Характеристика производства полимерных труб и его технико-экономический уровень

2





Характеристика производства полимерных труб и его технико-экономический уровень



Производство полимерных труб включает следующие технологические операции:

входной контроль сырья и материалов;

изготовление корпуса трубы методом экструзии;

резка трубной заготовки для получения корпусов труб заданных размеров;

получение плечика трубы литьем под давлением с приформовкой их к корпусу трубы;

обработка поверхности труб коронным разрядом. Нанесение цветной печати на корпус труб.

Лакирование поверхности труб:

сверление отверстия в головках;

навинчивание бушонов;

декорирование поверхности труб тиснением;

контроль готовой продукции;

упаковка.

Трубы полимерные предназначены для упаковки пищевой и косметической продукции, средств бытовой химии и личной гигиены, медицинских мазей и кремов.

Для производства полимерных труб используется в основном полиэтилен различных марок и его сополимеры, а также различные добавки (СКП, модифицирующие).

Для производства труб могут быть использованы технологические отходы их производства, образуемые в процессе экструзии и литья путем добавки их в первичный материал в количестве до 30%. Добавке вторичного сырья должно предшествовать его измельчение.

Трубы полиэтиленовые изготавливаются из базовых марок полиэтилена высокого давления (низкой плотности) (ПЭВД) или смеси ПЭВД и полиэтилена низкого давления (высокой плотности) (ПЭНД) для цилиндрической части и ПЭНД для плечиков, предусмотренных технологическим регламентом в зависимости от назначения труб по заключенному договору с потребителем, или полиэтилена других марок с параметрами и характеристиками соответствующими базовым маркам.

Бушоны для труб изготавливаются из полипропилена, сополимеров пропилена, ПЭНД, соответствующих требованиям нормативной документации на трубы.

Базовые марки полиэтилена и полипропилена, рецептуры добавок, печатных красок, лаков и др. должны быть разрешены к применению Минздравом Украины.

Трубы полиэтиленовые выпускаются по ТУ У 25463020-02-99 "Трубы полиэтиленовые"

На поверхности корпусов труб должны быть отпечатаны красочные рисунки и текст в соответствии с оригиналом, представленным заказчиком и утвержденным в установленном порядке. На конце открытой части корпусов труб, по требованию заказчика, печатается метка из цветов оригинала вдоль труб для ее центрирования по рисунку при наполнении и укупоривании.

Для нанесения на трубы рисунка, текста и метки для центрирования должны применяться краски, выпускаемые по действующей нормативной документации.

На цилиндрическую часть трубы наносится бесцветная (прозрачная) лаковая пленка толщиной 3-5 мкм (обеспечивается технологически) для сохранения цветной печати и придания трубе гладкости и блеска. Лак должен соответствовать требованиям РТМ-27-72-15 или другой нормативной документации и иметь разрешение Минздрава Украины к применению для этих целей.

Трубы могут покрываться золотой и серебряной печатью с помощью горячего тиснения. Смещение отпечатка относительно основного рисунка не должно превышать 0,5 мм.

Бушоны должны быть навинчены на резьбовую часть трубы до упора. Не допускается проворачивание бушона.

Трубы с навинченными на них бушонами должны быть герметичными, не иметь свищей, сквозных порезов.

Комплектующие, сырье и материалы должны проходить входной контроль. Приемка должна производиться на основании паспортов или сертификатов поставщика, удостоверяющих качество.

Показатели свойств сырья, материалов, полуфабрикатов, имеющие принципиальное значение в технологическом процессе, должны контролироваться в лаборатории завода на их соответствие данным, указанным в паспортах и сертификатах на материал.

Размеры труб должны соответствовать размерам, указанным на рисунке 1 и в таблице 1 (основа трубы).

В зависимости от назначения согласно ТУ У 25463020-02-99 трубы выпускаются заводом следующих типов:

трубы типа АК с метрической резьбой (рисунок 2);

трубы типа ВК с инжекционным наконечником (рисунок 3);

трубы типа СК с трапецеидальной резьбой (рисунок 4).





Рис.1



Таблица 1

Номинальный

диаметр

Наружный

диаметр d

±0,2

Длина трубы

l

Толщина

Стенки, S1

±0,03

Толщина

плечика S2

±0,2

Радиус

г



13,5

13,7

до90±1

0,4

1,0

2

16

16,2

до 100±1

0,4

1,2

2

19

19,2

до 120±1,2

0,4

1,2

2,5

22

22

до 150±1,5

0,4

1,2

2,5

25

25

до 175±1,6

0,5

1,2

3

30

30

до 175±1,8

0,5

1,2

3

35

35

до 165±2,0

0,5

1,2

4

40

40

до 165±2,2

0,5

1,3

4

50

50

до 180±2,2

0,5

1,5

6

1) Размеры указаны в мм 

2) Каждая длина может быть заказана до зависящего от номинального диаметра максимального значения. 





