Thiết bị sản xuất ống HDPE đường kính lớn chôn dưới đất là dòng dây chuyền ép được thiết kế để sản xuất ống cao áp bằng polyethylene từ Ø315 mm đến Ø1200 mm, và trong các cấu hình chuyên dụng lên đến Ø1600 mm, cho các dự án cải tạo mạng lưới nước công cộng. Những dây chuyền này khác biệt hoàn toàn với các dây chuyền ống nhỏ đường kính thống trị thị trường dịch vụ xây dựng. Khi đường kính bên ngoài vượt khoảng 400 mm và độ dày thành ống vượt qua 30 mm, các quy luật vật lý thay đổi: sự chảy lỏng của chất nóng dưới tác dụng trọng lực trở thành lỗi độ dày thành ống chủ yếu, thời gian làm nguội thay vì năng suất của máy ép trở thành chướng ngại vật cho năng suất, và thiết kế cơ học của thiết bị kéo ra, cắt và xử lý bắt đầu được điều khiển bởi khối lượng ống thay vì tốc độ của dây chuyền. Mọi nhà thầu cung cấp ống hoặc nhà sản xuất ống đang có kế hoạch phục vụ một chương trình cải tạo mạng cần phải hiểu những khác biệt này trước khi xác định thiết bị.
Nguyên nhân kinh tế là đơn giản và toàn cầu. Một phần rất lớn của các đường ống phân phối đô thị trên thế giới được đặt trong khoảng từ những năm 1950 đến những năm 1990 bằng thép đúc xám, thép mềm không lót, xi măng asbestos hoặc thép có độ dày nhỏ. Các hệ thống này hiện đang bị mài mòn do ăn mòn, rò rỉ nối, bong tróc làm giảm khả năng thủy lực và vỡ nứt dưới tác động của chuyển động đất. Các cơ quan cung cấp nước thay thế chúng chủ yếu bằng polyethylene PE100 hoặc PE100-RC vì liên kết hoàn toàn kết hợp loại bỏ đường rò rỉ mà các nối góc và ống bấm tạo ra, vì vật liệu này không bị ăn mòn trong các đất có tính axit, và vì một ống linh hoạt tồn tại sự chênh lệch định vị và căng thẳng địa động học mà một ống cứng sẽ bị vỡ.
Cuốn hướng dẫn này được viết cho nhóm kỹ thuật và mua hàng phải biến nhu cầu thị trường đó thành một nhà máy sản xuất hoạt động. Nó bao gồm phạm vi kỹ thuật ống (đường kính, SDR, lớp áp suất), thông số vật liệu cho PE100 và PE100-RC, mô tả trạm một trạm của dây chuyền ép với các phạm vi tham số thực tế, các vấn đề quá trình sản xuất đường kính rất lớn, các phương pháp nối và lắp đặt không đào hố mà ống của bạn phải tương thích, quy trình kiểm tra chất lượng và các ảnh hưởng đến bố trí nhà máy và nhân sự. Faygo, một nhà máy Wanplas có 22 năm kinh nghiệm chuyên sâu trong ép ống và tạo hình, xây dựng các dây chuyền này như các gói hoàn chỉnh, và các phạm vi tham số được trích dẫn ở đây phản ánh các cấu hình thường được đưa vào hoạt động trong thực tế.
Tại sao cải tạo đường ống nước công cộng chuyển sang ống HDPE đường kính lớn?
Cải tạo mạng lưới nước công cộng ưa thích ống HDPE chôn dưới đất vì liên kết kết hợp, tính chống ăn mòn và khả năng chịu căng của polyethylene cùng nhau tấn công ba nguyên nhân gây hư hỏng chủ yếu của các mạng lưới kim loại già: rò rỉ nối, ăn mòn bên trong và bên ngoài và vỡ nứt dưới tác động của chuyển động đất. Đối với một cơ quan cung cấp nước được đo bằng nước không thu được, liên kết là lý do quyết định. Một liên kết kết hợp hoặc liên kết bằng điện trong PE là một kết nối chịu tải cuối cùng, không có gối, không có ốc vít và không có khe vòng, vì vậy một ống HDPE chính xác được kết nối hoạt động thủy lực như một chuỗi ống liên tục thay vì một chuỗi các phần được khóa.
Lý do thứ hai là độ bền thủy lực. Các đường ống thép mềm và thép mất diện tích đường ống trong nhiều thập kỷ thông qua bong tróc và bùn, và giá trị C của Hazen-Williams giảm dần. Polyethylene có một đường ống rất mịn không bong tróc, vì vậy hệ số ma sát vẫn giữ nguyên ở mức gần như không thay đổi trong suốt thời gian sử dụng. Trong thực tế, điều này có nghĩa là một ống HDPE có thể được chỉ định một kích thước nhỏ hơn so với ống kim loại nó thay thế trong khi cung cấp lưu lượng cuối cùng của đời sống, phần nào bù đắp cho độ dày thành ống mà yêu cầu áp suất yêu cầu.
Lý do thứ ba là khả năng xây dựng. ống HDPE đến trong các đoạn thẳng 6, 11.8 hoặc 12 m, được kết nối trên mặt đất thành các chuỗi dài, và sau đó có thể được kéo vào vị trí bằng khoan định hướng ngang, nổ ống hoặc lắp đặt không đào hố mà không cần mở một đường hầm liên tục. Trong các con đường đô thị dày đặc nơi sự gián đoạn giao thông, sự chồng chéo các cơ quan cung cấp và việc tái lập bề mặt đường chiếm phần lớn chi phí dự án, việc lắp đặt không đào hố của một chuỗi ống PE kết hợp là thường xuyên là cách duy nhất có thể kinh tế để cải tạo. Sự thực đó là lý do tại sao nhu cầu về ống PE100 đường kính từ Ø630 mm đến Ø1200 mm đã tăng nhanh hơn nhu cầu về ống nhỏ đường kính trên hầu hết các thị trường nước đã phát triển.
So sánh vật liệu cho đường ống nước chôn dưới đất công cộng
| Criterion | HDPE (PE100 / PE100-RC) | Thép mềm | PVC-U | Thép được kết nối |
|---|---|---|---|---|
| Đa dạng / bán kính uốn | Rất cao; bán kính uốn ở nhiệt độ thấp thường là 25 đến 40 lần đường kính bên ngoài | Cứng; thay đổi hướng chỉ có ở các phụ kiện và các điểm nối | Thấp; dễ vỡ khi bị gập nhẹ | Cứng; cần phải uốn bằng tay |
| Cứng; cần phải uốn bằng tay | Không bị ảnh hưởng bởi ăn mòn điện hóa và điện hóa của đất | Yêu cầu lớp lót xi măng cộng với lớp phủ bên ngoài và đôi khi bảo vệ điện cực | Miễn dịch, nhưng nhạy cảm với đất bị ô nhiễm hydrocarbon | Cần lót, bao và bảo vệ cathodic |
| Tính chịu đựng động đất và hạ tầng | Rất tốt; khả năng chịu căng vượt xa độ căng thông thường của đất | Trung bình; sự rách ra của khớp là nguyên nhân thường gặp của sự hư hỏng | Kém; có nguy cơ vỡ dễ dàng | Tốt nếu được hàn hoàn toàn, kém nếu được kết nối bằng cách cơ học |
| Nguyên tắc khóa khớp | Đã kết hợp hoàn toàn, chịu tải trọng cuối, không có rò rỉ theo thiết kế | Khớp gốm elasto, cần hạn chế lực kéo | Khớp gốm elasto hoặc xi măng dung môi | Hàn tại địa điểm; chất lượng phụ thuộc vào kỹ năng hàn và thời tiết |
| Tốc độ lắp đặt trong khu vực đô thị | Rất nhanh; dây kết nối dài, tương thích với công nghệ không đào hố | Trung bình; đào hố, nâng nặng theo chiều dài | Nhanh cho đường kính nhỏ, giới hạn trên Ø630 mm | Chậm; hàn và phủ lớp bảo vệ mỗi đoạn nối |
| Mật độ khối lượng khi vận chuyển mỗi mét | Thấp; khoảng một phần bảy của thép cường độ cao ở đường kính tương đương | Cao; cần nhà máy nâng nặng | Thấp | Cao |
| Niveau chi phí lắp đặt tương đối | Trung bình, xu hướng giảm khi sử dụng công nghệ không đào hố | Cao | thấp đến trung bình | Cao |
So sánh giải thích một mô hình mua hàng được thấy trong các chương trình cải tạo: thép cường độ cao vẫn giữ vai trò trong các đường ống chính áp suất cao và trong các trường hợp đòi hỏi khả năng chịu tải bên ngoài cực lớn, PVC-U vẫn giữ vị trí mạnh mẽ trong phân phối nhỏ và trung bình, và thép hàn được giữ lại cho các đường qua đặc biệt. Dòng phân phối và đường ống phụ từ Ø315 mm đến Ø1200 mm, chính là dòng mà các chương trình cải tạo thường xuyên tiếp xúc nhất, đã chuyển sang PE100 một cách quyết liệt. Đó là dòng mà thiết bị sản xuất của bạn phải được thiết kế để phục vụ.
Dải đường kính, SDR Series và bản đồ phân loại áp suất
Quyết định tiêu chuẩn quan trọng nhất trong một đường ống HDPE đường kính lớn là đường kính và cửa sổ SDR mà đường ống phải bao gồm, vì cửa sổ đó xác định kích thước máy đùn, thiết kế đầu đùn, chiều dài thùng, lực kéo và khả năng cắt đồng thời. SDR, tỷ lệ kích thước tiêu chuẩn, là đường kính bên ngoài chia cho độ dày ống tối thiểu. Đối với một sức ép thiết kế nhất định, SDR đơn thuần xác định lớp áp suất, vì vậy cùng một đường kính có thể được sản xuất ở bốn hoặc nhiều độ dày ống tùy thuộc vào áp suất mà mạng cần có.
Với PE100 ở một sức ép thiết kế là 8,0 MPa, bản đồ này đã được xác định và rất rõ ràng. SDR11 cho PN16, SDR13,6 cho PN12,5, SDR17 cho PN10 và SDR26 cho PN6. Cải tạo mạng phân phối thành phố thường yêu cầu PN10 hoặc PN12,5 trong đường ống chính và đường ống phụ, PN16 khi địa hình tạo ra áp suất tĩnh cao, và chỉ có PN6 trong việc chuyển tải theo trọng lực hoặc áp suất thấp. Một dây chuyền sản xuất chỉ được thiết kế cho PN10 sẽ bị thiếu thiết bị khi khách hàng yêu cầu PN16 ở cùng đường kính, vì độ dày ống tăng khoảng 55 phần trăm và nhu cầu làm mát tăng theo đó.
