Оборудование для производства труб из высокого давления HDPE для прокладки городских газопроводов

Оборудование для производства труб из ПЭВД высокого давления, закапываемое в землю, является специализированным направлением производства полиолефиновых труб, в котором каждая размерная, термическая и документационная допустимость строже, поскольку готовая труба будет транспортировать горючий газ под землей в течение пятидесятилетнего срока службы без реальной возможности осмотра или замены. В настоящее время программы прокладки городских газопроводов по умолчанию используют полиэтилен для всего низкого и среднего давления распределительного слоя, и оборудование, которое производит эти трубы, должно гарантировать постоянство толщины стенки, однородность расплава, совместимость сварки и постоянную прослеживаемость одновременно. В этом руководстве рассматривается полная техническая картина: стандарты, определяющие, что такое газопровод, полимерное окно, которое должна соблюдать линия, каждая машина в линии от станции дозирования до коильщика, диапазоны параметров процесса по диаметру, матрица тестов, которая выпускает партию, и практическая логика конфигурации, которая превращает производственный целевой показатель в спецификацию закупки.

Faygo, завод Wanplas, проводит 22 года, создавая линии для производства пластиковых труб и профилей. Фабрика FAYGOPLAST в Чжанджаягане занимает площадь 26 650 квадратных метров, находится примерно в двух часах езды от аэропорта Шанхая, имеет 13 национальных патентов, включая 8 патентов на изобретение, и поставляет линии, сертифицированные по стандартам CE и ISO, которые подвергаются 72-часовому испытанию непрерывной работы перед упаковкой. В рамках группы Wanplas платформа для производства труб и профилей охватывает диаметр от 12 мм до 575 мм в полиэтилене, полипропилене и ПВХ, а диаметры, превышающие эти значения, проектируются как индивидуальные проекты под ключ. Разделы ниже используют эту инженерную базу для объяснения того, чем отличается линия для газопроводов от линии для водопроводов, и чего должен требовать покупатель перед подписанием договора.

Почему закапываемая газовая труба сложнее производить, чем водопроводная труба

Газовая труба и труба для воды могут выглядеть одинаково на производственной площадке, но принадлежать к разным инженерным мирам. Разница заключается не в экструдере; это следствие отказов. Протекающая водопроводная труба приводит к прекращению подачи воды и промывке. Протекающая газовая труба на городской улице создает взрывоопасную атмосферу в ограниченных пространствах, таких как подвалы, каналы и люки. Поэтому каждый нормативный документ устанавливает для газовой трубы более значительный запас безопасности, строгую схему квалификации материалов, обязательную систему идентификации и отслеживание документации, которое сопровождает каждую длину трубы от партии смолы до траншеи.

Первым практическим следствием является коэффициент проектирования. Труба для водопровода в большинстве юрисдикций проектируется с общим коэффициентом службы около 1,25, в то время как полиэтиленовая газовая труба по стандарту ISO 4437 и EN 1555 проектируется с минимальным коэффициентом 2,0. Для одного и того же полимера и одной и той же серии труб этот показатель сокращает допустимое рабочее давление. Труба PE100 в SDR 11, которая рассчитана на 16 бар для воды, рассчитана на 10 бар для газа. Машиностроительное значение прямое: рынок стремится к более толстым стенкам и большим диаметрам при той же ожидаемой производительности, поэтому линия должна иметь реальный объем расплава и реальную длину охлаждения, а не номинальные значения, достигнутые только при испытаниях с тонкими стенами.

Второй следствием является долговременный провал физики. Полиэтилен, погребенный под постоянным внутренним давлением, выходит из строя в трех различных режимах. Преобладает пластическая неисправность при высоком напряжении и коротких интервалах времени, и это в основном проблема прочности. Преобладает медленное рост трещин, обычно называемое SCG, при умеренном напряжении в течение десятилетий и оно обусловлено концентрацией напряжения при царапинах, ударах скал, следах отдавливания и плохо сращенных швов. Преобладает быстрая распространение трещин, написанная как RCP, это низко вероятный, но катастрофический режим, при котором трещина, вызванная внезапным ударом, движется вдоль оси трубы со скоростью сотен метров в секунду, под действием самого раздувающегося газа. Газ является сжимаемым, поэтому, в отличие от воды, он питает трещину, а не останавливает ее. Устойчивость RCP зависит от качества смолы, толщины стенки, рабочего давления и температуры, и это один из факторов, по которым газовые сети избегают комбинаций с тонкими стенками, большим диаметром и высоким давлением.

Третьим следствием является то, что линия экструзии должна защищать полимер, а не просто формировать его. Каждый случай деграда��ии на линии расходует стабилизатор, снижает время индексации окисления готового трубы и сокращает реальный срок службы. Зоны застоя в головке пресс-форми, перегруженный винт, генерирующий трение, фильтр расплава, оставленный слишком долго, зона барабана, работающая выше заданной точки, потому что термопара отклонилась, или рециркуляция неизвестного происхождения — все это снижает долгосрочную гидравлическую производительность трубы, которая все еще будет проверяться и сертифицироваться как соответствующая в день ее изготовления. Производство газовой трубы, следовательно, является дисциплиной, основанной на рационализированных путях расплава, мягком пластификации, точном контроле температуры и строгой сегрегации материалов.

Четвертое последствие — идентификация и прослеживаемость. Закопанная газопроводная труба должна быть легко распознаваема в момент, когда механический экскаватор выкапывает траншею. Это означает либо полностью желтую трубу, либо черную трубу с непрерывными продольными желтыми полосами, которые производятся методом соэкструзии, поэтому эти маркировки входят в состав стенки, а не в покрытие, которое со временем стирается. Кроме цвета, труба содержит непрерывную печатную информацию: идентификатор производителя, номинальный диаметр, SDR или толщина стенки, обозначение материала, стандартный референс, дата производства, смена, номер машины и отметка счетчика. Таким образом, линия должна иметь систему маркировки, которая синхронизирована с скоростью транспортировки и никогда не прерывается.

Пятое и часто недооцененное требование — дисциплина размеров на концах труб. Газовая труба соединяется методом сварки заваркой или электросваркой, и оба процесса нетерпимы к неравномерности, несоответствию толщины стенок и допуска по наружному диаметру. Сварка заваркой между двумя трубами, толщина стенок которых отличается более чем на 10%, образует заусеницу на границе, которая становится местом инициации гидравлического коррозионного разрушения. Куплеры для электросварки полагаются на контролируемое зазорное соединение, поэтому овальный конец трубы или слишком большой наружный диаметр либо препятствуют вставке, либо оставляют холодную зону. Поэтому важны отвод, калибровочная втулка, режим охлаждения и станция для резки, потому что они определяют, может ли труба быть сварена в поле.

Стандарты, классификация материалов и проектирование давления

Полиэтиленовые газовые трубы регулируются компактным и международно согласованным набором стандартов, и понимание их является самым быстрым способом правильного спецификации оборудования. ISO 4437 — это международная серия для полиэтиленовых труб и фитингов для поставки газообразных топлив, структурированная в части, охватывающую общие требования, трубы, фитинги, клапаны и пригодность системы к использованию. EN 1555 — это европейская серия с той же архитектурой и близко совпадающими требованиями. ASTM D2513 — это североамериканский стандарт для термопластических газовых труб, шлангов и фитингов, написанный на основе другого, но функционально эквивалентного, основного принципа классификации по давлению и кодам материалов. GB 15558.1 — это китайский национальный стандарт для зарытых полиэтиленовых газовых труб. Линия, построенная для одного из этих режимов, может производить для других, при условии, что программный размер, содержание маркировки и способность проводить испытания настроены соответствующим образом.

Все эти документы основаны на одной логике классификации материалов. Кандидатский полиэтилен подвергается длительному испытанию на гидростатическое давление при нескольких температурах, а результаты экстраполируются на 50 лет при 20 градусах Цельсия с использованием метода ISO 9080. Нижний предел доверия прогнозируемой прочности на изгиб в этом случае округляется до стандартного значения, называемого минимальной требуемой прочностью, или MRS. Полиэтилен с MRS 8,0 МПа обозначается как PE80; полиэтилен с MRS 10,0 МПа обозначается как PE100. PE100-RC не является отдельным классом прочности, а представляет собой полиэтилен PE100 с доказанной устойчивостью к распространению трещин, проверенной при испытаниях на изгиб с заусеницами и при нагрузке в точке, предназначенный для методов монтажа, при которых труба подвергается воздействию точечных нагрузок.

