우 |
|---|---|---|---|---|
| PE80 | 8.0 MPa | 4.0 MPa | 0.940 ~ 0.947 g/cm3 | 기존의 PE80 네트워크의 저압 배급, 서비스 라인, 작은 지름 코일, 수리 및 확장 |
| PE100 | 10.0 MPa | 5.0 MPa | 0.949 ~ 0.960 g/cm3 | 새로운 도시 중압 배전망 및 더 큰 직경의 공급관에 대한 주류 선택 |
| PE100-RC | 10.0 MPa | 5.0 MPa | 0.949 ~ 0.960 g/cm3 | 무진화 설치, 모래가 없는 베딩, 경작기 설치, 삽입 개량, 다중층 파이프의 보호 외피 |
완성된 파이프의 압력 등급은 세 가지 숫자로 결정됩니다. 재료의 설계 응력, 파이프의 표준 치수 비율, 그리고 설계 계수입니다. 표준 치수 비율(SDR)은 명목 외경과 명목 벽 두께를 곱한 값입니다. ISO 4437 및 EN 1555에서 사용되는 관계는 최대 작동 압력이 재료의 설계 응력에 해당하는 두 배의 값으로, 설계 계수와 SDR의 수를 뺀 값으로 나눈 값입니다. 가스 계수가 2.0으로 고정되면 전체 등급 체계가 모든 생산 계획자가 벽에 붙여두어야 할 단일 표로 축소됩니다.
| 파이프 시리즈 SDR | dn110에서의 벽 두께 | dn315에서의 벽 두께 | PE80 최대 작동 압력 | PE100 최대 작동 압력 |
|---|---|---|---|---|
| SDR 7.4 | 14.9 mm | 42.6 mm | 12.5 bar | 15.6 bar |
| SDR 9 | 12.3 mm | 35.2 mm | 10.0 bar | 12.5 bar |
| SDR 11 | 10.0 mm | 28.6 mm | 8.0 bar | 10.0 bar |
| SDR 13.6 | 8.1 mm | 23.2 mm | 6.3 bar | 8.0 bar |
| SDR 17 | 6.6 mm | 18.7 mm | 5.0 bar | 6.3 bar |
| SDR 21 | 5.3 mm | 15.0 mm | 4.0 bar | 5.0 bar |
이 표에서 두 가지 실용적인 관찰이 나타난다. 첫째, PE100의 SDR 11은 광범위하게 사용되는 10bar 등급에 정확히 해당하기 때문에 도시 배급의 주력이며, 또한 butt fusion을 위한 적절한 벽 두께이기도 하다. 둘째, 벽 두께 열은 왜 대형 가스 파이프가 기계 문제인지 보여준다. dn315 SDR 11 파이프는 28.6mm의 벽을 가지고 있으며, 이는 일반적인 라인 속도에서는 500kg/h 이상의 용융 출력을 의미하며, 열을 제거하기에 충분한 길이를 가진 냉각 섹션을 갖는다. 폴리 에틸렌의 열 전도율은 약 0.4W/m·K이므로 냉각 길이는 벽 두께의 제곱과 대략적으로 비례한다. 이 단일 물리적 사실은 하류 섹션의 레이아웃을 지배한다.
표준은 또한 허용 오차 프레임워크를 정합니다. 외부 직경은 직경에 따라 허용 오차가 증가하는 등급 체계로 제어되며, 가스 파이프는 일반적으로 전기 용접식 피팅이 안정적으로 조립되도록 더 엄격한 등급으로 생산됩니다. 벽 두께는 어느 지점에서나 최소값으로 지정되며, 허용 편심에 의해 최대값이 정의되며, 타원형성은 공장 내 및 코일링 후 모두 제한됩니다. 유능한 라인은 단순히 이러한 제한을 충족하는 것이 아니라 평균 벽 두께를 최소값에 약간의 안전 마진을 더하여 유지합니다. 왜냐하면 불필요한 벽 두께의 10분의 1mm는 생산된 모든 미터에 대한 재료 비용을 곱해줍니다. 폐쇄 루프 벽 두께 제어는 가스 파이프 라인에서 사치품이 아니라 주요 투자 수익입니다.
가스 등급 PE의 원료 및 화합물 요구 사항
가스 파이프 수지는 단순히 고밀도 폴리에틸렌이 아니라, 특정 용도에 맞게 인증된 사전 화합된, 완전히 안정화된, 색소가 첨가된 파이프 등급으로, 압출 라인은 이러한 특성을 보존해야 하며, 이를 수정해야 하는 것이 아닙니다. 화합물 제조 공정에서는 기계가 첨가제를 분산시키는 것이 기대되지만, 가스 파이프 압출기는 완제 pellet을 수령하며, 여전히 균질한 용융을 보장하면서 최소한의 열 및 기계적 역사를 갖도록 해야 합니다. 따라서 기계의 사양을 결정할 때 원료 창을 이해하는 것이 중요합니다.
용해 유동률 및 분자 구조
현대 PE100 파이프 수지는 이중 모드(modal)입니다. 즉, 분자 중량 분포에는 두 가지 분포가 있습니다. 낮은 분자량 분포는 가공성을 제공하고 높은 분자량 분포는 결합 분자를 제공하여 균열 성장 저항성을 제공합니다. 실제 가공 지표는 190°C에서 측정되는 용해 유동률이며, 파이프 등급의 경우 5kg 부하를 사용합니다. 2.16kg 부하에서는 측정값이 너무 작아 구분할 수 없기 때문입니다. 5kg에서 일반적인 범위는 0.2~1.4 g/10분이며, 대부분의 대구경 PE100 등급은 0.2~0.5g/10분 사이이고 소구경 또는 코일 가능 등급은 상단으로 향합니다. 낮은 용해 유동률은 높은 용해 점도를 의미하며, 이는 높은 압력, 높은 토크 요구 및 높은 마찰 열을 의미합니다. 바로 이것이 가스 파이프 압출기에서 깊은 채널 배리어 스크류와 넉넉한 L/D를 사용하는 이유입니다.
완성된 파이프의 용출 속도는 자체적으로 시험을 거친다. 표준은 수지와 파이프 간의 변화를 좁은 범위로 제한한다. 일반적으로 원료 값의 20% 이내로 제한된다. 증가는 과도한 전단 또는 과도한 온도로 인한 사슬 분해, 감소는 crosslinking 또는 oxidative branching을 나타낸다. 이러한 결과는 라인에서 발생하는 문제이지 수지에서 발생하는 문제가 아니며, 생산 관리자에게 가장 저렴한 진단 방법 중 하나이다.
탄소 흑연, 색상 및 노화 방지
검은 가스 파이프는 마스터 배치로 도입되거나 이미 사전 혼합된 등급에 포함된 2.0~2.5%의 탄소 흑연을 함유합니다. 2% 미만일 경우 지상 저장 시에 자외선 보호가 미미해지며, 2.5% 이상일 경우 응집체가 결함으로 작용하여 기계적 특성과 장기적인 강도가 저하되기 시작합니다. 농도만으로는 충분하지 않으며, 미세조각 아래에서 현미경으로 평가하고 기준 스케일에 따라 등급을 매깁니다. 응집도가 좋지 않으면 파이프 표면에 회색 줄무늬가 나타나고 노치 시험에서 조기 실패가 발생합니다.
노란색 가스 파이프 또는 검은색 파이프에 노란색 줄무늬는 일치하는 PE 캐리어에 첨가된 색상 마스터 배치에서 생산됩니다. 안료 분산도는 탄소 흑연과 동일한 방식으로 등급됩니다. 완전히 노란색 파이프는 노화 방지를 위해 전적으로 안료 패키지에 의존하며 일반적으로 검은색 파이프보다 짧은 실외 보관 기간을 갖습니다. 많은 네트워크가 검은색 파이프에 동색으로 엑스트라더된 노란색 줄무늬를 선호하는 이유는 검은색 본체가 자외선 보호 기능을 제공하고 줄무늬가 식별 기능을 제공하기 때문입니다.
안정화, 산화 유도 시간 및 수분
항산화제 패키지는 파이프의 장기 보험 정책이며, 200도 섭씨 온도에서 측정한 산화 유도 시간은 가공 과정에서 얼마나 많이 생존했는지에 대한 표준 대리 변수입니다. 완제 파이프에서 최소 20분 이상이 필요합니다. 신선한 수지는 종종 그보다 훨씬 높은 값을 보여주므로 마진의 대부분을 소비하는 라인은 연삭 경로에 열 지점, 죽은 영역 또는 과도한 체류 시간이 있음을 나타냅니다. 가스 파이프 공장에서 기계별 및 교대별로 산화 유도 시간을 추적하는 것은 가장 강력한 품질 신호 중 하나입니다.
폴리 에틸렌은 폴리아미드나 PET처럼 물을 흡수하지 않으므로 건조가 항상 필수적인 것은 아닙니다. 추운 창고에 보관된 펠릿이 따뜻한 작업장에서 이동할 때 표면의 수분이 응축되어 펠릿을 압출할 때 미세한 기포, 표면의 기공 및 젤 같은 줄무늬로 변형되어 이음새처럼 작용합니다. 70~80℃의 온도로 2~4시간 동안 건조하는 열풍 펠릿 건조기나 습도를 제거하는 호퍼를 사용하면 이 문제를 완전히 제거할 수 있으며 에너지 소모도 거의 없습니다. 가스 파이프의 경우 권장 사항은 분명합니다: 펠릿을 건조하십시오.
| 재료 | 시험 기준 | 일반적인 창 | 라인이 신경 쓰는 이유 |
|---|---|---|---|
| 용해 유동률, 190°C/5kg | ISO 1133 | 0.2에서 1.4 g/10분 | 헤드 압력, 토크 요구 사항 및 달성 가능한 출력을 설정합니다. 낮은 값은 더 긴 L/D 및 더 깊은 채널이 필요합니다. |
| 녹는 유동성 변화, 수지에서 파이프로 | ISO 1133 | 수지 값의 20% 이내 | 라인에서 변질 또는 crosslinking의 직접적인 증거 |
| 밀도, 기본 수지 | ISO 1183 | 0.940 ~ 0.960 g/cm3 | 강성, 수축 특성 및 냉각 요구 사항을 결정합니다. |
| 탄소 블랙 함량 | ISO 6964 | 2.0 ~ 2.5 % 중량 | 노화 보호 창; 과잉은 결함 집단을 생성합니다. |
| 탄소 블랙 또는 색소 분산제 | ISO 18553 | 허용된 등급 범위 내의 등급 | 응집체는 표면의 선과 균열 발생 지점을 생성합니다. |
| 산화 유도 시간, 200 ℃ | ISO 11357 | 완제 파이프에 최소 20 분 동안 적용합니다. | 공정이 얼마나 많은 안정제(Stabilizer)를 사용했는지 측정합니다. |
| 휘발성 및 수분 함량 | ISO 15512 또는 중량 측정법 | 0.03%에서 0.05% 미만 | 다이에서 기포, 기공 및 표면 결함 방지 |
| 부피 밀도 및 펠릿 형상 | ISO 60 | 일관된 로트 간 | 그루브 피드 엑스트루더의 피드 목구멍 동작과 출력 안정성에 영향을 미침 |
| 오염 및 이물질 | 시각적 및 용융 여과 | 효과적으로 제로 | 금속 또는 crosslinked 입자가 벽에 주름으로 변합니다. |
두 가지 운영 규칙은 재료 규정을 완료합니다. 첫째, 가스 파이프에서 재분쇄는 매우 보수적으로 처리됩니다. 동일한 생산 런에서 재처리된 내부 재료와 동일한 등급은 일부 표준에 따라 제한된 비율로 허용될 수 있지만 다른 표준이나 네트워크 운영자에서는 완전히 금지됩니다. 원천이 불분명한 재료는 절대 허용되지 않습니다. 둘째, 등급 분리는 절차적이지 않고 물리적이지 않아야 합니다. 별도의 실고, 별도의 운송 라인, 전용 호퍼 및 등급 변경 시 문서화된 청소 루틴은 한 가지 실수를 방지합니다. 즉, PE80을 PE100으로 판매하는 배치는 하류 테스트에서 확실하게 포착되지 않습니다.