Đường kính, SDR và bản đồ cấu hình đường ống
| Đường kính trung bình | Vách SDR17 (PN10) | Vách SDR11 (PN16) | Máy ép khuyến nghị | Tốc độ dòng thông thường |
|---|---|---|---|---|
| Ø315 mm | 18,7 mm | 28,6 mm | Ø90 mm máy ép một bánh xe | 1,6 đến 3,5 m / phút |
| Ø450 mm | 26,7 mm | 40,9 mm | Ø90 đến Ø120 mm máy ép một bánh xe | 1,0 đến 2,2 m / phút |
| Ø630 mm | 37,4 mm | 57,2 mm | Ø120 mm máy ép một bánh xe | 0,6 đến 1,3 m / phút |
| Ø800 mm | 47,4 mm | 72,7 mm | Ø120 đến Ø150 mm máy ép một bánh xe | 0,45 đến 0,9 m / phút |
| Ø1000 mm | 59,3 mm | 90,9 mm | Ø150 mm máy ép một vít | 0,35 đến 0,7 m/phút |
| Ø1200 mm | 71,1 mm | 109,1 mm | Ø150 mm máy ép một vít, hộp số cao cường độ | 0,30 đến 0,55 m/phút |
| Ø1600 mm (được mở rộng) | 94,1 mm | Không được sản xuất phổ biến | Ø150 mm cộng với máy ép phối hợp, khuôn đặc biệt | 0,20 đến 0,35 m/phút |
Hai quy tắc thực tế có thể rút ra từ bảng này. Thứ nhất, một dây chuyền không thể sản xuất kinh tế toàn bộ đường kính từ Ø315 đến Ø1200 mm. Một phân chia phổ biến và hợp lý là một dây chuyền bao gồm đường kính từ Ø315 đến Ø800 mm trên máy ép Ø120 mm và một dây chuyền thứ hai bao gồm đường kính từ Ø630 đến Ø1200 mm trên máy ép Ø150 mm, với sự trùng lặp cho phép linh hoạt trong lịch trình. Thứ hai, tốc độ dây chuyền ở đầu của phạm vi được đo bằng vài centimet, do đó mỗi phút ngừng không theo kế hoạch đại diện cho một lượng chất phế thải lớn trong số lượng tuyệt đối, mặc dù số mét bị mất có vẻ nhỏ.
Các giá trị độ dày vách trên là giá trị tối thiểu; sản xuất luôn phải hướng tới một khoảng cách bù trừ tích cực để không có điểm nào trên đường kính nằm dưới mức tối thiểu. Thói quen tiêu chuẩn là chạy một độ dày vách trung bình khoảng 4 đến 8 phần trăm trên mức tối thiểu cho ống có đường kính dưới 630 mm và khoảng 6 đến 10 phần trăm trên cho các đường kính rất lớn khi có sự giãn nở khiến phân bố độ dày không đồng đều. Mỗi phần trăm độ dày quá mức là tiêu thụ vật liệu không bao giờ mang lại doanh thu, chính vì vậy kiểm soát độ dày vách bằng công nghệ siêu âm vòng tròn đóng không phải là một sự lựa chọn sang trọng trên các đường ống này mà là lựa chọn nhanh chóng nhất trong gói sản phẩm.
Thông số vật liệu PE100 và PE100-RC cho đường ống nước chôn dưới đất
PE100 là vật liệu cơ sở cho đường ống cấp nước đô thị được chôn dưới đất, và PE100-RC là loại có độ bền chống nứt được tăng cường, được chỉ định khi ống được lắp đặt không có lớp cát, được kéo qua một lỗ khoan hoặc chịu tải điểm từ các viên đá lấp lại. Cả hai đều là hợp chất polyethylene có mật độ cao; sự khác biệt nằm ở kiến trúc phân tử và độ bền chống phát triển nứt chậm, không phải là độ cứng trong thời gian ngắn.
Kết quả chế biến có ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị. Độ chảy của chất nóng của loại ống PE100 được cố ý làm thấp để chất nóng có độ cứng đủ để giữ hình dạng giữa khuôn và vỏ điều chỉnh. Độ chảy được đo ở 190 °C dưới tải 5 kg trong khoảng từ 0,2 đến 0,5 g/10 phút là tiêu chuẩn, và các loại ở đầu của nhóm này được ưa thích cho đường kính lớn nhất chính vì độ nhớt cao hơn ngăn chặn sự rơi. Tuy nhiên, một chất nhớt có độ nhớt cao yêu cầu năng lượng cụ thể hơn, tạo ra nhiều nhiệt ma sát và yêu cầu một bánh răng ngăn cách với đầu trộn để đạt được đồng nhất không có nhiệt độ nóng ở các khu vực cụ thể.
Bảng chỉ tiêu đặc tính vật liệu
| Đặc tính | PE100 | PE100-RC | Ý nghĩa đối với dây chuyền ép |
|---|---|---|---|
| Tỷ trọng | 0,949 đến 0,960 g/cm³ | 0,949 đến 0,960 g/cm³ | Đặt ra sản lượng khối lượng theo mét và do đó quy định kích thước máy ép |
| Tốc độ chảy của chất lỏng nóng (190 °C / 5 kg) | 0,2 đến 0,5 g/10 phút | 0,2 đến 0,4 g/10 phút | Tốc độ chảy thấp chống lại sự rơi nhưng làm tăng áp suất và cường độ quay của động cơ |
| Độ cứng tối thiểu cần thiết (MRS) | 10,0 MPa | 10,0 MPa | Định vị SDR với bản đồ phân loại áp suất |
| Cường độ thiết kế ở 20 °C | 8,0 MPa | 8,0 MPa | Nguyên tắc tính toán độ dày tường với hệ số bảo đảm 1,25 |
| Nồng độ bột than | 2,0 đến 2,5 phần trăm | 2,0 đến 2,5 phần trăm | Yêu cầu hỗn hợp phân tán tốt; thiết kế trục vít và đầu trộn |
| Độ phân tán bột carbon | Độ 3 hoặc tốt hơn | Độ 3 hoặc tốt hơn | Một kết luận trực tiếp về chất lượng đồng nhất hỗn hợp nóng |
| Thời gian kích hoạt oxy hóa (210 °C) | ≥ 20 phút | ≥ 20 phút | Rơi nếu nhiệt độ hỗn hợp hoặc thời gian lưu trữ quá cao |
| Kiểm tra ống có vết cưa (NPT) với tốc độ phát triển vết nứt chậm | ≥ 8760 h | ≥ 8760 h | Nhạy cảm với các vết cưa và với sự hòa tan kém của hỗn hợp trong các tường dày |
| Kiểm tra vết cưa đầy đủ (FNCT) | Thường là ≥ 300 h | ≥ 8760 h | Criterion PE100-RC xác định cho việc lắp đặt không sử dụng cát và không đào hầm |
| Tốc độ phát triển vết nứt nhanh, thử nghiệm S4 | Nhiệt độ giới hạn cao hơn nhiệt độ sử dụng | Nhiệt độ giới hạn cao hơn nhiệt độ sử dụng | Được coi là tiêu chí quan trọng đối với ống đường kính lớn, tường dày, sử dụng ở nhiệt độ thấp |
| Độ kéo khi đứt | ≥ 350 phần trăm | ≥ 350 phần trăm | Kiểm tra sự suy thoái nhiệt và sự ô nhiễm |
Ba hành vi vật liệu đáng được chú ý đặc biệt khi cấu hình đường ống. Đầu tiên là thời gian kích hoạt oxy hóa. OIT là một chỉ số trực tiếp cho thấy lượng chất ổn định nào tồn tại trong quá trình sản xuất. Mỗi phút hỗn hợp ở nhiệt độ trên 220 °C, mỗi điểm ngưng đọng trong đầu vát nơi vật liệu bị tĩnh lặng, và mỗi vùng cắt quá mức trong trục vít tiêu hao chất ổn định. Đường ống sản xuất ống vượt qua thử nghiệm hydrostatic ngắn hạn nhưng không đạt yêu cầu OIT cho thấy lịch sử nhiệt quá mạnh, và điều chỉnh nằm ở thiết kế hình dạng ống, hình dạng trục vít và đường ống vát chứ không phải ở chất liệu.
Thứ hai là phân tán bột carbon. Với hàm lượng 2,0 đến 2,5 phần trăm, bột carbon cung cấp bảo vệ hoàn toàn chống tia cực tím trong quá trình lưu trữ và hàn trên mặt đất, điều này quan trọng vì ống sửa chữa thường nằm trên địa điểm trong vài tuần trước khi được kéo vào. Tuy nhiên, các hạt chưa phân tán hoạt động như các điểm tập trung căng và là một điểm khởi đầu được xác định cho sự phát triển vết nứt chậm. Độ phân tán 3 hoặc tốt hơn dưới sự kiểm tra bằng kính hiển vi là không phải một yêu cầu về ngoại hình; nó là một yêu cầu về cấu trúc, và nó được đạt được bằng trục vít có đầu trộn có kích thước phù hợp thay vì thời gian lưu trữ dài hơn.
Cách thứ ba là sự lan truyền nứt nhanh chóng. RCP là một sự nứt nhanh, chạy dọc, có thể di chuyển hàng trăm mét dọc theo đường ống khí hoặc nước. Tần suất của nó tăng lên theo độ dày của tường, đường kính và nhiệt độ hoạt động thấp, chính là sự kết hợp hiện có trong một đường ống Ø1000 mm được chôn dưới đất ở một khí hậu lạnh. Kiểm tra S4 quy mô nhỏ ổn định xác định một áp suất giới hạn dưới đó nứt dừng lại; nhà sản xuất ống phải có thể chứng minh rằng áp suất giới hạn vượt quá áp suất hoạt động của mạng với khoảng trống. Chọn nhựa đóng vai trò chủ yếu ở đây, nhưng chất lượng sản xuất đóng góp phần, vì sự định hình và căng thẳng còn lại do làm lạnh không cân bằng làm giảm áp suất giới hạn được đo.
PE100-RC ngày càng được đưa vào các dự án cải tạo như tiêu chuẩn thay vì là tùy chọn. Kết quả kiểm tra độ cứng nứt đầy đủ của ít nhất 8760 giờ, so với chỉ vài trăm giờ cho PE100 thông thường, cho phép công ty điện lực bỏ sử dụng bãi cát nhập khẩu và lấp đầy bằng vật liệu khai thác bản địa, và nó cho phép ống được kéo qua một đường hầm nơi bề mặt bên ngoài sẽ bị vết xước bởi đá. Tiền lãi về việc tiết kiệm nguồn cung cấp cát, xử lý chất thải và khối lượng đào xúc trên quy mô toàn thành phố là rất lớn. Đối với nhà sản xuất ống, điều này có nghĩa là nhà máy phải được cấu hình từ ngày đầu để chạy PE100-RC, bao gồm khả năng xử lý độ nhớt cao hơn và bảo vệ bề mặt bên ngoài ống khỏi bị xước trong quá trình kéo ra và xử lý.
