Một máy sản xuất hoàn chỉnh dòng ống PE cứng có lưu lượng lớn cho ngành nông nghiệp là một đường ống đa lớp, có đường kính lớn được xây dựng xung quanh một thực tế thương mại: đường ống cấp nước chính cho đất nông nghiệp vận chuyển một lượng nước lớn với áp suất vừa phải, chúng được chôn sâu một lần và được mong đợi hoạt động trong nhiều thập kỷ mà không cần truy cập bảo trì, và ống cung cấp cho chúng phải được sản xuất với độ dày tường từ khoảng 4 mm đến gần 40 mm trên cùng một dây chuyền sản xuất mà không cần thay đổi toàn bộ nhà máy. Sự kết hợp của đường kính rất lớn, lớp áp suất vừa phải và phạm vi độ dày tường khổng lồ là điều phân biệt một đường ống cấp nước cho ngành nông nghiệp với một đường ống ống nước dùng chung, và nó thúc đẩy mọi quyết định về phần cứng, từ cây nạp có vết lõm ở miệng máy cán đến chiều dài của dây chuyền khử ẩm chân không.
Công ty Faygo, một nhà máy của Wanplas, đã dành hai mươi hai năm để thiết kế và xây dựng các dây chuyền ép ống và tạo hình. Nhà máy FAYGOPLAST có diện tích 26.650 mét vuông tại thành phố Zhangjiagang, cách sân bay Thượng Hải hai giờ, và có mười ba bằng sáng chế quốc gia, trong đó có tám bằng sáng chế phát minh. Mỗi dây chuyền nhận được thử nghiệm hoạt động liên tục trong bảy mươi hai giờ trước khi được giao hàng, và tất cả các thiết bị đều có chứng nhận CE và ISO. Khoảng cách kích thước ống ép nằm trong phạm vi tiêu chuẩn từ 12 mm đến 575 mm, với các cấu hình lớn được thiết kế riêng cho lớp DN630 mà các đường ống chính cấp nước cho trang trại ngày càng yêu cầu.
Hướng dẫn này đi qua toàn bộ hệ thống theo thứ tự mà một kỹ sư sẽ thực hiện khi đưa vào hoạt động. Nó bắt đầu với mạng lưới cấp nước cho trang trại, vì tiêu chuẩn ống là một quyết định về cơ học trước khi là một quyết định về sản xuất. Sau đó, nó bao gồm khung kích thước và vật liệu được đặt ra bởi các tiêu chuẩn sản phẩm liên quan, đi qua từng máy trên toàn bộ dây chuyền, xác định các cửa sổ quá trình tạo ra ống phù hợp, và kết thúc với cách kết nối, nhận diện lỗi và các biện pháp tiết kiệm năng lượng quyết định xem một dây chuyền có khả năng sinh lời vào năm 2026 hay chỉ đơn thuần là có chức năng.
Việc một đường ống cấp nước chính cho trang trại thực sự phải làm gì
Một mạng lưới cấp nước cho trang trại là một hệ thống cấp, và mỗi cấp độ trong hệ thống đó đặt ra một câu hỏi khác về ống. Đặt đúng hệ thống cấp là bước đầu tiên trong việc xác định cả ống và đường nạo tạo ra nó, vì một nhà sản xuất chỉ bán các ống phụ cần một máy hoàn toàn khác so với một nhà cung cấp bán các đường ống chính cấp huyện.
Ở trên có đường ống chính, ống mang toàn bộ lưu lượng khu vực phục vụ. Dưới đó là các đường ống phụ tách ra để phục vụ các khối đất, và dưới đó là các ống phụ và cuối cùng là dây phun hoặc ống dẫn phun cung cấp nước cho cây trồng. Lưu lượng giảm đi và giảm đi khi bạn đi xuống, do đó đường kính giảm mạnh trong khi lớp áp suất thường giữ nguyên hoặc tăng nhẹ ở các cấp thấp hơn do áp suất cần thiết ở đầu phát.
| Nível da rede | Função típica | Faixa de diâmetro comum | Fluxo de projeto típico | Classe de pressão habitual | Thực hành kết nối |
|---|---|---|---|---|---|
| Main chính | Cầu bơm hoặc cửa xả hồ chứa đến đầu khu vực điều khiển | DN315 đến DN630 | 300 đến 1700 mét khối mỗi giờ | PN 6 đến PN 10 | Liên kết bằng hàn đầu, các đoạn có răng cứng ở các van |
| Submain chính | Main chính đến khối trồng trọt hoặc trụ xoay | DN225 đến DN400 | 150 đến 700 mét khối mỗi giờ | PN 8 đến PN 10 | Liên kết bằng hàn đầu và các đầu nối bằng hàn điện |
| Submain phụ | Phân phối khối trồng trọt | DN160 đến DN250 | 55 đến 220 mét khối mỗi giờ | PN 8 đến PN 12,5 | Liên kết bằng hàn điện, các phụ kiện hàn cơ học |
| Lateral | Phân phối từ biên giới đồng bằng đến các ống chữa cháy và ống dẫn | DN110 đến DN160 | 25 đến 110 mét khối nước mỗi giờ | PN 6 đến PN 10 | Phụ kiện nén, các đầu nối bằng điện hàn |
| Đường ống cấp nước | Dây rải, các đường ống cấp nước nhỏ | DN20 đến DN90 | Dưới 25 mét khối nước mỗi giờ | PN 4 đến PN 8 | Phụ kiện móc và nén |
Có hai kết quả trực tiếp từ bảng này. Đầu tiên là một nhà sản xuất hướng tới các đường ống chính và các đường ống phụ cấp cần một đường ống có kích thước, thiết bị làm mát và thiết bị kéo ra được thiết kế cho DN630, vì một đường ống được xây dựng xung quanh DN400 không thể được kéo lên mà không thay thế hệ thống xe tải và thiết bị kéo ra bằng xe cẩu. Kết quả thứ hai là nhà sản xuất này vẫn sẽ được yêu cầu cung cấp các đường ống DN110 và DN160 ở các hợp đồng khác nhau, vì vậy đường ống phải thay đổi kích thước xuống dưới một cách hiệu quả. Một đường ống có khả năng DN630 phải mất hai lần thay đổi để chuyển sang DN160 sẽ mất tiền trên các hợp đồng hỗn hợp.
Có một trường hợp tải riêng cho dịch vụ đất nông nghiệp. Đường ống cấp nước thường được đặt trên đất trồng trọt sẽ được đi qua bởi các xe kéo, máy thu hoạch và xe chở lúa. Nó thường được cài đặt bởi các nhà thầu có thiết bị hạn chế, được đắp lại bằng đất đã đào thay vì cát nền được nhập khẩu, và đôi khi được lộ ra lại trong khi cày sâu hoặc làm phẳng đất. Hoạt động theo mùa có nghĩa là đường ống được tăng áp và giảm áp hàng chục lần một năm thay vì hoạt động liên tục, và trong nhiều khí hậu nó nằm trống và lạnh trong suốt mùa đông. Đường ống PE cứng được làm từ hợp chất PE100 với một gói bột đen được ổn định đúng cách xử lý tốt hơn hầu hết các lựa chọn khác, nhưng chỉ nếu phân bố độ dày tường, hình oval và căng thẳng còn lại được kiểm soát tại điểm sản xuất.
Hóa học: lưu lượng, tốc độ, mất áp, đập nước và độ chôn sâu
Đường kính ống cho đường ống cấp nước chính được chọn bằng cách cân bằng chi phí đầu tư với năng lượng bơm, và điểm cân bằng thường nằm trong một cửa sổ tốc độ từ 1,0 đến 2,0 mét mỗi giây. Dưới 1,0 mét mỗi giây ống quá lớn, bùn có thể định cư ở các phần thấp và chi phí đầu tư cho mỗi hectare được phục vụ trở nên khó có thể chấp nhận được. Trên 2,0 mét mỗi giây, mất mát do ma sát tăng nhanh chóng, năng lượng bơm tăng trong suốt thời gian của kế hoạch và áp suất đột ngột khi đóng van trở nên nghiêm trọng.
Lưu lượng mà đường kính nhất định có thể mang trong cửa sổ tốc độ này có thể được tính toán dễ dàng từ đường kính nội bộ, và đường kính nội bộ phụ thuộc vào SDR được chọn. Bảng dưới đây sử dụng kích thước SDR 17, lớp áp suất phổ biến nhất cho đường ống chính cấp nước cho trang trại.
| Đường kính nom | Độ dày của lớp tường tại SDR 17 | Đường kính nội bộ | Lưu lượng tại 1,0 m/s | Lưu lượng tại 1,5 m/s | Lưu lượng tại 2,0 m/s |
|---|---|---|---|---|---|
| DN160 | 9,5 mm | 141,0 mm | 56 mét khối mỗi giờ | 84 mét khối mỗi giờ | 112 mét khối mỗi giờ |
| DN225 | 13.4 mm | 198,2 mm | 111 mét khối mỗi giờ | 167 mét khối mỗi giờ | 222 mét khối mỗi giờ |
| DN315 | 18.7 mm | 277,6 mm | 218 mét khối mỗi giờ | 327 mét khối mỗi giờ | 436 mét khối mỗi giờ |
| DN400 | 23.7 mm | 352,6 mm | 352 mét khối mỗi giờ | 527 mét khối mỗi giờ | 703 mét khối mỗi giờ |
| DN500 | 29.7 mm | 440,6 mm | 549 mét khối mỗi giờ | 823 mét khối mỗi giờ | 1098 mét khối mỗi giờ |
| DN630 | 37.4 mm | 555.2 mm | 872 m³/h | 1307 m³/h | 1743 m³/h |
Lượng mất mát do ma sát và lý do tại sao đường kính là yếu tố quan trọng nhất
Lượng mất mát do ma sát trên đường ống cấp nước được ước tính theo phương trình của Hazen-Williams, cho thấy rằng lượng mất mát do ma sát tăng theo cường độ chảy đến mức 1,85 và giảm theo đường kính đến mức khoảng 4,87. Chỉ số độ mịn cho polyethylene là cao, thường được coi là 150, và khác với thép hoặc bê tông, nó không bị suy giảm theo thời gian vì PE không bị bong tróc hoặc bám bẩn.
Chỉ số trên đường kính là số quan trọng về mặt thương mại. Mở rộng từ DN315 sang DN400 với cùng dòng chảy làm tăng đường kính từ 277,6 mm lên 352,6 mm, tỷ lệ là 1,27, và mất mát áp suất do ma sát giảm theo một tỷ lệ khoảng 3,2, gần bằng mức giảm 70%. Cách đơn giản này có thể cho phép sử dụng một máy bơm nhỏ hơn, áp suất hoạt động thấp hơn và lớp áp suất thấp hơn ở phía dưới, và trong một hệ thống hoạt động hàng nghìn giờ mỗi mùa, năng lượng bơm tiết kiệm thường lớn hơn nhiều so với lượng nhựa bổ sung trong đường ống. Đối với nhà sản xuất đường ống, bài học thực tế là các hệ thống tưới thường chuyển sang đường kính lớn hơn ở các lớp áp suất thấp hơn, chính vì lý do đó DN500 và DN630 trong SDR 26 và SDR 21 đã trở thành các sản phẩm có lưu lượng lớn.
Độ cao dốc hoạt động theo hướng ngược lại và phải được tính riêng. Một khu vực áp suất với độ cao 30 mét cần 3 bar áp suất tĩnh để đạt được địa hình cao, ngoài việc mất áp suất do ma sát và áp suất cần thiết của ống phát. Khi địa hình giảm xuống từ bơm, áp suất tĩnh trở nên âm và nhà thiết kế phải tránh sự phân ly cột và áp suất âm khi tắt, đây là một trong những lý do khiến độ cứng vòng và chống áp suất âm trở nên quan trọng ngay cả trong đường ống áp suất.
Hỏa lực trong đường ống Polyethylene
Nhu cầu áp suất tuân theo định luật của Joukowsky: sự tăng áp suất bằng mật độ của chất lỏng nhân với tốc độ của sóng áp suất nhân với sự thay đổi tốc độ. Tính chất quan trọng của polyethylene ở đây là độ cứng thấp, khoảng 800 đến 1100 megapascal trong ngắn hạn so với 200.000 megapascal cho thép. Độ cứng thấp này làm giảm tốc độ sóng trong ống PE đầy khoảng 200 đến 350 mét/giây tùy thuộc vào SDR, so với khoảng 1200 mét/giây trong đường ống bằng thép hoặc thép có độ đàn hồi tương tự.
Phương trình toán học có lợi. Một dừng đột ngột từ 1,5 mét/giây trong đường ống PE có tốc độ 250 mét/giây tạo ra một đợt tăng áp khoảng 3,75 bar. Sự kiện tương tự trong đường ống thép có đường kính tương tự sẽ tạo ra khoảng 18 bar. Đây là lý do kỹ thuật mạnh nhất cho việc sử dụng Polyethylene trong dịch vụ nông nghiệp, nơi van được điều khiển thủ công bởi người làm vườn và khi bơm bị ngắt. Nó không loại bỏ nhu cầu về phân tích đợt tăng áp trên đường ống dài, van không khí ở các điểm cao và van đóng chậm ở các đầu ra chính, nhưng nó cho thấy rằng một ống PN 10 thực sự có độ cao áp suất vượt quá áp suất làm việc 6 bar thay vì chỉ là khoảng trống trên giấy.
Độ chôn sâu, chuyển động nhiệt và tải trọng đất
Thói quen tiêu chuẩn cho đường ống nông nghiệp đặt vòi ống 0,8 đến 1,2 mét dưới mặt đường. Căn cứ dưới cùng giữ ống dưới độ sâu cày thông thường và phân tán tải trọng của máy móc nông nghiệp; căn cứ trên cao nhất giữ chi phí đào hố và thoát nước hợp lý. Ở các khu vực có sự đông lạnh mùa vụ, ống phải nằm dưới đường phân lạnh địa phương, trong khí hậu lục địa lạnh có thể đẩy độ chôn sâu lên 1,5 hoặc thậm chí 2,0 mét. Khi một đường qua nông sâu là không thể tránh khỏi, hoặc một tấm bê tông được đặt trên ống để phân tán tải trọng của xe, hoặc ống được ống.
Polyethylene nở và co khoảng 0,2 milimet mỗi mét mỗi độ C, tương đương với khoảng 10 lần tốc độ của thép. Một đoạn 100 mét được chôn sâu trải qua một sự thay đổi 20 độ C giữa việc cài đặt và dịch vụ mùa đông muốn di chuyển 400 milimet. Được chôn và bị cản bởi ma sát đất, nó không thể, do đó, chuyển động trở thành một căng lực trục. Đường ống PE được kết hợp hoàn toàn xử lý điều này một cách dễ dàng vì các khớp là mạnh như vách ống, nhưng các khớp gắn bằng tay ở các phòng van phải được cố định, và ống được cài đặt vào một ngày hè nóng nên được cho phép nguội và thư giãn trước khi hố được đóng lại. Đây cũng là lý do tại sao sự đảo ngược theo chiều dọc là một đặc tính được kiểm soát trong các tiêu chuẩn sản phẩm: ống với hướng đóng băng trong có thể co lại không thể đoán trước trong dịch vụ và có thể kéo các khớp ra khỏi nhau.