전체 라인, 기계별
매립식 고압 HDPE 가스 파이프 제조 라인은 각 기계가 정해진 작업, 정해진 사양 범위, 그리고 가스 응용 분야에서 적어도 일반 용도 파이프 라인에서 수행하지 않는 한 가지 요구 사항을 갖춘 동기화된 체인으로 구성됩니다. 다음은 실트에서 완성된 번들 또는 코일까지의 재료 이동 과정을 설명합니다.
4.1 재료 취급, 건조 및 도징
라인의 맨 앞부분은 중앙 피드 시스템으로 구성됩니다: 실린더 또는 대형 봉지에서 펠릿을 끌어오는 진공 로더, 트랩 금속을 잡는 자기 분리기, 라인 출구에서 2~4시간 동안 머무르는 크기의 건조 호퍼, 그리고 목구멍에 마스터 배치가 추가되는 중량 기반 도징 장치입니다. 가스 파이프에서 볼륨 유닛보다 손실 중량 피더가 선호되는 이유는 색상과 탄소 블랙 비율이 시험 인증서에 표시되기 때문이며, 중량 기반 시스템은 분당 정확히 도징된 것을 기록하고 배치 기록과 연결할 수 있습니다. 엑스트루더 위에서의 중량 기반 처리량 측정은 펠릿 부피 밀도 변화에 따른 벽 두께를 안정화하는 것이므로, 스크류 속도 제어 대신 kg/h 출력 제어를 할 수 있습니다.
4.2 단일 스크류 압출기
압출기는 라인의 핵심입니다. 폴리올레핀 파이프의 경우 항상 그루브 피드 섹션이 있는 단일 스크류 기계입니다. 물 냉각 피드 부싱에 있는 그루브는 피드 영역을 마찰에 의존하는 드래그 펌프에서 양수 펌프로 전환시킵니다. 출력은 헤드 압력에 거의 영향을 받지 않으므로 파이프 라인에서는 처리량의 변화에 저항하는 다이와 캘리브레이션이 필요합니다. 가스 파이프 사양은 용융 품질과 열적 순화를 강조합니다.
- 스크류 직경:출력 요구 사항에 따라 일반적으로 45, 65, 75, 90, 120 및 150mm의 직경 범위에서 선택됩니다.
- L/D 비율:33:1에서 38:1까지. 더 짧은 스크류는 이중 모달 PE100을 부드럽게 녹일 수 없으며, 더 긴 스크류는 체류 시간을 늘리고 안정제 소비를 증가시킵니다. 33:1에서 38:1 범위는 실질적인 최적입니다.
- 스크류 형상:장벽 유형으로 솔리드와 용융 채널이 별도로 있으며, 그 뒤에는 분산 혼합 헤드가 있습니다. 장벽 비행기는 압축 대신 전도와 제어된 세기로 녹습니다. 이는 용융 온도를 낮게 유지하며 혼합 헤드는 용융물이 다이에 들어가기 전에 열 및 색상 스트라이션을 제거합니다.
- 피드 부싱:그루브로 되어 있으며, 교체 가능하며, 집중적으로 냉각되며 자체 온도 회로가 있습니다. 가늘어지는 또는 점차 얕아지는 그루브 프로필은 pellet 마모와 압력 피크를 직선 그루브에 비해 줄입니다.
- 배럴 가열 및 냉각:5~8개의 독립적인 구역에 세라믹 또는 주조 히터와 강제 공기 냉각이 적용되어 약 1도 섭씨 이내로 제어됩니다. 가스 파이프의 배럴 온도 프로필은 일반적으로 평탄하거나 약간 상승하는 경향이 있으며, 상용 제품에 사용되는 공격적인 전면 가열은 사용되지 않습니다.
- 드라이브:AC 벡터 또는 영구 자석 직접 구동 모터에 강화된 오일 윤활식 기어 박스와 지속적인 전체 압력에 대응하는 추진 베어링이 장착되어 있습니다. 설치된 구동 전력은 45mm 스크류 직경에서 약 37kW부터 150mm에서 315kW 이상입니다.
- 용융 계측기: [2] 완전한 노란색 피부: [3] PE100-RC 보호 외부 레이어: [4] 표 4. PE 가스 파이프용 다이 헤드 기술 비교 [5] 거미 다리 (바구니) 다이 [6] 나선형 맨드rel 다이스크린 체인저 전후의 용융 압력 트랜스듀서와 어댑터에 있는 용융 열전대. 가스 라인에서는 선택 사항이 아니며, 필터가 막�거나 용융물이 파이프로 변질되기 전에 감지하는 경보 시스템입니다.
PE100을 사용하는 그루브 피드 기계의 일반적인 특정 출력은 스크류 직경 1mm당 약 8~12kg/h로, 38:1의 스크류 직경 90mm는 대략 500~650kg/h, 150mm는 1200~1500kg/h를 제공합니다. 이러한 수치는 용융 재료의 유동 속도가 창의 하단에 있을 때 감소하므로, 출력 요구 사항은 항상 명시된 재료 품종에 따라 제시되어야 합니다.
4.3 색상 피부 또는 보호층용 공동 압출기
가스 식별 및 현대적인 보호층 설계는 모두 작은 공동 압출기로 두 번째 용융 스트림을 다이 헤드에 공급하여 이루어집니다. 세 가지 구성이 지배적입니다.
- 검은 파이프에 노란색 줄무늬:A 20 to 30 mm co-extruder feeds three or four narrow channels that lay continuous longitudinal stripes into the outer surface. Stripe depth is typically 0.3 to 0.8 mm, so the marking survives handling and shallow scoring.
- Full yellow skin:A 30 to 45 mm co-extruder produces a continuous outer layer of 0.5 to 1.5 mm. This provides uniform identification and is often preferred where full-color pipe is mandated.
- PE100-RC protective outer layer:A heavier co-extruder produces a 1 to 3 mm outer layer of crack-resistant material, forming a two or three-layer wall for trenchless installation, plough-in laying, and sand-free bedding. The layers are fused, not bonded, so the pipe still welds as a single material.
핵심 엔지니어링 요구 사항은 동조 압출된 레이어가 동일한 다이 헤드에 매칭된 용융 점도와 매칭된 온도로 결합되어야 한다는 것입니다. 차가운 피막이 뜨거운 코어 위에 있을 경우 계면 응력이 발생하고 탈분리 위험이 있습니다. 잘못된 용융 유동률은 줄무늬 이동과 원주 둘레의 불균일한 레이어 두께를 야기합니다.
4.4 파이프 다이 헤드
The die head converts a round melt stream from the extruder into an annulus. Two architectures exist, and the difference matters more on gas pipe than anywhere else.
| Criterion | Spider-leg (basket) die | Spiral mandrel die |
|---|---|---|
| 용융 분배 원리 | 용융물이 수평 지지 다리들로 나뉘어 아래쪽으로 다시 합쳐집니다. | 용융물이 겹치는 나선형 채널에 공급되며 점차적으로 공통 앙상블 간에 유출됩니다. |
| 벽에 용접선이 있습니다. | 각 지지 다리 위치마다 뚜렷한 용접선이 있습니다. 양방향 빛에서 볼 수 있습니다. | 용접선이 흐려져 효과적으로 제거됩니다. |
| 장기적인 강도 영향 | 용접선은 잠재적인 느린 균열 성장 시작면입니다. | 균일 한 벽에 선천적 균열면이 없습니다. |
| 벽 두께 균일성 | 중간, 용융 점도 변화에 민감함 | 높음, 점도와 출력의 변동에 더 용납 가능함 |
| 헤드 압력 | 낮음 | 높음, 대형 PE100의 경우 일반적으로 250~400bar |
| 가스 파이프에 적합함 | 압력 가스 서비스에는 권장하지 않음 | 가스 파이프의 표준 요구 사항 |
따라서 가스 파이프 다이 헤드는 유선형, 데드 존이 없는 흐름 경로, 방향을 완화하는 긴 평행한 면, 본체, 유선 및 립 링의 독립적 온도 영역을 갖는 나선형 맨드렐 디자인입니다. 안ulus 내 용융 온도 균일성은 약 ±2℃ 이내로 유지되어야 하며, 따뜻한 부위가 더 빨리 흐르고 지역적으로 얇아지며 후속 장치에서 수정할 수 없는 비대칭 벽으로 나타납니다. 지정해야 하는 실질적인 다이 특징으로는 중심 조정용 미세 조절 립 링, 압력 제어 및 대형 직경의 경우 파이프 내부를 냉각하는 내부 공기 경로, 동일한 헤드 내에서의 직경 변경에 대한 빠른 교체 맨드렐 및 립 세트, 그리고 헤드 본체의 완전한 절연이 포함됩니다. 대형 직경의 낮은 용융 유량 PE100의 헤드 압력은 일반적으로 250~400bar 범위에서 유지되며, 다이, 어댑터 볼트 및 압축기 추력 베어링은 모두 이에 대한 여유를 가지고 있어야 합니다.
4.5 진공 교정 탱크
진공 교정 탱크는 외부 직경을 고정하고 파이프 형상을 고정합니다. 다이에서 나오는 용융 파이프는 교정 슬리브를 통해 통과하면서 파이프와 슬리브 사이의 안주 공간이 감소된 압력으로 유지되므로, 파이프 내의 대기압이 파이프 벽을 냉각된 슬리브 표면에 압박합니다. 이 스테이션에서 가스 파이프 품질에 관한 모든 것은 그 첫 접촉의 속도와 대칭을 제어하는 데 달려 있습니다.
- 교정 슬리브:스테인리스강 또는 황동으로, 슬롯 또는 구멍 패턴이 있어 마크를 남기지 않고 균일하게 흡입됩니다. 슬리브 내부 직경은 벽 두께와 재료에 따라 약 1.5~3%의 수축 허용치만큼 파이프 외부 직경보다 커야 합니다. 각 직경마다 슬리브 세트가 필요합니다.