Cấu hình từng trạm của dây chuyền sản xuất ống nhựa ép
Một dây chuyền sản xuất ống nhựa ép lớn có đường kính từ 315 đến 1200 mm là một chuỗi gồm 9 trạm chức năng, mỗi trạm đều được thiết kế theo cùng kích thước đường kính và độ dày của ống. Nếu bất kỳ trạm nào được thiết kế nhỏ hơn, nó sẽ làm giảm năng suất của toàn bộ dây chuyền, và lỗi phổ biến nhất trong thực tế là một máy ép nhựa được thiết kế đúng kích thước cung cấp cho một phần làm mát có kích thước nhỏ hơn. Các mô tả trạm sau đây cung cấp phạm vi các thông số mà Faygo thiết lập cho lớp Ø315 đến Ø1200 mm.
Trạm 1: Máy ép một vít
Bộ phận làm mềm là một máy ép một vít có đường kính 90, 120 hoặc 150 mm, với tỷ lệ L/D từ 30:1 đến 33:1. PE100 cần một vít dài vì chất liệu có độ nhớt cao và phải được nấu chảy một cách nhẹ nhàng: một vít ngăn cách lớp rắn từ bể nấu và vùng nén, và một đầu trộn ở đầu vít, thường là loại xoắn ốc hoặc xoắn vít, đồng hóa nhiệt độ nấu và phân tán bột màu đen. Tốc độ sản xuất dao động từ khoảng 500 kg/h trên máy Ø90 mm đến 2000 kg/h trên máy Ø150 mm.
Các nhiệt độ trong vùng ống cho PE100 dao động từ khoảng 170 °C ở đầu cấp liệu đến 210 °C ở cửa ra ống, với đầu cán giữ ở mức thấp hơn nhiệt độ cửa ra ống để tăng độ cứng của hỗn hợp nóng. Tốc độ vòng bi nằm trong khoảng 40 đến 90 vòng/phút; việc chạy vòng bi lớn với tốc độ thấp và cường độ lớn hơn là thích hợp hơn so với việc chạy nó nhanh, vì nhiệt độ ma sát tăng theo vuông của tốc độ và ngân sách chống oxy hóa là hữu hạn. Cường độ tiêu thụ năng lượng của một đường ống cấp liệu có đường nét lõm được cấu hình tốt trên PE100 nằm trong khoảng 0,20 đến 0,28 kWh/kg, đây là số cần đưa ra khi so sánh các đề xuất khác nhau, vì công suất motor trên bảng chỉ báo không nói gì về hiệu quả.
Các phần truyền băng rãnh phải được làm mát bằng nước; nếu vùng rãnh nóng lên, tốc độ truyền vật liệu rắn sẽ giảm và năng suất trở nên không ổn định. Một máy truyền trọng lượng trước miệng buồng đúc được khuyến nghị mạnh mẽ trên các đường ống có đường kính lớn, vì nó chuyển đổi máy đúc từ một thiết bị thể tích thành một thiết bị kiểm soát khối lượng và ổn định khối lượng mỗi mét, điều này cuối cùng quyết định độ dày của thành.
Trạm 2: Buồng đúc có đường kính lớn
Đầu buồng đúc là nơi các đường ống có đường kính lớn được tạo ra hoặc bị mất. Faygo sử dụng thiết kế buồng đúc phân phối xoắn và buồng đúc cho loại này, trong đó dòng chảy chất lỏng được chia thành nhiều kênh, được phân phối xung quanh đường kính và sau đó được tái kết hợp để các đường nối được chữa lành dưới áp lực trước khi chất lỏng rời khỏi buồng đúc. Một buồng đúc được thiết kế tốt đạt được sự đồng đều nhiệt độ chất lỏng trong khoảng ± 3 °C xung quanh đường kính, và sự đồng đều đó chuyển trực tiếp thành độ dày thành đồng tâm, vì một chất lỏng nóng hơn ở địa phương là một chất lỏng có độ nhớt thấp hơn ở địa phương và sẽ chảy nhanh hơn qua khoảng cách buồng đúc.
áp suất buồng đúc trên đường ống PE100 dày có giá trị từ 20 đến 35 MPa. Hai mép buồng đúc có thể điều chỉnh, và trên các kích thước lớn buồng đúc được trang bị một vòng đai buồng đúc xoay hoặc rung để bất kỳ điểm bất động nào được trung bình xung quanh đường kính ống thay vì bị khóa vào một vị trí đồng hồ. Kênh chảy phải trống không các điểm chết: trên một đường ống vận chuyển 1500 kg/h, một hố tĩnh giữ ngay cả vài kilogram chất lỏng sẽ bị suy giảm, cháy và thường xuyên phát tán các đốm đen không đáp ứng các tiêu chuẩn kiểm tra thị giác và hoạt động như các khởi đầu nứt.
Trạm 3: Hệ thống bình cân bằng chân không
Bình cân bằng chân không xác định đường kính bên ngoài và bắt đầu làm mát. Các đường ống có đường kính lớn sử dụng từ hai đến bốn bình cân bằng chân không nối tiếp với tổng chiều dài từ 12 đến 24 m. Bình cân bằng chân không đầu tiên chứa ống cân bằng, có kích thước lớn hơn một vài phần trăm so với đường kính bên ngoài quy định để cho phép thu nhỏ, và giữ một chân không trong khoảng từ −0,02 đến −0,05 MPa kéo ống ống mềm nhũn chống lại ống. Nhiều chân không và ống không lắp vào, tạo ra một kích thước nhỏ hơn và hình dạng vòng tròn không đúng; nhiều chân không và ống bị kéo, tạo ra vết cắt dọc và, trong trường hợp tồi tệ nhất, một lớp vỏ bị rách. Nước làm mát trong bình đầu tiên được giữ ở 12 đến 18 °C. Nó cố tình không lạnh hơn. Quenching một lớp 70 mm chống lại một ống rất lạnh làm băng một lớp cứng mà sau đó thu nhỏ trên một lõi vẫn còn nóng, tạo ra căng lực kéo dài cao trên đường kính và đo được trong thời gian thu nhỏ. Nhiệt độ nước trong bình được phân cấp, với bình đầu tiên ấm nhất và các bình sau dần trở nên lạnh hơn. Mỗi bình được trang bị máy bơm chân không riêng, kiểm soát mức độ và các bộ hỗ trợ ống điều chỉnh độc lập để ống không bị lệch giữa các bình dưới trọng lượng của nó.
Làm mát ống bên trong
Làm mát ống bên trong là công nghệ làm cho việc sản xuất đường kính lớn trở nên khả thi về kinh tế, và đây là đường phân cách rõ ràng nhất giữa một đường ống hiện đại và một đường ống truyền thống. Trong một đường ống thông thường, nhiệt độ chỉ thoát ra khỏi một lớp 70 mm thông qua bề mặt bên ngoài, và vì polyethylene có độ dẫn nhiệt thấp, thời gian làm mát quy định theo tỷ lệ vuông của độ dày lớp. Làm mát ống bên trong đưa luồng khí được kiểm soát, lọc và loại bỏ độ ẩm, hoặc trong các hệ thống tiên tiến hơn là một chu trình nước mùn khô, vào trong ống thông qua ống đúc, do đó nhiệt được lấy ra từ cả hai bề mặt đồng thời.
Các lợi ích được đo được là đồng nhất: đoạn làm mát cần thiết được rút ngắn từ 25 đến 35 phần trăm cho cùng một tốc độ đường ống, hoặc tương đương với tốc độ đường ống tăng lên một tỷ lệ tương tự trong một chiều dài bình hiện có. Căng lực còn lại giảm vì biểu đồ nhiệt độ xuyên qua lớp dày trở nên đồng đều hơn, và hình dạng tròn giảm vì mặt trong ống nhận được độ cứng sớm hơn và chống lại sự biến dạng do trọng lực. Đối với một nhà máy bị hạn chế về không gian, làm mát ống bên trong có thể là sự khác biệt giữa một đường ống 80 m có thể hoạt động và một đường ống 110 m không thể.
Trạm 5: Bình làm mát bằng phun
Dưới đoạn chân không, ống đi qua các bình làm mát bằng phun có tổng chiều dài từ 12 đến 30 m tùy thuộc vào đường kính và độ dày lớp. Làm mát bằng phun được ưu tiên hơn làm mát bằng ngâm ở các đường kính lớn vì một lượng lớn nước có thể được cung cấp lên bề mặt với nhiệt độ được kiểm soát với ít hơn lượng nước tồn kho và ít hơn hiệu ứng nổi trên ống. Các bình làm mát bằng phun được chia thành các khu vực được điều khiển độc lập, thường từ ba đến sáu, và nhiệt độ nước được giảm dần theo chiều dài của đường ống để lớp dày làm mát dần thay vì bị chấn động.
Dưới phần lõi chân không, ống đi qua các thùng rửa bằng phun có tổng chiều dài từ 12 đến 30 m tùy theo đường kính và độ dày của lớp vỏ. Rửa bằng phun được ưu tiên hơn rửa bằng ngâm nước ở các đường kính lớn vì có thể cung cấp một lượng nước lớn lên bề mặt với nhiệt độ được kiểm soát, với lượng nước ít hơn và tác động của lực nổi trên ống ít hơn. Các thùng rửa được chia thành các khu vực được điều khiển độc lập, thường từ ba đến sáu khu vực, và nhiệt độ nước được giảm dần theo chiều dài để lớp vỏ được làm mát dần dần thay vì bị chấn động.
Tiến trình nhiệt độ khu vực là một phương pháp kiểm soát chất lượng thực sự, không phải là một cải tiến. Một lỗi phổ biến trên ống có dày lớp vỏ là sự cong vẹo hình cung hoặc hình chuỗi, chỉ xuất hiện sau khi ống đã được cắt và để yên. Nguyên nhân gốc của nó hầu như luôn là sự làm lạnh không đồng đều: nhiều bọt nước đập vào mặt trên của ống hơn mặt dưới, hoặc một ngõ xả đã lỗi trên một bên. Kiến trúc ngõ xả nên được kiểm tra ở mỗi lần chuyển đổi, và các thùng phải được lắp đặt với các bộ đỡ xoay có thể điều chỉnh, mang khối lượng của ống mà không để lại các vết lõm.
