یکی از مهمترین و کاربردی ترین محصولات در صنایع مختلف لوله ها هستند، که در مواد مختلف فلزی، پلاستیکی و پلی اتیلن ساخته و مورد استفاده قرار می گیرند. در این میان لوله های پلی اتیلن به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود از جمله وزن سبک، مقاومت شیمیایی بالا، انعطاف پذیری عالی، مقاومت در برابر فشار بالا، قیمت مقرون به صرفه و … از طرفداران بیشتری نسبت به سایر لوله ها برخوردار هستند. اگر شما نیز در این بخش کار یا تحصیل می کنید و علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد مراحل تولید لوله های پلی اتیلن هستید؛ از شما دعوت می کنیم با طراح گستر ابارا همراه باشید.
مراحل تولید لوله پلی اتیلن
پلیمر پلی اتیلن HTPE جامد و دانه ای رنگ روشن است و برای ساخت لوله ذوب می شود. برای حل کردن مواد اولیه لوله پلی اتیلن از دستگاهی به نام اکسترود استفاده می شود. این قسمت از خط تولید، مواد پلی اتیلن را از حالت جامد به حالت پلیمری مذاب تبدیل می کند و تحت فشار بالا از طریق لوله مارپیچ برای قالب گیری وارد دستگاه دیگری می شود.
روش اکستروژن معمولا برای تولید لوله های پلی اتیلن استفاده می شود. فرایند اکستروژن پلی اتیلن روشی برای ساخت لوله های پلاستیکی و الاستیک است که در آن مواد اولیه به صورت سرد یا گرم وارد دستگاه قالب گیری شده و شکل خاصی به خود می گیرد. اکستروژن روشی بسیار سریع برای تولید لوله های پلیمری است که علاوه بر سرعت تولید بالا، سطح مقطع ماده اولیه را کاهش می دهد. در ادامه با مراحل تولید لوله پلی اتیلن آشنا می‌شوید:
- خوراک دهی
- حرارت‌دهی لوله‌ها
- قالب گیری
- شکل گیری لوله
- خنک‌سازی لوله‌ها
- خروج از آب و مارک زنی
- بسته بندی
مرحله اول: خوراک دهی
تغذیه را می توان تا پیشرفته ترین حالت، یعنی خودکار و با استفاده از ماشین‌آلات تولید و یا به صورت دستی انجام داد. در حالت اتوماتیک یک انبار یا سیلو مواد اولیه وجود دارد که بسته به کاربر می تواند تا حدود 1 روز کامل ظرفیت خط تولید را در آن ماده جمع کند تا برای تغذیه از آن استفاده شود. کنترل دما و رطوبت در سیلو بسیار مهم است و اگر رطوبت از مواد جامد خارج نشود، جذب پلیمرها شده و باعث ایجاد لکه و حباب در سطح می شود.
مرحله دوم: حرارت‌دهی لوله‌ها
تولید این لوله ها به روش اکستروژن انجام می شود. در این روش ماده اولیه پلیمری (دانه ای) که به صورت جامد است پس از خشک شدن با هوای گرم و از دست دادن رطوبت خود وارد دستگاه اکسترودر لوله شده و ذوب می شود.
مرحله سوم: قالب گیری
مواد اولیه مذاب توسط ماردون (میله مارپیچ) تحت فشار زیاد به جلو رانده می شود و پس از خروج از دستگاه وارد قالب می شود.
مرحله چهارم: شکل گیری لوله
مواد مذاب وارد شده به دستگاه قالب گیری از اکسترود، پس از خروج از قالب از کالیبراتور عبور کرده و برای شکل دهی اولیه وارد دستگاه مخزن خلاء می شود و خمیر پلیمر پلی اتیلن محصول نهایی یعنی لوله پلی اتیلن می شود. پس از آماده سازی، لوله ها با استفاده از اره های مخصوص به اندازه های مختلف بریده می شوند.
