Технология производства ПВХ труб

Трубы ПВХ – пионеры среди полимерных труб, начавшие свой путь более полувека назад в странах Америки и Европы.  На отечественном рынке свою популярность трубы ПВХ завоёвывали крайне медленно. Это объясняется как консервативностью потребителя, так и отсутствием полноценной нормативной базы, позволяющей широко использовать трубы ПВХ в жилищно-коммунальном хозяйстве.

Медленно, но уверенно трубы из полимеров этой группы постоянно расширяют свой сектор на рынке трубной продукции благодаря совершенствованию качественных характеристик трубопроводов. Это достигается благодаря появлению не только инновационных технологий производства ПВХ труб, но и новых способов монтажа трубопроводных сетей.

Что используется в качестве сырья?

Сырьём для производства ПВХ труб служит гранулированный полимер ПВХ.

Для создания полного комплекса требуемых свойств, при изготовлении этой продукции используют ряд добавок:

• катализаторы, ускоряющие ход реакции полимеризации;
• ингибиторы, применяемые для замедления нежелательных процессов;
• стабилизаторы, придающие устойчивость полученному полимеру;
• пластификаторы, обеспечивающие полимеру необходимые параметры пластичности;
• антистатические добавки помогают ликвидировать заряды статического электричества;
• пигменты дают возможность получить требуемый цвет изготавливаемой трубы.

В стандартную композицию для придания продукции определённых свойств могут быть добавлены и другие компоненты. Добавки, как правило, имеют зарубежное производство.

Оборудование для производства ПВХ труб

Экструзионная линия для производства ПВХ труб обеспечивает непрерывный цикл, состоящий из стадий экструзии (продавливания материала через формующее отверстие), калибровки и охлаждения в ваннах, вытяжки, резки трубы на заданную длину и укладки готовой продукции.

В состав экструзионной линии входят:

• экструдер, состоящий из экструзионной головки и системы подачи гранулированного сырья;
• ванны, предназначенные для калибровки и охлаждения труб;
• тянущее устройство;
• механизм для резки полученной трубы на мерные длины – дисковые фрезы или гильотинные ножницы;
• штабелёр или автоматический намотчик труб малого диаметра.

Экструзионная головка может иметь конструктивное решение в виде единого блока с фланцем для фиксации к материальному цилиндру. Состоит из следующих элементов: корпуса, матрицы, рассекателя, дорнодержателя.

Матрица центрируется относительно положения дорна с помощью регулировочных болтов. От точности центровки зависит равномерность толщины стенки трубы по диаметру.

Немецкая фирма «Krauss Maffei» специализируется на выпуске высокопроизводительных экструзионных линий по изготовлению напорных и безнапорных ПВХ труб. Крупнейший завод по производству труб ПВХ в России ЗАО Хемкор использует несколько таких линий. Качество выпускаемой заводом продукции возросло благодаря внедрению гравиметрической системе дозирования сырьевого полимера.

Экструзионная технология производства пвх труб

Процесс производства труб из полимеров относительно несложен, экологически безопасен, требует небольших затрат труда и электрической энергии. Площадь, которая необходима для установки и эксплуатации комплектной линии для изготовления полимерных труб, составляет всего около 100м².

Изготовление труб ПВХ начинается с засыпки гранулированного полимера в бункер экструдера. В экструдере вращающийся внутри материального цилиндра шнек, изготовленный из высококачественной азотированной стали, перемешивает поступающий гранулят. Во время вращения материал разогревается до заданной температуры.

Расплавленный полимер подаётся в экструзионную головку, где в качестве формообразующих элементов цилиндрических поверхностей выступают:

• дорн – он отвечает за образование внутреннего диаметра,
•  матрица, участвующая в формовании наружного диаметра.

На выходе из экструзионной головки получают пластифицированную заготовку в виде трубы. Для придания трубной заготовке требуемых величин наружного и внутреннего диаметров с обеспечением равномерной по диаметру толщины стенки её калибруют в вакуумном калибраторе (ванне).

Калибратор представляет собой ёмкость из нержавеющей стали длиной три метра, в торцах которой для обеспечения герметичности устанавливают резиновые манжеты.

Устройство для калибрования по наружному диаметру располагается в передней части ванны и представляет собой цилиндр из нержавеющей стали с центральным отверстием, диаметр которого равен диаметру трубы. Через диафрагму калибрующего устройства труба поступает в охлаждающую ванну, в которой также поддерживается разрежение.

Для равномерного растягивания трубы используют тянущие устройства гусеничного или ленточного типа. Резку трубы осуществляют дисковыми пилами или гильотинными ножницами. В конце линии располагают устройства для укладки изделий на специальный стеллаж или для намотки трубы малого диаметра. Эти устройства могут работать как в ручном, так и в автоматическом режимах.

Производство канализационных ПВХ труб, которые относятся к категории безнапорных, может быть ориентировано на изготовление труб с однослойной стенкой (монолитные трубы) или с трёхслойной. Внешние слои трёхслойной трубы изготавливают из первичного НПВХ. Промежуточный слой имеет пористую структуру, и производится либо из собственного вторичного НПВХ либо из стороннего вторичного полимера.

Производство гофрированных труб ПВХ наиболее часто осуществляется способом двухшнековой экструзии двухслойных труб. Внутренняя поверхность – гладкая цилиндрическая, наружная – гофрированная волнистая. Обе стенки изготавливаются одновременно горячим методом и образуют единую монолитную конструкцию. Полости, образующиеся между наружной и внутренней стенками, облегчают конструкцию трубы. Наружная волнистая стенка способствует достижению требуемой кольцевой жёсткости.

Инновации в технологическом процессе

Одним из новшеств в производстве ПВХ труб является изготовление двухосноориентированных труб. Эта продукция имеет высокие показатели по ударной прочности и другим механическим характеристикам с одновременным снижением толщины стенки, веса трубы, а, следовательно, её стоимости.

В настоящее время применяют два способа двухосной ориентации ПВХ труб:

• Двухстадийный периодический метод заключается в экструзии изделия и его последующей двухосной ориентации на двух различных установках. Это производство является довольно энергоёмким и трудозатратным, но даёт возможность получать продукцию очень высокого качества.
• При втором способе экструзия с ориентацией в обоих направлениях осуществляется на одной линии. Это производство требует наличия высокой квалификации, оно нерентабельно в мелкосерийном производстве.

Поскольку изготовление ПВХ трубы не является слишком сложным и трудозатратным процессом, а спрос на такую продукцию постоянно возрастает, это направление является перспективным для желающих организовать собственный бизнес. Время окупаемости вложенных средств зависит от степени загруженности оборудования. При 50%-ой загрузке экструзионной линии затраты окупаются примерно через год.