Trạm 6: Kiểm tra độ dày tường bằng siêu âm
Kiểm tra đo bằng siêu âm trực tuyến với bốn đến tám đầu dò được bố trí xung quanh đường kính, ngập trong nước làm lạnh, liên tục báo cáo độ dày lớp vỏ, hình dạng oval và lệch tâm. Bộ đo có thể được cố định hoặc xoay; các đầu dò xoay cung cấp một hình ảnh toàn bộ xung quanh đường kính với giá cả là sự phức tạp kỹ thuật hơn. Các dữ liệu được truyền trở lại vào một vòng lặp đóng, điều chỉnh tốc độ trục đối với tốc độ vận chuyển, giữ độ dày lớp vỏ trong khoảng ±3 phần trăm so với mục tiêu.
The payback of this station is immediate and arithmetical. Without closed-loop control, an operator must run a safety margin of perhaps 8 to 10 percent over the minimum wall thickness to guarantee that the thinnest point on the circumference passes inspection. With closed-loop control, the same guarantee can be met at 4 to 5 percent. On a line producing 1500 kg/h, that difference is tens of tonnes of polyethylene per month that leaves the plant as revenue instead of as unnecessary wall thickness.
Trạm 7: Caterpillar Haul-Off
Caterpillar Haul-Off phải kéo ống chống lại lực kéo của ống định chuẩn, lực hút, nước và trọng lượng của ống, không làm biến dạng tường còn ấm và có độ đàn hồi. Các đường ống có đường kính lớn sử dụng các đơn vị kéo Caterpillar có sáu, tám, mười hoặc mười hai bánh xe được bố trí theo hình tròn, với lực kéo tổng cộng từ 30 đến 150 kN và tốc độ từ 0,3 đến 5 m / phút. Số lượng bánh xe quan trọng hơn so với lực tổng cộng: phân bổ lực tương tự trên mười hai bánh xe thay vì sáu nửa giảm một nửa áp lực tiếp xúc địa phương và ngăn chặn sự phẳng hóa xuất hiện sau đó dưới dạng sự thất bại của hình tròn.
Mỗi đường ống nên được tải bằng khí nén riêng biệt để có thể điều chỉnh áp lực chèn để phù hợp với độ dày của tường, và các đệm nên có mặt phẳng để tránh làm xước bề mặt bên ngoài. Xước bề mặt không phải là vấn đề thẩm mỹ đối với ống PE100-RC được thiết kế để lắp đặt không đào hầm, vì các yêu cầu của nhà thầu thường giới hạn độ sâu của bất kỳ vết rãnh trên bề mặt đến một phần cố định của độ dày tường. Động cơ điều khiển tốc độ phải được điều khiển bằng servo và đồng bộ với máy ép thông qua vòng điều khiển độ dày tường.
Trạm 8: Cắt không cần mạch
Cắt ống Ø1200 mm có dày 71 mm trong khi nó di chuyển với tốc độ 0,35 m / phút là một công việc cơ khí nặng. Faygo cung cấp máy cắt tròn không cần mạch và máy cắt dạng cưa có thể di chuyển cùng với ống trên một xe, cố định nó theo đường tròn và cắt bằng một lưỡi dao quay hoặc đầu cưa. Cắt không cần mạch được ưa chuộng khi khách hàng không muốn có chất bẩn từ lõi ống; máy cắt dạng cưa được ưa chuộng ở dày ống lớn nhất khi lực cắt và tuổi thọ của lưỡi dao trở nên giới hạn.
Độ vuông góc phải được giữ trong phạm vi 0,5 độ so với đường thẳng đứng với trục ống. Đây không phải là một mục tiêu tùy ý: một mối liên kết kết hợp bằng cách hàn giữa hai đầu ống không vuông góc sẽ không đạt được tiếp xúc toàn bộ mặt hoặc tạo ra một mối liên kết có sự lệch ngẫu nhiên, và cả hai kết quả đều làm giảm tính toàn vẹn của mối liên kết. Nhiều nhà cung cấp dịch vụ yêu cầu một cạnh cắt ở cạnh bên ngoài cũng được thực hiện trong cùng một chu trình với một công cụ cắt cạnh.
Trạm 9: Rack xoay, gói và cuộn
Trạm cuối xử lý một đoạn ống có thể nặng hơn một tấn. Một rack xoay tự động nhận đoạn ống đã cắt, xoay nó ra khỏi trục đường và đặt nó lên một bệ hoặc trạm gói, tất cả không cần sự can thiệp của người vận hành trong khu vực nguy hiểm. Đối với đường kính đến khoảng Ø160 mm, có thể thay thế bằng một máy cuộn, vì vậy các đường có mục đích phục vụ ống kết nối dịch vụ có đường kính nhỏ nên được thiết kế với tùy chọn máy cuộn ngay từ đầu thay vì được bổ sung sau này.
Tóm tắt trạm đường
| Trạm | Dải thông số kỹ thuật | Điểm kiểm soát chính | Phương thức hỏng nếu nhỏ hơn |
|---|---|---|---|
| Máy ép đơn trục | Ø90 / Ø120 / Ø150 mm, L / D 30: 1 đến 33: 1, 500 đến 2000 kg / h | Khu vực ống 170 đến 210 ° C; 40 đến 90 vòng / phút; 0,20 đến 0,28 kWh / kg | Không đồng đều của chất lỏng, OIT thấp, giới hạn sản lượng |
| Bàn / đầu phân phối dạng xoắn ốc | Môi trường môi được điều chỉnh, vòng die quay được chọn lựa | 20 đến 35 MPa áp suất đầu; đồng nhất độ nóng ±3 °C | Vách lệch tâm, điểm yếu của đường nối, vết đen |
| Khối lượng định lượng bằng chân không | 2 đến 4 khối lượng nối tiếp, tổng chiều dài 12 đến 24 m | -0,02 đến -0,05 MPa; nước 12 đến 18 °C | Oval, đường kính nhỏ hơn, dấu vết kéo trên bề mặt |
| Làm lạnh ống bên trong | Không khí loại bỏ độ ẩm hoặc chu trình nước mùi khép kín thông qua ống dẫn | Kết quả là giảm chiều dài làm lạnh 25 đến 35 phần trăm | Chiều dài đường quá dài, căng thẳng còn lại cao, tốc độ thấp |
| Khối lượng làm lạnh phun | 12 đến 30 m, 3 đến 6 khu vực độc lập | Nhiệt độ nước phân cấp, phủ mũi đối xứng | Cánh, cong sau khi cắt, căng thẳng bên trong |
| Thiết bị đo độ dày bằng siêu âm | 4 đến 8 đầu cảm biến, đầu cố định hoặc quay | Kiểm soát bề mặt bằng vòng lặp để ±3 phần trăm | Hóa chất tiêu thụ vật liệu vĩnh viễn 4 đến 6 phần trăm |
| Máy kéo Caterpillar | 6 đến 12 đường, 30 đến 150 kN, 0,3 đến 5 m / phút | Pad được tải riêng lẻ, tốc độ servo đồng bộ | Rung trượt, phẳng, đánh dấu bề mặt |
| Cutter tròn không lõi / cắt phay | Khung di chuyển, khớp đồng tâm, mài mép tùy chọn | Độ vuông góc cắt ≤ 0,5 độ | Bàn tiếp xúc hàn chặt kém, sai lệch khớp góc |
| Rack nghiêng / gói lại / cuộn | Tự động nghiêng cho các đoạn thẳng; cuộn đến khoảng Ø160 mm | Không có việc xử lý thủ công trong khu vực xuất hàng | Hư hỏng trong quá trình vận chuyển, tiếp xúc an toàn, chậm trễ trong chu trình |
Hóa lạnh bên trong, kiểm soát co giãn và vật lý học quá trình đường kính lớn
Tất cả những điều khó khăn về gia công ống HDPE đường kính lớn đều bắt nguồn từ hai thực tế: nhựa lỏng nặng và nhựa là một vật dẫn nhiệt kém. Giữa cửa xả và điểm mà lớp vỏ bên ngoài đông cứng, nhựa lỏng là một vòng tròn lỏng được hỗ trợ chỉ bởi chân không điều chỉnh, và trọng lực kéo nó xuống. Kết quả là co giãn: đỉnh ống mỏng đi trong khi phần lõm dày lên. Trên ống Ø1200 mm, điều này có thể dễ dàng tạo ra sự khác biệt từ 15 đến 25 phần trăm giữa điểm dày nhất và mỏng nhất nếu không làm gì, và vì điểm nhỏ nhất điều khiển chỉ số áp suất, nhà sản xuất buộc phải nâng toàn bộ lớp trung bình để bù đắp.
Có bốn biện pháp chống lại và một dây chuyền được cấu hình tốt sử dụng tất cả chúng. Cách đầu tiên là lựa chọn nhựa: một loại có tỉ lệ chảy nhựa thấp ở dưới cùng của nhóm từ 0,2 đến 0,5 g/10 phút có độ cứng nhựa cao và co giãn ít hơn. Cách thứ hai là thiết kế cửa xả với vòng ngoài xoay hoặc dao động, để bất kỳ sự khác biệt về độ dày do cửa xả gây ra được phân bổ xung quanh đường kính thay vì được sắp xếp theo chiều co giãn. Cách thứ ba là một đường đi ngắn hơn, nhanh hơn đến sự đông cứng đầu tiên, được đạt được bằng một ống điều chỉnh được thiết kế tốt và một thùng chân không đầu tiên bắt giữ ống sớm nhất có thể. Cách thứ tư, và mạnh mẽ nhất, là làm mát ống bên trong, làm cho bề mặt lỗ cứng hơn trong những mét đầu tiên.
Một số nhà sản xuất cũng xoay toàn bộ đầu xả chậm. Điều này trung bình hóa cả sự khác biệt do đầu xả và trọng lực gây ra và có thể giảm sự khác biệt về lớp dày từ đỉnh đến thung lũng đáng kể, với giá cả là một đầu xả phức tạp hơn và cần bảo trì nhiều hơn. Đối với một nhà máy có sản phẩm chủ yếu là ống Ø900 mm và lớn hơn, sự phức tạp bổ sung thường được chấp nhận; đối với một nhà máy tập trung vào ống Ø315 đến Ø630 mm, nó thường không được chấp nhận.
Thời gian làm lạnh so với tốc độ dây chuyền: chướng ngại vật thực sự
Trên ống đường kính nhỏ, năng suất bị giới hạn bởi tốc độ nung nhựa của máy nén. Trên ống đường kính lớn, nó bị giới hạn bởi tốc độ nhiệt có thể rời khỏi lớp vỏ. Vì thời gian làm lạnh của một tấm được làm lạnh từ một mặt quy đổi theo khoảng cách vuông của độ dày của nó, việc tăng gấp đôi lớp vỏ từ 35 mm lên 70 mm tăng gấp bốn lần nhu cầu làm lạnh. Đây là lý do tại sao chỉ đơn giản là lắp đặt một máy nén lớn hơn trên dây chuyền đường kính lớn không đạt được gì: nhựa sẽ đến nhanh hơn và rời khỏi các thùng vẫn mềm, biến dạng dưới việc kéo ra và không đạt được hình tròn.