- 진공 수준:조절 가능하며, 벽 두께에 따라 절대 작업 범위는 대개 200에서 500 mbar입니다. 얇은 벽은 오목화와 슬리브 마킹을 방지하기 위해 부드러운 진공이 필요하며, 두꺼운 벽은 수축력에 대항하여 파이프를 유지하기 위해 더 강한 진공이 필요합니다.
- 다단계 진공:전문 가스 파이프 탱크는 챔버를 두 개 또는 세 개로 나누어 독립적으로 조절되는 진공 구역으로 구성되어 파이프가 슬리브에 부딪히지 않고 점진적으로 당겨집니다. 이것은 가장 효과적인 오목화 및 내부 응력 방지 조치 중 하나입니다.
- 스프레이 대 비 침수:스프레이 냉각은 링 노즐을 사용하며 더 수월하고 수자원이 효율적입니다. 침수 냉각은 파이프를 잠수시키고 더 높은 열전달 계수를 제공하므로 두꺼운 벽에 중요합니다. 대형 가스 파이프 라인은 일반적으로 스프레이 첫 번째 구역과 나중에 침수 구역을 결합합니다.
- 물 온도:첫 번째 탱크는 16에서 22도 섭씨 온도까지 가열되어 급격한 열 충격으로 인해 냉동된 응력이 고정되고 나중에 과도한 수직 회전으로 나타납니다.
- 탱크 이동:탱크는 다이 접근 조정을 위해 레일로 이동하며 무거운 벽 파이프가 스테이션 사이로 처지는 것을 방지하기 위해 조정 가능한 높이의 지지 롤러가 장착되어 있습니다.
4.6 냉각 탱크
교정 후에도 파이프는 여전히 벽의 핵심에서 대부분의 열을 보유하고 있습니다. 냉각 섹션은 단계별로 이를 제거합니다. 탱크 수와 길이는 벽 두께보다 직경에 훨씬 더 많이 영향을 미칩니다: 일반적인 작업 규칙은 필요한 냉각 길이가 주어진 라인 속도에서 벽 두께의 제곱에 비례한다는 것입니다. 작은 직경의 서비스 파이프는 6에서 9미터의 냉각이 필요할 수 있지만, 36mm 두께의 dn400 SDR 11 파이프는 24에서 36미터가 필요할 수 있습니다. 단계별 수온 온도 변화 — 예를 들어 첫 번째 탱크에서 18도, 중간에서 15도, 마지막에서 12도 —는 벽을 균일하게 낮추고 회전, 오목화 및 끝 구르기에 대한 잔류 응력을 제한합니다. 매 탱크당 20에서 40m3/h의 순환 속도는 중대형 및 대형 직경의 경우 일반적인 수치이며, 모든 탱크는 통제되지 않은 공급을 공유하는 대신 자체 온도 조절 회로를 갖도록 해야 합니다.
4.7 캐터필러 하우오프
하우오프는 라인 속도를 설정하며 따라서 압출기 출력을 통해 벽 두께를 설정합니다. 가스 파이프에서는 견고함과 부드러움을 모두 제공해야 합니다. 무거운 벽을 진공 탱크에서 미끄러지지 않고 당겨낼 수 있는 충분한 견인력을 제공하고 여전히 따뜻한 파이프가 평평해지거나 표시되지 않도록 낮은 지역 압력을 유지해야 합니다.
- 트랙 수:작은 직경의 경우 최대 dn160까지 두 개 또는 세 개 트랙, dn200에서 dn450까지 네 개 트랙, dn500 이상에서는 여�� 또는 여덟 개 트랙. 더 많은 트랙은 견인력을 더 큰 표면으로 분산시킵니다.
- 하우오프 힘:작은 라인에서 약 5 kN에서 대형 직경의 두꺼운 벽 라인에서는 60 kN 이상입니다.
- 속도 범위:넓은, 연속적으로 변환 가능한 대역, 일반적으로 대형 직경의 라인에서는 0.2~20m/min, 소형 직경의 코일 생산에서는 최대 30~45m/min입니다.
- 동기화:모든 트랙은 서보 또는 벡터 모터로 구동되며, 샤프트 동기화를 전자적으로 수행합니다. 벽 두께 제어를 이론에서 실제로 구현하는 것은 속도 안정성이 0.5% 이내로 유지되는 것입니다.
- 클램핑:공압 또는 서보 전기식으로, 비례적인 압력 제어를 하며, 파이프 반경에 맞게 모양이 조정되는 교체 가능한 고무 또는 폴리우레탄 패드를 사용합니다. 이 패드는 직경 프로그램에 따라 변경됩니다.
- 패드 재료:교체 가능한 고무 또는 폴리우레탄 패드, 파이프 반경에 맞게 모양이 조정됩니다. 이 패드는 직경 프로그램에 따라 변경됩니다.
4.8 온라인 측정 및 폐쇄 루프 제어
이것은 가스 파이프 라인과 일반 용도 라인을 구분하는 스테이션이며, 여기서 돈을 버는 곳입니다. 두 가지 측정치가 중요합니다.
초음파 벽 두께 측정은 회전 또는 다중 헤드 센서 어레이를 사용하여 물에 연결된 챔버에서 파이프 벽을 8, 12 또는 16 개의 회전 위치에서 읽습니다. 실시간으로 최소 벽, 평균 벽, 편심 및 그 추이를 보고합니다. 표준이 최소 벽을 어느 위치에서도 명시하기 때문에, 큰 편심으로 작업하면 전체 파이프가 두꺼워집니다. 편심량을 다이에서 수정하고 평균 벽을 명시된 최소 값에 더해 안전 마진으로 조정하면 성숙한 라인에서 일반적으로 3~8%의 재료를 절감할 수 있습니다. 연간 지속적인 생산에서 이는 도구에 대한 주요 경제적 인센티브입니다.
레이저 외부 직경 측정은 두 개 또는 세 개의 축 측정기를 사용하여 지속적으로 직경과 타��도를 보고합니다. 이는 진공 수준과 교정 조건을 폐쇄 루프로 연결하며, 외부 직경 허용 오차에 대한 인증 데이터입니다.
폐쇄 루프 제어는 두 가지를 결합합니다. 벽 두께 측정기는 평균 벽을 목표치에 맞게 유지하기 위해 운반 속도 또는 압출기 출력을 조절하며, 직경 측정기는 진공을 조절합니다. 경보 및 잠금 해제 로직은 모든 읽기가 허용 오차 범위를 벗어날 때 마킹 시스템을 중지하고 길이를 플래그하여 비정상적인 파이프가 인증되지 않도록 합니다. 가스 라인에서는 이러한 기록이 생산 주문별로 보관됩니다.
4.9 잉크젯 마킹 및 추적 가능성
연속 잉크젯 또는 열전사 프린터는 하우오프에서 일정한 거리에서 추적 가능성 선을 적용하며, 이 선의 속도를 인코더로 동기화하여 속도 변화에 관계없이 문자 간격을 일정하게 유지합니다. 인쇄된 문자열에는 제조업체 식별, nominal 직경 및 벽 두께 또는 SDR, PE100과 같은 재료 지정, 적용 가능한 표준 참조, 압력 등급, 생산 날짜 및 시간, 기계 및 교대 식별, 그리고 실행 중 미터 카운터가 포함됩니다. 가스 용도로는 마킹이 파이프를 처리한 후에도 읽을 수 있어야 하므로 인쇄 대비, 폴리에틸렌에 대한 잉크 부착 및 필요한 경우 각인 또는 180도에서 두 번째 중복 인쇄 라인이 지정되어야 합니다. 일부 네트워크에서는 파이프에 통합된 추적 와이어 또는 탐지 가능한 테이프가 놓여져야 하며, 동일 다이 헤드에서 색상 레이어와 함께 코-엑스트루저된 탐지 가능한 스트립이 사용되는 경우 해당 스트립은 파이프의 길이에 따라 제작됩니다.
4.10 절단 및 모서리 처리
압력 파이프를 절단하는 것은 단순히 파이프를 단축하는 것이 아닙니다. 가스 용도로는 파이프 내부의 칩이 네트워크 내의 오염 물질이 되며, 사각형이 아닌 끝은 안정적인 버트 용접 조인트를 형성하지 못하기 때문입니다.
- 행성 절단기:회전하는 블레이드가 파이프를 돌면서 전체 톱 캐리어가 라인과 함께 이동합니다. 두꺼운 벽에 대해 깨끗한 사각형 절단을 생성하며 dn160 이상에는 표준입니다.
- 치프리스 절단:원형 칼이 점진적으로 벽에 압착되어 파이프를 분리시키면서 스파를 생성하지 않습니다. 파이프 내부의 절대 청결이 필요한 경우에 선호됩니다.
- Chamfering: 통합 또는 인라인 chamfer 헤드는 전기 용접 커플러 삽입 및 스피고트 준비에 필요한 리드 인 각도를 절단합니다.통합 또는 인라인 챔퍼 헤드는 전기 용접 커플러 삽입 및 스파 준비에 필요한 리드인 각도를 절단합니다.
- 길이 정확도:6m 또는 12m 길이에서 ±10mm 이내의 오차는 정상입니다. 자동 톱 트리거 기능을 갖춘 인코더 기반 길이 계수는 작업자의 오차를 제거합니다.
- 먼지 제거:블레이드에서 진공 호드는 파이프 구멍 내부에 정착될 수 있는 미립자를 수집합니다.
4.11 기울기 테이블, 쌓기 및 감싸기
직선 길이의 생산은 절단된 파이프를 수취하는 기울기 테이블로 끝납니다. 이 테이블은 파이프를 떨어뜨리지 않고 무거운 파이프를 잡아야 하며, 파이프 끝의 충격 손상은 파이프 결함으로 이어집니다.