Предельное давление готовой трубы определяется тремя числами: проектным напряжением материала, стандартным отношением размеров трубы и проектным коэффициентом. Стандартное отношение размеров, SDR, определяется как номинальный внешний диаметр, разделенный на номинальную толщину стенки. В соответствии с ISO 4437 и EN 1555 максимальное рабочее давление равно двукратному проектному напряжению, разделенному на произведение проектного коэффициента и количества SDR минус 1. При фиксированном коэффициенте газа 2,0 вся система присвоения предельных значений сводится к одной таблице, которую должен иметь каждый планировщик производства.

Из этой таблицы следует два практичных наблюдения. Во-первых, SDR 11 в PE100 является основным инструментом городской распределительной сети, поскольку он точно соответствует широко используемому значению 10 бар, и к тому же имеет удобную толщину стенки для сварки замыкающимися концов. Во-вторых, столбец толщины стенки показывает, почему газопровод большой диаметра является проблемой для механизмов. Труба с SDR 11 диаметром dn315 имеет стенку толщиной 28,6 мм, что при обычных скоростях линии означает выход расплава, превышающий 500 кг/ч, и длину охлаждающего участка, достаточную для удаления тепла от стенки, которая плохо проводит тепло в обоих направлениях. Полиэтилен имеет теплопроводность около 0,4 Вт/м·К, поэтому длина охлаждения примерно пропорциональна квадрату толщины стенки. Этот единственный физический факт определяет расположение всего участка ниже по линии.

Стандарты также устанавливают рамку допусков. Внешний диаметр контролируется системой классов, в которой допустимая погрешность увеличивается с увеличением диаметра, и газопровод обычно изготавливается по более строгому классу, чтобы сварные муфты надежно соединялись. Толщина стенки определяется как минимальная в любом месте, а максимальная определяется допустимой эксцентричностью, и овальность ограничивается как на заводе, так и после скручивания. Хорошая линия не просто соответствует этим пределам; она поддерживает среднюю толщину стенки вблизи минимального значения плюс небольшой запас, поскольку каждый десятый миллиметр ненужной стенки является материальными затратами, умноженными на каждый произведенный метр. Контроль толщины стенки в замкнутом цикле не является роскошным элементом на линии газопровода, а основным возвратом инвестиций.

Требования к сырью и смеси для газопроводного полиэтилена

Резина для газопроводов — это не просто полиэтилен высокой плотности; это предварительно смешанный, полностью стабилизированный, пигментированный материал для газопроводов, свойства которого сертифицированы для конкретного применения, и линия экструзии должна быть спроектирована так, чтобы сохранять эти свойства, а не изменять их. В отличие от операций по смешиванию, когда от машины ожидается, что она будет разбавлять добавки, экструдер для газопроводов получает готовый гранулят и должен доставлять его в пресс с минимальным тепловым и механическим воздействием, которое все еще гарантирует однородную пластичную массу. Понимание оконного диапазона является частью спецификации машины.

Скорость плавления и молекулярная архитектура

Современные смолы для труб из ПЭ100 имеют двухкомпонентную структуру, что означает, что распределение молекулярной массы имеет два подвида: фракцию с низкой молекулярной массой, обеспечивающую обратимость, и фракцию с высокой молекулярной массой, содержащую комonomер, обеспечивающий связь молекул и устойчивость к растрескиванию. Практическим показателем обработки является скорость плавления при 190 градусах Цельсия, а для трубных марок используется нагрузка 5 кг, поскольку при нагрузке 2,16 кг получаются слишком малые значения. Обычный диапазон составляет от 0,2 до 1,4 г/10 мин при нагрузке 5 кг, при этом большинство труб большого диаметра находится в пределах от 0,2 до 0,5, а трубы малого диаметра или подлежащие скручиванию — ближе к верхней границе. Низкая скорость плавления означает высокую вязкость расплава, что приводит к высокому давлению в головке, высокому требованию к крутящему моменту и высокому нагреву при трении — именно поэтому газовые экструдеры для труб используют глубокие канальные барьерные шнеки и щедрые L/D, а не короткие, агрессивные конструкции.

Скорость плавления готового труба сама по себе является тестом на выпуск. Стандарты ограничивают изменение между смолой и трубой до узкой полосы, обычно не более 20% от исходной величины в любом направлении. Увеличение указывает на разрыв цепочки от перекручивания или перегрева; снижение указывает на перекрестную связь или окислительное разветвление. Оба результата указывают на линию, а не на смолу, и это один из самых дешевых методов диагностики, доступных менеджеру производства.

Углеродный черный, цвет и старение

Чёрная газовая труба содержит от 2,0 до 2,5 процентов углеродного порошка по массе, вводимого в качестве мастики или уже присутствующего в предварительно смешанном сырье. Ниже 2 процентов ультрафиолетовая защита при наземном хранении становится незначительной; выше 2,5 процентов механические свойства и долговечность начинают ухудшаться, поскольку агломераты действуют как дефекты. Самое содержание недостаточно — дисперсность оценивается отдельно на сечении микротома под микроскопом и сравнивается с референтной шкалой, при этом размер и количество агломератов ограничены. Плохая дисперсность проявляется в виде серых полос на поверхности трубы и преждевременного разрушения при испытаниях с нагруженными краями.

Желтая труба с газом или желтые полосы на черной трубе производятся из цветного мастичного материала, разбавленного в соответствующем ПЭ-носителе. Рассыпание пигмента регулируется так же, как углеродный черный. Полностью желтая труба полностью полагается на пакет пигмента для защиты от атмосферных воздействий и, как правило, имеет более короткий период допустимого хранения на открытом воздухе, чем черная труба, поэтому многие сети предпочитают черную трубу с коэкструдированными желтыми полосами: черный корпус обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения, а полосы — идентификацию.

Стабилизация, время индукции окисления и влажность

Комплекс антиоксидантов является долгосрочным страхованием труб, а время индукции окисления, измеряемое дифференциальной сканирующей калориметрией при температуре 200 градусов Цельсия, является стандартным показателем того, сколько из него выжило в процессе обработки. Необходимо не менее 20 минут на готовой трубе. Свежая смола часто показывает значения, значительно превышающие это, поэтому линия, которая расходует большую часть запаса, говорит оператору, что в пути плавления есть горячие точки, мертвые зоны или чрезмерное время пребывания. Отслеживание времени индукции окисления по машине и по смене является одним из самых сильных сигналов качества, которые может создать завод по производству труб из газа.

Полиэтилен не впитывает воду так, как полиамид или ПЭТ, поэтому сушка не всегда обязательна. Пельlets, хранящиеся в холодных силосах и перемещаемые в теплую мастерскую, конденсируют поверхностную влагу, и эта влага при контакте с формой превращается в мелкие пузырьки, образуя поверхностную пористость и гелеобразные полосы, которые ведут себя как зазубрины. Сушилка для гранул с горячим воздухом или бункер с осушителем, настроенный на 70-80 градусов Цельсия в течение двух-четырех часов, полностью устраняет эту проблему и требует очень мало энергии. Для газопровода рекомендация однозначна: высушите гранулы.

Два рабочих правила дополняют материалную дисциплину. Во-первых, регринд обрабатывается очень консервативно на газопроводе. Внутренний переработанный материал из одного производственного цикла и одного сорта может быть разрешен в ограниченных количествах по некоторым стандартам и запрещен в других или оператором сети; материал неизвестного происхождения никогда не принимается. Во-вторых, разделение сортов должно быть физическим, а не процедурным. Раздельные силосы, отдельные линии транспортировки, специальные бункеры и документированная процедура очистки между сменами сортов предотвращают одну ошибку, которую ни один последующий тест не может надежно выявить — партию PE80, продаваемую как PE100.

Полная линия, машина за машиной

Заглубленная линия производства трубопроводов из ПЭТВ высокого давления представляет собой синхронизированную цепь, в которой каждая машина имеет определенную задачу, определенный участок спецификации и, в случае применения газа, по крайней мере одно требование, которое не может быть выполнено на линии общего назначения. Далее приведена последовательная инструкция по материалу от силоса до готовой пучка или рулона.