Рис.2 Форма горлышка трубы типа АК с метрической резьбой



Таблица 2

Резьба горлышка

Отверстие горлышка

Диаметр пояска

Длина резьбы

Высота пояска

Номинальный диаметр для труб

d1

8g

d2 ±0,2

d3

h1 ±0,2

h3





М7

3,5

7,2

4,7

0,4

13,5

М9

4

9,2

5

0,4

16; 19; 22

М11

5,5

11,2

5,7

0,5

19; 22; 25; 30; 35

М 15x1,5

9

15,2

6

0,5

25; 30; 35; 40; 50

Отверстия горлышка труб s меньших размеров по договоренности

Смещение оси отверстия d2 относительно резьбы d1 не более 0,3 мм

3) Размеры указаны в мм 





Рис.3 Форма горлышка трубы типа ВК с инжекционным наконечником



Таблица 3

Резьба горлышка

Отверстие горлышка

Диаметр

пояска

Диаметр конуса

Диаметр наконечника

Длина резьбы

Длина

наконечника

Высота пояска

Номинальный диаметр для труб

d1

8g

d2 ±0,2

d3

d4

0,2

d5

h1 ±0,2

h2

±0,4

h3



Mllxl,25

2,5

11,2

4

7,3

5,8

20

0,5

25; 30; 35; 40

M15xl,5

5,5

15,2

8

9,8

6

25

0,5

50

Смещение оси отверстия d2 относительно резьбы d1 не более 0,3 мм.

2) Размеры указаны в мм. 





Рис.4. Форма горлышка трубы типа СК с трапецеидальной резьбой



Таблица 4

Резьба горлышка

Отверстие горлышка

Диаметр

пояска

Уплотни-тельный гофр

Длина резьбы

Высота пояска

Номинальный диаметр для труб

d1

8g

d2 ±0,2

d3

d4

0,2

h1 ±0,2

h3



Тр 22x3

9

23,4

17

10,2

1

40; 50

Отверстия горлышка трубы меньших размеров по договоренности

Смещение оси отверстия d2 относительно резьбы d1 не более 0,3 мм

3) Размеры указаны в мм



Выпуск труб других типоразмеров и из других видов сырья, не предусмотренных данным технологическим регламентом, оформляется картой отклонения или извещением об изменении в установленном порядке.

Полиэтиленовые трубы не являются токсичными изделиями. Использование их при нормальных комнатных или атмосферных условиях не требует специальных мер предосторожности.

Свободный край корпуса труб должен быть обрезан ровно. В горловине труб не должно быть заусенцев и пластмассовой осыпи, стружки.

Красочный отпечаток должен быть четким. Допускается:

незначительные отклонения цветов и оттенков от образца-эталона не являются браковочным и претензионным признаком;

наличие полосы до 2 мм перекрытия круговой печати.

Покрытие труб должно быть устойчивым к воде, не должно стираться, размываться или облущиваться.

Лаковая пленка покрытия труб должна иметь ровную блестящую поверхность без посторонних включений.

Допускается:

наличие утолщения пленки на отдельных участках труб, выдерживающие испытания на эластичность лаковой пленки на трубе при изгибе;

наличие точечных включений смолы лака.

Трубы для упаковки, косметической продукции, средств личной гигиены, и кремов должны соответствовать следующим показателям:

трубы не должны придавать дистиллированной воде постороннего запаха и привкуса выше I балла и изменять цвет и прозрачность дистиллированной воды.

концентрация формальдегида в водной вытяжке на должна превышать 0,1 мг/л.

При несоответствии этим требованиям допускается использовать трубы для упаковки средств бытовой химии.



Таблица 5. Зависимость массы трубы от ее типа

Тип трубы

Масса, г

Масса трубы



Корпуса

Головки



АК-25х145хМ15х1,5

5,682

1,03

6,712

АК-30х170хМ15х1,5

8,007

1,3

9,307

АК-35х170хМ15х1,5

9,366

1,8

11,166

АК-40х185хМ15х1,5

11,660

2,46

14,120

АК-50х185хМ15х1,5

14,614

3, 19

17,804



Трубы могут выпускаться натурального цвета или окрашенными в массе в различные цвета.