Hệ thống tiêu chuẩn: DN110 đến DN630 và dòng SDR
Tấm ống cao áp polyetylen được chỉ định theo đường kính bên ngoài và tỷ lệ kích thước chuẩn thay vì theo đường kính quy định và số thứ tự. Tỷ lệ kích thước chuẩn, SDR, đơn giản là đường kính bên ngoài chia cho độ dày tấm rỗng. Một ống DN315 có tấm rỗng 18,7 mm có tỷ lệ SDR là 315 chia cho 18,7, bằng 16,8, và được chỉ định là SDR 17. Vì SDR là một tỷ lệ, mỗi ống trong một gia đình SDR có cùng chỉ số chịu áp suất bất kể kích thước, đây là một đặc tính tuyệt vời khiến việc chọn lớp áp suất độc lập với đường kính.
Điểm áp suất được lấy từ công thức căng lực vòng tròn được đảo ngược cho một ống có vách mỏng. Cho PE100 độ cứng tối thiểu cần thiết là 10,0 megapascal, và hệ số thiết kế tổng thể cho các ứng dụng nước là 1,25, cho phép áp suất thiết kế là 8,0 megapascal. Áp suất định danh trong megapascal sau đó bằng hai lần áp suất thiết kế chia cho SDR trừ một. Cho SDR 17 đó là 16 chia cho 16, hoặc 1,0 megapascal, tương đương với PN 10. Phương trình toán học tương tự tạo ra toàn bộ gia đình.
| SDR | Áp suất định danh với PE100 | Áp suất định danh với PE80 | Bề mặt theo phần trăm đường kính | Sử dụng thông thường cho cấp nước |
|---|---|---|---|---|
| SDR 26 | PN 6.3, thường được viết là PN 6 | PN 5 | 3,85 phần trăm | Mains có áp suất thấp, thay thế kênh, đường ống chính có đường kính lớn |
| SDR 21 | PN 8 | PN 6.3 | 4,76 phần trăm | Đường ống chính được bơm trên các khu vực điều khiển bằng đường thẳng |
| SDR 17 | PN 10 | PN 8 | 5.88 percent | General-purpose main and submain, the workhorse of the volume production |
| SDR 13.6 | PN 12.5 | PN 10 | 7.35 percent | Địa hình có độ cao cao, hệ thống phun áp suất và cấp liệu xoay vòng |
Mảng kích thước dưới đây thể hiện độ dày tường tối thiểu bằng milimet (mm) cho mỗi kết hợp trong phạm vi đường ống chính dự kiến sản xuất. Cụm công cụ và khu vực làm mát của đường ống được mô tả trong bài viết này có chiều rộng từ 4,2 mm đến 37,4 mm của tường, bao gồm đường kính DN110 SDR 26 ở đầu dày và đường kính DN630 SDR 17 ở đầu dày. Các kết hợp nặng hơn như DN630 SDR 13,6, có chiều rộng 46,3 mm, có thể sản xuất nhưng yêu cầu kích thước và chiều dài làm mát dài hơn và tốc độ đường ống chậm hơn, và nên được trích dẫn như một cấu hình mở rộng hơn là giả định.
| Đường kính nom | SDR 26 Wall | SDR 21 Wall | SDR 17 Wall | SDR 13.6 Wall | Approximate Trọng lượng máy đo at SDR 17 |
|---|---|---|---|---|---|
| DN110 | 4,2 mm | 5.3 mm | 6.6 mm | 8.1 mm | 2.05 kg per meter |
| DN160 | 6.2 mm | 7.7 mm | 9,5 mm | 11.8 mm | 4,29 kg mỗi mét |
| DN225 | 8.6 mm | 10.8 mm | 13.4 mm | 16.6 mm | 8,51 kg mỗi mét |
| DN315 | 12.1 mm | 15.0 mm | 18.7 mm | 23.2 mm | 16,62 kg mỗi mét |
| DN400 | 15.3 mm | 19.1 mm | 23.7 mm | 29.4 mm | 26,75 kg mỗi mét |
| DN500 | 19.1 mm | 23.9 mm | 29.7 mm | 36.8 mm | 41,90 kg mỗi mét |
| DN630 | 24.1 mm | 30.0 mm | 37.4 mm | 46.3 mm | 66,49 kg mỗi mét |
Trọng lượng mét là số điều khiển tất cả mọi thứ trên sàn sản xuất. Nó xác định tốc độ đường tại một đầu ra máy ép nhất định, nó xác định chi phí nhựa cho mỗi đoạn và nó là biến số mà đo độ dày tường trực tuyến cuối cùng kiểm soát. Một ống DN630 SDR 17 với trọng lượng 66,5 kg/mét nghĩa là một đoạn dài 12 mét nặng gần 800 kg, điều này ảnh hưởng đến khả năng nâng của xe nâng, thiết kế bàn xoay và bố trí sân đỗ như nó ảnh hưởng đến kinh tế sản xuất.
Các yêu cầu vật liệu PE100 cho đường ống cấp nước lớn
Các yêu cầu vật liệu PE100 cho đường ống cấp nước lớn
PE100 không phải là một loại nhựa mà là một phân loại. Nó có nghĩa là hợp chất đã chứng minh, thông qua thử nghiệm hydrostat kéo dài, một độ cứng tối thiểu là 10,0 megapascals ở 20 độ C trong suốt một đời sử dụng 50 năm với giới hạn tin cậy thấp hơn 97,5%. Bất kỳ hợp chất nào vượt qua thang này đều có thể được gọi là PE100, vì vậy hai viên PE100 có thể hành động khác nhau trên cùng một dây chuyền sản xuất.
| Property | Yêu cầu cho ống dẫn cấp nước chính | Hệ thống phương pháp thử | Tại sao điều này quan trọng trong sản xuất |
|---|---|---|---|
| Độ cứng tối thiểu yêu cầu | 10.0 megapascals | Tính toán hydrostat dài hạn theo tiêu chuẩn ISO 9080 | Đặt áp suất thiết kế là 8,0 megapascal và do đó quy đổi SDR sang PN |
| Áp suất thiết kế, nước ở nhiệt độ 20 độ C | 8,0 megapascal với hệ số thiết kế là 1,25 | Derived | Tính toán trực tiếp lớp áp suất; không có kiểm soát quá trình nào có thể khôi phục sự thiếu hụt nhựa ở đây |
| Tốc độ chảy khi nung ở 190 độ C và 5 kg | 0,2 đến 0,5 gram mỗi 10 phút | ISO 1133 | Tốc độ chảy nhựa thấp cho phép độ cứng cao và độ giãn thấp trên các tường dày; quá thấp và áp suất đầu và tải động cơ tăng lên |
| Sự thay đổi tốc độ chảy của hỗn hợp sau khi xử lý | Trong phạm vi cộng hoặc trừ 20 phần trăm của giá trị tổng hợp | ISO 1133 về mẫu ống | Một sự thay đổi lớn hơn cho thấy sự suy giảm nhiệt hoặc xoắn, hoặc sự mở dài chuỗi do oxy hóa |
| Tỷ trọng của hợp chất màu đen | 0,949 đến 0,960 gram mỗi centimet khối | ISO 1183 | Điều khiển độ cứng, tính toán trọng lượng ống và độ co rút khi kết tinh |
| Nồng độ bột đen | Từ 2,0 đến 2,5 phần trăm bằng khối lượng | ISO 6964 | Dưới 2,0 phần trăm, bảo vệ tia cực tím không đủ; trên 2,5 phần trăm, độ nhạy với vết nứt và độ đặc của chất nóng tăng |
| Dispersion bột đen | Độ 3 hoặc tốt hơn trên bảng đánh giá về ngoại hình | ISO 18553 | Các hạt kết tinh hoạt như điểm khởi đầu của vết nứt và gây ra các vết bẩn trên bề mặt nhìn thấy |
| Thời gian kích hoạt oxy hóa ở 200 độ C | 20 phút tối thiểu | ISO 11357-6 hoặc EN 728 | Xác nhận rằng bộ đệm chống oxy hóa đã tồn tại trong quá trình pha trộn và xay nén với thời gian dự phòng cho tuổi thọ |
| Độ kéo khi đứt | Tối thiểu 350 phần trăm | ISO 6259 | chỉ số độ dai; một sự giảm xuống cho thấy sự suy giảm, ô nhiễm hoặc quá trình tái nghiền |
| Vượt biên dọc | 3% tối đa | ISO 2505 | đo lường hướng định hình; các giá trị cao dẫn đến sự rút ra của các khớp và sự thay đổi kích thước |
Tại sao tốc độ chảy nóng thấp là không thể thay đổi đối với các ống dày
Giữa cửa ra của khuôn và ống đầu tiên có một vòng tròn không được hỗ trợ của chất lỏng nóng. Trên một ống DN630 SDR 17, vòng tròn đó nặng khoảng 66 kg mỗi mét và ở nhiệt độ khoảng 200 độ C, khi polyethylene hầu như không có độ cứng. Giới trọng lực tác dụng lên nó liên tục. Nếu độ cứng của chất lỏng không đủ, chất lỏng sẽ lún: phần đỉnh mỏng đi và phần đáy dày lên, tạo ra một lớp tường lệch tâm sẽ không đáp ứng yêu cầu độ dày tối thiểu ở trên, ngay cả khi trung bình là đúng.
Một PE100 chất lượng đường ống có MFR từ 0,2 đến 0,5 gram trong 10 phút ở nhiệt độ 190 độ C và khối lượng 5 kg, tương đương khoảng 0,02 đến 0,06 gram trong 10 phút ở điều kiện 2,16 kg, có tính đàn hồi của chất nóng để vượt qua khoảng cách này. Các hợp chất ở đầu của phạm vi này được ưa thích cho DN500 và lớn hơn; các hợp chất gần 0,5 dễ dàng vận hành ở DN110 đến DN250 khi độ giãn không là yếu tố giới hạn và hiệu suất cao có giá trị hơn độ bền của chất nóng. Một nhà sản xuất chạy toàn bộ phạm vi DN110 đến DN630 trên một dây chuyền thường sẽ lưu trữ hai hợp chất vì lý do chính xác này.
So sánh PE80, PE100 và PE100-RC
| Thương hiệu | PE80 | PE100 | PE100-RC |
|---|---|---|---|
| Độ cứng tối thiểu yêu cầu | 8.0 megapascals | 10.0 megapascals | 10.0 megapascals |
| Động lực thiết kế cho nước | 6.3 megapascals | 8.0 megapascals | 8.0 megapascals |
| Mặt dày cần thiết cho PN 10 tại DN315 | 23.2 mm tại SDR 13.6 | 18.7 mm tại SDR 17 | 18.7 mm tại SDR 17 |
| Kiến trúc phân tử | Unimodal hoặc nhẹ bimodal | Bimodal với comonomer trên phần tử trọng lượng phân tử cao | Bimodal với mật độ liên kết phân tử tăng cường |
| Khả năng chống phát triển chậm của vết nứt | Trung bình | Tốt, thường là hàng trăm giờ trong thử nghiệm ống có vết nứt | Rất cao, được thiết kế cho chịu được tải điểm và chịu được xước |
| Ứng dụng trồng cây thông thường | Đặc điểm kỹ thuật cũ, đường ống áp thấp | Tiêu chuẩn cho đường ống chính và đường ống phụ trong hố mở | Thiết kế không hố, bùn không có cát, đất đá |
| Chi phí vật liệu tương đối | Low | Trung bình | Cao |
| Tính chất của vật liệu trong quá trình ép | Khung quy trình rộng hơn, khả năng chống trượt ít hơn | Cần kiểm soát nhiệt độ cẩn thận | Giống như PE100, áp suất đầu vào cao hơn |
Trường hợp thương mại của PE100 so với PE80 trong đường ống cấp nước là do độ dày của ống. Để đạt PN 10 tại DN315, cần 23,2 mm PE80 nhưng chỉ 18,7 mm PE100, giảm 19% lượng resin mỗi mét và tương ứng tăng dung tích đường ống và do đó tăng khả năng vận chuyển. Đó là lý do tại sao PE100 đã thay thế PE80 trong hầu hết các dự án trồng trọt mới, và lý do tại sao một dây chuyền ép được thiết kế ngày nay nên được tối ưu hóa xung quanh tính chất của PE100.
PE100-RC đáng được đề cập một lần nữa vì các dự án trồng trọt ngày càng sử dụng các phương pháp không hố như cày và khoan định hướng để tránh làm tổn hại đến cây trồng đang trồng. Các phương pháp này kéo ống qua đá và để lại các điểm tải và vết xước trên bề mặt, tạo ra các điểm khởi đầu của vết nứt. Một hợp chất PE100-RC được thiết kế để chịu được sự lạm dụng chính xác đó, và thử nghiệm ống có vết nứt theo tiêu chuẩn ISO 13479 là phương thức chấp nhận thông thường. Từ góc độ của các dây chuyền ép, một hợp chất RC hoạt động tương tự như một hợp chất PE100 thông thường, do đó không cần thay đổi thiết bị; sự khác biệt là trong việc mua nguyên liệu và trong phương thức kiểm tra mà nhà sản xuất phải cam kết thực hiện.
Regrind, Masterbatch và Phân phối Nguyên liệu
Các nhà sản xuất ống cấp nước tạo ra lượng cắt đáng kể từ khởi động, thay đổi kích thước và đầu cắt. Tiêu chuẩn sản phẩm cho phép tái sử dụng nguyên liệu sạch, có thể theo dõi của nhà sản xuất từ cùng một hợp chất, và các nhà máy có kỷ luật vận hành 5 đến 10% regrind trong lớp vỏ ống chính mà không có sự mất mát tính chất đáng kể. Các điều khoản kiểm soát rất nghiêm ngặt: regrind phải đến từ cùng một gia đình hợp chất và cùng một màu, phải không có nhiễm bẩn, phải được nghiền thành hạt có kích thước gần với hạt nguyên liệu để không phân tán trong dòng nguyên liệu, và phải được cân đo lượng thay vì đo theo thể tích. Khi một nhà máy muốn chạy các phân đoạn regrind cao hơn hoặc tái chế phế liệu nguồn khác nhau, câu trả lời chính xác là chuyển các vật liệu đó qua các thiết bị tái chế riêng biệt như các dây chuyền rửa và nghiền của Polyretec, một nhà máy khác của Wanplas, và giữ các hạt nghiền được tạo ra cho các ứng dụng không chịu áp lực.
Hầu hết các ống cấp nước lớn được sản xuất từ hạt đen đã được chế biến sẵn, đây là cách an toàn nhất vì việc phân tán bột đen đã được thực hiện trong một máy ép hợp chất. Các nhà máy muốn pha một bột đen masterbatch vào PE100 tự nhiên tại đường ống ống phải chấp nhận trách nhiệm về phân tán, điều đó có nghĩa là một bột đen có chất dẫn có độ tương thích với hợp chất cơ bản, một thiết bị đo lượng chính xác bằng trọng lượng và một trục có khả năng trộn phân tán thích hợp. Khi một nhà sản xuất chế tạo bột đen của riêng mình, các máy ép đôi quay đồng trục được sản xuất bởi Kerke, một nhà máy của Wanplas, là công cụ thích hợp, vì phân tán bột đen là một nhiệm vụ của máy ép đôi trục và không phải là của máy ép trục đơn.