4.1 Перемещение, сушка и дозирование материала

Головной элемент линии — централизованная система подачи: вакуумные загрузчики, поднимающие гранулы из силосов или мешков с сыпучим материалом, магнитный сепаратор для улавливания примесей металла, сушильный бункер, рассчитанный на период пребывания гранул в линии в течение двух-четырех часов, и гравиметрический дозатор, в котором добавляется мастеринговая смесь. Загрузчики по потере массы предпочтительнее объемных устройств на газопроводе, поскольку процентные значения цвета и углеродного черного указаны в сертификате на испытание; гравиметрическая система регистрирует то, что было дозировано, минута за минутой, и может быть связана с записью партии. Гравиметрическое измерение пропускной способности выше экструдера позволяет осуществлять контроль выходной мощности в килограммах в час, а не путем регулирования скорости вращения шнека, что стабилизирует толщину стенки в зависимости от вариаций плотности гранул.

4.2 Единый шнековый экструдер

Экструдер — сердце линии. Для газопровода из полиолефинов он всегда представляет собой одношнековый агрегат с рифленой зоной подачи, поскольку рифли в охлаждаемом водой бушере подачи преобразуют зону подачи из насоса с зависимым от трения сопротивлением в насос с положительным расходом. Выход становится практически независимым от давления в головке, что именно необходимо газопроводу, когда диаметр и калибровка сопротивляются изменениям пропускной способности. Спецификация газопровода акцентирует внимание на качестве расплава и термической мягкости.

• Диаметр шнека:выбирается в зависимости от требований к выходу, обычно 45, 65, 75, 90, 120 и 150 мм в диапазоне диаметров.
• Коэффициент L/D:от 33:1 до 38:1. Короткие шнеки не могут плавно расплавить бимодальный PE100; более дл��нные шнеки увеличивают период пребывания и расход стабилизатора. Диапазон от 33:1 до 38:1 является практически оптимальным.
• Геометрия шнека:барьерного типа с отдельными каналами для твердых веществ и расплава, за которым следует смесительный головник. Барьерный ползунок расплавляет за счет конвекции и контролируемого сжатия, а не за счет грубого сжатия, что позволяет поддерживать температуру расплава на низком уровне; смесительный головник удаляет термические и цветовые полосы, прежде чем расплав попадает в пресс-форму.
• Буш для подачи:рифленый, заменяемый, интенсивно охлаждаемый водой с собственным температурным циклом. Угловая или постепенно углубляющаяся рифленая профильная канавка уменьшает износ гранул и давление в сравнении с прямыми канавками.
• Нагрев и охлаждение барабана:от пяти до восьми независимых зон с керамическими или литыми нагревателями и принудительным воздушным охлаждением, контролируемым с точностью до 1 градуса Цельсия. На газопроводе профиль температуры барабана обычно плоский или незначительно повышающийся, что позволяет избежать агрессивного нагревания на передней части, используемого на коммерческих продуктах.
• Привод:асинхронный векторный или двигатель с постоянным магнитным непосредственным приводом с усиленным, смазанным маслом редуктором и подшипником, рассчитанным на постоянное давление в головке. Установленная мощность привода составляет от примерно 37 кВт при диаметре шнека 45 мм до 315 кВт и выше при 150 мм.
• Инструментация для расплава:датчики давления расплава перед и после сменного фильтра и термопара в адаптере. На газопроводе они не являются опциональными; это система оповещения, которая обнаруживает забитый фильтр или ухудшающийся расплав, прежде чем он станет трубопроводом.

Типичный конкретный выход для машины с рифленой зоной подачи, работающей с PE100, находится в диапазоне от 8 до 12 кг/ч на миллиметр диаметра шнека, поэтому шнек диаметром 90 мм при коэффициенте L/D 38:1 выдает примерно 500–650 кг/ч, а шнек диаметром 150 мм — 1200–1500 кг/ч. Эти цифры снижаются, когда скорость потока расплавленного полимера находится в нижней части диапазона, что именно и наблюдается при больших диаметрах PE100, поэтому заявки на выход следует всегда приводить в отношении указанного сорта полимера.

4.3 Коэкструдер для цветного покрытия или защитного слоя

Идентификация газа и современные конструкции защитных слоев производятся за счет небольшого коэкструдера, подающего вторую поток плавины в головку пресса. Преобладают три конфигурации.

• Желтые полосы на черной трубе:20-30 мм коэкструдер подает три или четыре узких канала, которые создают непрерывные продольные полосы на наружной поверхности. Глубина полос обычно составляет от 0,3 до 0,8 мм, поэтому маркировка выдерживает обработку и неглубокое маркирование.
• Полная желтая оболочка:30-45 мм коэкструдер производит непрерывный внешний слой толщиной от 0,5 до 1,5 мм. Это обеспечивает единую идентификацию и часто предпочтительно там, где требуется полноцветная труба.
• PE100-RC защитный внешний слой:более тяжелый коэкструдер создает внешний слой толщиной от 1 до 3 мм из материала, устойчивого к трещинам, образуя двух- или трехслойную стенку для прокладки без прокопки траншей, встраивания и безусадочного укладывания. Слои срастаются, а не склеиваются, поэтому труба сваривается как единый материал.

Основным инженерным требованием является то, что коэкструдированный слой должен быть связан с той же головкой пресса с соответствующей вязкостью и температурой плавины. Холодная оболочка над горячим ядром создает интерфейсный напряжение и риск деления; несоответствующая скорость потока плавины приводит к смещению полос и неравномерной толщине слоя по окружности.

4.4 Головка пресса для трубы

Головка пресса преобразует круглый поток расплава из экструдера в кольцо. Существуют две архитектуры, и разница имеет значение больше на газопроводе, чем где-либо еще.

Головка газопроводной матрицы должна быть конструкции спирального оправки с плавным, без зон застоя течения, длинным параллельным участком для релаксации ориентации и независимыми зонами температуры на корпусе, оправке и резьбовой втулке. Унифицированность температуры расплава в ангуляре должна поддерживаться в пределах ±2 градуса Цельсия, поскольку теплый сектор течет быстрее, локально разрезается и проявляется в виде эксцентричной стенки, которую ни один последующий элемент не может исправить. Практические особенности матрицы, которые следует указать, включают тонко настраиваемую резьбую втулку с радиальными винтами для центрирования, внутренний воздушный путь с регулировкой давления и охлаждением внутренней поверхности трубы на больших диаметрах, быстросменную оправку и набор резьбовых втулок для изменения диаметра в пределах одной головки, а также полное изоляцию корпуса головки для ��табилизации теплового поля. Напор в головке на больших диаметрах низкого скорости течения расплава PE100 обычно находится в диапазоне от 250 до 400 бар, и сама матрица, болты адаптера и подшипник привода экструдера должны быть рассчитаны на это с запасом.

4,5 баровый резервуар для калибровки вакуума

Калибровочный резервуар вакуума фиксирует внешний диаметр и замораживает геометрию трубы. Расплавленная труба, выходящая из пресса, проходит через калибровочную втулку, в то время как аннулярное пространство между трубой и втулкой находится под пониженным давлением, поэтому атмосферное давление внутри трубы прижимает стенку к холодной поверхности втулки. Все, что касается качества газопровода на этом участке, сводится к контролю скорости и симметрии этого первого контакта.

• Калибровочная втулка:из нержавеющей стали или латуни, с прорезями или рисунком перфорации, обеспечивающим равномерное вакуумирование без оставления следов. Внутренний диаметр втулки больше номинального внешнего диаметра трубы на величину усадки, составляющую примерно 1,5–3 процента в зависимости от толщины стенки и материала. Для каждого диаметра требуется комплект втулок.
• Уровень вакуума:регулируемый, обычно 200–500 мбар ниже атмосферного давления в качестве абсолютного рабочего диапазона в зависимости от толщины стенки. Тонкие стенки нуждаются в мягком вакууме, чтобы избежать овальности и маркировки втулкой; толстые стенки нуждаются в более сильном вакууме, чтобы удерживать трубу против силы усадки.
• Многоступенчатый вакуум:профессиональный резервуар вакуума разделяет камеру на две или три независимо регулируемых секции вакуума, чтобы труба натягивалась постепенно, а не резко ударялась о втулку. Это один из наиболее эффективных способов предотвращения овальности и внутреннего напряжения.
• Спрейовое охлаждение против погружения:спрейовое охлаждение использует кольцевые форсунки и более экономично расходует воду, а также проще в обслуживании; охлаждение погружением погружает трубу и обеспечивает более высокий коэффициент теплопередачи, что имеет значение для толстых стенок. Большие газопроводные линии обычно сочетают первую зону спрейового охлаждения с последующими зонами погружения.
• Температура воды:первая камера работает при более высокой температуре, обычно 16–22 градуса по Цельсию, чтобы избежать резкого теплового удара, который закрепляет замороженное напряжение и впоследствии проявляется в виде избыточного продольного реверсирования.
• Движение резервуара:резервуар движется по направлению вдоль рельсов для регулировки подхода пресса и оснащен роликами с регулируемой высотой, чтобы тяжелая стенка не провисала между станциями.