DN20에서 DN110까지의 작은 지름의 가스 파이프는 일반적으로 코일로 배송되며, 코일러는 그 자체로 중요한 기계입니다. 코일 직경은 파이프 외부 직경의 최소 굽힘 반경을 준수해야 하며, 일반적으로 PE100의 경우 실내 온도에서 18~25배 이상이어야 하며, 그렇지 않으면 파이프는 영구적인 타원형으로 변형되고 고정된 구부림 응력이 발생합니다. 현대적인 코일러는 파이프를 균일한 나선형으로 놓는 서보 트래버스를 사용하며, 뒷당김을 제어하여 코일이 단단하지만 압축되지 않도록 하고, 자동 스트래핑 및 포장 스테이션을 포함합니다. 연속 생산을 위해서는 비행 이송이 있는 이중 스테이션 코일러를 사용하면 파이프 교체 시 생산 라인을 중지하지 않아도 되며, 이는 모든 가스 파이프 라인의 중단이 허용 오차 범위를 벗어난 파이프의 전환 길이로 이어져 폐기해야 함을 의미합니다.
| 스테이션 | 기능 | 주요 사양 범위 | 가스별 요구 사항 |
|---|---|---|---|
| 중앙 공급 및 건조 | 운반, 금속을 제어하고 표면의 수분을 제거합니다. | 2~4시간 체류, 70~80°C | 물리적 등급 분리가 가능하고 등급 간 문서화된 청소가 수행됩니다. |
| 중량 측정식 도징 | 미터 마스터배치 및 실제 도징 기록 | 정확도 0.5% 미만 | 배합 기록이 배합 증명서와 연결되어 있음 |
| 단일 스크류 압출기 | 분해되지 않고 용융 및 균질화 | 스크류 45~150mm, L/D 33:1~38:1, 37~315kW | 장벽 스크류와 혼합 헤드, 나선형 피드, 용융 압력 및 용융 온도 모니터링 |
| 동공형 coextruder | 색 띠, 노란색 피부 또는 보호층 적용하기 | 20~45mm의 나사, 0.3~3mm의 층 | 인터페이스 응력을 방지하기 위해 주 용융물과 일치하는 점도와 온도 |
| 스크린 체인지기 및 용융물 펌프 | 오염된 필터, 용융물 공급 안정화 | 연속 또는 유압식 이중 피스톤 유형 | 정체 영역 없음; 용융물 중단 없이 필터 교체 가능 |
| 나선형 맨드렐 다이 헤드 | 균질한 벽으로 안ulus 형성하기 | 250~400bar의 헤드 압력, 2C 이내의 용융물 균일성 | 나선형 분포 필수, 압력 가스 벽에 거미줄 용접선 없음 |
| 진공 교정 탱크 | 외부 지름 고정, 냉동 시작하기 | 200~500 mbar, 다단식, 6m의 일반적인 모듈 | 타원성 및 냉동 스트레스를 제한하기 위해 점진적인 다단 진공 |
| 냉각 탱크 | 잔여 벽 열을 균일하게 제거하기 | 총 길이 6~36m, 12~20C의 단계별 냉각 | 수직 회귀를 한계 내에서 유지하기 위해 온도 경사도 제어 |
| 캐터필러 하우오프 | 라인 속도 설정 및 따라서 벽 두께 설정 | 3~8 개의 트랙, 5~60 kN, 속도 안정성 0.5% 미만 | 고정 압력이 균일하므로 따뜻한 벽이 오목해지지 않습니다 |
| 초음파 벽 게이지 | 최소 벽 및 편심도를 측정합니다 | 8~16 개의 측정 지점 | 폐쇄 루프 트리밍 및 허용치 외의 길이에 대한 자동 플래그 표시 |
| 레이저 지름 게이지 | 외부 지름 및 오목도를 측정합니다 | 2 또는 3 축 | 외부 지름 등급 준수에 대한 인증 데이터 소스 |
| 잉크젯 마킹 | 지속적인 추적 가능성 정보를 적용합니다 | 라인 속도에 맞춰 동기화된 인코더 | 전체 식별 문자열, 취급 및 매장 후 읽을 수 있습니다 |
| 행성식 또는 칩 없는 절삭기 | 정사각형으로 절삭하고 깨끗하게 처리하며 끝을 가공합니다 | 길이 정확도 약 10mm | 구멍에 칩이 없으며 butt 용접을 위한 정사각형 면, 전기 용접을 위한 가공면 |
| 기울기 테이블 또는 코일러 | 직선 길이나 바람으로 감은 코일 배출 | 코일 직경은 파이프 외부 직경의 최소 18~25배가 되어야 함 | 코일링이 영구적인 오목함을 유발하지 않도록 제어된 장력 |
직경 대별 프로세스 매개변수 창
가스 파이프 생산은 각 대별로 다른 엑스트루더, 다이 헤드, 냉각 길이 및 하우오프 등급을 의미하기 때문에 직경 대별로 구성됩니다. 아래 표는 가장 일반적인 가스 시리즈인 SDR 11의 PE100을 기준으로 한 실용적인 시작 창이며, 수율, 주변 환경 및 벽 두께에 따라 조정해야 합니다. 값은 라인 계획 시 참고할 수 있는 엔지니어링 실무 기준이며, 실제 수율의 시험을 거친 결과가 아닌 것입니다.
| 지름 범위 | 벽 두께 범위 | 나사 직경 및 L/D | 헤드 크기 | 하우 오프 속도 | 냉각 길이 | 일반적인 출력 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| dn20 ~ dn63 | 2.0 ~ 5.8 mm | 45~65mm, 33:1 | 20~63mm | 8 ~ 30 m/min | 6~12m | 90 ~ 300 kg/h |
| dn75 ~ dn160 | 6.8 ~ 14.6 mm | 65 ~ 75 mm, 33:1 ~ 36:1 | 75 ~ 160 mm | 2.5 ~ 9 m/min | 12 ~ 18 m | 250 ~ 450 kg/h |
| dn200 ~ dn400 | 18.2 ~ 36.3 mm | 90 ~ 120 mm, 36:1 ~ 38:1 | 200 ~ 400 mm | 0.8 ~ 3.0 m/min | 18 ~ 30 m | 500 ~ 1100 kg/h |
| dn450 ~ dn630 | 40.9 ~ 57.2 mm | 120 ~ 150 mm, 38:1 | 450 ~ 630 mm | 0.4 ~ 1.2 m/min | 27 ~ 42 m | 900 ~ 1500 kg/h |
| dn710 ~ dn1200 | 64.5 ~ 109.1 mm | 150 mm 이상, 38:1, 종종 트윈 피드 | 710 ~ 1200 mm | 0.15 ~ 0.5 m/min | 40 ~ 60 m | 1300 ~ 2200 kg/h |
기계 구성과 함께 열 프로그램은 자체 학문으로 존중받아야 합니다. 일반적인 PE100 배럴 프로필은 첫 번째 영역에서 약 170도 섭씨 온도에서 시작하여 어댑터와 다이 헤드가 200 ~ 215도에서 유지되는 마지막 배럴 영역에서 195 ~ 205도로 상승합니다. 어댑터에서 측정된 용융 온도는 195 ~ 215도 사이로 유지되어야 하며, 낮은 용출 속도 PE100에서 220도 이상이면 스크류가 너무 많은 작업을 수행하거나 스크류 속도가 지형에 비해 너무 높다는 경고입니다. 대형 직경 라인에서 스크류 속도는 종종 놀랍도록 낮아 20 ~ 45 rpm입니다. 이는 출력은 그루브 피드와 깊은 채널에서 발생하기 때문에 회전에서 나오는 것이 아닙니다. 운영자가 반드시 내면화해야 하는 관계는 출력이 라인 속도와 나누어지면 미터당 질량이며, 질량당 밀도와 지형이 나누어지면 벽 두께가 된다는 것입니다. 벽 두께는 따라서 두 가지 독립적으로 조절되는 양의 비율에 의해 제어됩니다. 하우오프 속도를 높일수록 벽이 얇아지고, 압출 출력을 높일수록 두꺼워집니다. 모든 것 — 진공, 물 온도, 다이 간격, 냉각 길이 —는 지형, 응력 및 표면 품질에 영향을 미치지만 근본적으로 벽을 설정하지는 않습니다. 이러한 계층 구조를 명확히 유지하면 운영자가 진공을 높여 얇은 벽을 추구하다가 결국 여전히 얇은 타원형 파이프를 얻는 일반적인 문제 해결 순환을 막을 수 있습니다.
운영자가 반드시 숙지해야 할 관계는 출력이 라인 속도와 비례하여 매터 당 질량, 그리고 질량 당 밀도와 형상을 비례하여 벽 두께를 결정한다는 것이다. 따라서 벽 두께는 두 가지 독립적으로 조절되는 수치의 비율에 의해 제어된다. 하우오프 속도를 높일수록 벽이 얇아지고, 압출물량을 늘릴수록 두께가 두꺼워진다. 그 외 요소인 진공, 수온, 다이 간격, 냉각 길이 등은 형상, 응력 및 표면 품질에 영향을 미치지만 기본적으로 벽을 결정하지는 않는다. 이러한 계층 구조를 명확히 하면 운영자가 진공도를 높여 얇은 벽을 얻으려다가 결국 오목한 파이프를 얇은 상태로 얻는 고전적인 문제 해결 과정을 피할 수 있다.
품질 테스트 및 릴리스 기준
가스 파이프 공장은 연속 온라인 모니터링, 배치별 방출 테스트, 그리고 정기적인 유형 테스트를 세 단계로 진행합니다. 생산 라인 공급업체는 제품군의 방출 테스트를 지속적으로 통과할 수 있도록 형상과 용융 품질을 제공해야 하며, 공장은 이를 실행하고 기록을 유지해야 합니다.
수압 시험
가스 파이프 자격의 핵심은 앞서 설명한 세 가지 실패 모드를 조사하는 세 점 수압 프로그램입니다. 20도, 100시간의 시험은 고 회전 스트레스를 통해 연성 강도를 확인합니다. 80도, 165시간의 시험은 전환 영역을 확인합니다. 80도, 1000시간의 시험은 느린 균열 성장 검사이며, 너무 뜨거운 라인, 죽은 영역이 있는 다이 헤드 또는 오염된 재료를 노출시키는 것입니다. 시편은 조건화되고 물로 채워져 수압을 파이프 형상과 일치하는 스트레스 수준으로 올려 놓고 유지됩니다. 요구 사항 시간 전에 실패하거나 언제든지 부서지기 쉬운 실패 모드가 발생하면 일괄이 실패합니다.
느린 균열 성장과 빠른 균열 확산
일상적인 수압 시험 외에도 노치 파이프 시험은 80도 섭씨 온도에서 압축된 시편에 기계로 제작된 수직 노치를 적용하고 정해진 기간, 일반적으로 165시간 동안 생존을 요구한다. 이는 느린 균열 성장에 대한 내성을 직접적으로 조사하는 것이다. 복합 자격 검사에 사용되는 완전한 노치 크리프 시험과 노치 인장 크리프 방법은 없다. 빠른 균열 확산을 평가하기 위해 작은 규모의 정체 상태를 사용해 임계 압력을 결정하고, 최고 용량 제품에 대해 전체 규모의 시험을 실시한다. 이는 유형 시험이 아니라 생산에 사용되는 압출 조건이 유형 시험 파이프 내에 있어야 하며, 그렇지 않으면 자격은 제품을 대표하지 않는다.
물리적 및 열적 테스트
기계 가공된 스트립 시편의 연장률이 최소 350%에 도달해야 하며, 이는 폴리머가 손상되었는지 여부를 간단하고 매우 민감하게 확인할 수 있는 방법입니다. 온도 조절로 표시된 길이를 오븐이나 액체 탱크에서 가열하고 다시 측정하여, 수평 재편성은 3% 이내여야 합니다. 과도한 재편성은 너무 빠른 냉각 또는 너무 높은 하우오프 장력으로 인한 고정 방향을 나타냅니다. 산화 유도 시간은 안정제 생존 여부를 확인합니다. 탄소 블랙 함량 및 분산, 색소 분산 및 용융 유동률 변화는 재료 무결성 세트를 완료합니다. 치수 테스트는 외부 지름, 타원성, 여러 지점에서 벽 두께 및 길이를 포함합니다.