Hình dung cấu hình dây chuyền hoàn chỉnh
Một dây chuyền ép ống cứng cáp cho ngành trồng trọt là một chuỗi tám khối chức năng. Mỗi khối phải được thiết kế cho cùng một công suất, và khối yếu nhất xác định sản lượng của toàn bộ dây chuyền. Tóm tắt dưới đây là cho một cấu hình DN315 đến DN630; các cấu hình nhỏ hơn theo đuổi cùng một kiến trúc với thiết bị giảm bớt.
| Vị trí | Thiết bị | Tính năng chính | Điểm kích thước chính | Kết quả nếu kích thước quá nhỏ |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Máy hút chân không, silo và máy trộn đo trọng lượng | Chuyển và cân bằng hạt nhựa nguyên liệu, tái chế và bất kỳ loại masterbatch nào | Tốc độ chuyển tải ít nhất là 1,5 lần sản lượng đường ống | Khó khăn trong việc cung cấp nguyên liệu, sản lượng tăng đột biến, tỷ lệ tái nghiền sai lệch |
| 2 | Máy ép một vít có rãnh | Tạo ra, đồng nhất và tăng áp suất cho hỗn hợp | Đường kính vít và tỷ lệ chiều dài so với đường kính | Cấp cao sản lượng, nhiệt độ hỗn hợp vượt quá giới hạn, độ đồng nhất kém |
| 3 | Thay đổi màn hình và kiểm soát áp suất hỗn hợp | Bụi lắng đọng và ổn định áp suất đầu | Kích thước diện tích lọc so với công suất | Động thái áp suất đột biến, các hạt gel và vết bám trên thành |
| 4 | Đầu die có mâm xoắn hoặc rổ | Chuyển dòng hỗn hợp thành một vòng tròn đồng nhất | Dải đường kính, số vùng làm nóng | Các đường nối, lệch tâm thành, phạm vi đường kính bị hạn chế |
| 5 | Khối điều chỉnh áp suất chân không | Đặt đường kính bên ngoài và đóng băng lớp vỏ bên ngoài | Độ dài chân không và công suất bơm | Ovality, lệch đường kính, sụp đổ ống ở tốc độ cao |
| 6 | Hệ thống phun nước làm mát | Thải nhiệt còn lại qua thành | Tổng chiều dài bình và lưu lượng nước lạnh | Cảm nhiệt, co rút sau khi ép, sự thất bại của quá trình trở lại |
| 7 | Máy kéo Caterpillar | Vẽ ống theo tốc độ cố định và được kiểm soát chính xác | Số đường và lực kéo tổng thể | Chênh lệch, dấu chập, biến đổi trọng lượng thước đo |
| 8 | Máy cắt không lõi, bộ cắt góc, bàn xoay | Cắt theo chiều dài, chuẩn bị đầu, thải ra an toàn | Độ cắt đường kính và khả năng dày tường | Độc hại do bột cắt, đầu hàn kém, nguy cơ chấn thương khi vận chuyển |
Hai chức năng cắt xuyên suốt toàn dây chuyền. Đầu tiên là hệ thống điều khiển, nơi trên một dây chuyền hiện đại kết hợp tốc độ trục nén, tốc độ kéo ra và thiết bị đo dày tường trong dây chuyền thành một vòng đóng kín duy trì trọng lượng máy ở mức mục tiêu. Thứ hai là hệ thống nước lạnh, cung cấp cho bồn cân chỉnh, các bồn phun, bộ nạp có vết rãnh và máy lạnh dầu hộp số, và thường là phần mà người mua lần đầu tiên định mức thấp hơn.
Máy ép nhựa đơn trục có vách rãnh
Máy nén là trung tâm của dây chuyền và phần nạp có rãnh là điều làm cho máy nén ống PE hiện đại có cạnh tranh. Trong một máy nén ống trơn, hiệu suất phụ thuộc vào ma sát giữa lớp hạt và thành ống, và nó giảm khi áp suất tăng. Trong một máy nén ống có rãnh, các rãnh được cắt vào một ống cứng cứng ở đầu nạp và làm khóa lớp hạt rắn để nó được vận chuyển tích cực, gần như giống như một máy bơm chuyển động trục hoạt động trên các vật liệu rắn. Hiệu suất trở nên chủ yếu không phụ thuộc vào áp suất, hiệu suất cụ thể mỗi vòng quay tăng lên, và lợi thế thực tế so với một máy trơn trơn tương đương là 20 đến 40 phần trăm.
Kiểu bánh răng cấp liệu
Bánh răng thường có từ 6 đến 8 vết rãnh dọc hoặc hơi xoáy, giảm dần từ độ sâu tối đa ở miệng đến 0 trong khoảng 3 đến 5 đường kính của ốc vít. Độ sâu ở miệng là khoảng 4 đến 8 phần trăm đường kính ốc vít cho polyethylene. Vì công việc cơ học được thực hiện trên lớp rắn ở khu vực này tạo ra nhiều nhiệt ma sát, và vì sự nóng chảy quá sớm sẽ phá hủy thiết bị vận chuyển, bánh răng được làm mát bằng nước và cách nhiệt với vòng đệm cách nhiệt. Nhiệt độ nước cấp liệu thường được giữ trong khoảng 20 đến 40 độ C với một vòng tuần hoàn riêng; để nó trôi dạt trên 60 độ C sẽ tạo ra một lớp nhựa nóng trong các vết rãnh, lớp rắn mất độ bám và sản lượng giảm.
Sự cân bằng là áp lực. Máy nạp có rãnh tạo áp suất rất cao trong những đường kính đầu tiên, do đó, ống, bạc và bạc chịu lực phải được thiết kế cho điều này, và phần gốc của ốc vít trong khu vực nạp phải chắc chắn. Đây là một trong những lý do khiến máy nạp có rãnh không đơn giản là một máy ống trơn với lớp lót mới.
Kích thước trục
Ốc tiêu chuẩn cho ống PE có đường kính lớn trên máy nạp có rãnh là ốc có phần trộn phân phối. Phần rào ngăn phân tách bể nhựa ra khỏi lớp rắn còn lại để các viên nén chưa tan không thể được đẩy về phía trước vào phần đo lường, đây là nguyên nhân chính của gel và vết trắng trong một lớp vỏ ống dày. Vì khu vực nạp có rãnh đã vận chuyển mạnh mẽ, tỷ lệ nén là trung bình, thường nằm trong khoảng từ 2,0 đến 2,5 đến 1, thay vì 3 đến 1 hoặc cao hơn được sử dụng trên máy ống trơn.
Tỷ lệ chiều dài đến đường kính là 33 đến 1 đã trở thành tiêu chuẩn cho nhiệm vụ này. Nó cho đủ thời gian lưu trú để hoàn toàn tan trong sản lượng cao mà không có lịch sử cắt quá mức, và nó có thể chứa phần rào ngăn và một phần trộn trong 5 đường kính cuối cùng. Phần trộn thường là loại xoài, xoắn hoặc Maddock được chọn cho tác động phân phối hơn là phân tán, vì hợp chất đến đã được phân tán và công việc là làm đều các gradient nhiệt và độ nhớt trước khi nhựa đến đến khuôn.
| Mẫu máy xúc | Đường kính ốc và L/D | Sản lượng dự kiến trên PE100 | Đầu vào chính | Tốc độ ốc tối đa | Khu ấm nồi xúc | Dải đường kính ống được phục vụ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SJ-75/33 | 75 mm, 33 to 1 | 250 kg mỗi giờ | 90 kW | 120 vòng/phút | 5 | DN20 to DN160 |
| SJ-90/33 | 90 mm, 33 to 1 | 400 kg mỗi giờ | 132 kW | 110 vòng quay mỗi phút | 6 | DN63 đến DN250 |
| SJ-120/33 | 120 mm, 33 to 1 | 800 kg mỗi giờ | 250 kW | 100 vòng quay mỗi phút | 7 | DN160 đến DN450 |
| SJ-150/33 | 150 mm, 33 đến 1 | 1200 kg mỗi giờ | 315 kW | 90 vòng quay mỗi phút | 8 | DN250 đến DN630 |
Sản lượng dự kiến sẽ cho thấy một hỗn hợp PE100 đen với MFR gần 0,3 gram mỗi 10 phút ở điều kiện 5 kg, một phần cấp có vết lõm và được làm mát bằng nước, và áp suất đầu ống trong khoảng bình thường từ 25 đến 35 megapascal. Sử dụng năng lượng cụ thể thực tế trên một đường cấp lõm được điều chỉnh tốt chạy từ 0,20 đến 0,25 kilowatt giờ mỗi kg ở trục máy, đó là lý do tại sao công suất motor được cài đặt là khoảng một và một nửa lần yêu cầu lý thuyết: khoảng trống bao gồm mô-men xoắn khởi động, hỗn hợp lạnh và các biến động áp suất xảy ra khi thay đổi kích thước.
Chọn giữa máy 120 mm và 150 mm là quyết định phổ biến nhất mà người mua phải đối mặt. Nếu hỗn hợp hợp đồng tập trung vào DN315 và DN400, máy 120 mm với công suất 800 kg/h là đầu tư tốt hơn vì nó sẽ hoạt động gần điểm thiết kế của nó hầu hết thời gian, và một máy xúc hoạt động ở 80% công suất thiết kế là ổn định hơn về nhiệt và tiết kiệm năng lượng hơn một máy xúc hoạt động ở 40% công suất. Nếu DN500 và DN630 là sản phẩm chính, máy 150 mm là bắt buộc, vì tốc độ đường trên ống 66 kg/m ở 800 kg/h giảm xuống 0,20 m/phút, thấp đến mức thời gian lưu trữ trong thùng lạnh trở nên quá dài và chất lượng bề mặt bị suy giảm.
Kiến trúc đầu cán răng và đầu nắp bánh xe
Đầu đúc chuyển một dòng chảy nóng tròn từ máy nén thành một vòng tròn đồng đều. Cách thức nó làm điều đó quyết định phân bố độ dày của thành, sự có mặt hoặc không có sự xuất hiện của các đường nối, và tốc độ dòng có thể được đưa trở lại tiêu chuẩn sau khi thay đổi kích thước.
Nguyên lý cuộn ròng
Một đầu đúc cuộn ròng chia dòng chảy nóng vào một số cổng cấp liệu, thường từ sáu đến mười hai tùy theo kích thước của đầu đúc, và cung cấp từng dòng vào một đường ống xoắn ốc được chế tạo trên bề mặt cuộn ròng. Mỗi đường ống xoắn ốc trở nên ngày càng nông theo chiều dài của nó trong khi khoảng cách vòng tròn trên cuộn ròng trở nên ngày càng lớn. Do đó, chất nóng liên tục tràn ra từ mỗi đường ống xoắn ốc và vào vùng trùng lặp vòng tròn, nơi nó kết hợp với chất nóng từ các đường ống xoắn ốc lân cận. Đến khi chất nóng đến vùng đất của đầu đúc, nó đã được xếp lớp và kết hợp nhiều lần, và các đường nối mà một đầu đúc ròng rọc đơn giản sẽ để lại đã được loại bỏ hiệu quả.
Kết quả cho đường ống cấp nước là trực tiếp. Một đường nối là một mặt của sự kết nối phân tử yếu chạy dọc theo chiều dài của đường ống, và dưới áp lực vòng tròn liên tục, nó trở thành con đường thích hợp cho sự phát triển của vết nứt chậm. Một đường ống phải tồn tại trong một đời sống thiết kế thủy lực 50 năm không thể chịu được một vết nứt. Xử lý cuộn ròng là điều gì cho phép một đường ống PE hiện đại được xác nhận chống lại thử nghiệm 80 độ C, 1000 giờ ở 5,0 megapascal mà không bị hỏng.
Đầu đúc rổ cho đường kính lớn
Trên khoảng DN500, cấu trúc cuộn ròng đơn giản trở nên khó khăn. Các đường ống xoắn ốc phải rất dài, thời gian lưu trữ trong đầu đúc tăng lên, và chất nóng ở thành bên ngoài của đường ống cấp liệu có thể bị suy giảm trước khi thoát ra. Đầu đúc rổ, còn gọi là đầu đúc phân phối rổ hoặc đầu đúc rổ lưới, giải quyết vấn đề này bằng cách cấp chất nóng theo chiều ngang qua một bộ phân phối có hình dạng rổ có một số lỗ cấp liệu nhỏ, sau đó kết hợp các dòng trong một buồng trống vòng tròn ngắn. Kết quả là một con đường chảy ngắn hơn, thời gian lưu trữ thấp hơn, áp suất đầu thấp hơn cho cùng một sản lượng, và một phân bố đồng đều xung quanh đường kính.
Nhiều đầu đúc đường kính lớn hiện nay sử dụng một cấu trúc hỗn hợp: một bộ phân phối rổ để phân tán chất nóng theo chiều ngang, sau đó là một đoạn xoắn ốc ngắn để loại bỏ các dòng chảy còn lại từ các lỗ cấp liệu của rổ. Cho một dòng có ý định chạy DN500 và DN630 ở sản lượng thương mại, cấu trúc hỗn hợp này là cấu trúc được đề xuất. Dưới DN450, một đầu đúc cuộn ròng đơn giản là hoàn toàn thích hợp và đơn giản hơn để làm sạch.
| Die Head Parameter | DN110 to DN250 Head | DN200 to DN450 Head | DN315 đến DN630 Head |
|---|---|---|---|
| Nguyên tắc phân phối | Mô đun xoắn ốc, 6 đến 8 vòng xoắn ốc | Mô đun xoắn ốc, 8 đến 10 vòng xoắn ốc | Máy phân phối hình giỏ với phần xoắn ốc ngắn |
| Nhiệt độ nung thiết kế | 28 đến 35 megapascals | 26 đến 33 megapascals | 25 đến 32 megapascals |
| Khu ấm trên đầu | 4 | 5 đến 6 | 6 đến 8 |
| Khe die tương đối với độ dày của tường | 1,15 đến 1,30 | 1,20 đến 1,32 | 1,22 đến 1,35 |
| Phương pháp định vị | Sáu móc vít trắc địa trên vòng đai die | Sáu móc vít, thiết lập máy đo chỉ số | Tám móc vít, cắt khu ấm để kiểm soát chính xác |
| Thời gian lưu trú của chất lỏng trung hòa tiêu chuẩn | Dưới 2 phút | 2 đến 4 phút | 3 đến 6 phút |
Khe die, rút xuống và định vị
Khe die luôn lớn hơn độ dày của tường hoàn thành vì ống được rút xuống giữa cửa ra của die và ống định hình. Tỷ lệ khe die và độ dày tường, thường là 1,15 đến 1,35 cho ống PE, phải được kết hợp với tỷ lệ tương ứng của đường kính bên ngoài die và đường kính ống định hình để cân bằng việc rút xuống trong cả hướng thẳng đứng và vòng tròn. Một quá trình rút xuống không cân bằng làm cho các chuỗi polymer hướng theo trục của ống, điều này được thể hiện sau đó bằng sự đảo ngược quá mức theo chiều dọc và, trong quá trình sử dụng, bằng sự giảm khả năng chống lại sự phát triển chậm của vết nứt.