4.6 Охлаждающие резервуары

После калибровки труба все еще содержит большую часть своей теплоты в ядре стенки. Отсек охлаждения удаляет ее поэтапно. Количество резервуаров и их длина зависят от толщины стенки в большей степени, чем от диаметра: как правило, требуемая длина охлаждения пропорциональна квадрату толщины стенки при заданной скорости линии. Малый диаметр обслуживающей трубы может потребовать всего 6–9 метров охлаждения; труба dn400 SDR 11 с 36-миллиметровой стенкой может потребовать 24–36 метров. Ступенчатый градиент температуры воды — например, 18 градусов в первом резервуаре, 15 градусов в среднем и 12 градусов в последнем — снижает стенку равномерно и ограничивает остаточные напряжения, вызывающие реверсирование, овальность и закручивание конца. Скорости циркуляции 20–40 кубических метров в час на резервуар типичны для средних и больших диаметров, и каждый резервуар должен иметь свой собственный термостатический цикл, а не делить один неконтролируемый источник воды.

4.7 Транспортировка каталки

Транспортировка задает скорость линии и, вместе с выходом экструдера, задает толщину стенки. На газопроводе она должна обеспечивать как достаточный сцепление, так и мягкость: достаточно сильное прижимание, чтобы тянуть тяжелую стенку через вакуумный резервуар без скольжения, и достаточно низкое местное давление, чтобы расплавленная труба не была сжата или маркирована.

• Количество колес:два или три колеса для диаметров до примерно dn160; четыре колеса для dn200–dn450; шесть или восемь колес для dn500 и выше. Большее количество колес распределяет силу прижима по более большой площади.
• Сила вытягивания:от примерно 5 кН на небольшой линии до 60 кН и выше на линиях с большим диаметром и толстыми стенками.
• Диапазон скоростей:широкий, непрерывно регулируемый диапазон, обычно от 0,2 до 20 м/мин для линии с большим диаметром и до 30–45 м/мин для производства рулонов с небольшим диаметром.
• Синхронизация:все тракты приводятся в движение сервоприводами или векторными двигателями с электронной синхронизацией оси. Стабильность скорости, превышающая ±0,5 процента, позволяет превратить контроль толщины стенок из теории в практику.
• Зажимы:пневматические или сервоприводные с пропорциональным регулированием давления, а также самоустанавливающиеся рамы траков, чтобы давление было равномерным по верхней и нижней поверхности.
• Материал подкладок:заменяемые резиновые или полиуретановые подкладки, имеющие форму радиуса трубы, которые меняются вместе с программой диаметра.

4.8 Онлайн-измерение и закрытый цикл управления

Это станция, которая отделяет линию для газопроводов от линии общего назначения, и именно здесь зарабатываются деньги. Важны два измерения.

Ультразвуковое измерение толщины стенок осуществляется с помощью вращающегося или многоголовного датчика в камере с водяным охлаждением, при этом измеряется толщина стенок в восьми, двенадцати или шестнадцати циркумферентных точках. Отображаются минимальная толщина стенки, средняя толщина, эксцентричность и их тенденции в режиме реального времени. Поскольку стандарт определяет минимальную толщину в любой точке, работа с большой эксцентричностью заставляет всю трубу делать более толстой; исправление эксцентричности на формовочном станке и послед��ющее корректирование средней толщины в направлении указанной минимальной толщины плюс запас, как правило, позволяет экономить от 3 до 8 процентов материала на отработанной линии. За год непрерывного производства это является основным экономическим аргументом в пользу прибора.

Измерение наружного диаметра с помощью лазера осуществляется с помощью двух- или трехосевых измерителей, которые непрерывно отображают диаметр и овальность. Он закрывает цикл на уровне вакуума и условиях калибровки и обеспечивает данные сертификата для допуска по наружному диаметру.

Закрытый цикл управления объединяет эти два параметра: датчик толщины стенок корректирует скорость вытягивания или выход экструдера, чтобы поддерживать среднюю толщину стенок на заданном уровне, в то время как датчик диаметра корректирует вакуум. Логика алармов и блокировки должна останавливать систему маркировки и отмечать длину, когда любое измерение выходит за пределы допустимого диапазона, чтобы труба, не соответствующая спецификациям, не была сертифицирована. На газопроводной линии эти записи архивируются по производственным заказам.

4.9 Маркировка струйным принтером и прослеживаемость

Непрерывный струйный или термопечатный принтер наносит линию прослеживаемости на фиксированное расстояние от точки вытягивания, синхронизированную с скоростью линии с помощью энкодера, чтобы интервал между символами оставался постоянным независимо от изменений скорости. Напечатанная строка содержит идентификатор производителя, номинальный диаметр и толщину стенок или SDR, обозначение материала, например PE100, применимый стандартный референт, давление, дату и время производства, идентификатор машины и смены, а также счетчик метра. Для газовых труб маркировка должна оставаться четкой после обработки погружения, поэтому следует указать контраст печатания, адгезию чернил к полиэтилену и, где требуется, рельефную печать или вторую дублирующую печатную линию под углом 180 градусов. В некоторых сетях также требуется интегрированная отслеживающая проволока или заметная лента, уложенная вместе с трубой; если используется коэкструдированная заметная полоса, она производится в том же головном блоке, что и цветной слой.

4.10 Резательная и фрезерная обработка

Резать трубу под давлением — это не просто сокращение ее длины. Для газовых целей требование заключается в том, чтобы получить квадратный, без заусенцев и без стружки, поскольку стружка внутри трубы становится загрязнением в сети, а неквадратный конец препятствует надежному сварному соединению.

• Планетарный резак:вращающийся диск вращается вокруг трубы, в то время как весь станок перемещается вместе с линией. Он обеспечивает чистый квадратный разрез на толстых стенах и является стандартным для диаметров dn160 и выше.
• Безшпиндельное резание:Круглый нож постепенно вдавливается в стену, отделяя трубу без образования стружки. Предпочтительно там, где требуется абсолютная чистота внутренней поверхности трубы.
• Шлифовка:Интегрированный или встроенный фрезерный головка режет угол подвода, необходимый для вставки муфты электросварки и подготовки муфты.
• Точность длины:плюс или минус 10 мм на длине 6 или 12 метров является нормальным; подсчет длины с помощью энкодера с автоматической активацией пилы исключает вариации оператора.
• Всасывание пыли:вакуумная камера на кромке собирает мелкие частицы, которые в противном случае оседали бы внутри просвета трубы.

4.11 Наклонная стойка, укладка и намотка

Производство прямых отрезков заканчивается наклонной стойкой, которая принимает резанную трубу, позволяет ей скользить в кронштейн и доставляет ее на станцию укладки. Стойка должна удерживать тяжелую трубу, не позволяя ей упасть на свой конец, поскольку повреждение кончика трубы в результате удара является дефектом сварки, который может возникнуть в любой момент.

Маленько диаметральный газопровод от dn20 до dn110 обычно поставляется в рулонах, и коiler является серьезным оборудованием по себестоимости. Диаметр рулона должен соответствовать минимальному радиусу изгиба, как правило, не менее 18-25 раз диаметра трубы снаружи для PE100 при комнатной температуре, или труба приобретает постоянную овальность и закрепленное изгибающее напряжение. Современный коилер использует сервопривод для укладки трубы в равномерную спираль, контролирует заднюю натяжку, чтобы рулон был плотно затянут, но не сжат, и включает автоматическую скобу и станцию обмотки. Для непрерывного производства коилер с двумя станциями с летающим переносом позволяет избежать остановки линии при смене рулона, чт�� имеет значение, поскольку каждый сбой на линии газопровода приводит к переходному участку трубы с отклонениями от допустимых значений, который должен быть утилизирован.