Các phản ứng chính là kéo dài đoạn làm lạnh, điều chỉnh nhiệt độ nước để gradient nhiệt được sử dụng hiệu quả trên toàn bộ chiều dài và đặc biệt là làm mát từ hai bề mặt bằng cách làm mát ống bên trong. Một dây chuyền sử dụng làm mát ống bên trong có thể giữ độ dài thùng tương tự và tăng tốc độ, hoặc giữ tốc độ tương tự và lấy lại 20 đến 30 m của không gian nhà xưởng đắt tiền. Cả hai trường hợp, vốn đầu tư cho làm mát bên trong là vốn hoạt động hơn là một cải tiến.
Hình tròn, căng lực còn lại và sự đảo ngược
Ba lỗi chủ yếu trong sản xuất đường kính lớn, và tất cả ba đều có nguồn gốc từ lịch sử nhiệt không cân bằng. Hình tròn được đo bằng sự khác biệt giữa đường kính lớn nhất và nhỏ nhất bên ngoài và quan trọng vì một đầu ống hình tròn không thể được hàn chặt mà không cần khớp mài mép và vì hình tròn làm giảm khả năng chống co giãn dưới tải đất bên ngoài. Căng lực còn lại xuất hiện khi một vòng được cắt và cắt, và nó làm giảm hiệu suất hydrostat trong dài hạn. Sự đảo ngược theo chiều dài, được đo bằng sự co lại sau khi điều chỉnh trong lò, phải duy trì ở mức hoặc dưới 3 phần trăm và là một đọc trực tiếp về hướng đông lạnh.
| Vấn đề | Nguyên nhân phổ biến | Kế hoạch khắc phục trên đường |
|---|---|---|
| Lá mỏng, lá dày (xuống) | Tốc độ chảy của chất lỏng trước khi đông cứng; MFR quá cao; chất lỏng quá nóng | Giảm nhiệt độ chất lỏng 3 đến 5 °C; kích hoạt làm lạnh nội bộ; xoay vòng đai; chọn loại MFR thấp hơn |
| Ovality vượt quá giới hạn cho phép | Không đủ áp suất chân không; ống vẫn mềm khi kéo ra; hỗ trợ cuộn kém | Tăng áp suất chân không lên −0,05 MPa; kéo dài thời gian làm lạnh; thêm và điều chỉnh lại các hỗ trợ cuộn |
| Vòng cong hoặc cong hình dáng chuông sau khi cắt | Kích thước phun không đồng đều; ngõ phun bị tắc; mức nước trong thùng không đồng đều | Kiểm tra dòng chảy của ống trên và dưới; cân bằng nhiệt độ các khu vực; điều chỉnh mức nước trong thùng |
| Căng lực còn lại cao / vòng quay trở lại | Nước trong thùng đầu tiên quá lạnh; làm lạnh một tấm thành dày | Tăng nhiệt độ của thùng đầu lên 16 đến 18 °C, giảm dần nhiệt độ các thùng sau đó |
| Vượt quá 3% về chiều dài | Độ rút quá cao giữa khuôn và vỏ; định hướng bị đóng băng | Giảm tỷ lệ rút, điều chỉnh khoảng cách giữa khuôn và thành để đạt mục tiêu thành dày, làm chậm tốc độ kéo ra so với sản lượng |
| Các vết đen hoặc vết dọc trên thành | Vùng chết trong kênh dòng chảy của khuôn; vật liệu bị suy yếu; tái chế bị nhiễm bẩn | Xử lý kênh dòng chảy bằng cách cắt và đánh bóng; kiểm tra máy thay màn hình; kiểm tra việc xử lý vật liệu |
| Vết xước trên thành bên ngoài | Môi trường môi bị mòn; áp suất chân không quá cao; các đệm kéo ra quá cứng | Kiểm tra lại vỏ; giảm áp suất chân không xuống mức tối thiểu mà vẫn có thể đặt ống; lắp đặt các đệm có mặt cứng |
Thời gian khởi động, thay đổi và lịch trình
Hai thực tế kinh tế phân biệt sản xuất đường kính lớn với sản xuất đường kính nhỏ. Thứ nhất là lãng phí khởi động. Để đưa một khuôn Ø1000 mm từ trạng thái lạnh đến sản xuất ổn định, cần tiêu thụ một lượng vật liệu đáng kể trước khi độ dày của thành, độ tròn và chất lượng bề mặt đều nằm trong phạm vi cho phép, và ở các độ dày này, lượng đó được tính bằng hàng trăm kilogram. Cách khắc phục không phải là sự hùng mạnh ở bảng điều khiển mà là quản lý công thức có kỷ luật: các bộ tham số đã lưu trữ và được xác minh cho mỗi kết hợp đường kính và SDR, để đường ống tiến tới mục tiêu thay vì tìm kiếm nó.
Thứ hai là thời gian thay đổi. Một thay đổi toàn bộ đường kính trên một đường lớn có nghĩa là thay đổi công cụ đầu khuôn, ống đo lường, các bộ phụ kiện thùng, các đệm kéo ra và khớp cắt, sau đó tái ấm công cụ và thiết lập ổn định lại. Thời gian thực tế là từ 4 đến 12 giờ tùy thuộc vào khoảng cách giữa hai đường kính và cách thức tổ chức các công cụ. Vì vậy, các nhà máy đường kính lớn lập lịch trong các chiến dịch dài, chạy một đường kính và SDR trong nhiều ngày, và họ đầu tư vào các công cụ khuôn thay thế đã được ấm trước và các bộ gắn ống đo lường thay đổi nhanh để giảm thời gian thay đổi.
Kiểm tra độ dài và nâng là mối quan tâm thực tế thứ ba. Tấm ống thường được cung cấp theo các đoạn thẳng dài 6 m, 11,8 m hoặc 12 m cho đường kính lớn, và bộ cảm biến đo độ dài phải được xác định lại với một tham chiếu vật lý ở mỗi lần thay đổi, vì một sai số độ dài có tính chất hệ thống, chỉ bằng một phần trăm trên một đơn đặt hàng lớn, sẽ dẫn đến một tranh chấp thương mại. Nâng bằng cách sử dụng dây xích rộng hoặc máy nâng bằng chân không thay vì dây xích, vì dây xích sẽ tạo ra các vết lõm trên bề mặt PE ấm và tạo ra chính loại vết nứt mà sự phát triển nứt chậm cần bắt đầu.
Liên kết bằng cách kết hợp đầu, liên kết bằng điện và lắp đặt không đào hố
Tấm ống không thể được kết nối một cách đáng tin cậy trong thực tế là vô dụng đối với một công ty nước, vì vậy yêu cầu về thiết bị sản xuất phải được viết theo cách có sự cân nhắc đến phương pháp kết nối trong thực tế. Ba công nghệ kết nối thống trị các đường ống HDPE cấp nước ẩn: kết nối bằng hàn trực tiếp cho các kết nối ống-ống thẳng, hàn điện để kết nối các bộ kết nối, các chi tiết và các sửa chữa trong các cuộc khai quật hạn chế, và kết nối bằng vách để hệ thống PE kết nối với các van, các máy bơm hoặc các đường ống kim loại.
Kết nối bằng hàn trực tiếp của ống đường kính lớn
Kết nối bằng hàn trực tiếp kết nối hai đầu ống bằng cách đặt chúng phẳng và vuông, ấm hai mặt đối với một bảng ấm điều khiển nhiệt độ, rút bảng và ép các mặt lại với nhau dưới áp lực được kiểm soát cho đến khi kết nối đã nguội. Nhiệt độ bề mặt của bảng ấm cho PE100 được giữ trong khoảng từ 200 đến 230 °C, với phần dưới của băng được ưu tiên cho các lớp dày vì thời gian ủ lâu ở nhiệt độ cao sẽ làm quá oxy hóa bề mặt hỗn hợp.
Bốn yếu tố điều khiển kết nối. Thời gian tạo ra bề mặt hỗn hợp ban đầu. Thời gian ủ nóng, tỷ lệ thuận với độ dày lớp, cho phép mặt hỗn hợp tiến sâu vào lớp thành đến mức vùng hàn kết là một mối hàn cấu trúc thực sự và không phải là lớp bề mặt. Thời gian chuyển đổi, khoảng thời gian giữa việc rút bảng và đóng kết nối, phải ngắn nhất có thể, vì bề mặt hỗn hợp bị phơi ra sẽ bắt đầu oxy hóa và nguội ngay khi bảng được rút; đối với ống có lớp dày này là nguyên nhân phổ biến nhất của một kết nối không đạt tiêu chuẩn. Cuối cùng, thời gian nguội dưới áp lực được duy trì kéo dài khoảng 1,5 phút cho mỗi milimet đồng với độ dày lớp 70 mm, có nghĩa là kết nối phải được giữ chặt và áp suất trong khoảng thời gian hơn một giờ rưỡi.
| Độ dày lớp | Nhiệt độ bảng ấm | Thời gian ủ nóng tương đối | Thời gian chuyển đổi tối đa | Nguội dưới áp lực (khoảng 1,5 phút / mm) |
|---|---|---|---|---|
| 18 đến 25 mm | 210 đến 230 °C | Thời gian ngắn | Dưới 10 giây | Khoảng 27 đến 38 phút |
| 26 đến 40 mm | 205 đến 225 °C | Medium | Dưới 12 giây | Khoảng 39 đến 60 phút |
| 41 đến 60 mm | 200 đến 220 °C | Dài | Dưới 15 giây | Khoảng 62 đến 90 phút |
| 61 đến 110 mm | 200 đến 215 °C | Rất dài | Dưới 20 giây | Khoảng 92 đến 165 phút |
Dây chuyền sản xuất đóng góp vào chất lượng kết nối theo ba cách cụ thể. Độ vuông góc trong phạm vi 0,5 độ giảm lượng vật liệu cần loại bỏ của công cụ định hướng mặt đất và rút ngắn bước điều chỉnh. Ovality trong phạm vi cho phép nghĩa là các móc khóa tái hình có thể đóng kết nối mà không cần lực quá mức. Và độ dày của tường liên tục giữa hai đầu ống quan trọng vì hầu hết các phương pháp hàn hạn chế sự sai lệch cho phép về độ dày của tường xuyên suốt kết nối; hai ống từ một dây chuyền kiểm soát kém có thể đơn giản không thể hàn với nhau.