Đặt trung tâm là điều chỉnh đơn giản nhất thường bị thực hiện sai trên đường ống. Các vít tròn trên vòng đai nén làm thay đổi vị trí của vòng nén so với mô đun, và là điều chỉnh chính; điều chỉnh chính xác được thực hiện bằng cách cắt các điểm cài đặt khu vực đun nóng riêng lẻ xung quanh đường kính đầu, vì một phần nóng hơn có độ nhớt thấp hơn và chảy nhanh hơn. Thực tiễn hiện đại là đặt trung tâm bằng một máy chỉ thị khi còn lạnh, xác nhận bằng đo độ dày trên đoạn cắt đầu tiên, và sau đó điều chỉnh bằng máy đo siêu âm trực tuyến khi đường ống đang chạy. Trên đầu DN630, sự lệch tâm 1 milimet là một sai lầm thường gặp khi không được sửa chữa, vì điều này sẽ làm lãng phí nhiều chất nhựa trong một chuỗi sản xuất, vì người vận hành phải tăng độ dày trung bình để giữ phần mỏng hơn ở mức trên mức tối thiểu.
Khối lượng cân bằng chân không và thiết kế bao quy đầu
Khối điều chỉnh áp suất chân không fixes the outside diameter of the pipe and freezes a self-supporting outer skin. It is the machine that turns a soft annulus of melt into a dimensionally defined product, and on a large-diameter irrigation main line it is often the physically largest and most expensive single item after the extruder.
Cách thức điều chỉnh áp suất chân không hoạt động
Tấm chảy rời khỏi đầu đúc và đi vào một ống điều chỉnh kích thước có đường kính bên trong bằng với đường kính bên ngoài của đường ống mục tiêu cộng với một khoản giảm kích thước. Hệ thống bao quanh ống điều chỉnh được giữ dưới áp suất bán chân không, trong khi đường ống của đường ống vẫn ở áp suất bình thường. Kết quả là áp suất khác nhau đẩy thành dày của đường ống ra ngoài so với ống điều chỉnh. Nước được phun lên ống điều chỉnh và bề mặt của đường ống, do đó lớp vỏ cứng được hình thành trong khi nó được giữ trong tiếp xúc với bề mặt tham chiếu, và một khi có vài milimet từ lớp vỏ cứng đã hình thành, đường ống giữ được đường kính của nó.
Nồng độ áp suất chân không là điều khiển quá trình chính. Vùng hoạt động cho đường ống PE là từ âm 0,02 đến âm 0,06 megapascals so với bầu khí quyển. Đường ống mỏng như DN110 SDR 26 cần phần cuối của phạm vi, vì áp suất khác nhau quá nhiều sẽ đẩy thành dày cứng vào ống điều chỉnh và tạo ra dấu vết kéo hoặc thậm chí làm sụp đường ống vào bên trong ở đầu cuối của buồng. Đường ống dày như DN630 SDR 17 cần phần đầu của phạm vi, vì thành dày cứng và dòng chảy nóng nặng, và thiếu áp suất khác nhau để đường ống quá nhỏ và tròn. Áp suất chân không phải ổn định: biến động hơn 0,005 megapascals cho thấy trực tiếp là một nhịp độ đường kính, là lỗi vòng tròn gậy gỗ truyền thống.
Vật liệu và hình dạng ống điều chỉnh
Các ống điều chỉnh được làm từ đồng hoặc từ thép không gỉ. Đồng có nhiệt độ dẫn cao hơn, do đó nó lấy nhiệt nhanh hơn và tạo ra một bề mặt bóng hơn, và nó là lựa chọn truyền thống cho đến khoảng DN400. Thép không gỉ cứng hơn, giữ kích thước đường kính của nó lâu hơn trong điều kiện sử dụng mài mòn và không phát triển bề mặt oxit mà đồng cuối cùng sẽ có, do đó nó thống trị ở các đường kính lớn nơi một ống điều chỉnh là đắt tiền để thay thế. Cả hai cách, ống điều chỉnh được khoan hoặc có rãnh để áp suất chân không có thể tác động thông qua nó lên bề mặt đường ống, và mẫu rãnh phải bị lệch để không có đường chéo dài liên tục của các rãnh để lại một vết trơn trên đường ống.
Độ dài ống điều chỉnh thường là 1,0 đến 1,5 lần đường kính của đường ống cho kích thước nhỏ và giảm theo tỷ lệ tại các đường kính lớn, nơi ống điều chỉnh trở thành một vòng tròn chính xác ngắn được hỗ trợ bởi một loạt các vòng đệm và khu vực phun. Góc cạnh nhập là quan trọng: quá sắc và nó sẽ cắt chất nóng vào, quá nông và chất nóng sẽ không đặt đúng.
| Tank Parameter | Kích thước DN110 đến DN250 | Kích thước DN250 đến DN450 | Kích thước DN400 đến DN630 |
|---|---|---|---|
| Number of tank sections | 1 to 2 | 2 | 2 to 3 |
| Tổng chiều dài hiệu quả | 6 to 9 meters | 9 to 12 meters | 12 đến 18 mét |
| Working vacuum | Từ âm 0,02 đến âm 0,04 megapascals | Từ âm 0,03 đến âm 0,05 megapascals | Từ âm 0,04 đến âm 0,06 megapascals |
| Màu sắc của vỏ ống | Brass | Đồng hoặc không gỉ | Stainless steel 304, reinforced frame |
| Longitudinal travel | Plus or minus 300 millimeters, motorized | Plus or minus 400 millimeters, motorized | Plus or minus 500 millimeters, motorized |
| Lateral and height adjustment | Plus or minus 50 millimeters | Plus or minus 75 millimeters | Plus or minus 100 millimeters |
| Vacuum pump arrangement | Single water ring pump | Two water ring pumps, independent chambers | Two or three pumps, independently regulated chambers |
| Independent vacuum chambers matter more than buyers expect. Splitting the tank into two or three separately regulated chambers lets the operator apply a strong differential at the entry, where the pipe most needs to be pressed against the sleeve, and a gentler one further along, where the skin is already formed and excess vacuum only creates drag. On DN630 work this staged profile is often the difference between meeting the ovality tolerance and chasing it all shift. | Water Level, Spray and Support | Inside the tank the pipe is supported by adjustable roller or ring supports that keep it centered as it cools. On heavy pipe these supports carry real load and must be adjusted at every size change; a support left low will let the pipe sag between stations and add measurable ovality. Water is delivered both by flooding to a controlled level and by spray nozzles arranged in rings. The flooded section gives high heat transfer on the lower half of the pipe; the sprays even out the circumferential heat removal so the crown cools at the same rate as the invert. If the sprays are blocked by scale, the crown cools more slowly, shrinks more after the tank, and the pipe develops both ovality and a wall thickness bias. | Spray Cooling Tanks and the Cooling Gradient |
After the calibration tank the pipe outside diameter is fixed, but on a thick-wall irrigation main the core is still molten. The spray cooling tanks that follow have one job: remove the remaining heat from the inside of the wall outward, slowly enough that the pipe does not build damaging residual stress and quickly enough that the line does not need to be a hundred meters long.
The Thermal Load
Cooling polyethylene from a melt temperature near 200 degrees Celsius to a handling temperature near 40 degrees Celsius requires the removal of roughly 600 kilojoules per kilogram, combining sensible heat with the latent heat released as the polymer crystallizes. At 1000 kilograms per hour that is about 167 kilowatts of continuous heat rejection. If the cooling water is allowed a temperature rise of 5 degrees Celsius across the line, the required circulation is close to 29 cubic meters per hour. A practical design figure of 25 to 35 cubic meters per hour of chilled water per 1000 kilograms of hourly output, at a 4 to 6 degree Celsius rise, covers most cases and should be checked against the chiller specification before the line is ordered.
Line Output
Heat to Reject
Chilled Water Flow at 5 K Rise
Recommended Chiller Duty with Margin
| Typical Total Cooling Length | 250 kg per hour | Approximately 42 kilowatts | 250 kg mỗi giờ | 55 to 65 kilowatts |
|---|---|---|---|---|
| 250 kg mỗi giờ | 400 kg per hour | 9 to 12 meters | 400 kg mỗi giờ | 9 to 12 meters |
| 400 kg mỗi giờ | 800 kg per hour | 12 đến 18 mét | 800 kg mỗi giờ | 12 đến 18 mét |
| 800 kg mỗi giờ | 170 to 200 kilowatts | 18 đến 30 mét | 170 to 200 kilowatts | 18 đến 30 mét |
| 1200 kg mỗi giờ | Khoảng 200 kilowatt | 34 đến 42 mét khối mỗi giờ | 250 đến 300 kilowatt | 30 đến 48 mét |
Tại sao Gradient Làm Hơi Nóng Đến Lạnh
Cảm giác muốn chạy nước lạnh nhất có thể ở mọi nơi là sai lầm. Ngưng tụ lớp vỏ bên ngoài của một tường dày trong khi lõi vẫn đang nóng. Điều này giữ một gradient nhiệt độ dốc. Khi lõi sau đó nguội và thu hẹp, nó kéo một lớp vỏ đã cứng lại, và ống hoàn thành mang lớp vỏ bên ngoài trong trạng thái căng và lớp vỏ bên trong trong trạng thái căng. Các căng thẳng còn lại làm giảm khả năng chống lại sự phát triển của vết nứt chậm chạp chính xác ở nơi ống chịu áp lực vòng tròn trong quá trình sử dụng, và chúng xuất hiện như sự đảo ngược dài theo chiều dọc trong thử nghiệm tiêu chuẩn.
Cấu trúc chính xác là một gradient. Hệ thống bồn cân bằng và bồn phun đầu tiên hoạt động ở nhiệt độ 16 đến 20 độ C, đủ ấm để kết tủa một lớp vỏ được kiểm soát mà không làm cho nó bị sốc. Các bồn tiếp theo giảm xuống đến 12 đến 15 độ C, và bồn cuối cùng có thể hoạt động ở nhiệt độ thấp nhất có thể để làm giảm bề mặt để xử lý. Dưới khoảng 10 độ C, không có lợi ích gì và có nguy cơ xảy ra các vấn đề về kết tủa trong các xưởng có độ ẩm cao. Mỗi bồn nên có hệ thống điều khiển nhiệt độ riêng và đường trở về riêng để gradient có thể được duy trì thực sự thay vì được giả định.
Độ dài làm mát giảm theo chiều ngang của dày dày tường, vì sự truyền nhiệt qua tường là yếu tố quyết định. Đây là lý do tại sao ống DN630 SDR 17 có dày tường 37,4 mm cần nhiều lần chiều dài của bình so với ống DN160 với cùng công suất, và lý do tại sao một đường ống được thiết kế để đạt DN630 phải được bố trí với không gian để đặt 30 đến 48 mét làm mát từ đầu. Thay đổi chiều dài bình vào một xưởng đã được xây dựng cho đường ống DN400 là một trong những sai lầm đắt nhất trong ngành này.
Máy xúc Caterpillar, cắt không lõi và xử lý ống
Cấu hình kéo ra xác định tốc độ đường ống và do đó, kết hợp với sản lượng của máy xay, trọng lượng mét của ống. Nó có hai yêu cầu là độ bám mà không biến dạng và ổn định tốc độ mà không có sóng.
Cấu hình kéo ra
Các đường dẫn được bố trí đối xứng xung quanh ống, và số lượng tăng theo đường kính và độ dày của tường vì độ bám phải được phân bổ để tránh làm phẳng ống. Bốn đường dẫn phục vụ ống nhỏ và trung bình, sáu đường dẫn xử lý phạm vi trung bình, và tám đường dẫn được sử dụng cho DN500 trở lên khi ống nặng và lực kéo cần thiết cao. Mỗi đường dẫn được tải bằng khí nén hoặc servo-hydraulic để có thể thiết lập áp lực nắm giữ chính xác; quá ít và các đường dẫn trượt, tạo ra biến động trọng lượng mét, quá nhiều và các đệm để lại dấu vết hoặc đẩy ống ra khỏi vòng tròn khi nó vẫn còn nóng ở trung tâm.
| Mẫu máy kéo ra | Number of Caterpillar Tracks | Cường độ kéo tối đa | Máy xúc Caterpillar, cắt không lõi và xử lý ống | Đường kính ống | Động cơ |
|---|---|---|---|---|---|
| Thiết bị nén | 4 | 20 kilonewton | 0,3 đến 30 mét mỗi phút | DN20 to DN160 | Máy servo với giảm tốc |
| Trung bình | 4 đến 6 | 40 kilonewton | 0,2 đến 15 mét mỗi phút | DN63 đến DN315 | Máy servo với giảm tốc |
| Lớn | 6 | 60 kilonewton | 0,1 đến 10 mét mỗi phút | DN200 đến DN500 | Máy servo kép, đồng bộ hóa điện tử |
| Cực nặng | 8 | 80 đến 120 kilonewton | 0,1 đến 6 mét mỗi phút | DN315 đến DN630 | Máy servo bốn trục, đồng bộ hóa điện tử |
Tốc độ ổn định là điều phân biệt một máy kéo ra tốt với một máy đủ. Khi vận tốc là 0,30 mét mỗi phút, tức là điểm hoạt động của DN630 SDR 17 là 1200 kilogram mỗi giờ, động cơ đang chạy ở một phần nhỏ của tốc độ định mức và bất kỳ sự giật, khoảng cách hay rung điều khiển nào cũng chuyển trực tiếp thành sự thay đổi độ dày của tường theo chiều dài ống. Các động cơ servo với các cảm biến độ phân giải cao và các giảm tốc đã được tải trước là cần thiết ở tốc độ này; một động cơ đồng bộ không đồng bộ điều khiển bằng biến tần đơn giản sẽ không duy trì sự mượt mà cần thiết.
Kiểm soát trọng lượng ống theo chu trình đóng
Cấu trúc hiện đại kết hợp ba yếu tố. Một thiết bị đo dày ống bằng siêu âm trong dòng đo dày ống đo dày ống ở nhiều vị trí theo chiều quỹ đạo ngay sau phần làm mát. Hệ thống điều khiển so sánh trọng lượng ống được tính toán với mục tiêu và điều chỉnh tốc độ kéo, với tốc độ trục xúc tác là tốc độ điều chỉnh chậm hơn. Vì việc tăng tốc độ kéo khi sản lượng liên tục làm mỏng ống, và ngược lại, chu trình là trực tiếp và nhanh. Một chu trình được điều chỉnh tốt giữ trọng lượng ống trong khoảng một phần trăm, điều này cho phép nhà sản xuất chạy một ống mục tiêu chỉ cao hơn mức tối thiểu tiêu chuẩn một chút thay vì mang theo một khoảng trống an toàn lớn.