Параметры процесса по диаметру ленты

Производство газовых труб организовано по диаметральным группам, поскольку каждая группа предполагает использование различного экструдера, головки пресс-форми, длины охлаждения и класса выгрузки. В таблице ниже приведены практические начальные значения для газовых труб PE100 при SDR 11, самой распространенной серии газов, и их следует корректировать для скорости плавления смолы, условий окружающей среды и толщины стенки. Эти значения являются практическими рекомендациями для планирования линии, а не заменой пробного запуска на реальной смоле.

Помимо механической конфигурации, тепловая программа заслуживает собственного раздела. Типичный профиль барабана PE100 плавно повышается от примерно 170 градусов Цельсия в первой зоне до 195-205 градусов в последней зоне барабана, при этом адаптер и головка пресс-форми поддерживаются при 200-215 градусах. Измеренная температура расплава в адаптере должна находиться в диапазоне от 195 до 215 градусов; любое значение выше 220 градусов при низкой скорости вытеснения PE100 является предупреждением о том, что винт выполняет слишком большую работу или скорость винта слишком высока для геометрии. Скорость винта на линиях с большим диаметром часто оказывается удивительно низкой, 20-45 об/мин, поскольку выход происходит из ребристого подающего устройства и глубокого канала, а не от вращения. Соотношение, которое должен усвоить каждый оператор, заключается в том, что выход, разделенный на скорость линии, равняется массе на метр, а масса на метр, разделенная на плотность и геометрию, равняется толщине стенки. Толщина стенки, следовательно, контролируется отношением двух независимо регулируемых величин. Увеличение скорости выталкивания делает стенку тонкой; увеличение выходной мощности делает ее толстой. Все остальное — вакуум, температура воды, зазор пресс-форми, длина охлаждения — влияет на геометрию, напряжение и качество поверхности, но не устанавливает стенку в принципе. Ясное понимание этой иерархии предотвращает классическую спираль диагностики неполадок, в которой ��ператор преследует тонкую стенку, повышая вакуум и в результате получает овальный трубопровод, который все еще тонкий.

Отношение, которое должен усвоить каждый оператор, заключается в том, что выход, разделенный на скорость линии, равняется массе на метр, а масса на метр, разделенная на плотность и геометрию, равняется толщине стены. Поэтому толщину стены контролируют в зависимости от соотношения двух независимо регулируемых величин. Увеличение скорости выгрузки делает стену тоньше; увеличение выходного потока из экструдера делает ее толще. Все остальное — вакуум, температура воды, зазор в прессе, длина охлаждения — влияет на геометрию, напряжение и качество поверхности, но не влияет на толщину стены. Ясность этой иерархии предотвращает классическую спираль диагностики, в которой оператор пытается добиться тонкой стены, повышая вакуум и в результате получает овальную трубу, которая все еще тонкая.

Тестирование качества и критерии выпуска

Газопроводный завод проводит три уровня испытаний: непрерывный онлайн-мониторинг, тестирование выпуска партии и периодические типовые испытания, которые квалифицируют семейство продукта. Поставщик линии экструзии отвечает за доставку геометрии и качества расплава, которые позволяют постоянно проходить тесты выпуска; завод отвечает за их проведение и ведение записей.

Испытания гидростатического давления

Ядро квалификации газопроводов состоит из трехточечной гидростатической программы, которая проверяет три режима отказа, описанные ранее. Тест при 20 градусах Цельсия в течение 100 часов при высоком диаметральном напоре проверяет пластичную прочность. Тест при 80 градусах Цельсия в течение 165 часов проверяет переходную область. Тест при 80 градусах Цельсия в течение 1000 часов является скринингом медленного роста трещин и именно он выявляет линию, работающую при слишком высокой температуре, головку пресс-формы с мертвыми зонами или загрязненный материал. Изделия предварительно нагреваются, заполняются водой, нагнетают давление до уровня нагрузки, соответствующего геометрии трубы, и удерживают; отказ до требуемого времени или brittle failure в любой момент не проходит испытание.

Медленное рост трещин и быстрая распространение трещин

Помимо обычных гидростатических испытаний, испытание с нарезными канавками применяется к испытуемому образцу, подверженному давлению при температуре 80 °C, и требует выживания в течение определенного периода времени, обычно 165 часов, при непосредственном измерении устойчивости к медленному росту трещин. Полные испытания на изгиб с нарезными канавками и метод испытания на изгиб с нарезными канавками используются при квалификации композитов. Быструю распространение трещин оценивают на маломасштабной постоянной основе для определения критической давления, а на полномасштабных испытаниях для продуктов с высокой нагрузкой. Это типовые испытания, а не испытания по партиям, но условия экструзии, используемые для изготовления образца для типовых испытаний, должны находиться в пределах того же интервала, что и условия производства, иначе квалификация не отражает продукцию.

Физические и термические испытания

Удлинение при разрыве на образце обработанного полосы должно составлять не менее 350 процентов, что является простым и весьма чувствительным проверкой того, поврежден ли полимер. Продольное реверсирование, измеряемое нагреванием отметанного участка в печи или жидком ковше и повторным измерением, должно находиться в пределах 3 процентов; избыточное реверсирование свидетельствует о застывании ориентации в результате слишком быстрого охлаждения или слишком высокого напряжения при намотке. Время индукции окисления подтверждает сохранность стабилизатора. Содержание углеродного порошка и его дисперсия, дисперсия пигмента и скорость течения расплава завершают комплекс проверок целостности материала. Проверка размеров включает проверку внешнего диаметра, овальности, толщины стенки в нескольких точках и длины.

Совместное выполнение работ

Поскольку сеть является такой же хорошей, как и ее соединения, газопровод также проверяется как сварная конструкция. Сварочные соединения подвергаются испытанию на растяжение, при котором требуется разрушение в области, удаленной от шва, а также испытанию на изгиб или отрыв. Конструкции, сваренные электросваркой, подвергаются испытанию на отслоение, при котором соединительный элемент отрывается от трубы, и определяется количество разрушенной поверхности. Если труба проходит все размерные и материаловые испытания, но не выдерживает испытания на сварку, то обычно причиной является окисление поверхности в результате длительного хранения, овальный или слишком большой наружный диаметр или несоответствие толщины стенки, вызванное неточным контролем на линии.

Конфигурации линий для экструзии труб Faygo Gas Pipe

Компания Faygo строит линии экструзии труб как конфигурируемые системы, а не как каталогизированные блоки: одна и та же основная платформа устанавливается с различными размерами экструдеров, головками пресс-форм, длиной охлаждения и низкоскоростным оборудованием в зависимости от диаметра программы и нагрузки. Для прокладки трубопроводов для газа платформа определяется с головкой спирального манжета, коэкструдером с полосатым или одноцветным покрытием, многопроходной вакуумной калибровкой, расширенным охлаждением и закрытым циклом контроля размеров. Три конфигурации охватывают подавляющее большинство программ прокладки городских газопроводов. Каждая линия сертифицирована в соответствии с требованиями директив ЕС и ISO и проходит 72-часовую проверку непрерывной работы на заводе Faygo перед отправкой.

Конфигурация А — линия экструзии труб из ПЭ / ПП-R, газовое наполнение малого диаметра (от dn16 до dn160)

Линия экструзии труб из ПЭ и ПП-R охватывает диаметры от 16 до 160 мм и является естественной базой для обслуживающих линий, садовых и дворовых соединений и рулонных распределительных труб. В газовых системах она оснащена экструдером с полосой или полным желтым покрытием, двухстанционной косилкой для диаметров от 20 до 110 мм и станцией прямолинейной резки для диаметров от 110 до 160 мм. Поскольку трубы для обслуживания производятся в больших объемах и поставляются в рулонах, в этой конфигурации основное внимание уделяется скорости работы линии, быстрой смене диаметров и геометрии рулона, которая не делает трубу овальной.

Конфигурация B — платформа для экструзии труб из ПЭТ большого диаметра, газовая конструкция (от dn160 до dn575)

Платформа для экструзии труб Faygo в диапазоне от 12 мм до 575 мм из ПЭТ, ПП и ПВХ, а верхняя часть этого диапазона используется для производства магистральных и распределительных труб в городах. Газовая конструкция включает расширенный многопроходный вакуумный резервуар, более длинную ступенчатую секцию охлаждения, ультразвуковой прибор для измерения толщины стенки с закрытым циклом управления, шести- или восьмидорожную транспортировочную ленту и планетарный резак с фацетом. Диаметры, превышающие стандартный диапазон платформы, проектируются как индивидуальные проекты под ключ, а не из каталога.