Hàn điện và kết nối bằng vách
Hàn điện sử dụng một bộ kết nối có dây dẫn nhiệt tích hợp. Kết thúc ống được cạo để loại bỏ lớp bề mặt oxy hóa, được đặt vào bộ kết nối, và điện được truyền qua dây trong một mô hình năng lượng được kiểm soát cho đến khi giao diện nguội và hàn. Đây là phương pháp được ưa chuộng trong một hẻm hẹp, cho các kết nối nối tiếp với các đường ống hiện có, cho các bộ kết nối chi tiết và cho các sửa chữa, vì nó cần ít không gian làm việc hơn một máy hàn trực tiếp và nó ít nhạy cảm hơn với kỹ thuật của người vận hành. Điểm hạn chế của nó ở các đường kính rất lớn là sự sẵn có và chi phí của bộ kết nối, vì vậy một dự án cải tạo tiêu chuẩn hàn trực tiếp các đoạn dài trên mặt đất và hàn điện chỉ các kết nối. Chi tiết thiết kế quan trọng là quản lý cài đặt vít: PE trôi, vì vậy các vít kết nối PE phải được cài lại sau thời gian thư giãn ban đầu, và thiết kế không nên dựa vào đầu ống PE mang tải vít tập trung vĩnh viễn.
Các kết nối bằng vòi có một đầu ống PE được hàn vào ống bằng một vòng đệm kim loại lỏng. Chúng được sử dụng ở mọi nơi mà hệ thống PE gặp van, máy bơm, buồng đo hoặc đường ống kim loại hiện có, và ở mọi nơi cần một mối liên kết có thể tháo rời trong tương lai. Chi tiết thiết kế quan trọng là quản lý cài đặt vít: PE trôi, vì vậy vít kết nối bằng vòi phải được cài đặt lại sau thời gian thư giãn ban đầu, và thiết kế không nên dựa vào đầu ống PE mang tải vít tập trung trong thời gian vô hạn.
Phương pháp không đào hố so với lắp đặt bằng hố mở
| Phương pháp | Kích thước đường ống thích hợp tiêu biểu | Điều kiện phù hợp nhất | Yêu cầu về đường ống | Niveau chi phí tương đối |
|---|---|---|---|---|
| Hố mở | Ø315 đến Ø1600 mm | Đường đi mới, bờ rộng, lớp phủ nông, tác động giao thông thấp | PE100 tiêu chuẩn; PE100-RC cho phép lấp bằng đất bản địa thay vì nền cát | Thấp ở đất mở, rất cao ở các đường phố đông dân cư |
| Khoan theo hướng ngang (HDD) | Ø315 đến Ø1000 mm | Các điểm giao cắt đường bộ, đường sắt và đường cao tốc; các đoạn kéo không có vật cản dài | PE100-RC được ưu tiên mạnh; áp dụng giới hạn độ sâu đánh dấu; cần khả năng chịu tải cao | Cỡ trung bình đến cao |
| Cắm ống / khoan hầm nhỏ | Khung máy chủ Ø800 đến Ø1600 mm | Độ dày cọc, mặt đất kém, có vật cản cần sử dụng ống cọc cứng | PE ống dẫn bị trượt trong ống cứng; annulus được trộn | Cao |
| ống bị nổ | Ø315 đến Ø630 mm là tiêu chuẩn, lớn hơn với máy khoan nặng | Thay thế ống chính bằng thép đúc hoặc xi măng asbestos đã bị hỏng trên cùng một tuyến, với việc tăng kích thước | PE100-RC là cần thiết; ống mới được kéo qua vật liệu chủ có cấu trúc vỡ vụn | Medium |
| Lining bằng ống dẫn PE | Ø315 đến Ø1200 mm | ống chủ có cấu trúc vững chắc nhưng bị rò rỉ với khả năng thủy lực dự phòng | chuỗi PE100 có đường kính nhỏ hơn hoặc tiêu chuẩn; annulus được trộn sau khi đặt ống | thấp đến trung bình |
| Lining bằng ống được xử lý tại chỗ (CIPP) | Ø300 đến Ø1500 mm | ống chủ có cấu trúc chấp nhận được khi cần giảm thiểu sự mất đường hầm | Không phải là phương pháp ống PE; cạnh tranh với việc lót ống PE trên cùng một tài sản | Cao |
Sự quan tâm quan trọng đối với nhà sản xuất ống là ba trong số năm phương pháp này kéo ống chống lại đất, các mảnh đá hoặc tường ống chủ. Chính vì vậy, PE100-RC đã chuyển từ một tùy chọn cao cấp sang một tiêu chuẩn mặc định trong các hợp đồng sửa chữa, và vì vậy một nhà máy chỉ có thể sản xuất PE100 tiêu chuẩn sẽ dần mất quyền truy cập vào phần có giá trị cao nhất của thị trường. Sự ảnh hưởng của thiết bị là nhỏ nhưng thực tế: dây chuyền phải xử lý một chất kết dính có độ nhớt cao hơn và phải bảo vệ bề mặt bên ngoài ống ở mỗi điểm tiếp xúc từ ống đo đến bảng xếp dỡ.
Thiết bị kiểm tra chất lượng và phương pháp kiểm tra nhà máy
Cống nước HDPE được chôn dưới đất là sản phẩm chịu áp lực được kiểm soát với tuổi thọ thiết kế 50 năm, và phương pháp kiểm tra là gì biến quá trình sản xuất thành một sản phẩm có thể bảo đảm. Các nhà sản xuất ống phục vụ các chương trình cải tạo của các thành phố thường làm việc theo một tổ hợp của tiêu chuẩn kích thước và hiệu suất, tiêu chuẩn phù hợp với tiêu chuẩn vệ sinh và yêu cầu của dự án cụ thể.
Tiêu chuẩn áp dụng
- GB/T 13663.2 – Hệ thống ống nhựa PE cho cung cấp nước, phần bao gồm ống; tiêu chuẩn sản phẩm chính của Trung Quốc về kích thước, độ chính xác và hiệu suất.
- ISO 4427 – Hệ thống ống nhựa, ống và phụ kiện PE cho cung cấp nước; bộ tiêu chuẩn quốc tế bao gồm các yêu cầu chung, ống, phụ kiện và phù hợp với mục đích sử dụng.
- EN 12201 – Tiêu chuẩn châu Âu cho các hệ thống ống nhựa PE cho cung cấp nước và cho thoát nước và hệ thống thoát nước dưới áp lực.
- ASTM F714 – ống nhựa PE dựa trên đường kính bên ngoài, được sử dụng rộng rãi trong thực tiễn của Bắc Mỹ cho ống áp lực PE có đường kính lớn.
- AWWA C906 – ống áp lực và phụ kiện PE cho các hệ thống nước, tiêu chuẩn của ngành nước của Bắc Mỹ bao gồm phạm vi đường kính lớn.
- GB/T 17219 – Tiêu chuẩn về đánh giá an toàn của thiết bị và vật liệu bảo vệ trong các hệ thống nước uống, quy định về phù hợp với tiêu chuẩn vệ sinh.
- NSF/ANSI 61 – Các thành phần hệ thống nước uống, tác động đến sức khỏe; chứng nhận tiếp xúc với nước uống của Bắc Mỹ.
Những tiêu chuẩn này được trích dẫn dưới dạng văn bản đơn giản vì nội dung kỹ thuật, chứ không phải tham chiếu tài liệu, là gì xác định tiêu chuẩn thiết bị. Trong thực tế, bảng kích thước của GB/T 13663 và ISO 4427 gần như tương đồng đối với chuỗi đường kính mét, cho phép một dây chuyền sản xuất phục vụ cả hai thị trường, miễn là hệ thống đo lường và lưu trữ có thể chứng minh tuân thủ với bất kỳ tiêu chuẩn nào.
Bảng kiểm tra chất lượng
| Kiểm tra | Điều kiện | Yêu cầu | Điều gì thể hiện sự thất bại |
|---|---|---|---|
| Cường độ hydrostat, ngắn hạn | 20 °C, 100 h | Tác động căng 12,4 MPa, không có sự thất bại | Khuyết điểm về độ dày của tường tổng thể hoặc chất kết dính sai |
| Cường độ hydrostat, trung hạn | 80 °C, 165 h | Tác động căng 5,4 MPa, không có sự thất bại | Khả năng mềm, ô nhiễm, sự kết hợp kém của chất nóng chảy |
| Cường độ hydrostat, dài hạn | 80 °C, 1000 h | Tác dụng căng 5,0 MPa, không bị hỏng | Tiềm năng phát triển rãnh chậm; chỉ số tuổi thọ quan trọng là 50 năm |
| Độ kéo khi đứt | Kiểm tra kéo trên mẫu chế tác | ≥ 350 phần trăm | Hóa chất suy giảm nhiệt hoặc ô nhiễm ngoại lai |
| Vượt biên dọc | Điều chỉnh trong lò nung một đoạn có dấu hiệu | ≤ 3 phần trăm | Độ rút giảm quá mức và định hướng bị đóng băng |
| Thời gian kích hoạt oxy hóa | 210 °C, nhiệt phân quang chênh lệch | ≥ 20 phút | Độ ẩm nóng quá cao hoặc thời gian lưu trữ; chất ổn định bị tiêu thụ hết |
| Nồng độ bột than | Phương pháp nhiệt phân trọng lượng hoặc đốt cháy | 2,0 đến 2,5 phần trăm | Lỗi liều lượng hỗn hợp chủ đạo; bảo vệ chống tia cực tím có nguy cơ |
| Dispersion bột than | Phần cắt bằng microtome, đánh giá bằng kính hiển vi | Độ 3 hoặc tốt hơn | Đầu trộn không đủ hoặc lực cắt trục quá thấp |
| Tốc độ dòng khối chất nóng chảy thay đổi | So sánh ống với hỗn hợp nguyên liệu | Sự thay đổi trong phạm vi ± 20 phần trăm | Tách chuỗi hoặc liên kết trong quá trình chế tạo |
| Độ dày và hình oval của ống | Kiểm tra độ dày theo bảng quy định tiêu chuẩn | Không có điểm dưới mức dày tối thiểu; hình oval trong phạm vi giới hạn phụ thuộc vào đường kính | Rơi xuống, vấn đề hút chân không, làm mát không đủ |
| Tính thích hợp về mặt vệ sinh | Kiểm tra sự di chuyển và đánh giá hương vị | Phù hợp với tiêu chuẩn nước uống có thể sử dụng | Hộp phụ gia không phù hợp hoặc ô nhiễm lẫn lộn |
Cách đọc bảng này hữu ích nhất là như một bản đồ chẩn đoán của dây chuyền sản xuất thay vì như một danh sách kiểm tra tuân thủ. Các thử nghiệm hydrostat kiểm tra kiểm soát độ dày và chất lượng kết hợp chất nóng chảy. Thời gian kích hoạt oxy hóa kiểm tra lịch sử nhiệt được áp đặt bởi hình dạng ống, hình dạng trục và đường ống die. Vượt biên dọc kiểm tra tỷ lệ rút giữa die và vỏ chuẩn. Dispersion kiểm tra đầu trộn. Nhà máy xử lý kết quả thử nghiệm như là phản hồi cho quá trình, không chỉ như một cửa ra trước khi vận chuyển, tiến gần đến chất lượng ổn định nhanh hơn nhiều so với nhà máy không làm như vậy.