Cắt, cắt góc và xả không có lõi
Cắt ống PE lớn bằng máy cắt có răng tạo ra bột, và bột trong ống nước là không thể chấp nhận được. Cắt không có lõi giải quyết vấn đề này bằng một dao tròn cứng được đẩy dần vào ống quay, thay vì loại bỏ vật liệu, và để lại một mặt vuông sạch không có bột. Đây là phương pháp được ưa thích cho ống có dày tường trung bình. Trên khoảng 25 đến 30 milimet (mm) dày tường, lực cần thiết cho cắt không có lõi trở nên rất cao, và một máy cắt hành tinh được sử dụng thay thế: ống được cố định, một đĩa cắt quay quanh nó dưới điều khiển số, và một ống thu bột thu thập bột tại nguồn. Hai loại này di chuyển cùng với ống trong quá trình cắt nên dòng không bao giờ ngừng.
Cắt mép diễn ra ngay sau đó. Một mép cắt trên đầu ống cần thiết cho các khớp ống và mặt gối và hữu ích ngay cả cho liên kết hàn chéo vì nó bảo vệ mặt cuối khi ống đang được vận chuyển. Các đầu cắt mép tự động được gắn trên xe cắt và xử lý trong cùng một chu trình.
Xả phụ thuộc vào đường kính. ống có đường kính DN110 trở xuống thường được cuộn, và một máy cuộn với lực kéo lùi được kiểm soát và một trạm buộc dây là đơn vị xuống dòng thích hợp; cuộn tiết kiệm rất nhiều công sức dán nối trong thực tế vì một dải có thể được đặt trong một chiều dài liên tục. Trên một đường DN630 nơi mỗi đoạn 12 mét nặng gần 800 kg, bàn xoay phải được giảm chấn thủy lực và kết nối, và khung nhận phải được thiết kế để giữ ống mà không có lực điểm tạo ra các điểm phẳng khi lõi còn ấm.
Upstream và Inline thiết bị phụ trợ
Thiết bị phụ trợ là nơi những người mua không có kinh nghiệm tiết kiệm và những người có kinh nghiệm không làm vậy. Mỗi thiết bị dưới đây có một đường dẫn trực tiếp đến một lỗi trong ống đã hoàn thành.
- Tải bằng chân không và truyền tải trung tâm.Bột phải đến khoang chứa máy ép nhanh hơn tốc độ mà trục có thể tiêu thụ nó, với khoảng trống. Tốc độ truyền tải ít nhất gấp một lần sản lượng đường ống ngăn ngừa mức độ khoang chứa thay đổi, và mức độ khoang chứa thay đổi gây ra sự biến đổi về mật độ khối, xuất hiện như sự tăng đột biến của sản lượng.
- Trộn theo trọng lượng.Khi bổ sung lại hoặc hỗn hợp chủ đạo, một máy trộn theo trọng lượng là cần thiết thay vì một máy trộn theo thể tích. Bột tái chế có mật độ khối khác với bột nguyên sinh và sự khác biệt thay đổi theo hình dạng hạt, do đó, việc trộn theo thể tích của bột tái chế thực sự không được kiểm soát.
- Sấy khô.Polyethylene không hấp thụ nước, do đó, hỗn hợp ống thường không cần sấy. Nó cần được bảo vệ khỏi sự kết tủa bề mặt. Bột được chuyển từ một silo lạnh vào một xưởng ấm có thể mang theo nước bề mặt biến thành hơi nước trong ống và xuất hiện như các bọt và các lỗ trong một lớp dày. Một máy sấy khoang bằng không khí nóng ở 70 đến 80 độ C trong một đến hai giờ loại bỏ vấn đề đó, và nó thực sự cần thiết cho hỗn hợp đen bột và cho bất kỳ bột tái chế nào được lưu trữ ngoài trời.
- Máy thay màn hình.Một tấm thủy lực hoặc máy thay màn hình liên tục bảo vệ khuôn khỏi bị ô nhiễm và, cũng quan trọng không kém, cung cấp một áp suất chống lại. Các loại liên tục cho phép thay màn hình mà không ngừng dòng, điều này trên một sản phẩm có dày tường và mất hai mươi phút để ổn định là đáng giá rất nhiều.
- Thiết bị đo áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp nóng.Một cảm biến trước máy thay màn hình và một sau đó cho phép người điều khiển biết được độ giảm áp suất qua màn hình, đây là chỉ số sạch nhất cho biết khi cần thay màn hình. Một cảm biến nhiệt ở đầu nối khuôn là phương pháp đo chính xác nhất về nhiệt độ hỗn hợp thực tế; các đọc vùng thân là nhiệt độ của thân, không phải nhiệt độ hỗn hợp.
- Thiết bị đo dày tường bằng siêu âm trong dòng.Một thiết bị đo dày tường bằng siêu âm đa cảm biến đo dày tường ở bốn, sáu hoặc tám vị trí theo chiều quỹ đạo và tính toán dày tường tối thiểu, dày tường trung bình, độ tròn và sự lệch tâm trong thời gian thực. Trên một đường chạy hỗn hợp PE100 đắt tiền với tốc độ 1200 kg/h, thiết bị này là một trong những thiết bị trả tiền nhanh nhất trong nhà máy.
- Injet mực.Tiêu chuẩn sản phẩm yêu cầu đánh dấu bền bỉ theo khoảng cách trên ống, thể hiện nhà sản xuất, kích thước, SDR hoặc lớp áp suất, chỉ định vật liệu, tham chiếu tiêu chuẩn và dữ liệu theo dõi sản xuất. Máy in mực tốc độ dòng có thể xử lý điều này, và mã theo dõi mà nó in ra là điều giúp nhà sản xuất xác định một cửa sổ sản xuất cụ thể nếu một lô nào đó bị nghi ngờ.
Quy trình tính toán các tham số cửa sổ và tốc độ đường ống
Các thiết lập quá trình cho ống PE100 là ít về việc tìm kiếm một số liệu thần kỳ và nhiều về việc duy trì một khoảng cách hẹp một cách liên tục. Các cửa sổ dưới đây là điểm khởi đầu cho một hợp chất PE100 đen với MFR gần 0,3 gram mỗi 10 phút ở điều kiện 5 kilogram, và nên được chỉnh sửa cho hợp chất và đầu máy cụ thể.
| Khu vực | Cân chỉnh phạm vi | Mục đích và logic điều chỉnh |
|---|---|---|
| Nước cấp cho bụi | Từ 20 đến 40 độ C | Giữ lớp đất rắn chặt vào các vết lõm; không bao giờ để nhiệt độ vượt quá 60 độ C |
| Khu ống 1 | Từ 170 đến 180 độ C | Bắt đầu làm mềm mà không cho phép lớp nhựa chảy ra sẽ làm chết hệ thống vận chuyển có vết lõm |
| Khu ống 2 | Từ 180 đến 190 độ C | Làm nguội chính; tăng nhiệt nếu xuất hiện lớp nhựa chưa nguội, giảm nhiệt nếu tải động cơ thấp và lớp nhựa nóng quá |
| Khu vực thân 3 | 190 đến 200 độ C | Hoàn thành quá trình nóng trước ph��n rào chắn |
| Khu vực thân 4 đến 6 | 195 đến 205 độ C | Xử lý và đồng nhất; giữ phẳng để tránh hiện tượng sọc nhiệt |
| Máy thay đổi màn hình và bộ chuyển đổi | 200 đến 210 độ C | Nóng nhẹ để giảm sự giảm áp suất trên bộ lọc màn hình |
| Khu vực thân đầu đúc | 195 đến 210 độ C | Các khu vực riêng lẻ được cắt giảm vài độ để khắc phục sự lệch tâm của tường xung quanh |
| Khu vực mép đúc | 190 đến 200 độ C | Nhiệt độ mép thấp hơn giúp tăng cường độ chảy; tăng nếu xuất hiện sự vỡ của chất lỏng |
| Nhiệt độ thực tế của chất lỏng ở bộ chuyển đổi | 195 đến 215 độ C | Đối tượng điều khiển; trên 220 độ C, nguy cơ sụp đổ và oxy hóa tăng đột biến |
| Nhiệt độ chất lỏng đầu đúc | 25 đến 35 megapascals | Tăng áp suất với tốc độ không đổi có nghĩa là màn hình bị tắc hoặc nhiệt độ chất lỏng giảm |
Tốc độ vít, sản lượng và tốc độ đường
Trên một máy ép nén có rãnh, mối quan hệ giữa tốc độ trục và sản lượng gần như là đường thẳng trong hầu hết phạm vi hoạt động, đây là một trong những lợi thế thực tế lớn của thiết bị. Một máy có đường kính 150 mm cung cấp 1.200 kg mỗi giờ với tốc độ quay 90 vòng mỗi phút, sản lượng cụ thể là khoảng 13,3 kg mỗi giờ mỗi vòng quay, và sản lượng này nằm trong phạm vi vài phần trăm từ khoảng 30 vòng quay mỗi phút trở lên. Dưới đó, mối quan hệ trở nên không thể dự đoán được khi nhiệt độ từ ống bắt đầu chiếm ưu thế hơn so với nhiệt độ ma sát.
Tốc độ đường phụ thuộc trực tiếp vào sản lượng chia cho trọng lượng mét. Vì trọng lượng mét tăng nhanh theo đường kính, tốc độ đường và độ dày tường có mối liên hệ ngược lại một cách khiến các nhà sản xuất chuyển từ đường ống nhỏ sang lớn phải ngạc nhiên.
| Sản phẩm | Dày tường | Trọng lượng máy đo | Xuất liệu của máy nén | Tốc độ đường sản phẩm | Độ dài làm lạnh cần thiết |
|---|---|---|---|---|---|
| DN110 SDR 26 | 4,2 mm | 1,33 kg mỗi mét | 250 kg mỗi giờ | 3,13 mét mỗi phút | 9 to 12 meters |
| DN160 SDR 17 | 9,5 mm | 4,29 kg mỗi mét | 400 kg mỗi giờ | 1.55 mét mỗi phút | 12 đến 15 mét |
| DN225 SDR 17 | 13.4 mm | 8,51 kg mỗi mét | 600 kg mỗi giờ | 1.18 mét mỗi phút | 15 đến 21 mét |
| DN315 SDR 17 | 18.7 mm | 16,62 kg mỗi mét | 800 kg mỗi giờ | 0.80 mét mỗi phút | 21 đến 27 mét |
| DN400 SDR 17 | 23.7 mm | 26,75 kg mỗi mét | 1000 kg mỗi giờ | 0.62 mét mỗi phút | 27 đến 36 mét |
| DN500 SDR 21 | 23.9 mm | 34.14 kg per meter | 1100 kg mỗi giờ | 0.54 mét mỗi phút | 30 đến 39 mét |
| DN630 SDR 17 | 37.4 mm | 66,49 kg mỗi mét | 1200 kg mỗi giờ | 0.30 mét mỗi phút | 36 đến 48 mét |
Dòng DN315 SDR 17 đáng để lưu ý vì đây là sản phẩm chính của trang trại phổ biến nhất. Với tường 18.7 mm và 16,62 kg mỗi mét, một máy ép 800 kg mỗi giờ cho ra 0.80 mét mỗi phút, hoặc 48 mét mỗi giờ, tương đương với bốn đoạn 12 mét mỗi giờ. Để đẩy sản phẩm này lên 1.0 mét mỗi phút, cần 1000 kg mỗi giờ, và khả năng đạt được điều đó hoàn toàn phụ thuộc vào việc liệu hệ thống làm mát có thể cung cấp nhiệt độ lõi thấp đến mức vượt qua thử nghiệm đảo ngược hay không. Tốc độ sản xuất trên ống dày có liên quan đến hệ thống làm mát trước khi có liên quan đến máy ép.
Quy trình khởi động, tắt máy và thay đổi kích thước
Ống dày lớn có đường kính trừng phạt những lần khởi động không cẩn thận. Một trình tự nghiêm ngặt giúp tiết kiệm cả chất liệu và thời gian.
Khởi động ở nhiệt độ thấp
- Ngâm ống, bộ chuyển đổi và đầu cán ở nhiệt độ đặt trước trong vòng hai giờ trước khi quay trục, và lâu hơn cho đầu cán có cỗ kéo lớn. Các băng làm nóng đạt nhiệt độ đặt trước trước khi khối thép phía sau nó, và quay một trục chống lại polymer lạnh trong đầu là nguyên nhân phổ biến nhất của các mũ cắt bị vỡ và bạc bị hư hại.
- Xác nhận nước làm mát bọc lăn đang tuần hoàn và ở nhiệt độ trước khi bất kỳ viên nén nào được đưa vào khoang.
- Bắt đầu trục quay ở tốc độ thấp, từ năm đến mười vòng mỗi phút, và theo dõi áp suất của vật liệu. Đừng tăng tốc độ cho đến khi vật liệu chảy ra đều từ toàn bộ vòng ngoài của đầu cán.
- Xả cho đến khi vật liệu chảy ra sạch và không bị đổi màu, sau đó tăng tốc độ trục theo từng bước, cho phép áp suất và nhiệt độ của vật liệu chảy ổn định ở mỗi bước.
- Đẩy ống chảy vào ống điều chỉnh bằng tay với một dây kéo và đầu cắm khởi động, áp dụng áp suất giảm dần từ 0 đến mức hoạt động thay vì một bước.
- Kết nối hệ thống kéo ra ở tốc độ thấp, sau đó tăng tốc cả hệ thống kéo ra và trục quay cùng một lúc về điểm hoạt động trong khi theo dõi độ dày tường tr��n máy đo trực tuyến.
- Cắt và bỏ đi các đoạn đầu tiên, đo đường kính, hình oval và tường ở tám vị trí, và điều chỉnh trung tâm trước khi cam kết vào sản xuất.
Thay đổi kích thước
Một nhà máy được tổ chức tốt với một xe cán thay đổi nhanh, công cụ dự phòng đã được làm nóng và các thang đo vị trí được đánh dấu trên các đường ray của thùng có thể thay đổi giữa các kích thước liền kề trong hai đến ba giờ và giữa các cực như DN160 và DN630 trong một ca làm việc. Một nhà máy không có các quy định đó thường mất gấp đôi thời gian. Vì thời gian thay đổi kích thước là sản lượng bị mất hoàn toàn, các quy định thay đổi nhanh là một trong những tùy chọn có lợi nhất trong bảng giá của một đường ống, đặc biệt đối với các nhà sản xuất cung cấp hợp đồng trồng trọt đa dạng, nơi mỗi dự án cần nhiều đường kính.
Một nhà máy được tổ chức tốt với một xe đổi die nhanh, công cụ dự phòng đã được làm nóng và các thang đo vị trí được đánh dấu trên đường ray bình thường có thể thay đổi giữa các kích thước lân cận trong hai đến ba giờ và giữa các kích thước cực đại như DN160 và DN630 trong một ca làm việc. Một nhà máy không có các quy định này thường mất gấp đôi thời gian. Vì thời gian thay đổi là sản lượng bị mất hoàn toàn, các quy định đổi die nhanh là một trong những tùy chọn có lợi nhất trên một bảng giá đường ống, đặc biệt là đối với các nhà sản xuất cung cấp hợp đồng trồng trọt đa dạng, nơi mỗi dự án cần nhiều kích thước khác nhau.