접합 성능
네트워크는 그 접합만큼만 우수하기 때문에 가스 파이프는 용접된 어셈블리로도 시험된다. 버트 용접 접합은 인장 시험을 통해 인장 강도가 용접 외부의 연성 부서에서 발생해야 하며, 구부림 또는 박음 평가에 사용된다. 전기 용접 어셈블리는 decohesion 시험을 통해 커플러를 파이프에서 분리하고 부서진 표면의 부서진 비율을 제한한다. 파이프가 모든 치수 및 재료 시험을 통과하지만 용접 시험에 실패하면 일반적으로 원인은 과도한 보관으로 인한 표면 산화, 원형 또는 과도한 외부 직경, 또는 라인에서 잘못된 제어로 인해 발생한 벽 두께 불일치이다.
| 테스트 | 조건 | 요구 사항 | 실패가 일반적으로 나타내는 것 |
|---|---|---|---|
| 수압 강도, 단기 | 20℃, 100시간, 회전 응력 10.0 MPa(PE80) 및 12.4 MPa(PE100) | 결함 없음, 누출 없음 | 잘못된 재료, 과도한 벽 두께, 심각한 오염 |
| 수압 강도, 전환 | 80℃, 165시간, 회전 응력 4.5 MPa(PE80) 및 5.4 MPa(PE100) | 결함 없음, 누출 없음 | 열화, 거미 틀에서 용접선, 분산 불량 |
| 수압 강도, 장기간 | 80℃, 1000시간, PE80의 경우 4.0MPa, PE100의 경우 5.0MPa의 회전력 | 결함 없음, 누출 없음 | 과열, 열점 또는 재분쇄로 인한 느린 균열 성장 부진 |
| 노치 파이프 시험 | 80℃, 가공된 노치, 정의된 압력 | 지정된 기간 동안 생존, 일반적으로 165시간 | 균열 저항 불량, 응집된 탄소 블랙 |
| 빠른 균열 확산 | 소규모 안정 상태 또는 전체 규모 | 네트워크 운영 압력보다 높은 임계 압력 | 용도에 적합하지 않은 벽, 부적합한 수지 |
| 끊어짐 시 연장률 | 가공된 시편, 표준 속도 | 최소 350% | 선에서의 열 분해 |
| 수직 재편성 | 110℃의 오븐 또는 탱크 | 최대 3퍼센트 | 과도한 냉각 속도, 하우오프 장력, 불충분한 냉각 길이 |
| 산화 유도 시간 | 200 C, 차등 스캐닝 열량 분석기 | 최소 20 분 | 핫 스팟이나 긴 체류 시간으로 소모되는 안정제 |
| 탄소 블랙 함량 | 열중량 분석기 | 2.0 ~ 2.5 % 중량 | 투입 오류, 마스터 배치 유동 오류 |
| 탄소 블랙 및 색소 분산 | 마이크로톰 절편, 현미경 등급 | 허용된 등급 범위 내 | 충분한 혼합이 이루어지지 않았거나 적합한 마스터배치 캐리어가 사용되지 않았습니다. |
| 용융 유동성 변화 | 190 C / 5 kg, 수지 대 파이프 | 수지 값의 20 % 이내 | 압출 중 사슬 분해 또는 crosslinking |
| 내후성 | 설치 전 누적된 자외선 노출 | 속성을 선언된 노출 기간 동안 유지합니다. | 낮은 탄소 블랙, 적합하지 않은 안료 패키지 |
| 버트 용접 조인트 인장 | 용접된 어셈블리, 인장 시 실패 | 용접 외부에서 연신성 실패 | 벽 불일치, 표면 산화, 원형이 아닌 끝 |
| 전기 용접 결속 불량 | 조립된 커플러에서의 박음질 테스트 | 한계 이하의 취약한 비율 | 외경이 등급을 벗어나거나 타원형 파이프, 오염된 표면 |
| 치수 및 타원형도 | 캘리퍼, 테이프 및 벽 게이지 | 지정된 허용 오차 등급 내에 있음 | 진공, 교정 슬리브 마모, 코일링 인장 |
Faygo 가스 파이프 압출 라인 구성
Faygo는 파이프 압출 라인을 카탈로그 박스 대신 구성된 시스템으로 구축합니다. 동일한 핵심 플랫폼은 직경 프로그램 및 용도에 따라 다른 압출기 크기, 다이 헤드, 냉각 길이 및 하류 장비로 배열됩니다. 매립식 가스 파이프의 경우 플랫폼은 나선형 맨드렐 헤드, 색상 피부 또는 스트라이프 코-압출기, 다단 진공 교정, 확장된 냉각 및 폐쇄 루프 치수 제어로 지정됩니다. 세 가지 구성은 도시 자연 가스 배관 레이어 프로그램의 대다수를 커버합니다. 모든 라인은 CE 및 ISO 인증을 받았으며 배송 전에 Faygo 공장에서 72시간 연속 가동 테스트를 거칩니다.
구성 A - Faygo PE/PP-R 파이프 압출 라인, 작은 직경의 가스 제작(dn16~dn160)
Faygos PE 및 PP-R 파이프 압출 라인은 16 mm ~ 160 mm를 커버하며 서비스 라인, 정원 및 마당 연결 및 코일 배포 파이프의 자연적인 기반입니다. 가스 빌드에서는 스트라이프 또는 전체 노란색 피부 동조기, dn20 ~ dn110의 이중 스테이션 코일러 및 dn110 ~ dn160의 직선 길이 절단 스테이션이 장착되어 있습니다. 서비스 파이프는 대량으로 생산되고 코일로 배송되므로 이 구성에서는 라인 속도, 직경 간 빠른 전환 및 파이프를 타원형으로 만들지 않는 코일 형상을 강조합니다.
| 매개변수 | A1 구조물 | A2 구조물 | A3 구조물 |
|---|---|---|---|
| 파이프 직경 범위 | dn16 ~ dn63 | dn20 ~ dn110 | dn63 ~ dn160 |
| 벽 두께 범위 | 2.0 ~ 6.0mm | 2.0 ~ 10.0mm | 5.8 ~ 14.6mm |
| 재료 | PE80, PE100, PE100-RC | PE80, PE100, PE100-RC | PE80, PE100, PE100-RC |
| 주 압출기 스크류 직경 | 45mm | 65mm | 75mm |
| 나사 L/D 비율 | 33:1 | 33:1 | 33:1 ~ 36:1 |
| 나사식 | 혼합 헤드가 있는 장벽, 홈이 있는 피드 | 혼합 헤드가 있는 장벽, 홈이 있는 피드 | 혼합 헤드가 있는 장벽, 홈이 있는 피드 |
| 스트라이프 또는 스킨용 공동 압출기 | 20mm | 25mm | 30mm |
| 최대 출력 | 150kg/h | 300kg/h | 450kg/h |
| 라인 속도 범위 | 1~45m/min | 1~30m/min | 0.6~12m/min |
| 운반 트랙 | 2 트랙 | 3 트랙 | 3 트랙 |
| 진공 탱크 및 냉각 길이 | 6m + 6m | 6m + 9m | 6m + 12m |
| 설치된 전력 | 약 95kW | 약 150kW | 약 205kW |
| 하류 배출 | 코일러 | 코일러 또는 커터 | 행성형 커터 및 기울기 테이블 |
구성 B - Faygo 대구경 PE 파이프 압출 플랫폼, 가스 구성 (dn160 ~ dn575)
Faygo 파이프 압출 플랫폼은 PE, PP 및 PVC에서 12mm에서 575mm까지 커버하며, 그 범위의 상단은 도시 배전 배관 및 공급 라인을 생산하는 부분입니다. 가스 구성은 확장된 다단 진공 탱크, 더 긴 단계별 냉각 섹션, 폐쇄 루프 제어가 가능한 초음파 벽 두께 측정기, 6 또는 8 트랙 하우오프 및 챔퍼링이 있는 행성형 커터를 추가합니다. 표준 플랫폼 범위를 초과하는 직경은 카탈로그에서 가져오기보다는 맞춤형 턴키 프로젝트로 설계됩니다.
| 매개변수 | 빌드 B1 | 빌드 B2 | 제작 B3 |
|---|---|---|---|
| 파이프 직경 범위 | dn160 ~ dn315 | dn200 ~ dn450 | dn315 ~ dn575 |
| 벽 두께 범위 | 9.1 ~ 28.6mm | 11.4 ~ 40.9mm | 18.7 ~ 52.3mm |
| 재료 | PE80, PE100, PE100-RC | PE80, PE100, PE100-RC | PE80, PE100, PE100-RC |
| 주 압출기 스크류 직경 | 90mm | 120mm | 150mm |
| 나사 L/D 비율 | 36:1 ~ 38:1 | 38:1 | 38:1 |
| 다이 헤드 유형 | 나선형 맨드렐, 신속 교체 립 세트 | 내부 파이프 냉각이 있는 나선형 맨드rel | 내부 파이프 냉각이 있는 나선형 맨드rel |
| 스트라이프 또는 보호층용 공동 압출기 | 30mm | 45mm | 45mm |
| 최대 출력 | 650kg/h | 1100kg/h | 1500kg/h |
| 라인 속도 범위 | 0.4 ~ 6 m/min | 0.3 ~ 3m/min | 0.2 ~ 1.5 m/min |
| 운반 트랙 및 힘 | 4 트랙, 최대 25 kN | 6 트랙, 최대 40 kN | 6~8 트랙, 최대 60 kN |
| 진공 탱크 및 냉각 길이 | 6m 더하기 18m | 9 m plus 27 m | 9m 더하기 36m |
| 온라인 측정 | 초음파 벽 게이지 및 레이저 직경 게이지 | 초음파 벽 게이지 및 레이저 직경 게이지 | 초음파 벽 게이지 및 레이저 직경 게이지 |
| 설치된 전력 | 약 320kW | 약 480 kW | 약 700 kW |
| 하류 배출 | 행성 커터, 가공면, 기울기 테이블 | 행성 커터, 가공면, 기울기 테이블 | 행성 커터, 가공면, 기울기 테이블 |
구성 C — 케이싱 및 덕트용 Faygo PE/PP/PVC 단벽 골판지 압출 라인
가스 파이프 라인은 거의 단독으로 운반 파이프를 사용합니다. 도로 횡단, 철도 횡단 및 건물 입구는 일반적으로 보호 케이싱 내에 가스 파이프가 흐르도록 해야 하며, 케이블 및 제어 라인은 주 파이프와 함께 필요합니다. Faygo 단벽 골판지 압출 라인은 6mm에서 200mm까지 생산하며, 정확히 이러한 용도로 사용되는 유연한 골판지 덕트 및 케이싱을 생산하므로 가스 파이프 제조업체는 하나의 작업장에서 전체 트렌치 패키지를 공급할 수 있습니다.
| 매개변수 | 값 |
|---|---|
| 파이프 직경 범위 | 6mm에서 200mm까지 |
| 재료 | PE, PP, PVC |
| 일반적인 벽 두께 | 직경에 따라 0.3~3.0mm |
| 압출기 나사 직경 | 직경 대에 따라 45~90mm |
| 나사 L/D 비율 | 30:1~33:1 |
| 주름기 | 서보 드라이브로 작동되는 성형 블록, 진공 또는 공기 성형 |
| 라인 속도 | 작은 직경의 경우 최대 40m/min |
| 하류 | 자동 스트래핑 장치가 있는 코일러 또는 절단 길이 |
| 일반적인 제품 | 도로 및 철도 교차로의 보호 케이스, 케이블 및 제어 배관, 배수 및 환기 배관 |
세 가지 구성은 동일한 제어 철학을 공유합니다. Faygo는 모든 매개 변수를 자유롭게 설정하고 실시간으로 조정할 수 있는 지능형 제어 시스템을 사용합니다. 직경별 레시피 저장이 가능하며 SDR을 통해 검증된 매개 변수 세트를 재구성하는 대신 변경 시마다 이를 불러옵니다. 전기 부품에는 국제적으로 인정된 브랜드가 사용됩니다. 가스 파이프 공장은 반복성을 기준으로 판단되므로 레시피 관리와 폐쇄 루프 벽 제어가 결합되어야 좋은 첫 번째 제품이 안정적인 생산 연도로 이어집니다.