Kế hoạch bố trí nhà máy, dịch vụ công cộng, nhân sự và đầu tư
Nhà máy ống HDPE có đường kính lớn là một tòa nhà dài, hẹp, được phục vụ bằng thang máy, và các hạn chế về bố trí là không thể tha thứ vì quá trình là một đường thẳng không thể gấp. Một dây chuyền hoàn chỉnh từ Ø630 đến Ø1200 mm chiếm 60 đến 120 m chiều dài sàn trống từ silo nguyên liệu đến kệ xếp, trong đó phần làm mát chiếm tỷ lệ lớn nhất.
| Kế hoạch mục tiêu | Dây chuyền Ø315 đến Ø630 mm | Dây chuyền Ø630 đến Ø1200 mm | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Chiều dài dây chuyền trống | 60 đến 85 m | 90 đến 120 m | Thêm 12 đến 15 m chạy ra ngoài máy cắt cho một chiều dài ống 12 m |
| Chiều dài của tòa nhà | 18 đến 24 m | 24 đến 30 m | Chiều rộng phải cho phép một hành lang bảo trì và một khu vực đặt dụng cụ ở hai bên |
| Crane ngang | 5 đến 10 t | 10 đến 16 t | Kích thước được xác định theo khối lượng dụng cụ đầu đúc, không phải theo khối lượng ống |
| Cấp điện được cài đặt | Medium | Cao | Cấp tải hoạt động thường là 55 đến 70% của tải cài đặt trong sản xuất ổn định |
| Dịch vụ nước lạnh | Medium | Cao đến rất cao | Được đo bằng kg/h chất nung, không bằng mét ống; làm mát bên trong làm giảm công suất tổng thể |
| Số nhân viên làm việc mỗi ca | 3 to 4 | 4 to 5 | Một người lãnh đạo dây chuyền, một người điều khiển nén, một người điều khiển phía dưới, một đến hai nhân viên vận chuyển |
| Kho chứa ống hoàn thành | Medium footprint | Diện tích chiếm rất nhiều | Ống đường kính lớn chứa khối lượng, không phải khối lượng; hãy lên kế hoạch sân trước khi xây dựng |
| Nền tảng đầu tư thiết bị tương đối | Cỡ trung bình đến cao | Rất cao đến cao cấp | Vật tư khuôn cho mỗi đường kính là một phần lớn của tổng số |
Bạn bạn sai lợi khi thiết kế. Bạn thứ nhất là mua đường ống trước khi đảm bảo độ dài của tòa nhà, dẫn đến các đoạn làm mát bị thu hẹp và năng suất giảm bền. Bạn thứ hai là không đủ kích thước cho nhà máy nước lạnh, vì nhiệm vụ được thúc đẩy bởi lượng khối chảy và sự ổn định nhiệt độ nước cần thiết, và một máy nén không thể giữ cho thùng đầu tiên ổn định ở 16 °C vào một buổi chiều nóng sẽ sản xuất ống không đạt tiêu chuẩn mỗi mùa hè. Bạn thứ ba là bỏ qua khu vực kho hàng cuối cùng: đường ống đường kính lớn tiêu thụ dung lượng lưu trữ không theo tỷ lệ với khối lượng của nó, và một nhà máy không thể lưu trữ nhiều tuần sản phẩm sẽ khiến lịch trình sản xuất của nó bị ảnh hưởng bởi sự sẵn có của xe tải.
Nhân sự trên một dây chuyền được tự động hóa tốt là khá ít. Ba đến năm người mỗi ca có thể điều hành một dây chuyền đường kính lớn, và sự tập trung kỹ năng nằm ở người dẫn dây, người sở hữu công thức và giải thích dữ liệu siêu âm, không phải là lao động thủ công. Hệ thống tự động hóa, đặc biệt là hệ thống xếp hàng nghiêng và hệ thống gói, là sự khác biệt giữa một hoạt động an toàn và một nhà máy thường xuyên đặt người ở cạnh một tấn polyethylene đang di chuyển.
Trên đầu tư, sự phù hợp chính là tương đối hơn là tuyệt đối. Tăng kích thước từ khả năng Ø630 mm lên Ø1200 mm là một bước thay đổi rất lớn, không phải là một bước tăng dần, vì máy ép, đầu đúc, các thùng, hệ thống kéo ra, cắt và cẩu đều tăng cấp cùng một lúc. Một chiến lược phân cấp bắt đầu từ dải Ø315 đến Ø800 mm và thêm dải lớn khi sổ đặt hàng hỗ trợ là thường là con đường hợp lý cho một nhà đầu tư mới, và đó là con đường mà Faygo thường khuyên trong quá trình tư vấn thiết kế nhà máy.
Khởi động, chuyển đổi và vận hành dài hạn với Faygo
Faygo, một nhà máy của Wanplas, đã tập trung hoàn toàn vào các dây chuyền ép nhựa ống và hình dạng trong 22 năm và vận hành ba nhà máy chuyên dụng, với FAYGOPLAST chiếm 26.650 mét vuông ở thành phố Zhangjiagang cách sân bay Thành phố Thượng Hải khoảng hai giờ. Nhà máy sở hữu 13 bằng sáng chế quốc gia bao gồm 8 bằng sáng chế phát minh, và tất cả các dây chuyền sản xuất đều được chứng nhận CE và ISO. Trong nhãn hiệu Wanplas, Faygo là nhà máy chịu trách nhiệm về danh mục ống và hình dạng, cùng với các nhà máy chị em như Kerke cho các máy ép nhựa kép trục và Polyretec cho các hệ thống rửa và tái chế, điều này quan trọng khi một nhà máy ống sau này muốn thêm một vòng lặp thu hồi phế liệu trong nhà máy.
Các cam kết kỹ thuật ảnh hưởng nhiều nhất đến một người mua thiết bị đường kính lớn là những cam kết thực tế. Mỗi dây chuyền nhận được thử nghiệm hoạt động liên tục trong 72 giờ tại nhà máy trước khi giao hàng, chạy chất liệu nhựa của khách hàng khi có thể cung cấp, để thể hiện hiệu suất, ổn định độ dày thành và hình oval trước khi máy được đóng gói. Hệ thống điều khiển là một bộ phần cứng PLC và màn hình cảm ứng được xây dựng trên các thương hiệu điện tử được công nhận quốc tế, với các tham số có thể thiết lập tự do, lưu trữ công thức theo đường kính và SDR, điều chỉnh thời gian thực trong quá trình sản xuất và ghi dữ liệu để theo dõi chất lượng. Công thức đó là điều chuyển một nghệ thuật thành một quy trình.
Dự án toàn diện Trên Mặt Trời Ngoài Máy
Vì hầu hết các nhà mua thiết bị đường kính lớn đều là các nhà thầu cung cấp nước đang đa dạng hóa sang sản xuất hoặc các nhà sản xuất ống đường kính nhỏ đang tăng kích thước, Faygo cung cấp dịch vụ tư vấn nhà máy cùng với đường ống đó. Nhiệm vụ đó bao gồm thiết kế nước và điện, bố trí mặt bằng nhà máy theo chiều 3 chiều, cấu hình và đào tạo nhân viên, xây dựng nhà máy mới từ đầu, thay thế máy cũ với thời gian dừng hoạt động của nhà máy còn lại, và mở rộng công suất tập trung vào việc loại bỏ chỗ cản cụ thể thay vì sao chép toàn bộ đường ống. Đối với một dự án đường kính lớn, công việc thiết kế và thiết kế hạ tầng thường có giá trị hơn bất kỳ thông số kỹ thuật máy nào, vì nó xác định xem đường ống có thể đạt được công suất theo tên hay không.
Các cam kết dịch vụ tuân theo chính sách thương hiệu chung của Wanplas: một khoản phụ tùng miễn phí hàng năm, thay thế miễn phí các bộ phận bị hỏng trong thời hạn bảo hành, hỗ trợ kỹ thuật trực tuyến 24/7, cài đặt và kiểm tra trực tiếp tại chỗ bằng các kỹ sư của nhà máy, và chính sách mở của nhà máy theo đó khách hàng được phép kiểm tra quá trình sản xuất và chứng kiến thử nghiệm 72 giờ. Wanplas khẳng định sứ mệnh của mình là làm ấm khách hàng toàn cầu bằng máy móc nhựa của Trung Quốc, và trong phân khúc ống đường kính lớn đó có nghĩa là hỗ trợ dài hạn, vì các đường ống này được dự kiến sẽ hoạt động trong hơn một thập kỷ.
Comparing Suppliers Objectively
Các nhà mua hàng đánh giá thiết bị đường kính lớn sẽ gặp các nhà sản xuất châu Âu như battenfeld-cincinnati và KraussMaffei cùng với các nhà cung cấp Trung Quốc bao gồm Faygo. So sánh hữu ích không phải là uy tín thương hiệu mà là một danh sách ngắn các câu hỏi kỹ thuật có thể kiểm chứng: Tỷ lệ tiêu thụ năng lượng cụ thể bằng kWh/kg ở loại nhựa của khách hàng ở mức sản lượng mục tiêu là bao nhiêu? Độ đồng đều nhiệt độ nấu ở đầu đúc đạt được xung quanh đường kính là bao nhiêu? Làm mát ống bên trong có được bao gồm không, và nó mang lại giảm chiều dài làm mát bao nhiêu? Độ lệch chuẩn của điều khiển vòng lặp đóng được trong một lần chạy thử chứng kiến là bao nhiêu? Bao lâu là một quá trình thay đổi được ghi nhận giữa hai đường kính được chỉ định, và có bao gồm công cụ dự phòng đã được làm nóng không? Mỗi câu hỏi trong số đó có thể được trả lời bằng một số trong một lần kiểm tra chấp nhận nhà máy, và nhà cung cấp sẽ cam kết những số đó trong hợp đồng là nói cho bạn nhiều hơn bất kỳ brochure nào.