Tắt máy
Để dừng ngắn, giảm tốc độ trục nén xuống mức tối thiểu, duy trì nhiệt độ của khuôn và giữ đầu máy đầy chất nung; polyethylene có thể chịu đựng thời gian ngắn ở nhiệt độ 200 độ C mà không gặp khó khăn. Để dừng lâu hoặc thay đổi vật liệu, hãy làm sạch ống và đầu máy bằng chất rửa hoặc polyethylene nguyên chất, sau đó hạ nhiệt độ đầu khuôn. Không bao giờ để đầu khuôn đầy chất đen tắc nghẽn ở nhiệt độ trong suốt đêm; lượng chất đen làm tăng tải nhiệt ở bộ bảo vệ chống oxy hóa và sản phẩm đầu tiên được nén ra vào sáng hôm sau sẽ đầy chất gel bị phân hủy phải được rửa sạch.
Tiêu chuẩn sản phẩm và chế độ kiểm tra
ống dẫn chính cho trang trại là một sản phẩm chịu áp suất với tuyên bố tuổi thọ thiết kế là 50 năm, vì vậy quy trình kiểm tra không phải là một hình thức. Bốn tiêu chuẩn sản phẩm thống trị thương mại trồng trọt quốc tế, và mặc dù các yêu cầu số học của chúng được đồng nhất chặt chẽ, các quy định về đánh dấu, các lớp độ chính xác và các yêu cầu chứng minh khác nhau đủ để một nhà sản xuất phải biết tiêu chuẩn nào điều hành cho mỗi hợp đồng.
| Tiêu chuẩn | Khu vực sử dụng chính | Phạm vi áp dụng | Ghi chú dành cho nhà sản xuất nước tưới |
|---|---|---|---|
| GB/T 13663.2 | Trung Quốc và nhiều thị trường xuất khẩu theo tiêu chuẩn Trung Quốc | Hệ thống đường ống bằng polyethylene cho cung cấp nước, bao gồm ống | Xác định các mức độ chịu lỗi về kích thước, yêu cầu hydrostat và đánh dấu cho PE80 và PE100 |
| ISO 4427-2 | Thang điểm quốc tế | Hệ thống đường ống bằng nhựa cho cung cấp và thoát nước dưới áp lực, ống bằng polyethylene | Văn bản tham khảo mà hầu hết các tiêu chuẩn quốc gia khác được điều chỉnh theo |
| EN 12201-2 | Châu Âu và các thị trường theo thực tiễn châu Âu | Hệ thống ống dẫn bằng nhựa cho cung cấp nước, ống bằng polyethylene | Thêm các yêu cầu cụ thể về đánh dấu, theo dõi lô hàng và xác định chất liệu |
| AS/NZS 4130 | Australia và New Zealand | ống bằng polyethylene cho các ứng dụng chịu áp lực | được tham khảo rộng rãi trong các dự án cấp nước cho nông thôn và nông nghiệp ở Australia; các yêu cầu cụ thể của SDR |
Kiểm tra áp lực hydrostatique
Trung tâm của quá trình xác nhận PE100 là chương trình kiểm tra áp lực hydrostatique ba điểm trên ống hoàn thành, được thực hiện ở áp lực kiểm soát thay vì áp suất nom. Mỗi điểm kiểm tra một cơ chế phá hủy khác nhau.
| Điều kiện thử nghiệm | Áp lực vòng quanh | Thời gian tối thiểu cho sự phá hủy | Cơ chế phá hủy được kiểm tra | Ý nghĩa thực tế đối với nhà sản xuất |
|---|---|---|---|---|
| 20 độ C | 12,4 megapascal | 100 giờ | Cường độ đàn hồi ngắn hạn | Xác nhận rằng hợp chất là PE100 thực sự và lớp vỏ đạt tiêu chuẩn |
| 80 độ C | 5,5 megapascal | 165 giờ | Đổi từ đàn hồi sang hành vi dễ vỡ | Kiểm tra các lỗi lớp vỏ, ô nhiễm và không đồng đều hóa hợp chất |
| 80 độ C | 5,0 megapascal | 1000 giờ | Kháng mòn chậm | Điểm chỉ tiêu tuổi thọ; các sự cố ở đây thường có liên quan đến các đường nối, gel hoặc chất ổn định bị suy giảm |
Kiểm tra 1000 giờ ở 80 độ C kéo dài khoảng sáu tuần, do đó nó không thể là một thử nghiệm phát hành lô hàng. Nó là một thử nghiệm loại và một xác minh định kỳ, trong khi kiểm soát sản xuất thường xuyên được thực hiện bởi các thử nghiệm nhanh hơn và kiểm tra kích thước và chất liệu. Một nhà sản xuất không vượt qua thử nghiệm 1000 giờ có nghĩa là họ có một vấn đề trong quá trình hơn là một vấn đề về nhựa: một khuôn có một đường nối còn lại, một ống sản xuất không tan, một gói chất ổn định bị nung bởi nhiệt độ nóng quá mức, hoặc ô nhiễm từ một bộ lọc không thích hợp.
Kiểm soát sản xuất thường xuyên
| Kiểm tra | Yêu cầu | Tần suất | Thiết bị |
|---|---|---|---|
| Đường kính bên ngoài, trung bình | Trong phạm vi mức độ chịu lỗi được quy định bởi tiêu chuẩn điều hành | Mỗi cuộn hoặc mỗi lô đường thẳng | Dây đo đường kính hoặc máy đo laser |
| Độ dày của tường, tối thiểu ở bất kỳ điểm nào | Không nhỏ hơn mức tối thiểu được liệt kê trong bảng | Kiểm tra liên tục trong mỗi ca làm việc | Máy đo âm thanh siêu âm và máy đo điểm |
| Ovality tại nhà máy | Trong phạm vi giới hạn tiêu chuẩn cho đường kính, được đo trước khi cuộn hoặc xếp dãy | Mỗi chuỗi sản xuất và sau khi điều chỉnh bình | Máy đo đường kính xuyên qua hai trục ngang |
| Độ kéo khi đứt | Tối thiểu 350 phần trăm | Mỗi lô sản xuất | Máy thử kéo với mẫu gạch cắt từ tường ống |
| Vượt biên dọc | Không quá 3 phần trăm, không có nứt hoặc bong tróc | Mỗi lô sản xuất | Bếp hoặc bồn nước ở nhiệt độ được chỉ định |
| Sự thay đổi tốc độ chảy của chất lỏng nóng | Trong phạm vi cộng hoặc trừ 20 phần trăm của giá trị tổng hợp | Mỗi lô vật liệu và định kỳ trong sản xuất | Máy kiểm tra chỉ số chảy của chất lỏng nóng |
| Thời gian kích hoạt oxy hóa | Tối thiểu 20 phút ở 200 độ C | Mỗi lô vật liệu và định kỳ trong sản xuất | Máy đo nhiệt độ quét khác biệt |
| Nồng độ bột đen | Từ 2,0 đến 2,5 phần trăm bằng khối lượng | Mỗi lô vật liệu | Phương pháp phân hủy bằng lò ủ |
| Dispersion bột đen | Độ 3 hoặc tốt hơn | Mỗi lô vật liệu | Phần cắt bằng microtome và kính hiển vi |
| Đáng tin cậy và bền vững theo tiêu chuẩn điều hành | Kiểm tra liên tục, được xác nhận mỗi ca làm việc | Kiểm tra trực quan theo bảng chỉ dẫn đánh dấu | Kiểm tra trực quan so với bảng chỉ dẫn đánh dấu |
Vượt biên dọc đáng được chú ý đặc biệt trên đường ống tưới vì đây là thử nghiệm liên quan trực tiếp đến đường ống chứ không phải đến chất kết dính. Vượt biên trên 3 phần trăm có nghĩa là hướng đã bị đóng băng vào tường, và các nguyên nhân thường gặp là độ kéo xuống quá thấp giữa khuôn và ống điều chỉnh, một gradient làm lạnh quá mạnh ở phía trước của đường ống, hoặc độ kéo khi lõi vẫn còn mềm. Mỗi nguyên nhân đó đều có thể được khắc phục trên máy.
Phương pháp kết nối đường ống cho đường ống chính và phụ
Chất lượng đường ống chỉ được thực hiện nếu các mối nối tốt như đường ống. Các dự án tưới sử dụng bốn nhóm kết nối, và lựa chọn được quyết định bởi đường kính, điều kiện địa điểm và trình độ kỹ năng có sẵn trong thực địa.
Kết nối bằng hàn chồng
Kết nối bằng hàn chồng là phương pháp chính cho đường ống chính và phụ từ DN110 trở lên. Hai đầu ống có mặt vuông được cài đặt trong một máy, được cắt bằng máy cắt góc quay để tạo ra bề mặt song song, sạch sẽ, đưa vào một tấm nóng cho đến khi một lớp dán được định dạng, tách ra và sau đó buộc vào cùng nhau và giữ dưới áp lực cho đến khi lạnh. Mối nối sau đó là một kết nối liên tục, được giữ chặt, không bị rò rỉ, mạnh như tường ống và không cần các khối đẩy.
| Thông số kết hợp đầu | Giá trị tiêu chuẩn | Ví dụ thực tế cho DN315 SDR 17, 18,7 mm dày |
|---|---|---|
| Nhiệt độ bề mặt của tấm nấu | Từ 200 đến 220 độ C | 210 độ C, được xác nhận bằng thiết bị đo nhiệt bề mặt tại bốn điểm |
| Độ lệch chuẩn của mặt tiếp xúc | Kẽm dưới 0,5 mm, sai lệch dưới 10% chiều dài tường | Kẽm dưới 0,5 mm, bước dưới 1,9 mm |
| Vách lệch tâm, một bên mỏng | Máy không được trung tâm; nhiệt độ xung quanh máy không đều; lớp nhựa chảy trôi trên đường kính lớn; ống định hình không trung tâm với máy | Kiểm tra chiều dày của tường ở tám vị trí trên một vòng tròn cắt; so sánh với bản đồ máy đo trong dòng; kiểm tra sự đồng đều nhiệt độ trong khu vực đúc |
| Điều chỉnh các móc trung tâm của máy theo từng bước nhỏ; cắt giảm các điểm cài đặt riêng của từng khu vực của máy bằng 3 đến 5 độ C; kiểm tra sự đồng tâm của thùng; đối với đường kính lớn, giảm khoảng cách giữa máy và ống định hình | Khoảng 10 giây cho mỗi milimet tường | Khoảng 190 giây |
| Thời gian chuyển đổi, tháo bỏ tấm để tiếp xúc | Thời gian càng ngắn càng tốt, thường dưới 10 giây cho tường dày | Mục tiêu là 8 giây |
| Thời gian làm nguội dưới áp suất đầy đủ | Khoảng 1,0 đến 1,5 phút cho mỗi milimet tường | 19 đến 28 phút khi được cố định |
| Vẻ ngoài của miếng dán cuối cùng | Hai miếng dán được cuộn đều nhau, thung lũng trên bề mặt ống | Chiều rộng miếng dán khoảng 3 đến 5 lần chiều cao miếng dán, đối xứng |
Kỹ thuật quan trọng nhất là thời gian làm nguội. Một đội làm việc dưới áp lực thời gian sẽ tháo bỏ một khớp DN315 sau 8 phút thay vì 20 phút và đã tạo ra một khớp trông hoàn hảo nhưng sẽ bị hỏng. Máy hàn bằng hàn nhiệt có chức năng ghi lại nhiệt độ, áp suất và thời gian cho mỗi khớp đã trở thành tiêu chuẩn trên các dự án thủy lợi được tài trợ chính xác vì kiểu hỏng này không thể phát hiện được khi kiểm tra.
Hàn bằng hàn nhiệt
Hàn bằng hàn nhiệt sử dụng một bộ kết nối được tạo hình với một dây điện trở gắn trong. Hai đầu ống được cạo để loại bỏ 0,2 đến 0,4 milimet lớp bề mặt oxy hóa, được làm sạch bằng một chất tẩy được chấp nhận, được đặt vào bộ kết nối, và một hộp điều khiển áp dụng một điện áp xác định, thường là 39,5 hoặc 48 volt, trong một thời gian được đọc từ mã vạch trên bộ kết nối. Nó chậm hơn và đắt hơn mỗi khớp so với hàn liền nhưng hàn nhiệt hơn nhiều khi chịu được không gian bị hạn chế, do đó nó là phương pháp được chọn cho các sửa chữa, kết nối, đầu nối và các bánh xe chia đường trên một mạng thủy lợi hoạt động. Cạo là bước mà các đội bỏ qua và bước gây ra hầu hết các sự cố hàn bằng hàn nhiệt; lớp oxy hóa sẽ không hàn.
Khớp bằng vặn và cơ học
Bộ kết nối bằng vặn, được tạo từ một đầu ống hàn liền với một vòng đệm rời, được sử dụng ở mọi nơi ống dẫn gặp một van, một máy bơm, một thiết bị đo hoặc một phần thép, và ở mọi nơi cần phải tháo rời trong tương lai. Các kết nối cơ học, sử dụng một vòng đệm chia và kín bằng một lớp đệm cao su, thống trị khoảng DN110 và nhỏ hơn trong thực tế vì chúng không cần điện, không cần nhiệt và không cần đào tạo chuyên môn, phù hợp với các đội làm việc trên trang trại ở xa xa một máy phát điện. Chúng phải được kích thước chính xác cho đường kính bên ngoài ống và SDR, chúng cần sự cản trở lực ở các góc và đầu, và hiệu suất lâu dài của chúng phụ thuộc vào việc ống dẫn giữ được hình tròn.
Thực hành trong thực tế trên các dự án trang trại
Một số điểm lắp đặt thường xuyên xuất hiện trên các dự án trang trại. Bề dày hố nên trống khỏi các đá lớn hơn khoảng 30 milimet trong khu vực ống dẫn, và khi đất đào được khai thác có lớp bề dày bằng cát hoặc bột có giá trị. ống dẫn nên được đặt theo đường cong nhẹ trong hố để có thể chịu đựng sự co lại nhiệt. Hàn liền nên được thực hiện bên cạnh hố, với chuỗi hàn liền được hạ xuống như một đơn vị, điều này nhanh hơn và cho phép kiểm soát chất lượng tốt hơn so với hàn trong hố. Các van thải khí nên có ở mọi điểm cao và các điểm rơi xuống. Dây đánh dấu trên ống là biện pháp bảo hiểm rẻ tiền chống lại một cuộc hoạt động đào sâu trong tương lai. Và khi ống đã được lưu trữ dưới ánh nắng trước khi lắp đặt, cho phép nó cân bằng trong hố trước khi kết nối cuối cùng, vì một chuỗi được đóng vào giữa trưa sẽ ở trong tình trạng căng vào lúc nửa đêm.
