Изготовление труб способом экструзии

Экструзией называется процесс непрерывного выдавливания вязко-пластичного материала через отверстие заданного профиля. Способ этот имеет много преимуществ и является прогрессивным в производстве полиэтиленовых труб. Преимуществами экструзионного метода являются: непрерывность и стабильность процесса, однородность размеров изделий (диаметра труб и толщины их стенки), равномерное и высокое качество труб, экономичность, универсальность, высокая производительность, легкость регулирования и автоматизация процеcca.

Процесс изготовления сводится к следующему: гранулы полиэтилена подаются в питатель экструзионной машины, где масса транспортируется вращающимся шнеком через обогреваемый цилиндр к экструзионной головке, состоящей из дорна матрицы. Под действием тепла полиэтилен пластифицируется, гомогенизируется и затем продавливается через кольцевой зазор экструзионной головки.

Экструдируемые пластмассовые трубы после выхода из машины попадают в приемное устройство.

Окончательное охлаждение труб производится либо интенсивным обрызгиванием их холодной водой из множества сопел, либо протягиванием их с помощью тянущего устройства сплошном слое циркулирующей холодной воды.

Тянущее устройство представляет собой транспортерные гусеницы с резиновыми накладками или ряд гуммированных роликов, среди которых зажимается пластмассовая труба.

Поперечно-резательный станок и штабелер применяются для получения отрезков труб до 6 м и их укладки. Намоточные станки, работающие с постоянным натяжением изготовляемого изделия, позволяют получать трубы длиной до 300 м свернутыми в бухты.

Для изготовления шлангов диаметром менее 10 мм используются небольшие шнек-машины с упрощенными приемными устройствами, часто без колибрующих насадок, ванн и намоточных станков. В этих случаях обходятся одной транспортерной лентой с регулируемой скоростью и прижимным роликом, воздушной обдувкой горячего шланга и приемкой его на вертикальный конус.

В настоящее время отечественной промышленностью методом экструзии изготовляются трубы из полиэтилена низкого давления(высокой плотности) согласно временным техническим условиям МРТУ6 № 05-917-63, а из полиэтилена высокого давления (низкой плотности)-по МРТУ6 № 05-918-63.

В период 1960-1961 гг. по заданию Управления химической промышленности Ленсовнархоза Охтинским химическим комбинатом патом в содружестве с Ленинградским НИИ Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова (ЛНИИ АКХ) и Ленинградским механическим институтом была разработана новая рецептура труб повышенной теплостойкости и жесткости из асбополиэтилена и стеклополиэтилена. По разработанной рецептуре Охтинским комбинатом была изготовлена опытная партия таких труб.

Изготовление указанных труб производилось методом непрерывной шнековой экструзии. При этом был использован ПВП, стабилизированный газовой сажей. Выбор марки асбеста и рациональное его содержание в композиции определялись опытным путем. В качестве наполнителя был опробован асбест марок М5-60 и 113-50. Смешение полиэтилена с асбестом производилось на вальцах при t= 150/160º С в течение 40 мин.

До изготовления труб из вальцованных композиций полиэтилена с асбестом прессовались листы для испытаний на прочность и водопоглощение. Из двух опробованных марок асбеста в качестве наполнителя была выбрана марка ПЗ-50. Вальцованная масса полиэтилен - асбест перерабатывалась на шнек-машине в гранулы.

Гранулированные композиции полиэтилен - асбест марки П3-50 в соотношениях 90 : 10; 80 : 20; 75 : 25 и 70 :30 испытывались также на экструзионные свойства перед изготовлением из этих материалов труб.

Изготовление труб производилось на шнек-машине фирмы "Баттенфельд" ВЕ-40, имеющей шнек диаметром d = 47/40, длиной 20d с однозаходной нарезкой.

Изготовленные асбополиэтиленовые трубы по внешнему виду были удовлетворительного качества - поверхность ровная, гладкая, проработка массы равномерная.

На основании проведенных исследований свойств опытной партии труб оптимальное содержание асбеста марки ПЗ-50 определилось в 25% по весу. Для полноты исследований были изготовлены полиэтиленовые трубы с 10%-ным содержанием асбеста.

Аналогично асбополиэтилену была разработана композиция полиэтилена высокой плотности со стекловолокном-ровницей и изготовлены стеклополиэтиленовые трубы.

Из указанных наполненных материалов были изготовлены методом экструзии трубы с наружным диаметром 16, 25 и 40 мм.