Конфигурация C — линия экструзии однослойных гофрированных труб из ПЭ, ПП и ПВХ для изготовления оболочек и каналов

Укладка газопроводов редко предполагает использование только несущей трубы. Перекрестки дорог, железнодорожные переезды и входы в здания обычно требуют, чтобы газопровод проходил внутри защитной оболочки, а кабельные и контрольные линии располагались рядом с основным. Линия экструзии однослойных гофрированных труб Faygo предназначена для производства гибких гофрированных каналов и оболочек, используемых именно для этих целей, поэтому производитель газопроводов может поставлять полный комплект для прокладки трубопроводов из одной мастерской.

Все три конфигурации имеют одну и ту же философию управления. Компания Faygo использует интеллектуальную систему управления, в которой каждый параметр может быть свободно настраиваться и корректироваться в реальном времени, а также хранится рецепт для каждого диаметра и SDR, чтобы при каждом переключении использовался проверенный набор параметров. Для электрических компонентов используются международно признанные бренды. Поскольку газопроводный завод оценивается по повторяемости, управление рецептами в сочетании с контролем стенки с закрытым циклом превращает хороший первый экземпляр в стабильный год производства.

Секторы применения для погруженной газопровода из ПЭ

Понимание того, куда идет труба, позволяет производителю определить, какие диаметры, серии и форматы упаковки планировать, а это, в свою очередь, определяет линию. Укладка городских газопроводов — это не один рынок, а четыре перекрывающихся, каждый из которых имеет свой собственный ассортимент продукции. Заводы, котельные, коммерческие кухни и установки комбинированного производства тепла требуют труб диаметром от dn63 до dn160 при среднем давлении. Требования к документации строже, чем к объему, и заказчик часто хочет коротких производственных циклов с полной прослеживаемостью. Завод, который может произвести квалифицированный лот в 500 метров с полной прослеживаемостью, выигрывает в этом бизнесе.

Сети городского распределения низкого и среднего давления

Это приложение для производства труб. Распределительные магистрали, проходящие по улицам и под тротуарами, обычно имеют диаметр от dn90 до dn315 из ПЭ100 SDR 11 или SDR 17, работают при давлении от 0,1 до 4 бар в низконапорных участках и до 10 бар в магистральных линиях подачи. Труба поставляется в прямых отрезках длиной 6, 11,8 или 12 метров для больших размеров, и оператор сети обычно указывает черную трубу с желтыми полосами для магистральных линий. Производитель, обслуживающий этот рынок, нуждается в платформе с большим диаметром, обработке в прямых отрезках и надежной геометрии сварки завалов.

Линии обслуживания и подключения к территории

Линии обслуживания отходят от основной линии к зданию и состоят преимущественно из труб диаметром о�� dn20 до dn63 из ПЭ80 или ПЭ100, SDR 11, поставляемых в рулонах длиной 50, 100 или 200 метров. Объемы высоки, маржины небольшие, а смены часто происходят, поэтому скорость прокладки линий, надежность косилки и быстрая смена диаметра определяют рентабельность. Распределение газа по территории жилого комплекса находится в том же диапазоне размеров. Это территория конфигурации А, и окупаемость косилки с подвижной передачей здесь наиболее высока, поскольку смены рулонов происходят постоянно.

Торговые и промышленные газовые магистрали

Заводы, котельные, коммерческие кухни и установки комбинированного производства тепла и электроэнергии используют трубы диаметром от dn63 до dn160 при среднем давлении. Требования к документации более строги, чем к объему, и заказчик часто хочет коротких производственных циклов с полной прослеживаемостью. Завод, который может произвести квалифицированную партию в 500 метров с полной прослеживаемостью, выигрывает в этом бизнесе.

Бесшовное монтаж и восстановление

Улицы городов все чаще не могут быть открыты, поэтому газовые сети расширяются и обновляются с помощью горизонтального направленного бурения, взрывного бурения труб, укладки труб с помощью плуга и вставки новой трубы из ПЭ внутрь старой металлической магистрали. Все эти методы заставляют трубу перемещаться по абразивной поверхности или через основную трубу, при этом создаются точечные нагрузки и повреждения. ПЭ100-RC, как материал с полной стенкой, или как защитный внешний слой, полученный методом коэкструзии, является стандартным ответом, и линия должна иметь коэкструдер и регулятор толщины слоя для его производства. Вставка для обновления также создает спрос на комбинации нестандартных диаметров и SDR, что вознаграждает линию с гибкой программой головки пресс-форми.

В четырех секторах готовые изделия, которые газопроводная мастерская обычно поставляет, — это распределительные магистрали в рулонах и прямые отрезки, трубы для обслуживания и дворов в рулонах, защитные кожухи для железнодорожных и дорожных переездов, кабельные и контрольные каналы, прокладываемые в одной траншее, и все чаще многослойные трубы с кожухой, устойчивой к трещинам, для безотрывного монтажа. Решения Faygos для промышленности охватывают именно эту сферу — коммунальное строительство с газопроводами и трубами для водоснабжения большого диаметра, строительство с трубами из ПНД и ППР, коммуникации и энергетика с трубами для защиты кабелей и контроля из ПВХ и ПЭ, а также сельское орошение с системами капельного и спринклерного полива — то есть отношения с одним поставщиком могут охватывать весь продуктовый портфель производителя, а не одну линию.

Требование к руководству по выбору конфигурации линии

Самый быстрый способ преобразования бизнес-плана в спецификацию машины заключается в том, чтобы начать с трех цифр, которые действительно определяют конфигурацию: диаметра ленты, самой тяжелой SDR, которая будет производиться в этой ленте, и целевой производительности в килограммах в час. Все остальное следует из этого. В таблице ниже приведены общие характеристики производства газопроводов и рекомендованные конфигурации линий Faygo.

Стоит четко изложить три принципа выбора. Во-первых, всегда выбирайте экструдер с учетом самой тяжелой стены, которую вы планируете сделать, при коммерчески приемлемой скорости, а не с учетом самой легкой. Линия, которая отлично обрабатывает трубу DN315 SDR 21, может быть неэкономична при трубе DN315 SDR 11. Во-вторых, длина охлаждения — это самая сложная вещь для модернизации; цех, который на 10 метров меньше необходимой длины, навсегда ограничивает производительность при работе с тяжелыми стенами, поэтому приобретайте необходимую длину, даже если первый состав материала не требует этого. В-третьих, приобретайте систему измерения вместе с линией, а не позже. Модернизация ультразвукового датчика означает поиск места, переподключение водопроводной системы и перепрограммирование управляющего цикла на работеющей линии, что является более разрушительным, чем установка датчика во время монтажа.

Методы сварки в местах соединения труб, которые должны поддерживать трубу

Производитель труб не несет ответственности за полевые соединения, но труба должна быть изготовлена таким образом, чтобы их можно было выполнить. Три метода преобладают в подземных газовых сетях, и каждый из них предъявляет специфические требования к линии экструзии.

Два практичных момента связывают эти методы с производством. Овальность — это тихий враг как электросварки, так и механических соединений, и она создается в трех местах на линии: слишком агрессивный первый стадийный вакуум, недостаточное охлаждение перед вытяжкой и намотка при слишком малом диаметре или слишком высоком натяжении. Намотанная служебная труба, которая была намотана в течение месяцев на узком радиусе, может потребовать ре-распределительных кронштейнов на месте, что замедляет установку и раздражает заказчика. Производство коек при большом диаметре с контролируемым натяжением является конкурентным преимуществом, которое не стоит ничего, кроме внимания.

Второй момент — состояние поверхности. Оба метода сварки требуют удаления окисленной внешней кожи перед сваркой, но удаление возможно только при условии, что поверхность в порядке. Труба с следами от изношенного калибровочного втулки или с коэкструдированной кожей, которая не сращена должным образом с ядром, не будет надежно свариваться. Проверка состояния втулки и качества сращивания слоев должна входить в план контроля качества, а не в файл по устранению неполадок.

Коммуникации, энергетика и планировка цеха

Мастерская газопровода — это длинное, узкое, требующее обслуживания здание, и планирование коммуникаций — это то, где новые производители чаще всего недооценивают. Сама линия — это лишь часть установленной мощности: холодильные установки, охладительные башни, компрессоры, вакуумные насосы, устройства для транспортировки материалов и краны мастерской — все это добавляется. В таблице ниже приведены данные планирования коммуникаций для трех основных классов конфигурации.