매설된 PE 가스 파이프의 사용 분야
파이프가 어디로 가는지 알면 생산자는 어떤 직경, 시리즈 및 포장 형식을 계획해야 하는지 알 수 있으며, 이는 다시 라인을 정의합니다. 도시의 천연가스 파이프는 하나의 시장이 아니라 네 개의 중첩된 시장으로 구성되어 있으며, 각 시장은 서로 다른 제품 믹스를 요구합니다.
저압 및 중압 도시 배전망
이 부분은 양산용입니다. 가로 및 보도 아래에 위치한 배전 배관은 일반적으로 PE100 SDR 11 또는 SDR 17에서 dn90 ~ dn315이며, 저압 부분에서는 약 0.1 ~ 4bar, 중압 공급 배관에서는 최대 10bar로 작동합니다. 파이프는 대형 크기의 경우 6m, 11.8m 또는 12m의 직선 길이로 제공되며, 네트워크 운영자는 일반적으로 주요 라인에 대해 검은색 파이프에 노란색 줄이 그려진 것을 지정합니다. 이 시장을 공급하는 제조업체는 대구경 플랫폼, 직선 길이 처리 및 신뢰할 수 있는 butt fusion 형상을 필요로 합니다.
서비스 라인 및 야드 연결
서비스 라인은 본체에서 건물으로 분기되며 PE80 또는 PE100, SDR 11의 dn20에서 dn63까지 주로 사용됩니다. 50m, 100m 또는 200m의 코일로 제공됩니다. 양은 많고 마진은 얇으며 전환이 빈번하기 때문에 라인 속도, 코일 신뢰성 및 빠른 직경 변경이 수익성을 결정합니다. 주거 단지 내의 야드 및 정원 배포는 동일한 크기 범위에 속합니다. 이것은 구성 A 영역이며, 비행 전송이 있는 듀얼 스테이션 코일로 구성된 플랜트는 여기에서 가장 높은 수익률을 얻습니다. 왜냐하면 코일 변경이 지속적으로 이루어지기 때문입니다.
산업 및 상업용 가스 부문
공장, 보일러 시설, 상업용 주방 및 열과 전기를 함께 사용하는 설비는 일반적으로 dn63~dn160 사이의 직경을 요구하며, 중압 조건입니다. 문서화에 대한 요구 사항은 양에 비해 더 엄격하며, 고객은 종종 특정 프로젝트 인증서에 맞게 짧은 생산 런을 원합니다. 완전한 추적성을 갖춘 500m의 정량화된 배치를 생산할 수 있는 공장이 이 사업에서 승리합니다.
트렌치리스 설치 및 복원
도시의 도로가 점점 더 개설되지 않기 때문에 가스 네트워크는 수평방향 시추, 파이프 파쇄, 농기구로 설치, 기존 금속 파이프 내에 새로운 PE 파이프를 삽입하는 방법으로 확장되고 갱신됩니다. 이 모든 방법은 파이프를 마모성 지면에 끌거나 호스트 파이프를 통해 통과시켜 포인트 하중과 스크래치를 가합니다. PE100-RC, 완전 벽 재질로 또는 보호 외곽층으로 코엑스트루저와 층 두께 제어를 갖춘 라인이 표준 답입니다. 삽입식 개량은 비정규형 직경 및 SDR 조합에 대한 수요를 창출하여 유연한 다이 헤드 프로그램을 갖춘 라인을 보상합니다.
네 분야 모두에서 일반적으로 배송되는 가스 파이프 워크숍의 완제품은 코일 및 직선 길이의 배전 배관, 서비스 및 야드 파이프, 도로 및 철도 교차로의 보호 케이싱, 동일한 트렌치에 설치된 케이블 및 제어 덕트, 그리고 트렌치리스 작업에 적합한 균열 방지 피막이 있는 다중층 파이프입니다. Faygos 산업 솔루션은 정확히 이러한 영역을 커버하므로 한 공급업체와의 관계는 생산자의 전체 제품 포트폴리오를 대신하여 한 가지 라인에 국한되지 않습니다.
라인 구성 선택 가이드에 대한 요구 사항
비즈니스 계획을 기계 사양으로 변환하는 가장 빠른 방법은 구성에 실제로 영향을 미치는 세 숫자, 즉 직경 대역, 해당 대역에서 생산되는 가장 무거운 SDR, 그리고 시간당 킬로그램 단위의 목표 출력을 기준으로 시작하는 것입니다. 다른 모든 것은 이에 따라 결정됩니다. 아래 표는 일반적인 가스 파이프 생산 요건을 Faygo 라인 구성과 매핑합니다.
| 생산 개요 | 직경 및 시리즈 | 목표 출력 | 권장 구성 | 필수 옵션 |
|---|---|---|---|---|
| 도시 가스 유틸리티용 서비스 라인 코일 제조기 | dn20 ~ dn63, SDR 11 | 120 ~ 150 kg/h | Faygo PE/PP-R 라인, 빌드 A1, 33:1의 45mm 나사 | 스트라이프 코-익스트루더, 듀얼 스테이션 코일러, 레이저 직경 게이지 |
| 통합 서비스 및 소형 주 생산 | dn20 ~ dn110, SDR 11 및 SDR 17 | 250 ~ 300 kg/h | Faygo PE/PP-R 라인, Build A2, 65 mm 스크류 33:1 비율로 | 스트라이프 또는 노란색 피부 공동 압출기, 코일러 및 커터, 빠른 교환 다이 세트 |
| 직선 길이로 배송되는 야드 및 분지 파이프 | dn63 ~ dn160, SDR 11 | 400 ~ 450 kg/h | Faygo PE/PP-R 라인, Build A3, 75 mm 나사 | 챔퍼가 있는 행성 커터, 초음파 벽 게이지, 기울기 테이블 |
| 도시 배송 주요 생산업체, 중급 | dn160부터 dn315, SDR 11 및 SDR 17 | 600 ~ 650 kg/h | Faygo 대형 직경 플랫폼, 빌드 B1, 36:1 ~ 38:1의 90mm 나사 | 폐쇄 루프 벽 제어, 다단 진공, 4 트랙 하우오프 |
| 지자체 공급기 주 생산업체 | dn200 ~ dn450, SDR 11 및 SDR 17 | 1000 ~ 1100kg/h | Faygo 대구경 플랫폼, 빌드 B2, 120 mm 나사 38:1 | 내부 파이프 냉각, 6 트랙 하우오프, 45mm 보호층 공동 압출기 |
| 대형 피더 및 전송 인접 생산 | dn315에서 dn575까지, SDR 11에서 SDR 21까지 | 1300 ~ 1500 kg/h | Faygo 대형 직경 플랫폼, 빌드 B3, 38:1의 150 mm 나사 | 36 m 단계별 냉각, 8 트랙 하우오프, 치pless 커터, 확장 진공 |
| 트렌치리스 및 삽입 보수 공급업체 | dn90에서 dn400까지, PE100-RC 다층 | 500에서 900 kg/h | Faygo 대구경 플랫폼, B1 또는 B2 계열의 무거운 동시성형기 사용 | 45 mm 이중 압출기, 레이어 두께 측정, 적합한 점도 제어 |
| 케이싱 및 덕트 등 완전한 트렌치 패키지 | 가스 파이프에 6~200mm의 주름진 덕트가 추가됩니다. | 40m/min까지의 덕트 라인 | Faygo 단벽 골판지 파이프 라인, PE 가스 라인 옆 | 서보 코르그레이터, 스트래핑 기능이 있는 자동 코일러 |
| 표준 플랫폼 범위를 초과하는 직경 | dn575 이상 | 프로젝트별 사항 | Faygo의 맞춤형 턴키 엔지니어링 | 현장 배치 연구, 유틸리티 설계, 확장 작업장 베이스 |
세 가지 선택 원칙을 명시할 가치가 있습니다. 첫째, 항상 가장 무거운 벽을 기준으로 상업적으로 허용 가능한 속도로 압출기를 크기 조정해야 하며, 가장 가벼운 벽을 기준으로 크기 조정해서는 안 됩니다. dn315 SDR 21 파이프를 아름답게 처리하는 라인은 dn315 SDR 11에 비해 비효율적일 수 있습니다. 둘째, 냉각 길이는 후속 개조가 가장 어려운 부분입니다. 10m가 너무 짧은 작업장 베이스에서는 무거운 벽의 출력이 영구적으로 제한되므로 첫 제품 혼합에 필요하지 않더라도 길이를 구입해야 합니다. 셋째, 라인에 측정 시스템을 구입하는 것이 나중에 개조하는 것보다 낫습니다. 초음파 게이지를 후속 개조하면 라인에서 작동 중인 라인에 공간을 찾아야 하며, 물 경로를 다시 연결하고 제어 루프를 다시 조정해야 합니다. 이 모든 작업은 라인에서 작동 중인 라인에 설치하는 것보다 더 많은 혼란을 야기합니다.
파이프가 지원해야 하는 하류 접합 방법
파이프 생산업체는 현장 접합부에 책임이 없지만, 파이프는 접합이 가능하도록 제조되어야 합니다. 매설된 가스 네트워크에는 세 가지 방법이 있으며, 각각은 라인에 특정 요구 사항을 부과합니다.
| 방법 | 일반적인 크기 범위 | 원리 | 압출 라인이 제공해야 하는 것 |
|---|---|---|---|
| 부트 융합 | dn63 이상 | 파이프 끝이 맞물려 있고, 판과 맞물려 가열된 후 압력 하에서 함께 압착되고 냉각됩니다. | 사각으로 잘린 끝, 약 10% 이내의 일치하는 벽 두께, 낮은 오벨리티, 표면 오염 없음 |
| 전기 융합 | dn20부터 dn315 및 특수 커플러를 사용한 더 큰 사이즈 | 내장 저항선을 가진 커플러가 융합 지점과 파이프 표면을 함께 용융시킵니다. | 외부 직경은 더 엄격한 허용 오차 등급, 낮은 오벨리티, 각진 끝, 깨끗하게 긁히는 표면 |
| 기계식 및 전환 피팅 | 주로 dn20부터 dn160까지 | 압축 또는 나사식 부품 및 PE-강간 연결 부품 | 균일한 외부 지름과 원형도를 유지하여 밀봉 요소가 균일하게 압축되도록 합니다. |
두 가지 실용적인 점은 이러한 방법을 생산에 다시 연결합니다. 타원형은 전기 용접 및 기계 조인트의 무자비한 적입니다. 라인에서 세 가지 장소에서 생성됩니다: 너무 공격적인 첫 단계 진공, 하우오프 전에 충분한 냉각이 이루어지지 않은 경우, 그리고 너무 작은 지름 또는 너무 높은 장력에서 감아냅니다. 수개월 동안 긴 지름에서 감아낸 서비스 파이프는 현장에서 다시 원형화 클램프가 필요할 수 있으며, 이는 설치 속도를 늦추고 고객을 irrit하게 합니다. 제너러스한 지름으로 제조하여 제어된 장력을 갖는 것은 비용이 들지 않지만 주의를 기울이는 경쟁 우위입니다.