مرحله پنجم: خنک‌سازی لوله‌ها
محصولات تولید شده، توسط جریان آب با غوطه وری کامل یا با اسپری خنک می شوند. در این مرحله دمای آب تا خنک شدن کامل لوله و سرعت سرد شدن استاندارد نقش مهمی در تعیین درجه بلورینگی و به تبع آن کیفیت نهایی محصول دارد. لوله های پلی اتیلن سایز کوچک با غرقاب کردن داخل مخزن خنک کننده (مخزن خنک کننده) خنک می شوند و لوله های پلی اتیلن بعد از سایز 90 میلی متر نیز دارای نازل های زیادی در داخل مخزن خنک کننده هستند که آب سرد را روی بدنه بیرونی لوله پلی اتیلن می پاشند. داخل 4 یا 5 مخزن خنک کننده تا زمانی که لوله پلی اتیلن در حین تولید به دستگاه های برش و علامت گذاری برسد.
دمای آب خنک کننده نیز بیشتر در محدوده بهینه 40 تا 50 درجه فارنهایت (4 تا 10 درجه سانتیگراد) است تا دمای لوله را به کمتر از 160 درجه فارنهایت (71 درجه سانتیگراد) کاهش دهد.
مرحله ششم: خروج از آب و مارک زنی
لوله پلی اتیلن فشار قوی تولید شده توسط دستگاه استخراج به تدریج از مخازن خلاء و خنک کننده خارج می شود. در این زمان دستگاه علامت گذاری، مشخصات فنی، تاریخ تولید، نام تجاری استاندارد و مخفف نام شرکت را ثبت می کند.
مرحله هفتم: بسته بندی
لوله های تولید شده برای راحتی کار و ایمنی در هنگام بارگیری و تخلیه بر روی واگن ها یا کامیون ها بسته بندی و بارگیری می شوند.
تمامی مراحل تولید توسط دستگاه های تمام اتوماتیک کنترل و نظارت می شود تا محصول نهایی مطابق با استانداردهای تولید لوله پلی اتیلن، با کیفیت و قابل قبول تولید شود. تمامی سایزهای لوله پلی اتیلن تک جداره به همین صورت ساخته می شوند و تنها تفاوت آنها در سایز و مدل دستگاه است. شایان ذکر است لوله های پلی اتیلن تا سایز 110 میلی متر به صورت کلاف قابل تولید می باشد. در این حالت در انتهای خط تولید به جای میز کج، دستگاه سیم پیچی قرار می گیرد که وظیفه سیم پیچی لوله پلی اتیلن را بر عهده دارد.
تولید لوله پلی اتیلن دو جداره
تولید لوله های پلی اتیلن دوجداره شباهت زیادی به لوله های تک جداره دارد، با این تفاوت که ماشین آلات و تجهیزات مورد استفاده در ساخت آنها متفاوت است. در تولید لوله های دوجداره از دو اکسترود یکی برای تولید دیواره داخلی و دیگری برای تولید جداره خارجی استفاده می شود و مراحل تولید همانند لوله های تک جداره می باشد. همچنین تعیین دمای صحیح در تولید این لوله ها بسیار مهم است و در واقع دما تفاوت محصولات را تعیین می کند. لوله ها از محفظه های مخصوصی عبور می کنند تا شکل بگیرند و با استفاده از قالب های پیوسته و دوار، حلقه هایی در سطح خارجی آنها ایجاد می شود و در نهایت از جریان آب سرد برای خنک سازی لوله استفاده می شود.
سخن پایانی
همانطور که گفته شد لوله های پلی اتیلن یکی از پرمصرف ترین لوله ها می باشد که به دلیل ویژگی هایی مانند طول عمر بالا، مقاومت فشاری بالا، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر رطوبت هوا در زمینه های مختلف آبرسانی، آب و فاضلاب، کشاورزی، زهکشی خدمات برق، جمع آوری آب باران، سیستم های پیشگیری از آتش سوزی، لوله های گازرسانی و غیره کاربرد فراوانی دارد. این لوله ها در دو نوع تک جداره و دو جداره تولید می شوند.