Изготовление полиэтиленовых труб осуществляется путем выдавливания рукавной заготовки через кольцевую щелевую головку с последующей вакуумной калибровкой в экструзионных агрегатах фирмы АН ХАРНГ КО ЛТД, порезкой трубчатой заготовки на отрезки заданной длинны (корпус труб), формирование головки труб с приформовкой их к корпусу методом литья под давлением на вертикальных литьевых машинах модели СС-32SBD и CC-36SBD, обработкой корпуса трубы коронным разрядом, нанесением на него многоцветной печати офсетным способом, структурированием (отверждением) типографских красок путем фотохимической полимеризации, лакированием печатного изображения, сушкой лака в сушильной камере, с последующим сверлением отверстия в головке трубы на сверлильном станке, навинчиванием бушонов и, если это предусмотрено дизайном трубы, декорированием путем горячего тиснения.

Технологическая схема производства полиэтиленовых труб состоит из следующих стадий

1. Подготовка и загрузка сырья.

2. Приготовление композиций.

3. Экструзия полиэтилена с формированием рукавной заготовки.

4. Вакуумная калибровка рукава, вытяжка его, охлаждение, разрезка трубчатой заготовки на корпуса.

5. Формирование головки труб с приформовкой их к корпусу методом литья под давлением.

6. Обработка корпусов труб коронным разрядом, нанесение многоцветной печати, структурирование (отверждение) печатных красок фотохимической полимеризацией.

7. Лакирование печатного изображения и сушка лака

8. Сверление отверстия в головках труб.

9. Навинчивание бушонов на головку трубы.

10. Декорирование труб путем горячего тиснения.

11. Упаковка готовой продукции, транспортировка ее на склад и хранение.

12. Переработка отходов производства.

Сырье на завод поступает на машинах в мешках. С машин сырье перегружается на электрокары или подъемник и доставляется на склад хранения сырья.

Растаривается сырье в мешках вручную. При организации узла растарки допускается доставка сырья на завод в полимеровозах.

Склад сырья и узел растарки располагаются отдельно и предназначены для временного хранения сырья.

Перед использованием сырья в производстве оно должно быть выдержано в цехе не менее 24часов.

1. Подготовка и загрузка сырья

В зависимости от вида выпускаемой трубы композиция для экструзии и литья под давлением может состоять из одной марки полиэтилена, либо из смеси различных марок полиэтилена с введением в композицию пигментов, суперконцентратов красителей, модифицирующих и скользящих добавок, дополнительных стабилизаторов или вторичного сырья. Перед приготовлением композиций растаренное сырье должно быть доставлено на участок приготовления композиций.

2. Приготовление композиций

Смешение компонентов композиции осуществляется в смесителе типа "пьяная бочка".

Загрузка компонентов композиции осуществляется путем весового или объемного дозирования на основании технологической карты, в которой указан состав приготавливаемой композиции.

Композиция требуемого состава должна быть приготовлена в количестве, необходимом для выполнения заказа на данный вид трубы. Приготовление композиции должно осуществляться централизованно, при строгом соблюдении рецептур загрузки.

Контроль осуществляет сменный мастер.

Время смешения компонентов в смесителе 15-20 мин при комнатной температуре.

Приготовленные композиции из смесителя "пьяная бочка" выгружаются в шлюзовые хранилища вручную или с помощью пневмотранспорта.

Составы композиций для приготовления различных видов труб приведены в таблице 8.



Таблица 8

№ трубы



Характеристика трубы

Диаметр



Содержание ингредиентов, масс. %







ПЭВД

ПЭНД

Концентрат пигмента

Полимерный модификатор

Скользящая добавка

1М

мягкая

25

100

-

0-3

-

0-3

2М

-/-

30

100

-

0-3

-

0-3

3М

-/-

35

100

-

0-3

-

0-3

4М

-/-

40

100

-

0-3

-

0-3

5М

-/-

50

100

-

0-3

-

0-3

1С

средняя

25

70

30

0-3

15

0-3

2С

-/-

30

70

30

0-3

15

0-3

3С

-/-

35

70

30

0-3

15

0-3

4С

-/-

40

70

30

0-3

15

0-3

5С

-/-

50

70

30

0-3

15

0-3

1Ж

жесткая

25

40

60

0-3

25

0-3

2Ж

-/-

30

40

60

0-3

25

0-3

0-33Ж

-/-

35

40

60

0-3

25

0-3

4Ж

-/-

40

40

60

0-3

25

0-3

5Ж

-/-

50

40

60

0-3

25

0-3



Приготовленные композиции выгружаются из смесителя вручную или пневмотранспортом в шлюзовые накопители, из которых с помощью пневмотранспорта или вручную подаются в загрузочные бункеры экструдеров или литьевых машин.