Логика прокладки линии имеет такое же значение, как и ее пропускная способность. Линия должна быть прокладена в прямом отсеке с экструдером в одном конце и выгрузкой в другом, без изменений направления. Перемещение материала осуществляется над или позади экструдера, чтобы поток гранул никогда не пересекал маршрут готового труба. Станция для подачи воды располагается рядом с охлаждающими резервуарами с короткими трубопроводами, чтобы снизить потери при нагнетании. Для хранения готовых труб требуется широкая площадка, достаточно большая для обработки труб длиной 12 метров без повторного подъема, а для хранения рулонов требуется площадь пола, а не высота. Хранение исходного материала должно находиться в помещении и быть стабильным по температуре, чтобы избежать проблемы конденсации, описанной ранее.

Faygo непосредственно участвует в планировании. Услуги консультантов по заводу включают проектирование воды и электричества, планировку рабочего помещения в 3D, конфигурацию и обучение персонала, строительство нового завода с нуля, замену старых машин с минимальным простоем и расширение мощности, когда целью является поиск и устранение узкого места в существующем цехе, а не строительство нового. Для производителя газовой трубы эта консультационная услуга обычно стоит больше, чем любая спецификация отдельной машины, поскольку наиболее распространенной причиной разочарования в новой заводской линии является не экструдер, а слишком короткий цех, недостаточно мощный охладитель или маршрут материала, который заставляет линию останавливаться.

обязательства по обслуживанию, тестированию и поддержке

Газопроводная труба — это актив, срок службы которого составляет двадцать лет, а продукт — пятьдесят лет, поэтому модель обслуживания имеет такое же значение, как и сама машина. Компания Faygo в рамках бренда Wanplas работает в соответствии с определенным набором обязательств.

• Тестирование непрерывной работы в течение 72 часов перед доставкой.Каждая линия собирается и запускается на заводе Faygo под постоянным нагрузанием, производя реальную трубу из материала, предназначенного для заказчика, до демонстрации стабильности размеров, допуска толщины стенки, допуска внешнего диаметра и качества поверхности. Заказчик может присутствовать на приемочном пробном производстве.
• пробное производство с приемкой материала.Пробное производство устанавливает параметры рецептов для согласованного диаметра и программы SDR, поэтому линия прибывает с проверенными настройками, а не с пустыми экранами.
• Монтаж и наладка инженеров завода.Инженеры компании Faygo присутствуют на объекте для надзора за механическим монтажом, проверки подключения коммунальных служб, первого пуска в эксплуатацию, производства первого изделия и квалификации размеров.
• 500 долларов США бесплатных запчастей в год.Политика обслуживания группы Wanplas предусматривает 500 долларов США бесплатных запчастей каждый год, а также бесплатную замену деталей, которые выходят из строя в течение гарантийного срока.
• Планирование износоустойчивых деталей.Реалистичные интервалы обслуживания согласовываются при передаче: калибровочные втулки обычно служат от одного до трех лет в зависимости от абразивности и дисциплины очистки, накладки для вытягивания от шести до восемнадцати месяцев, винты и барабан от пяти до десяти лет на чистую свежую ПЭ, наборы губки и манжет много лет при тщательной очистке, а пакеты экранов являются расходным материалом. Сохранение одной запасной калибровочной втулки на диаметр высокопроизводительной линии является самым эффективным решением по управлению запасами, которое принимает завод по производству газовых труб.
• Обучение операторов и технического обслуживания.Обучение охватывает последовательности запуска и остановки, управление рецептами, устранение неисправностей толщины стенки, безопасное прокачивание, очистку головки пресс-форми без повреждения поверхностей потока и интерпретацию данных онлайн-измерений.
• 24/7 техническая поддержка и удаленная диагностика.Данные системы управления могут быть проверены удаленно, чтобы диагностировать отклонение параметра, прежде чем оно превратится в отход.
• Открытая политика завода.Клиенты могут посетить завод в Чжанджаяганге, посмотреть, как строятся линии, и увидеть сравнимые конфигурации, работающие, прежде чем принимать решение о спецификации.
• Обхват от начала до конца.Выбор, проектирование, изготовление, установка, наладка, обучение и техническое обслуживание выполняются как одна непрерывная ответственность, а не передаются между отделами.

Коммерческая логика, лежащая в основе этих обязательств, проста. На газопроводной линии плановый простоевой ремонт дорог. Один раз за упущенный выпуск и второй раз за отходы, образующиеся при каждом повторном запуске. Модель поддержки, построенная на предварительном тестировании, проверенных рецептах, запланированных износоустойчивых деталях и быстром удаленном диагностировании, непосредственно снижает оба показателя.

Часто задаваемые вопросы

Каков реальный разница между линией для водопровода из ПЭ и линией для газопровода из ПЭ?

Механически две линии имеют одну и ту же архитектуру: загрузочный одношнековый экструдер с рифленой поверхностью, спиральный насадок с головкой пресса, вакуумная калибровка, охлаждение, выгрузка, резка. Разница между газовыми линиями заключается в четырех местах. Она имеет более узкий интервал толщины стенки, поскольку коэффициент конструкции 2,0 не оставляет места для отрицательного отклонения, она добавляет закрытый ультразвуковой датчик измерения толщины стенки, чтобы этот интервал можно было действительно поддерживать, она добавляет сопряженный экструдер для идентификации желтого цвета или защитный слой PE100-RC, а также добавляет маркировку с полной прослеживаемостью с записями производства, связанными с каждой длиной. Хорошо построенная линия по производству водопроводных труб может быть модернизирована для работы с газом, но модернизация не является простой и всегда дешевле указывать ее на этапе заказа.

Какой класс ПЭ следует использовать для трубопровода для распределения газа?

PE100 с минимальной требуемой прочностью 10,0 МПа является основным выбором для новых городских сетей, поскольку позволяет сделать стенку тоньше или повысить давление при той же геометрии. PE80 с МРС 8,0 МПа все еще указывается в тех случаях, когда существующая сеть построена из PE80, и важна совместимость, а также для небольших магистральных линий. PE100-RC указывается, когда метод установки подвергает трубу точечным нагрузкам: горизонтальному бурению, взрыву трубы, укладке с помощью плуга, бетонированию без песка или вставке в старую магистраль. Конфигурация линии определяется в соответствии с решением о классе, поскольку многослойная труба PE100-RC требует более мощного коэкструдера и контроля толщины слоев.

Какие показатели производительности может достичь одношнековый экструдер для газопроводов из ПЭВД?

Для рельефной подающей машины с барьерным винтом соотношением 33:1–38:1, работающей с бимодальным ПЭ100, рассчитывайте примерно на 8–12 кг/ч на каждый миллиметр диаметра винта. Это составляет примерно 90–150 кг/ч при 45 мм, 250–320 кг/ч при 65 мм, 500–650 кг/ч при 90 мм, 800–1100 кг/ч при 120 мм и 1200–1500 кг/ч при 150 мм. Нижний край каждой группы относится к случаю, когда скорость течения расплавленного полимера находится в нижней части диапазона допустимых значений для данного типа трубы, что является нормальным для труб большого диаметра из ПЭ100. Любые циферки, указанные без указания марки полимера и ограничения температуры расплава, следует рассматривать как маркетинговые, а не инженерные данные.

Почему используется желтый цвет для идентификации газопровода, и как он наносится?

Желтый цвет сообщает команде, занимающейся раскопками, что закопанная линия транспортирует газ, что является самой важной информацией в тот момент, когда открывается траншея. Он наносится либо в виде полной желтой внешней оболочки, либо в виде трех или четырех непрерывных продольных полос, которые производятся с помощью небольшого коэкструдера, подающего тот же головку пресс-форми, что и основная плавка. Поскольку цвет впрессован в стенку, а не нарисован, он выдерживает перетаскивание, укладку и десятилетия под землей. Трубы черного цвета с желтыми полосами часто предпочтительнее полноцветных труб, поскольку черный корпус обеспечивает лучшую долгосрочную защиту от ультрафиолетового излучения во время хранения на открытом воздухе.

Сколько длины охлаждения действительно требуется для трубы для транспортировки газа с толстой стенкой?