Các câu hỏi thường gặp
Cỡ máy ép cần thiết cho ống HDPE đường kính 1200 mm là bao nhiêu?
Máy ép một trục đường kính 150 mm với tỷ lệ L/D là 33:1, trục ngăn cách với đầu trộn và hộp số có công suất cao là cấu hình tiêu chuẩn cho ống đường kính 1200 mm, cho năng suất trong khoảng 1200 đến 2000 kg/h. Lý do không đơn giản là chỉ là tốc độ sản xuất: độ dày của lớp vỏ SDR17 ở đường kính đó vượt quá 70 mm, và chất nóng phải được cung cấp ở nhiệt độ rất đều hoặc phần dày sẽ có sự thay đổi về lớp vỏ và thời gian khởi động oxy hóa giảm. Sử dụng máy ép nhỏ hơn với tốc độ cao là một khoản chi phí sai lầm, vì tốc độ trục cao hơn sẽ tăng nhi��t độ xé và tiêu thụ chất ổn định.
Tại sao hệ thống làm lạnh ống bên trong được sử dụng trên các đường ống ống HDPE đường kính lớn?
Polyethylene dẫn nhiệt kém, do đó một lớp dày chỉ được làm lạnh từ bên ngoài sẽ mất rất nhiều thời gian để đông lại, và thời gian làm lạnh gần như theo tỷ lệ vuông của độ dày lớp. Làm lạnh ống bên trong đưa một dòng khí hoặc sương nước kiểm soát vào lỗ thông qua trục nén nên nhiệt thoát ra từ cả hai mặt. Kết quả được ghi nhận là giảm 25 đến 35% phần đường làm lạnh cần thiết, cùng với căng thẳng còn lại thấp hơn và hình oval tốt hơn vì khung nhiệt của lớp bên trong là đồng đều hơn.
Sự khác biệt giữa PE100 và PE100-RC là gì, và khi nào cần sử dụng RC?
Hai hạng đều có độ cứng ngắn hạn tương tự, với độ cứng tối thiểu là 10,0 MPa và áp lực thiết kế là 8,0 MPa, do đó, bản đồ tương ứng giữa SDR và lớp áp suất là giống nhau. Sự khác biệt là khả năng chống lại sự phát triển chậm của vết nứt: PE100-RC phải đạt kết quả kiểm tra độ bền kéo dài trong vết nứt tối thiểu là 8760 giờ so với vài trăm giờ đối với PE100 thông thường. Hạng RC được yêu cầu khi ống sẽ được lắp đặt không có lớp cát, kéo qua một lỗ bằng khoan định hướng, lắp đặt bằng cách nổ ống hoặc bị ảnh hưởng bởi tải điểm từ lớp đất sỏi bản địa.
Độ bền dày của tấm vách của đường ống có đường kính lớn là bao nhiêu?
Với kiểm soát bằng sóng siêu âm vòng lặp sử dụng bốn đến tám cảm biến, một đường ống được cấu hình tốt giữ độ dày lớp vỏ trong khoảng ±3 phần trăm của mục tiêu và có thể do đó chạy một lớp dày trung bình chỉ 4 đến 5 phần trăm trên mức tối thiểu tiêu chuẩn. Không có kiểm soát vòng lặp, các vận hành viên thường chạy 8 đến 10 phần trăm trên mức tối thiểu để bảo vệ điểm dày nhất theo chiều xung quanh. Trên một đường ống sản xuất 1500 kg/h, sự khác biệt giữa hai khoảng này là mục tiêu trả tiền nhanh nhất trong toàn bộ bộ máy.
Thời gian thay đổi đường kính trên đường ống có đường kính lớn là bao lâu?
Một thay đổi toàn diện bao gồm công cụ đầu die, ống điều chỉnh, khớp cắm bình, đệm kéo ra và khớp cắt, sau đó là tái làm nóng và tái ổn định, và thực tế mất từ 4 đến 12 giờ tùy thuộc vào khoảng cách giữa hai đường kính. Do đó, các nhà máy lập kế hoạch các chiến dịch dài hạn của một đường kính và SDR thay vì thay đổi thường xuyên. Các công cụ die đã được làm nóng trước, các bộ gắn ống điều chỉnh nhanh chóng và các tập hợp các tham số quy định được lưu trữ là ba khoản đầu tư có thể giảm thời gian đó một cách đáng tin cậy nhất.
Nguyên nhân khiến dày tấm vách ở đầu ống đường kính lớn bị mỏng?
Đó là hiện tượng chảy lỏng: trước khi tường cứng lại, trọng lực kéo lớp lỏng xoắn quanh xuống dưới, làm mỏng phần đỉnh và dày phần đáy. Nó trở nên rõ rệt ở trên khoảng Ø400 mm và nghiêm trọng hơn ở trên Ø800 mm. Các biện pháp phòng ngừa là một chất lỏng có lưu lượng thấp hơn với độ cứng cao hơn, giảm nhiệt độ chất lỏng vài độ, một vòng lưỡi die quay hoặc dao động để trung bình hóa sự thay đổi xung quanh đường kính, và làm lạnh bên trong ống để làm cứng phần bên trong sớm hơn.
Bao lâu phải giữ chặt liên kết kết dính bằng nóng ở áp suất trên ống có dày tấm vách?
Làm lạnh dưới áp suất duy trì diễn ra ở khoảng 1,5 phút cho mỗi milimet đồng dày, do đó, một đồng dày 70 mm yêu cầu khóa nối phải được giữ chặt và áp suất phải được duy trì trong hơn một giờ rưỡi. Tháo áp sớm là nguyên nhân phổ biến nhất của các khóa nối vượt qua kiểm tra thị giác nhưng không hoạt động được trong quá trình sử dụng. Bảng làm nóng được giữ ở 200 đến 230 °C, phần dưới của phạm vi này được ưa chuộng cho các đồng dày nhất, và thời gian chuyển đổi giữa việc rút bảng làm nóng và đóng khóa nối phải được giữ ở khoảng thời gian ngắn nhất mà thiết bị cho phép.
Có thể một dây chuyền sản xuất bao phủ toàn bộ phạm vi Ø315 đến Ø1200 mm không?
Điều này là khả thi về mặt kỹ thuật nhưng không hiệu quả về mặt kinh tế. Máy ép, đầu khuôn, đường cắt của bình, lực kéo và khả năng cắt phù hợp với Ø1200 mm được xác định quá cao cho Ø315 mm, và quá trình thay đổi giữa các kích thước này diễn ra chậm. Hình thức phổ biến là hai dây chuyền có sự trùng lặp cố định, ví dụ Ø315 đến Ø800 mm trên một máy ép Ø120 mm và Ø630 đến Ø1200 mm trên một máy ép Ø150 mm, mang lại sự linh hoạt trong lịch trình trong khoảng giữa các kích thước và giữ mỗi dây chuyền gần điểm hoạt động hiệu quả của nó.
Các tiêu chuẩn nào áp dụng cho ống nước HDPE được chôn dưới lòng đất?
Các tiêu chuẩn sản phẩm chính là GB/T 13663.2 ở Trung Quốc, ISO 4427 trên toàn thế giới, EN 12201 ở Châu Âu và ASTM F714 với AWWA C906 ở Bắc Mỹ. Sự phù hợp về vệ sinh cho tiếp xúc với nước uống được quy định bởi GB/T 17219 ở Trung Quốc và NSF/ANSI 61 ở Bắc Mỹ. Vì bảng kích thước mét của GB/T 13663 và ISO 4427 được liên kết chặt chẽ, một dây chuyền sản xuất có thể phục vụ cả hai thị trường, miễn là hệ thống đo lường, kiểm tra và ghi chép có thể chứng minh tuân thủ theo một trong hai tiêu chuẩn.
Conclusion
Thiết bị sản xuất ống nước HDPE lớn được chôn dưới lòng đất là một loại máy chuyên dụng, thiết kế của nó được quyết định bởi hai thực tế vật lý: nhựa polyethylen lỏng chảy bị rơi xuống dưới trọng lực của nó trước khi đông lại, và các tường nhựa dày mỏng lạnh chậm. Mọi quyết định về tiêu chuẩn có ý nghĩa trên dây chuyền đều bắt nguồn từ hai thực tế đó. Máy ép phải lớn, dài và được truyền động bằng ròng rọc nhẹ nhàng để một hỗn hợp PE100 hoặc PE100-RC có độ nhớt cao được đồng nhất hóa mà không làm cháy bộ ổn định. Đầu khuôn phải phân phối nhựa lỏng đến gần mức đồng đều xung quanh đường kính. Bộ điều hòa nhiệt phải dài, được phân cấp và trên các kích thước lớn nhất, phải loại bỏ nhiệt từ đường ống cũng như bề mặt bên ngoài. Lực kéo phải phân phối lực cầm giữ trên nhiều đường, và máy cắt phải cung cấp một mặt vuông mà một máy hàn liên kết trong trường hợp có thể gắn kết.
Trong một chương trình cải tạo mạng nước uống công cộng, lợi ích của việc làm đúng là một ống PE100 có đường kính từ Ø315 đến Ø1200 mm, với tuổi thọ thiết kế 50 năm, các mối nối hoàn toàn khô và không bị rò rỉ, chịu được sự ăn mòn của đất, chịu được sự chuyển động của đất và tương thích với các phương pháp lắp đặt không đào hố, giúp làm giảm chi phí cải tạo đô thị. PE100-RC, với hiệu suất kiểm tra độ mòn toàn bộ của ít nhất 8760 giờ, mở rộng khả năng tương thích này đến việc sử dụng lớp đất không có cát và lắp đặt kéo, và nó đang nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn mặc định thay vì một nâng cấp.
Faygo, một nhà máy Wanplas với 22 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực gia công ống và dạng hình, 13 bằng sáng chế quốc gia, chứng nhận CE và ISO, và thử nghiệm hoạt động liên tục 72 giờ trên mỗi dây chuyền trước khi giao hàng, xây dựng các hệ thống này như các gói hoàn chỉnh, từ thiết kế nhà máy và thiết bị công cộng, qua lắp đặt, vận hành, đào tạo nhân viên và hỗ trợ kỹ thuật dài hạn. Nếu bạn đang có kế hoạch xây dựng nhà máy sản xuất ống HDPE có đường kính lớn, bước tiếp theo là xác định phạm vi đường kính và SDR mà cuốn sách đặt hàng của bạn thực sự cần, sau đó yêu cầu một đề xuất cấu hình và một thử nghiệm chấp nhận nhà máy được chứng kiến với chất liệu nhựa của riêng bạn, để có thể kiểm chứng các số liệu về sản lượng, độ dày của lớp vỏ và mức tiêu thụ năng lượng cụ thể trước khi dây chuyền rời khỏi Trung Quốc.