두 번째 요소는 표면 상태입니다. 두 융합 방법 모두 용접 전에 산화된 외부 피막을 제거해야 하지만, 제거가 가능하려면 표면이 무결해야 합니다. 마모된 교정 슬리브로 인한 당김 흔적이 있는 파이프 또는 코어와 제대로 융합되지 않은 동시 압출된 피막은 안정적으로 용접되지 않습니다. 슬리브 유지 관리와 층 융합 검사는 일상적인 품질 계획에 포함되어야 하며, 문제 해결 파일에는 포함되어서는 안 됩니다.
유틸리티, 에너지 및 작업장 배치
가스 파이프 작업장은 길고 좁은, 서비스 집중도가 높은 건물이며, 유틸리티 계획은 신규 생산자가 가장 자주 과소평가하는 부분입니다. 라인 자체는 설치된 부하의 일부일 뿐입니다: 냉각기, 냉각탑, 압축기, 진공 펌프, 재료 운반 및 작업장 크레인 등이 모두 합산됩니다. 아래 표는 라인 클래스별로 계획 수치를 제공합니다.
| 품목 | 작은 직경의 선, dn16에서 dn110까지 | 중간 선, dn160에서 dn315까지 | 큰 선, dn315에서 dn575까지 |
|---|---|---|---|
| 설치된 전력, 선만 해당 | 95에서 150 kW | 320 kW | 700 kW |
| 일반적인 작동 부하 | 설치된 전력의 55~65% | 설치된 전력의 60~70% | 설치된 전력의 60~70% |
| 특수 에너지 소비량 | 0.24에서 0.32 kWh/kg | 0.22~0.28 kWh/㎏ | 0.20~0.26 kWh/㎏ |
| 냉각수 순환 | 15~30㎥/시간 | 60~90㎥/시간 | 100~140㎥/시간 |
| 냉각기 용량 | 20~40kW 냉각 | 80~130kW 냉각 | 150~250kW 냉각 |
| 압축 공기 | 0.6~0.8MPa, 약 0.5m³/분 | 0.6~0.8MPa, 약 1.0m³/분 | 0.6~0.8MPa, 약 1.5m³/분 |
| 작업장 베이 길이 | 35~45m | 55~65m | 70~90m |
| 작업장 베이 너비 | 8 ~ 10 m | 10 ~ 12 m | 12 ~ 15 m |
| 크레인 요구 사항 | 2 ~ 3 t | 5 t | 10 t |
| 교대당 작업자 수 | 2 | 2 ~ 3 명 | 3 ~ 4 명 |
| 전환 비용 지수, 기준 100 | 100 기준 점수 | 미터 당 92 ~ 96 지수 점 | 미터 당 88 ~ 94 지수 점 |
레이아웃 논리는 용량만큼 중요합니다. 라인은 압출기 한 쪽 끝과 배출 한 쪽 끝으로 직선식 베이로 배치되어야 하며 방향이 바뀌지 않아야 합니다. 원료 취급은 압출기 위 또는 뒤에 위치하여 펠릿 교통이 완성된 파이프 경로와 교차하지 않도록 해야 합니다. 냉각 탱크 옆에 물 정화소가 위치하며 펌핑 손실을 최소화하기 위해 파이프 길이가 짧아야 합니다. 완성된 파이프 저장은 12m 길이의 파이프를 반복적으로 들어 올리지 않고 처리할 수 있을 정도로 넓은 지붕이 필요하며, 코일 저장은 높이보다는 바닥 면적이 필요합니다. 원료 저장은 실내에 위치해야 하며 온도 변화가 없어야 합니다. 콘덴스 문제가 발생하지 않도록 해야 합니다.
Faygo는 이 계획 단계에 직접 지원합니다. 공장 컨설팅 서비스는 물 및 전기 설계, 3D 작업장 현장 레이아웃, 작업자 구성 및 교육, 제로에서 새로운 공장 건설, 최소한의 가동 중지 시간으로 기존 기계 교체, 기존 베이에서 병목 현상을 찾아 제거하는 것이 목표인 용량 확장 등을 포함합니다. 처음 가스 파이프 제조업체인 경우, 이 컨설팅 단계는 단일 기계 사양보다 더 가치가 있습니다. 왜냐하면 새로운 공장에서 실망스러운 생산의 가장 일반적인 원인은 엑스트루더가 아니라 너무 짧은 베이, 크기가 작아진 냉각기 또는 라인을 멈추게 하는 재료 경로이기 때문입니다.
서비스, 테스트 및 지원 약속
가스 파이프 라인은 20년 동안 사용되는 50년 동안 사용되는 제품이므로 지원 모델은 기계만큼이나 중요합니다. Wanplas 브랜드 체제 내에서 Faygo는 정해진 약속 세트를 가지고 있습니다.
- 인도 전 72시간 연속 가동 테스트모든 라인은 Faygo 공장에서 지속적인 부하 하에서 고객이 원하는 재료로 실제 파이프를 생산하여 치수 안정성, 벽 두께 허용 오차, 외부 지름 허용 오차 및 표면 품질을 입증�� 때까지 조립 및 실행됩니다. 고객은 수락 시험을 참관할 수 있습니다.
- 재료 승인을 통한 시제 생산사전 선적 시험은 고객이 원하는 직경 및 SDR 프로그램에 대한 매개변수 레시피를 확립하여 라인이 도착할 때 이미 검증된 설정을 갖도록 합니다.
- 공장 엔지니어에 의한 설치 및 시운전.Faygo 엔지니어들이 기계 설치 감독, 유틸리티 연결 검사, 첫 가동, 첫 제품 생산 및 치수 검증을 위해 현장에 참석합니다.
- 연간 500달러의 무상 부품Wanplas 그룹 서비스 정책은 매년 500달러의 무료 예비 부품을 제공하며 보증 기간 내에 고장 난 부품의 무료 교체를 제공합니다.
- 마모 부품 계획인도 시점에 현실적인 서비스 간격을 합의합니다. 캘리브레이션 슬리브는 일반적으로 청결도와 청소 관행에 따라 1년에서 3년 정도 지속되며, 하우오프 패드는 6개월에서 18개월 동안 사용되며, 청결한 비린지 PE에서 스크류와 배럴은 5년에서 10년 동안 지속되며, 다듬기 립과 링 교환은 신중한 청소로 수명이 길어집니다. 고 생산량 직경당 하나의 예비 캘리브레이션 슬리브를 보유하는 것이 가스 파이프 공장에서 취할 수 있는 가장 효과적인 재고 관리 결정입니다.
- 운영자 및 유지보수 교육.교육 내용에는 시동 및 정지 순서, 레시피 관리, 벽 두께 문제 해결, 안전한 청소, 유동 표면 손상 없이 다이 헤드 청소, 온라인 측정 데이터 해석 등이 포함됩니다.
- 24/7 온라인 기술 지원 및 원격 진단 제공합니다.제어 시스템 데이터는 원격으로 검토할 수 있으므로 파손이 발생하기 전에 매개변수 편차가 진단됩니다.
- 공장 운영 정책을 개방합니다.고객들은 공장을 방문하여 라인을 구축하고, 실행 중인 비교 가능한 구성물을 확인하여 사양을 결정하기 전에 시간을 낼 수 있습니다.
- 엔드 투 엔드 범위입니다.선택, 설계, 제조, 설치, 시운전, 교육 및 유지보수는 부서 간 전달이 아니라 하나의 지속적인 책임으로 처리됩니다.
이러한 약속의 배경에는 간단한 상업 논리가 있습니다. 가스 파이프 라인에서 예기치 않은 가동 중지 시간은 두 가지 측면에서 비용이 듭니다. 하나는 손실된 생산이고 다른 하나는 각 재시작 시 발생하는 전환 길이의 폐기물입니다. 선적 전 검증, 입증된 조리법, 계획된 마모 부품 및 원격 진단에 기반한 지원 모델은 두 가지 모두를 직접 줄여줍니다.
자주 묻는 질문
PE 수관 라인과 PE 가스관 라인의 실제 차이점은 무엇입니까?
기계적으로 두 라인은 동일한 아키텍처를 공유합니다: 주름형 피드 단일 스크류 압출기, 나선형 맨드렐 다이 헤드, 진공 교정, 냉각, 하우오프, 절단. 가스 빌드는 네 가지 부분에서 다릅니다. 설계 계수 2.0으로 벽 두께 창이 전혀 허용되지 않기 때문에 더 단단한 벽 두께 창을 가집니다. 폐쇄 루프 초음파 벽 측정 기능을 추가하여 창을 실제로 유지할 수 있습니다. PE100-RC 보호 레이어를 위한 공동 압출기를 추가하고, 전체 추적 가능 마킹을 위해 생산 기록을 각 길이와 연결합니다. 잘 구축된 수관 라인은 가스 용도로 업그레이드될 수 있지만, 업그레이드는 간단하지 않으며 주문 단계에서 이를 지정하는 것이 항상 저렴합니다.
매설된 가스 배급 파이프에는 어떤 PE 등급을 사용해야 합니까?
최소 요구 강도 10.0 MPa인 PE100은 새로운 도시 네트워크에 사용되는 주류 선택입니다. 이는 동일한 지오메트리에 대해 PE80보다 얇은 벽 또는 더 높은 압력을 허용하기 때문입니다. MRS 8.0 MPa인 PE80은 기존 네트워크가 PE80으로 구축되어 있고 호환성이 중요한 경우, 그리고 소규모 서비스 라인에 사용되는 경우 여전히 지정됩니다. PE100-RC는 설치 방법이 파이프를 지점 하중에 노출시키는 경우 지정됩니다: 수평 방향 시추, 파이프 파열, 경사진 배선, 모래가 없는 베딩, 또는 오래된 메인에 삽입. 라인 구성은 등급 결정에 따릅니다. PE100-RC 다층 파이프는 더 무거운 코엑스트루더와 레이어 두께 제어가 필요하기 때문입니다.
HDPE 가스 파이프 단일 스크류 압출기는 실제로 어떤 출력을 달성할 수 있습니까?
그루브 피드 기계에 33:1에서 38:1의 배리어 스크류가 장착되어 bimodal PE100을 가동하는 경우, 스크류 직경 당 약 8에서 12kg/h를 예상하십시오. 이는 45mm에서 약 90에서 150kg/h, 65mm에서 250에서 320kg/h, 90mm에서 500에서 650kg/h, 120mm에서 800에서 1100kg/h, 150mm에서 1200에서 1500kg/h입니다. 각 범위의 하단 값은 수지 용융 속도가 파이프 등급 창의 하단에 있을 때 적용됩니다. 대형 직경 PE100의 경우 이는 일반적입니다. 명시된 수지 등급과 지정된 용융 온도 제한이 명시되지 않은 모든 출력 수치는 마케팅 수치로 취급되어야 합니다.