3. Экструзия полиэтилена с формированием трубной заготовки

Перед пуском агрегата проверяется состояние узлов механизмов и их исправность, наличие смазки, величина зазора кольцевой щели головки, наличие и надежность крепления заземляющих устройств.

Включается обогрев зон цилиндра и формующей головки экструдера, которые, в зависимости от показателя текучести расплава сырья и состава композиции нагреваются до температур, указанных в таблице 9 или технологической карты.

Открывается вентиль водопроводной сети для охлаждения зон цилиндра и шнека, а также калибрующей системы и охлаждающих ванн.

По достижении данных температур машина выдерживается на данном тепловом режиме не менее 2-х часов для экструдера ЕДС -01 и не менее 3-х часов для экструдера ДС-02.

На период пуска экструдера после длительной аварийной остановки температурный режим завышают на 15-25°С во избежание чрезмерных нагрузок на привод шнека и головку. Конкретный, для данного вида сырья, температурный режим, скорость вращения шнека, указаны в табл.9.

В случае поступления нового сырья, импортного сырья, сырья из новых производств и др. технолог цеха производит корректировку технологических режимов, указанных в табл.9. Критерием при этом является получение корпусов труб, отвечающих требованиям ТУ У 25463020-02-99

В период подготовки машины к запуску производится установка кольцевого зазора по щупу.

Обогрев корпуса производится электрическими нагревателями, сгруппированными в 4 тепловые зоны, формующая головка имеет 3 электронагревателя. Установка режимов осуществляется согласно таблицы 9.

Температура по тепловым зонам экструдера регулируется автоматически в пределах 0-185°С (в зависимости от сырья). Примыкающий к загрузочному отверстию участок корпуса имеет систему водяного охлаждения до t=20° С, предотвращающего перегрев материала и его "запекание" в зоне загрузки.



Таблица 9

№ трубы

Температура по зонам цилиндра, 0С

Температура головки, 0С

Показания тахометра

Вакуум

Температура, 0С







Шнека

Конвеера

1

2

Ванна

Втулка



1

2

3

4

5

6

7













1М

120

130

135

147

130

140

135

265

568

15

14

20

8-10

2М

120

130

140

143

145

145

145

501

359

14

14

20

8-10

3М

120

120

135

147

162

170

170

398

635

16

14

20

8-10

4М

120

120

135

147

162

170

170

398

635

16

14

20

8-10

5М

120

130

140

147

151

159

158

660

568

7

14

20

8-10

1С

120

120

135

147

162

170

170

398

635

16

14

20

10

2С

120

120

135

147

152

150

145

398

640

16

14

20

10

3С

120

120

135

147

152

150

145

398

640

16

14

20

10

4С

120

120

135

147

152

150

145

398

640

16

14

20

10

5С

120

130

140

147

152

159

158

786

694

6

11

20

10

1Ж

120

130

140

147

152

159

158

786

694

6

11

20

10

2Ж

120

130

140

147

152

159

158

786

694

6

11

20

10

3Ж

120

130

140

147

152

159

158

786

694

6

11

20

10

4Ж

120

130

140

147

152

159

158

786

694

6

11

20

10

5Ж

120

130

140

147

152

159

158

786

694

6

11

20

10



Для улучшения качества труб, сокращения потерь от обрыва рукава, задержки инородных веществ в материалах на экструзионных линиях установлены фильтрующие сетки.

Количество фильтрующих сеток и частота их чистки зависит от качества перерабатываемого сырья и состава композиции трубы и толщины ее стенки (Ориентировочно - для труб диаметром до 40 мм - 2 сетки, 50 мм - 3 сетки. При добавлении вторичного сырья количество сеток увеличивают на одну)

Средняя частота чистки сеток -один раз в 3 дня или при переходе на другой цвет.

Пуск экструдера производят на малых оборотах шнека, которые в дальнейшем повышаются. Скорость набора частоты вращения на более 5 оборотов шнека за 5 мин (не более 200 по показаниям тахометра).

Шибер на подачу материала из загрузочного бункера в первый момент должен быть обязательно закрытым.

После пуска шнека открывание шибера производится постепенно.

Скорость вращения шнека в зависимости от показателя текучести расплава подбирается практически в пределах паспортных данных оборудования и исходя из внешнего вида корпуса труб (отсутствие царапин, щелей, разрывов).