Mô hình nhận diện lỗi
Hầu hết các lỗi trên đường ống PE có đường kính lớn đều có nguồn gốc từ một trong bốn hệ thống: chuẩn bị chất nung, hình dạng và trung tâm của khuôn, kích thước và làm nguội, hoặc ổn định khi vận chuyển. Mô hình dưới đây được sắp xếp theo các triệu chứng được quan sát vì đó là cách vấn đề hiện ra trên sàn nhà máy.
| Triệu chứng | Nguyên nhân có thể xảy ra | Kiểm tra chẩn đoán | Kế hoạch khắc phục |
|---|---|---|---|
| Vách lệch tâm, một bên mỏng | Máy không được trung tâm; nhiệt độ xung quanh máy không đều; lớp nhựa chảy trôi trên đường kính lớn; ống định hình không trung tâm với máy | Kiểm tra chiều dày của tường ở tám vị trí trên một vòng tròn cắt; so sánh với bản đồ máy đo trong dòng; kiểm tra sự đồng đều nhiệt độ trong khu vực đúc | Điều chỉnh các móc trung tâm của máy theo từng bước nhỏ; cắt giảm các điểm cài đặt riêng của từng khu vực của máy bằng 3 đến 5 độ C; kiểm tra sự đồng tâm của thùng; đối với đường kính lớn, giảm khoảng cách giữa máy và ống định hình |
| Vết dấu vòng gỗ, rung nhịp đường kính định kỳ | Tốc độ rút ra không ổn định; biến động áp suất chân không; mức nước trong thùng cân bằng thay đổi đột ngột; áp lực của xe cẩu quá thấp gây ra sự trượt tạm thời | Kiểm tra độ lệch của các vòng và chia cho tốc độ đường; so sánh với tốc độ quay rút và chu kỳ của máy hút chân không | Dịch vụ hoặc điều chỉnh động cơ servo kéo; tăng dung tích đệm hút chân không và một van điều chỉnh mịn hơn; ổn định rào chắn ngược của thùng; tăng độ chèn của đường ray một cách vừa phải |
| Bề mặt bên trong không trơn, có vết cá sấu hoặc vỡ lớp nhựa | Tốc độ cắt đất quá cao; nhiệt độ mặt bích quá thấp; khoảng cách quá nhỏ; mặt bích bị bẩn hoặc có vết cắt | Kiểm tra mẫu; các vết răng xoắn đều chứng tỏ sự vỡ chất lỏng chứ không phải hư hỏng cơ học | Tăng nhiệt độ mặt bích 5 đến 10 độ C; mở khoảng cách giữa các mặt bích và điều chỉnh lại tốc độ rút; đánh bóng mặt bích; xem xét chất trợ gia công polymer nếu hợp chất cho phép |
| Bong bóng hoặc các lỗ trong thành | Nước trên bột hoặc mẫu; tái nghiền ướt; các chất bay hơi từ vật liệu bị hư hỏng; sự xâm nhập của không khí từ nguồn cấp thiếu | Cắt một phần và kiểm tra; thực hiện kiểm tra độ ẩm cho nguồn cấp; quan sát xem các lỗ có đều nhau hay tập trung ở một số điểm | Sấy khô nguyên liệu ở nhiệt độ 70 đến 80 độ C trong một đến hai giờ; bọc lại kho chứa nguyên liệu tái chế ngoài trời; kiểm tra độ ổn định của mức nguyên liệu trong bồn chứa; loại bỏ vật liệu đã bị hư hỏng |
| Ovality vượt quá giới hạn cho phép | Không làm mát đủ trước khi vận chuyển; chỗ rỗng giữa các trụ đỡ của bồn chứa; ống đỡ kích thước không đúng hoặc đã bị mòn; lực nén quá lớn; xếp nguyên liệu trong khi nó còn ấm | Kiểm tra ovality ngay sau khi cắt và lại sau 24 giờ trong kho chứa | Tăng thời gian làm mát hoặc giảm nhiệt độ nước ở giai đoạn cuối; thêm hoặc nâng các vòng đỡ; giảm lực nén; sử dụng các khay chứa và hạn chế độ cao của dãy xếp |
| Các vết xước dọc trên bề mặt bên ngoài | Các vết răng hoặc vết bẩn trên ống đỡ kích thước; bụi bẩn trong nước làm mát; các bánh xe dẫn đường bồn chứa bị hư hỏng; các chất cứng tích tụ ở khe khóa vào bồn chứa | Dùng ngón tay chạm vào khe vào ống đỡ khi máy dừng và nước còn lạnh; kiểm tra bộ lọc nước | Xả lớp vải và cắt mép vào; cài đặt và bảo trì bộ lọc nước làm mát; loại bỏ các vết gỉ trên mạch; thay thế các bánh xe và mặt kính đã mòn |
| Rác rơi ra từ miệng cắt, tích tụ ở khe miệng cắt | Các điểm chết trong đường ống dẫn; nhiệt độ khe miệng cắt quá thấp; bột trộn ra khỏi ống dẫn; chất ổn định bị hư hỏng | Kiểm tra tốc độ tái tích tụ của các vết bẩn sau khi làm sạch; kiểm tra màu và kết cấu của vết bẩn | Sạch và đánh bóng đường ống dẫn; tăng nhiệt độ khe miệng một chút; xem xét hợp chất với nhà cung cấp; giảm thời gian lưu trữ chất nóng bằng cách cắt giảm dung tích đầu |
| Các vết đen hoặc gel trong thành | Nguyên liệu bị hư hỏng từ một điểm chết; lớp lọc bị mòn quá mức; ô nhiễm nguyên liệu tái chế; nguyên liệu không tan hết do hiệu suất của ống dẫn ngăn cách không tốt | Cắt và kiểm tra các vết đen dưới kính hiển vi; kiểm tra độ giảm áp suất qua lớp lọc | Thay đổi lớp lọc; cắt và làm sạch đầu cắt; phân loại và kiểm tra nguyên liệu tái chế; kiểm tra nhiệt độ của khu vực 2 và 3 của bồn chứa |
| Không vượt qua thử nghiệm hydrostatic ở nhiệt độ 80 độ C | Biaxial weld line from the die; unmelted; excessive melt temperature degrading the antioxidant package; contamination | Kiểm tra vị trí và cách thức hư hỏng; kiểm tra xem các hư hỏng có nằm theo chiều xung quanh các cổng cấp nguyên liệu cho cắt không | Xem xét thiết kế đầu phân phối và cân nhắc đầu cắt dạng giỏ hoặc dạng hỗn hợp; giảm nhiệt độ chất nóng xuống khoảng 200 độ C; kiểm tra thời gian kích thích oxy hóa trên các mẫu ống |
| Vượt quá 3% về độ xoay dọc | Tỷ lệ rút xuống quá cao; chưng cứng đầu tiên quá mạnh; lực kéo khi lõi còn mềm | So sánh khoảng cách giữa khuôn và độ dày của tường; ghi lại biểu đồ nhiệt độ nước trong từng thùng | Giảm tỷ lệ rút xuống xuống 1,2; tăng nhiệt độ nước trong thùng đầu tiên lên 16 đến 20 độ C; giảm lực kéo khi kéo ra và để hệ thống làm mát làm nhiều công việc hơn |
Tiết kiệm năng lượng và cải thiện sản lượng
Năng lượng là chi phí chuyển đổi có thể kiểm soát tốt nhất trong gia công ống sau khi sử dụng chất kết dính, và trên một dây chuyền sản xuất có công suất 1.200 kg/h hoạt động liên tục, một thay đổi vài trăm phần trăm kilowatt giờ/kg là một khoản chi phí đáng kể hàng năm. Các biện pháp dưới đây được xếp theo độ tin cậy của hiệu quả thay vì theo mức độ hấp dẫn trên bề mặt.
| Kiểm tra | Cơ chế | Hiệu quả tiêu biểu | Relative Investment | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|
| Đầu vào có rãnh với hệ thống làm mát bạc riêng | Hệ thống vận chuyển chất rắn tích cực tách sản lượng ra khỏi áp suất đầu vào và giảm năng lượng tiêu thụ | Sản lượng cao hơn 20-40%; năng lượng tiêu thụ 0,20-0,25 kWh/kg thay vì 0,28-0,35 kWh/kg | Trung bình, và thường được tích hợp vào máy | Yêu cầu một ống, bạc và bạc chịu lực được thiết kế cho áp suất cao hơn |
| Mạng lưới cách nhiệt trên ống và dây dẫn sưởi ống | Giảm mất nhiệt truyền dẫn và bức xạ từ các bề mặt nóng | Giảm 20-30% năng lượng sưởi ấm; cũng làm giảm nhiệt độ môi trường trong nhà máy | Low | Đó là một trong những phương pháp có thời gian trả lại đầu tư ngắn nhất; các mạng lưới cách nhiệt phải có thể tháo rời để bảo trì |
| Động cơ biến tần trên các máy bơm và quạt | Kết hợp khả năng vận chuyển nước mát và hút chân không với nhu cầu thực tế thay vì điều chỉnh | Thường là 15-30% trên các thiết bị phụ bị ảnh hưởng | Thấp đến trung bình | Tăng trưởng lớn nhất trên các máy bơm lưu thông nước mát, thường hoạt động ở mức cao nhất khi có đường kính ống |
| Kiểm tra độ dày trực tiếp bằng sóng siêu âm với điều khiển vòng lặp | Kiểm soát trọng lượng của máy đo gần mức mục tiêu thay vì mang theo một khoảng trống an toàn | Giảm 3 đến 5 phần trăm trọng lượng mét, giúp tiết kiệm trực tiếp chất kết dính | Trung bình | Đó là điều có lợi nhất trên một dây chuyền đường kính lớn vì nó giúp tiết kiệm chất liệu, không chỉ điện năng |
| Kiểm soát nhiệt độ chất lỏng | Mỗi độ nhiệt độ không cần thiết phải được loại bỏ lại bởi máy làm lạnh | Động cơ chạy ở 200 độ C thay vì 215 độ C giúp giảm cả công suất làm nóng và làm lạnh ống | Thấp, thủ tục | Nó cũng cải thiện khả năng chống trượt và giữ nguyên chất ổn định |
| Khôi phục nhiệt lượng của máy làm lạnh | Máy làm mát làm nóng nước nóng nhà máy hoặc làm ấm không gian | Đặc biệt cho từng địa điểm; có ý nghĩa trong khí hậu lạnh | Trung bình | Tốt nhất nên xem xét ở giai đoạn thiết kế nhà máy thay vì làm lại |
| Tháp nước làm mát trước máy làm lạnh | Sử dụng điều kiện môi trường để loại bỏ một phần tải trước khi làm lạnh bằng cơ học | Giảm thời gian hoạt động của máy làm lạnh đáng kể trong mùa lạnh | Trung bình | Cần một chiến lược điều khiển tự động khi nhiệt độ bóng ướt tăng lên |
| Duy trì việc làm sạch màn hình và khuôn | Giảm độ chênh áp dẫn đến giảm tải động cơ cho cùng một hiệu suất | Khoảng vài phần trăm về năng lượng truyền động, cộng với chất lượng bề mặt tốt hơn | Thấp, thủ tục | Theo dõi sự giảm áp suất trên lớp lưới màn hình như là yếu tố kích hoạt thay vì sử dụng lịch cố định |
Kiểm tra trọng lượng ống đáng được chú ý vì nó thường bị hiểu lầm. Các tiêu chuẩn sản phẩm quy định một độ dày tường tối thiểu ở bất kỳ điểm nào, không phải là trung bình. Một nhà sản xuất không có thiết bị đo trực tuyến phải đặt độ dày trung bình cao để sự biến đổi tự nhiên không bao giờ làm điểm mỏng dư��i mức tối thiểu, và trên ống DN630 có tường nom 37,4 milimet, khoảng cách đó có thể dễ dàng là một và một nửa milimet của vật liệu bổ sung ở mọi nơi. Kết nối vòng lặp với một máy đo siêu âm cho phép nhà sản xuất chạy một phân phối chặt chẽ hơn, giảm ba đến năm phần trăm từ trọng lượng ống và vẫn tuân thủ. Tại 1200 kilogram mỗi giờ, đó là 36 đến 60 kilogram PE100 mỗi giờ được đưa vào ống bán được thay vì vào tường thừa.
Chọn bộ cài đặt đường ống theo quy mô dự án
Đường chính là đường được phù hợp với hỗn hợp bán kính mà nhà sản xuất thực sự bán, không phải là phạm vi rộng nhất mà danh mục cung cấp. Bốn cấu hình bao gồm hầu hết các doanh nghiệp ống dẫn nước.
| Hình thức cấu tạo | Dải đường kính | Extruder | Nominal Output | Cooling Length | Haul-Off | Downstream | Relative Investment |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Đường chính phụ và nhỏ | DN20 to DN160 | SJ-75/33 grooved feed | 250 kg mỗi giờ | 9 to 12 meters | 4 đường, 20 kilonewton | Máy cắt và cuộn không có lỗ | Low |
| Đường ống cấp nước nông nghiệp | DN63 đến DN250 | Đầu cung cấp rãnh SJ-90/33 | 400 kg mỗi giờ | 12 đến 18 mét | 4 đến 6 đường, 40 kilonewton | Máy cắt không cần đầu, mép, bàn xoay, cuộn dây tùy chọn | Trung bình |
| Đường ống chính | DN160 đến DN450 | Đầu cung cấp rãnh SJ-120/33 | 800 kg mỗi giờ | 18 đến 30 mét | 6 đường, 60 kilonewton | Máy cắt hành tinh, mép, bàn xoay | Cao |
| Đường ống cống lớn | DN250 đến DN630 | Đầu cung cấp rãnh SJ-150/33 | 1200 kg mỗi giờ | 30 đến 48 mét | 8 đường, 80 đến 120 kilonewton | Máy cắt hành tinh, mép, bàn xoay nặng, kết nối với cẩu | Rất cao |
Hai tùy chọn thay đổi tính kinh tế của bất kỳ gói này. Kiểm tra độ dày ống trực tuyến với điều khiển vòng lặp đóng giúp một đường ống chuyển từ trung bình sang cao về đầu tư nhưng thu lại lợi nhuận thông qua tiết kiệm nhựa nhanh hơn hầu hết các tùy chọn khác. Các thiết bị thay đổi nhanh chóng, bao gồm một xe tải bánh răng, các mâm dự phòng đã được làm nóng và các bảng định vị được đánh dấu trên các đường ray của thùng chứa, tăng giá trị một cách nhỏ nhặt và trả lại thời gian sản xuất trong bất kỳ nhà sản xuất cung cấp hợp đồng hỗn hợp.
Các nhà mua hàng so sánh các nhà cung cấp sẽ tìm thấy các nhà sản xuất châu Âu như battenfeld-cincinnati và KraussMaffei ở phía cao của thị trường với các hệ thống cống lớn được tự động hóa cao, và một lĩnh vực rộng lớn của các nhà sản xuất Trung Quốc trên phạm vi giá trị. Quyết định này thường không phải về việc một đường ống có thể sản xuất ống phù hợp hay không; hầu hết các đường ống có năng lực. Nó là về độ ổn định sản lượng trong một ca làm việc đầy đủ, thời gian thay đổi, chu trình kiểm soát chất lượng và liệu nhà cung cấp sẽ vẫn trả lời điện thoại trong năm thứ bảy. Quyền hạn của Faygo về điểm này là một vấn đề có sẵn: 22 năm trong việc nấu và ép nhựa hình dạng, ba nhà máy chuyên dụng, 72 giờ thử nghiệm hoạt động liên tục trước khi giao hàng, chính sách nhà máy mở cho kiểm tra trước khi mua, hỗ trợ kỹ thuật 24 giờ và một khoản phụ trội hàng năm theo chính sách hậu mãi chung của Wanplas.