Длина охлаждения приблизительно пропорциональна квадрату толщины стенки при заданной скорости линии, поскольку тепло должно проводиться наружу через плохо проводимый полимер. Труба dn63 SDR 11 с стенкой 5,8 мм комфортна с 6-9 метрами. Труба dn315 SDR 11 с стенкой 28,6 мм обычно требует 24-30 метров, а труба dn575 с стенкой 52 мм требует 36 метров или больше, разделенную на стадии резервуаров с контролируемым температурным градиентом. Короткое сокращение охлаждающей секции не просто замедляет скорость линии; это приводит к трубе с высоким остаточным напряжением, которая не проходит тест на продольное реверсирование и становится овальной при хранении.

Как контролируется толщина стенки, и сколько материала экономится при использовании закрытого цикла управления?

Толщина стены задается отношением выходного сигнала экструдера к скорости подачи. Ультразвуковой датчик измеряет толщину в восьми-шестнадцах точках по окружности и сообщает минимальную толщину, среднюю толщину и эксцентричность; система управления затем корректирует скорость подачи или выходной сигнал экструдера, чтобы поддерживать среднюю толщину в пределах целевого значения. Поскольку стандарт определяет минимальную толщину в любой точке, снижение эксцентричности позволяет снизить среднюю толщину до минимальной плюс небольшой запас. На зрелой линии, которая обычно восстанавливает от 3 до 8 процентов расхода смолы, что на непрерывно работающей линии по производству труб для газопроводов является самым крупным из доступных вариантов экономии.

Может ли одна линия производить как газопровод, так и водопровод?

Да, и большинство растений делают это. Конфигурация газа является надстройкой конфигурации воды, поэтому труба, построенная для газовых целей, без труда может использоваться для водопровода. Необходимая дисциплина — административная, а не механическая: отдельные силосы с материалом и пути транспортировки, документированная процедура очистки и первой партии при смене класса, различные рецепты маркировки и отдельные записи партии. Единственное, что никогда не должно происходить, — это смешение классов, поскольку никакое стандартное измерение размеров не выявит PE80, маркированного как PE100.

Каков типичный срок выполнения и что включает в себя пусконаладка?

Стандартная конфигурация линии обычно изготавливается, собирается и тестируется в течение нескольких месяцев после подтверждения заказа, при этом точный график зависит от размера головки пресс-формы и комплекта измерительных приборов. Комплектация на месте включает механическую установку и выравнивание, подключение коммунальных услуг и проверку, первое нагревание и продувку, производство первого изделия, квалификацию размеров в соответствии с согласованной допустимой точностью, передачу рецептуры для каждого диаметра и SDR в программе и обучение операторов. Поскольку Faygo проводит 72-часовую непрерывную испытательную работу перед отправкой с материалом, предназначенным для заказчиков, большинство параметров уже разработано к моменту прибытия линии, что значительно сокращает время комплектации на месте.

Каковы наиболее распространенные причины брака на газопроводе?

В порядке возрастания частоты: длины перехода при запуске и после каждого остановки, отклонения толщины стенки, вызванные нестабильным подачей или нестабильной скоростью выгрузки, овальность из-за чрезмерно агрессивного вакуума или недостаточного охлаждения, дефекты поверхности из-за изношенной калибровочной втулки или влаги на гранулах, а также ошибки маркировки, когда принтер теряет синхронизацию. Каждый из этих факторов является проблемой конфигурации или дисциплины, а не проблемой полимера, поэтому спецификация системы подачи, привода выгрузки, длины охлаждения и набора измерительных приборов заслуживает такого же внимания, как и сам экструдер.

Оказывает ли линейка экструзии влияние на пятидесятилетний срок службы трубы?

Да, и это имеет существенное значение. Поставщик смол гарантирует минимальную требуемую прочность для правильно обработанной трубы, но линейка определяет, сколько из этого потенциала остается. Горячие точки, зоны застоя, чрезмерное сжатие, длительный период пребывания и загрязнение все расходуют стабилизатор и вносят дефекты, и они проявляются в первую очередь в ходе 80-градусного, 1000-часового гидростатического испытания и времени индукции окисления. Спиральный головок экструдера с усовершенствованной формой, щадящий барьерный шнек, точный контроль зоны и чистая обработка материала — это не улучшения; это механизм, с помощью которого достигается пятидесятилетний проектный срок службы.

Заключение и следующий шаг

Оборудование для производства труб из ПЭВД высокого давления с погруженным слоем награждает точность на каждом этапе, поскольку продукт оценивается не в день его изготовления, а по его поведению через пятьдесят лет под городской улицей. Техническая цепочка является последовательной и воспроизводимой, если ее понять. Структура стандартов ISO 4437, EN 1555, ASTM D2513 и GB 15558.1 устанавливает классы материалов PE80, PE100 и PE100-RC, а коэффициент проектирования 2,0 превращает серию SDR в стационарную давление-шаговый рейтинг, в котором SDR 11 в PE100 выдерживает 10 бар, а SDR 17 — 6,3 бар. Определяет материалное окно — углеродный черный пигмент в количестве от 2,0 до 2,5% с контролируемой дисперсией, время индукции окисления выше 20 минут, скорость течения расплава от 0,2 до 1,4 г/10 мин при 5 кг, плотность от 0,940 до 0,960 г/см3 и низкое содержание влаги, что определяет, что линия должна защищать, а не изменять.

Оттуда каждая машина имеет свое задание. Глубоко прорезанный одношнековый экструдер с коэффициентом сжатия от 33:1 до 38:1 с барьерным шнеком и смесительным головкой плавно растворяет материал. Коэкструдер наносит желтую идентификационную метку или защиту от трещин. Спиральный контурный патронный головка формирует стенку без швов и обеспечивает однородность плавления в пределах 2 градусов Цельсия. Многоступенчатая вакуумная калибровка и постепенное охлаждение с градиентом замораживают геометрию без закрепления напряжения. Многослойное сервоприводное отводящее устройство поддерживает скорость в пределах половины процента. Ультразвуковое измерение толщины стенки и лазерное измерение диаметра замыкают цикл и окупают себестоимость смолы. Синхронизированное маркирование обеспечивает отслеживаемость, а безшаговый или планетарный рез обеспечивает заканчивания, которые действительно свариваются. Матрица испытаний на разрыв, от 20-градусного 100-часового гидростатического испытания до 80-градусного 1000-часового медленного растяжения до прочности при разрыве более 350 процентов и реверсии менее 3 процентов, затем подтверждает, что целая цепь работала.

Faygo, завод Wanplas с 22-летним опытом производства труб и профилей методом экструзии, три специализированных завода, завод площадью 26 650 квадратных метров в Чжанджаягане, 13 национальных патентов, включая 8 патентов на изобретение, а также линии, сертифицированные по стандартам CE и ISO, создает эти системы в качестве конфигурируемых решений в диапазоне от 12 мм до 575 мм, а диаметры больше 575 мм поставляются в качестве индивидуальных готовых проектов. Линия экструзии труб из ПЭ и ПП-R включает трубы для обслуживания и подъездных путей диаметром от 16 до 160 мм с намоткой; платформа для больших диаметров включает распределительные и подающие магистрали с замкнутой системой управления стенками и расширенным ступенчатым охлаждением; линия изогнутых труб с одним стеном добавляет оболочки и каналы, поэтому весь траншейный комплект поставляется из одного цеха. Каждая линия проверена испытаниями непрерывной работы в течение 72 часов перед отправкой, установлена и введена в эксплуатацию инженерами завода, поддерживается политикой группы Wanplas по бесплатным запасным частям в размере 500 долларов США в год и обеспечивается технической поддержкой в режиме 24/7, обучением операторов и консультациями по планировке завода.

Если вы планируете программу поставок городского природного газа, то наиболее полезным следующим шагом будет отправка трех цифр, которые определяют все: диапазон диаметров, который вы планируете производить, серия SDR, которую необходимо покрыть, и выход в килограммах в час или метрах в час, которого необходимо достичь. С этими данными, вместе с классом материала и предпочтительным форматом упаковки в виде рулонов или прямых отрезков, компания Faygo предоставит полную конфигурацию линии, включая размер экструдера, программу головки пресс-форми, длину охлаждения, класс выгрузки, пакет измерений, установленную мощность, потребность в охлаждающей воде и размеры цеха. Можно организовать пробное производство на вашем собственном полимерном материале перед запуском в производство, и вы можете посетить завод, чтобы увидеть аналогичные линии в работе, прежде чем принять решение. Скажите нам, что вы хотите произвести, и линия будет построена вокруг этого.