가스 파이프를 식별하는 데 노란색을 사용하는 이유는 무엇이며 어떻게 적용됩니까?
노란색은 굴착 작업 팀에게 매설된 라인이 가스를 운반한다는 사실을 알려줍니다. 이는 트렌치를 개통하는 순간 가장 중요한 정보입니다. 전체 노란색 외부 피부 또는 세 또는 네 개의 연속적인 수평 줄무늬로 적용됩니다. 두 가지 모두 동일한 다이 헤드를 사용하는 작은 공동 압출기로 생성됩니다. 색상이 벽에 융합되어 그려지지 않기 때문에, 긁힘, 매립 및 수십 년 동안 땅속에서 살아남을 수 있습니다. 검은색 파이프에 노란색 줄무늬는 완전히 노란색 파이프보다 종종 선호됩니다. 검은색 본체는 위층 보관 중 UV에 대한 더 나은 장기적인 보호 기능을 제공하기 때문입니다.
무거운 벽 가스 파이프에는 실제로 얼마나 많은 냉각 길이(cooling length)가 필요합니까?
냉각 길이(cooling length)는 주어진 라인 속도에서 벽 두께의 제곱에 대략 비례합니다. 열은 열전도성이 낮은 폴리머를 통해 밖으로 전달되어야 하기 때문입니다. dn63 SDR 11 파이프의 경우 5.8 mm 벽이 6~9m에 적합합니다. dn315 SDR 11 파이프의 경우 28.6 mm 벽이 일반적으로 24~30m가 필요하며, dn575 파이프의 경우 52 mm 벽이 36m 이상이 필요하며, 제어된 온도 경사도를 갖는 단계별 탱크로 분할됩니다. 냉각 섹션을 단축하면 단순히 라인을 느리게 하지 않습니다. 잔류 응력이 높은 파이프가 수평 방향 재반전 테스트에 실패하고 보관 시 원형이 됩니다.
벽 두께는 어떻게 제어되며, 폐쇄 루프 제어가 얼마나 많은 재료를 절감합니까?
벽 두께는 압출기 출력의 속도와 운반 속도의 비율로 설정됩니다. 초음파 게이지는 주위를 8~16개 지점에서 벽을 측정하고 최소 벽, 평균 벽 및 비대칭도를 보고합니다. 제어 시스템은 평균 값을 목표로 유지하기 위해 운반 속도 또는 압출기 출력을 조절합니다. 표준은 어느 지점에서든 최소 값을 명시하므로, 불안정한 공급 또는 불안정한 운반 속도로 인한 비대칭성을 줄이면 평균 벽이 최소 값에 약간의 여유를 두고 낮아집니다. 지속적으로 가동되는 가스 파이프 라인에서 일반적으로 수지 소비의 3~8%를 회수할 수 있으므로, 이는 가장 큰 단일 절감 효과입니다.
한 라인은 가스 파이프와 물 파이프를 모두 생산할 수 있습니까?
네, 대부분의 식물들은 그렇습니다. 가스 구성은 물 구성의 상위 집합이기 때문에 가스 용도로 제작된 라인은 물 파이프를 어렵지 않게 생산할 수 있습니다. 필요한 규율은 기계적이지 않고 행정적입니다: 별도의 재료 사일로와 운송 경로, 모든 등급 변경 시 문서화된 정화 및 첫 번째 제품 절차, 서로 다른 마킹 레시피, 별도의 배치 기록을 유지해야 합니다. 절대 일어나서는 안 되는 것은 등급 혼동입니다. PE80이 PE100으로 표시된 경우 일상적인 치수 테스트는 이를 포착하지 못합니다.
일반적인 리드 타임은 무엇이며 시운전에는 어떤 것이 포함됩니까?
표준 구성의 라인은 일반적으로 주문 확인 후 몇 개월 이내에 제조, 조립 및 테스트됩니다. 정확한 일정은 다이 헤드 크기와 온라인 측정 패키지에 따라 달라집니다. 현장 시운전에는 기계 설치 및 정렬, 유틸리티 연결 및 검증, 첫 번째 가열 및 청소, 첫 번째 제품 생산, 합의된 허용 오차 등급에 따른 치수 검증, 각 직경 및 SDR에 대한 레시피 전송, 그리고 작업자 교육이 포함됩니다. Faygo는 고객이 사용하는 재료를 사용하여 배송 전에 72시간 동안 연속 가동 테스트를 수행하므로 대부분의 매개변수 개발은 라인이 도착했을 때 이미 완료되어 현장 시운전을 크게 줄일 수 있습니다.
가스 파이프 라인에서 발생하는 스크랩의 가장 일반적인 원인은 무엇입니까?
빈도 순으로: 시동 및 정지 시 전환 길이, 불안정한 공급 또는 불안정한 운반 속도로 인한 벽 두께 편차, 과도한 진공으로 인한 난형성 또는 불충분한 냉각, 마모된 교정 슬리브 또는 펠릿에 수분이 있는 경우의 표면 결함, 그리고 프린터가 동기화를 잃는 마킹 오류입니다. 이들 중 어느 것도 폴리머 문제라기보다는 구성 또는 규범 문제입니다. 따라서 공급 시스템, 운반 드라이브, 냉각 길이 및 측정 패키지의 사양은 압출기 자체만큼이나 주의를 기울일 가치가 있습니다.
압출 라인은 파이프의 50년 수명에 영향을 미치나요?
직접적이고 실질적입니다. 수지 공급업체는 적절하게 처리된 파이프에 대해 필요한 최소 강도를 보장하지만, 라인은 그 잠재력을 얼마나 많이 유지하는지 결정합니다. 열 지점, 정체 영역, 과도한 마찰, 긴 체류 시간 및 오염은 안정제를 소모하고 결함을 유발하며, 이는 80도, 1000시간 수압 시험과 산화 유도 시간에서 먼저 나타납니다. 원활한 나선형 맨드rel 헤드, 부드러운 장벽 스크류, 정확한 영역 제어 및 깨끗한 재료 취급은 개선 사항이 아닙니다. 50년 설계 수명을 실제로 달성하는 메커니즘입니다.
결론 및 다음 단계
고압 HDPE 가스 파이프 제조 장비는 모든 스테이션에서 정밀성을 보상합니다. 제품은 그 날이 만들어졌을 때 판단되는 것이 아니라 도시의 거리에서 50년 후의 성능에 따라 평가됩니다. 엔지니어링 체인은 한 번 이해되면 일관되고 반복 가능합니다. ISO 4437, EN 1555, ASTM D2513 및 GB 15558.1 표준 프레임워크는 PE80, PE100 및 PE100-RC 재료 클래스를 정의하며, 설계 계수는 2.0으로 SDR 시리즈를 10bar를 운반하는 PE100의 SDR 11과 6.3bar를 운반하는 SDR 17로 고정된 압력 계단으로 전환합니다. 재료 창 — 2.0에서 2.5%까지의 제한된 분산, 산화 유도 시간 20분 이상, 5kg에서 0.2~1.4g/10min의 용융 유동률, 0.940~0.960g/cm3의 밀도 및 낮은 수분 함수를 갖는 카본 블랙 — 라인이 보호해야 하는 것이 아니라 변경해야 하는 것을 정의합니다.
그 후, 모든 기계에는 작업이 있습니다. 33:1에서 38:1의 배리어 스크류와 혼합 헤드가 장착된 주름형 피드 단일 스크류 압출기는 부드럽게 녹입니다. 이중 압출기는 노란 색상 식별 또는 균열 방지 보호 레이어를 적용합니다. 나선형 링 링 다이 헤드는 용융 균일성 ± 2℃ 이내의 벽을 생성합니다. 다단 진공 캘리브레이션과 단계별 냉각 경사로 형상을 냉동하여 응력을 고정시키지 않습니다. 다 트랙 서보 하우오프는 속도를 0.5% 이내로 유지합니다. 초음파 벽 측정과 레이저 지름 측정은 루프를 닫고 수지에서 비용을 회수합니다. 동기화 마킹은 추적 가능성을 제공하며, 치프리스 또는 행성 절단과 치아 처리로 실제로 용접할 수 있는 끝을 제공합니다. 방수 테스트 매트릭스는 20도 100시간 수압 시험에서 80도 1000시간 느린 균열 성장 스크린, 350% 이상의 연신율 및 3% 이하의 재변형까지의 범위를 포함합니다. 그런 다음 전체 체인이 작동했음을 확인합니다.
22년 동안 파이프 및 프로파일 압출 경험을 보유한 Wanplas 공장인 Faygo는 세 개의 전문 공장, 26,650 평방 미터 규모의 장자강 공장, 8건의 발명 특허를 포함한 13건의 국가 특허, CE 및 ISO 인증 라인 등을 보유하고 있습니다. 12mm에서 575mm 범위까지 구성된 솔루션으로 이러한 시스템을 구축하며, 더 큰 직경의 경우 맞춤형 턴키 프로젝트로 제공합니다. PE 및 PP-R 파이프 압출 라인은 DN16에서 DN160까지 코일링이 가능한 서비스 및 야드 파이프를, 대형 직경 플랫폼은 폐쇄 루프 벽 제어와 확장된 단계별 냉각 기능을 갖춘 배급 및 피더 메인 파이프를 생산합니다. 단일 벽 골판지 파이프 라인은 케이싱 및 덕트로 구성되어 전체 트렌치 패키지가 한 작업장에서 생산됩니다. 모든 라인은 출하 전 72시간 연속 가동 테스트를 통해 검증되었으며, 공장 엔지니어들이 설치 및 시운전을 수행하고, Wanplas 그룹 서비스 정책에 따라 연간 500달러의 무료 부품 지원을 제공하며, 24/7 온라인 기술 지원, 운영자 교육 및 공장 레이아웃 컨설팅을 제공합니다.
도시 천연가스 배관 공급 프로그램을 계획 중이라면, 가장 유용한 다음 단계는 모든 것을 결정하는 세 가지 숫자, 즉 생산할 계획인 직경 범위, 커버해야 하는 SDR 시리즈, 그리고 도달해야 하는 출력량(kg/h 또는 m/h)을 보내는 것입니다. 이 세 가지 숫자와 함께 재료 등급 및 선호하는 코일 또는 직선 길이의 포장 형식을 알려주시면 Faygo는 압출기 크기, 다이 헤드 프로그램, 냉각 길이, 운반 클래스, 측정 패키지, 설치 전력, 냉각수 요구량 및 작업장 베이 크기를 포함한 전체 라인 구성을 제공해 드립니다. 자체 수지의 시제 생산을 진행하기 전에는 방문해 보시기 바랍니다. 그리고 라인을 결정하기 전에 공장 내에 운영 중인 유사한 라인을 둘러보실 수 있습니다. 무엇을 생산할 것인지 알려주시면 라인은 그에 맞춰 제작됩니다.