Faygo cũng cung cấp dịch vụ tư vấn tại nhà máy có ý nghĩa hơn nhiều so với những người mua mong đợi trên đường ống lớn đầu tiên: thiết kế nước và điện, bố trí phòng làm việc ba chiều, cấu hình nhân viên và đào tạo, xây dựng toàn bộ nhà máy mới, thay thế theo giai đoạn không có thời gian sản xuất, và các nghiên cứu mở rộng công suất xác định điểm chặn thực sự thay vì chỉ đơn giản là thêm một máy ép. Đối với một nhà sản xuất chuyển từ khả năng DN400 đến DN630, nghiên cứu bố trí phòng làm việc thường là yếu tố quyết định, vì 48 mét đường dẫn làm mát cộng với một khoang nâng cho các đường ống 800 kilogram là một vấn đề về tòa nhà trước khi nó là một vấn đề về máy móc.
Các câu hỏi thường gặp
Mấy kích thước máy ép tôi cần để sản xuất ống dẫn nước DN630 với năng suất thương mại?
Một máy ép đơn xoắn có đầu xoắn 150 milimet ở tỷ lệ chiều dài đến đường kính 33 đến 1, được đánh giá gần 1200 kilogram mỗi giờ với một bộ truyền động chính 315 kilowatt, là cơ sở thực tế. Tại SDR 17 DN630, ống nặng 66,5 kilogram mỗi mét, vì vậy ngay cả 1200 kilogram mỗi giờ cũng chỉ cung cấp 0,30 mét mỗi phút. Một máy ép nhỏ hơn sẽ tạo ra ống nhưng tốc độ đường dẫn trở nên không hiệu quả và thời gian lưu trữ làm mát trở nên quá mức.
Tại sao đường ống có vết rãnh có giá thành cao hơn so với đường ống trơn?
Đầu vào xoắn truyền tải lớp hạt rắn tích cực thay vì dựa vào ma sát chống lại lòng ống, vì vậy năng suất tăng 20 đến 40 phần trăm cho cùng một đường kính xoắn và trở nên chủ yếu không phụ thuộc vào áp lực đầu máy. Năng lượng cụ thể giảm từ khoảng 0,28 đến 0,35 kilowatt giờ mỗi kilogram xuống còn 0,20 đến 0,25. Điều kiện là bộ đệm đầu vào phải được làm mát bằng nước và cách nhiệt khỏi lòng ống được làm nóng.
Làm thế nào để tôi chọn giữa SDR 26, SDR 21 và SDR 17 cho đường ống chính cho trang trại?
Xác định áp suất hoạt động tối đa, thêm một khoản phụ trội dựa trên sự thay đổi tốc độ có thể xảy ra và tốc độ sóng của ống, và chọn lớp áp suất thấp nhất đáp ứng điều đó. Cho hầu hết các đường ống chính của trang trại hoạt động ở mức 4 đến 6 bar với tốc độ gần 1,5 mét mỗi giây, SDR 17 ở PN 10 cung cấp khoảng trống an toàn. Đường ống do lực hấp dẫn trên địa hình bằng phẳng thường chỉ cần SDR 26, và việc tiết kiệm chất kết dính ở DN500 hoặc DN630 là đáng kể.
Tỷ lệ dòng chảy của chất nóng nên tôi chỉ định cho hợp chất ống đường kính lớn?
Chỉ định 0,2 đến 0,5 gram mỗi 10 phút ở 190 độ C và 5 kilogram, và hướng về phía thấp hơn cho DN500 và lớn hơn. Tỷ lệ dòng chảy thấp của chất nóng có nghĩa là độ cứng của chất nóng cao, điều này ngăn không cho ống chất nóng không được hỗ trợ bị lỏng lẻo giữa khuôn và ống điều chỉnh kích thước. Lỏng lẻo trên một tường dày dẫn đến một đỉnh mỏng không đáp ứng yêu cầu tường tối thiểu ngay cả khi trung bình là đúng.
Độ dài của thùng làm mát của đường ống DN630 thực sự cần bao nhiêu?
Giữa 30 và 48 mét của kiểm tra áp suất chân không và làm mát bằng phun, vì sự truyền dẫn qua một tường 37,4 mm quyết định và độ dài làm mát tăng theo quy mô vuông của độ dày tường. Hãy thiết kế tòa nhà xung quanh điều này ngay từ đầu. Thay đổi độ dài thùng làm mát vào một phòng làm việc được thiết kế cho đường ống DN400 đắt hơn nhiều so với việc cho phép nó trong bản vẽ ban đầu.
Độ áp suất trong bình cân bằng nên là bao nhiêu?
Từ -0,02 đến -0,06 megapascal, với ống có thành dày ở đầu thấp và ống lớn có đường kính lớn ở đầu cao. Thể ổn định quan trọng hơn giá trị tuyệt đối; sự biến động vượt quá khoảng 0,005 megapascal tạo ra một vết răng nhìn thấy. Nếu chia bình thành các phòng được điều khiển độc lập, bạn có thể áp dụng một áp suất khác nhau lớn ở đầu vào và một áp suất nhỏ hơn ở phía sau, đây là cách thông thường để giữ hình dáng tròn cho đường kính 630 mm.
Đường ống của tôi có dấu vết vòng tròn định kỳ dọc theo chiều dài. Nguyên nhân là gì?
Kiểm tra độ dài của các dấu vết và chia cho tốc độ đường ống để tính được tần số, sau đó so sánh tần số đó với một bộ phận quay hoặc chuyển động. Ba nguồn phổ biến là rung lắc của động cơ servo, chuyển động của máy hút chân không mà không có dung lượng đệm thích hợp và sự bùng nổ của mức nước trong bình cân bằng. Đường ray của Caterpillar trượt liên tục vì áp lực cài đặt quá thấp tạo ra dấu vết tương tự.
Tôi có thể sử dụng chất tái chế trong ống áp lực cho đường ống cấp nước cho nông nghiệp không?
Có, trong giới hạn được quy định bởi tiêu chuẩn sản phẩm. Chất liệu sạch, có thể theo dõi nguồn gốc, từ quá trình của nhà sản xuất, cùng một hợp chất và màu sắc, được nghiền thành kích thước hạt gần với bột nguyên chất và được đo bằng trọng lượng, có thể được sử dụng ở mức 5 đến 10% mà không có sự mất mát đặc tính đáng kể. Chất tái chế có nguồn gốc khác nhau hoặc được cung cấp bên ngoài không thuộc về thành ống áp lực và nên được chuyển đến các sản phẩm không áp lực.
Tại sao ống của tôi không vượt qua thử nghiệm hydrostatic trong 1000 giờ ở 80 độ C mặc dù nó đã vượt qua thử nghiệm ngắn hạn?
Kiểm tra 1000 giờ giúp phát hiện sự phát triển chậm của vết nứt, do đó các điểm thất bại chỉ cho thấy một lỗi chỉ có ý nghĩa trong thời gian dài. Các nguyên nhân phổ biến bao gồm đường hàn còn lại từ một bộ phân phối die không đủ, chất lỏng không tan hoặc gel từ một ốc vít không hoàn toàn làm tan chất kết dính, bộ phụ gia bị suy giảm do nhiệt độ nóng quá mức, và các chất gây ô nhiễm đã vượt qua lớp lưới lọc. Hãy kiểm tra vị trí hỏng theo vị trí của cổng cấp liệu die trước tiên; một mối tương quan theo chiều ngang giúp xác định die ngay lập tức.
Bao nhiêu thời gian cần để giữ chặt một khớp nối kết giữa 2 đoạn ống DN315 SDR 17?
Khoảng 1,0 đến 1,5 phút cho mỗi milimet đồng dày, tức là 19 đến 28 phút với dày ống 18,7 milimet. Tháo khớp sớm là nguyên nhân thường gặp nhất trong thực tế và không để lại dấu vết nào. Các máy đo nhiệt độ, áp suất và thời gian cho mỗi khớp nối được sử dụng trên các dự án cấp nước cho nông nghiệp được tài trợ đều tuân theo quy định này vì lý do chính xác này.
Độ chôn sâu của đường ống cấp nước cho đất nông nghiệp nên là bao nhiêu?
Quy định tiêu chuẩn đặt ống trên cao 0,8 đến 1,2 mét dưới đường cong hoàn thành, giúp ống nằm dưới độ sâu đào thông thường và phân bổ tải trọng của xe máy. Ở các khu vực có sự đông cứng đất mùa đông, ống phải nằm dưới đường chọc sâu của vùng đông cứng địa phương, có thể tăng độ chôn sâu lên 1,5 hoặc 2,0 mét. Các đường vượt qua nông thô không thể tránh được cần có một tấm bê tông phân bổ tải trọng hoặc một ống bảo vệ.
Bao nhiêu trọng lượng ống có thể được tiết kiệm thông qua đo dày ống trực tuyến?
Thường là 3 đến 5 phần trăm trọng lượng ống. Các tiêu chuẩn quy định một dày ống tối thiểu ở bất kỳ điểm nào, không phải là trung bình, do đó nhà sản xuất không có đo dày ống trực tuyến phải giữ trung bình cao đến mức biến đổi tự nhiên không bao giờ vượt qua mức tối thiểu. Kết nối vòng lặp làm cho phân phối trở nên chặt chẽ và cho phép trung bình giảm xuống. Trên một đường ống vận chuyển 1200 kilogram mỗi giờ, đó là 36 đến 60 kilogram chất kết dính PE100 chuyển từ dày ống thừa vào ống bán được mỗi giờ.
Bao lâu để chuyển từ DN160 sang DN630?
Với một xe đổi công cụ nhanh, công cụ dự phòng đã được làm nóng và các thang đo định vị được đánh dấu trên thùng và đường dẫn ra, một thay đổi toàn bộ tầm đẳng cấp đó là một công việc dài, trong khi các thay đổi giữa các kích thước lân cận mất từ 2 đến 3 giờ. Nếu không có các quy định này, hãy dự đoán khoảng gấp đôi. Vì thay đổi là sản lượng bị mất hoàn toàn, các quy định đổi công cụ nhanh là một trong những tùy chọn có lợi nhất trên bất kỳ phiếu báo giá đường ống cho nhà sản xuất cung cấp hợp đồng cấp nước đa dạng.
Tôi có cần PE100-RC cho ống cấp nước cho nông nghiệp không?
Chỉ nếu phương pháp lắp đặt đòi hỏi như vậy. Phương pháp đào hố thông thường với lớp đất được kiểm soát phù hợp với PE100 tiêu chuẩn. Các phương pháp không đào hố như cày và khoan theo hướng, hoặc đắp đất bằng đất khai thác có đá, khiến ống chịu lực điểm và vết xước trên bề mặt làm khởi đầu cho vết nứt, và ở đó, một hợp chất PE100-RC được chứng nhận qua thử nghiệm ống có vết cắt là quy định thích hợp. Dây chuyền sản xuất không cần được sửa đổi để chạy hợp chất RC.
Kết luận
Một máy hoàn chỉnh sản xuất ống dẫn nước cung cấp lớn là một hệ thống mà mỗi thành phần đều được quyết định bởi hai thực tế: ống là rất lớn và tường là rất dày. Đường kính lớn điều hướng kiến trúc đầu máy về các bộ phân phối rổ và hỗn hợp, điều hướng hệ thống vận chuyển về tám đường ray điều khiển servo và điều hướng đầu ra về các bàn xoay dập và truy cập bằng cẩu. Tường dày điều hướng chất kết dính về một PE100 có tỉ lệ dòng chảy thấp, điều hướng hệ thống làm mát về 30 đến 48 mét chiều dài với một gradient từ ấm đến lạnh và điều chỉnh tốc độ đường dẫn xuống một phần của một mét mỗi phút nơi chỉ có một hệ thống vận chuyển servo độ phân giải cao có thể giữ chất lượng.
Để có thể đạt được mục tiêu, trước tiên cần phải xác định đúng khung quy định. DN110 đến DN630 trên SDR 26, 21, 17 và 13,6 bao gồm toàn bộ hệ thống phân cấp đất nông nghiệp, từ đường chính đến đường phụ. PE100 với độ cứng tối thiểu là 10,0 megapascals và áp lực thiết kế là 8,0 megapascals có thể phân loại SDR theo các lớp áp suất một cách rõ ràng. Độ ẩm carbon black từ 2,0 đến 2,5% với độ phân tán 3 hoặc tốt hơn, thời gian kích thích oxy hóa ít nhất 20 phút ở 200 độ C, độ kéo khi đứt mạch trên 350% và tỷ lệ quay lại theo chiều dài dưới 3% là các tiêu chí về vật liệu và quy trình quyết định liệu tuyên bố tuổi thọ thiết kế 50 năm có thể được thực hiện hay không. Điều kiện hydrostat là 100 giờ với áp suất 12,4 megapascals, 165 giờ với áp suất 5,5 megapascals và 1000 giờ với áp suất 5,0 megapascals là bằng chứng cho điều này.
Trên mặt hàng sản xuất, các yếu tố phân biệt một dòng sản xuất có lợi nhuận với một dòng chỉ có chức năng là: một máy ép nhựa có đường ống rãnh với hệ thống làm mát bằng bông có kiểm soát, một khuôn không có đường nối dán, áp suất chân không trong một bình cân bằng đủ dài để làm mát thành, một gradient làm mát bắt đầu ở nhiệt độ cao, một hệ thống kéo dãn nhẹ nhàng đủ để đạt tốc độ 0,3 mét/phút, và một thiết bị đo dày mỏng thành dây theo vòng lặp giữ trọng lượng trong phạm vi một phần trăm. Thêm lớp vỏ cách nhiệt trên các dây làm nóng, các biến tần trên các máy bơm phụ và một mục tiêu nhiệt độ chảy gần 200 độ C thay vì 215 độ C, và cả năng lượng tiêu thụ và lượng nhựa tiêu thụ đều giảm theo cách tích lũy trong một năm.
Faygo, một nhà máy Wanplas với 22 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực gia công ống và tạo hình, 13 bằng sáng chế quốc gia bao gồm 8 bằng sáng chế, thiết bị đạt chứng nhận CE và ISO, và thử nghiệm hoạt động liên tục trong 72 giờ trước khi giao hàng, xây dựng các đường ống cấp nước hoàn chỉnh trong toàn bộ phạm vi đường kính mà các dự án cung cấp nước cho các khu vực nông nghiệp yêu cầu. Mục tiêu của thương hiệu Wanplas là làm ấm khách hàng toàn cầu bằng máy móc nhựa của Trung Quốc được thể hiện ở đây thông qua các cam kết thực tế: một đường ống được cấu hình xung quanh hỗn hợp đường kính mà bạn thực sự bán thay vì giới hạn tối đa trong danh mục, bố trí xưởng và thiết kế công cụ hỗ trợ trước khi đặt cọc đầu tiên, đào tạo cho người vận hành thông qua các thay đổi kích thước đầu tiên, hỗ trợ kỹ thuật 24/7 và một khoản phụ tùng miễn phí hàng năm. Các nhà sản xuất đang lên kế hoạch xây dựng một đường ống cấp nước vào năm 2026 được mời chia sẻ hỗn hợp đường kính, các lớp áp suất và tiêu chuẩn sản phẩm áp dụng, để có thể thiết kế đường ống xung quanh công việc mà nó thực sự sẽ thực hiện.
