Экструдированный полиэтилен что это
Экструдированный полиэтилен для изоляции труб
Экструдированный полиэтилен — полимерный материал, из которого делают антикоррозийное покрытие стальных труб в водопроводах и сетях газоснабжения. Оно предохраняет металл от контакта с влагой, блуждающими токами, предотвращает появление ржавчины и грибка. При соблюдении правил его нанесения срок службы стальных коммуникаций увеличивается в несколько раз.
Экструдированный полиэтилен наносят на металл в заводских условиях. Для создания изолированных изделий используется полностью автоматизированная производственная линия. Благодаря этому, готовое покрытие соответствует следующим требованиям:
На всех этапах создания изоляции мы контролируем ее качество, поэтому наши изолированные трубы отлично защищены от внешнего негативного влияния.
Перед нанесением экструдированного полиэтилена стальную поверхность очищают и шлифуют. Наносят адгезив при двухслойном покрытии или праймер, на эпоксидной основе, при подготовке к трехслойной изоляции. Эти составы улучшают сцепление полимерного материала со сталью. Предварительная обработка предотвращает отслаивание полиэтиленовой оболочки в процессе эксплуатации газопровода.
На стальные трубопроводы покрытие из экструдированного полиэтилена наносят в два или три слоя, а именно адгезив + полиэтилен или праймер + адгезив + полиэтилен. Таким образом изготовленная ВУС изоляция труб обеспечивает максимальную защиту от влаги, грибка и ржавчины. Нанесение такого покрытия обязательно при подземной прокладке трубопровода или его монтаже в условиях повышенной влажности. ВУС изоляция также необходима трубопроводам, эксплуатация которых ведется в неблагоприятных климатических условиях.
Защитные свойства экструдированного полиэтилена не зависят от температуры окружающей среды и влажности.
У нас Вы можете заказать изолированные стальные трубы диаметром от 57 до 820 мм и толщиной стенки от 3,5 до 8 мм. Мы также производим нанесение весьма усиленной изоляции на трубы заказчика. Условия сотрудничества уточняйте по телефонам.
Экструдированный полиэтилен
Полиэтилен – один из наиболее крупнотоннажных термопластов. Благодаря комплексу ценных свойств, изделия из полиэтилена незаменимы в целом ряде областей.
Наиболее универсальный и перспективный способ переработки полиэтилена – экструзия, – получение изделий непрерывным продавливанием расплавов через формообразующие профили требуемой конфигурации. Процесс технологически несложен, легко автоматизируется, не требует больших энергозатрат.
Этот метод позволяет перерабатывать экструдированный полиэтилен в длинномерные изделия с поперечным сечением разных видов: пленки, трубы, плиты, профили.
Экструдированный полиэтилен выпускается в виде композиций, предназначенных для получения конкретных изделий – труб, пленок, пластин. Он производится в виде порошка или гранул и может содержать добавки различного назначения: упрочняющие, ингибиторы деструкции, красители. Полиэтилен для экструзии отличается меньшей, по сравнению с литьевым полиэтиленом, молекулярной массой и большей текучестью.
Производство изделий экструзией
Технологическая схема переработки экструдированного полиэтилена – законченный непрерывный цикл от загрузки сырья до выхода готового изделия. Типичная линия производства включает:
Основной узел цепочки – экструдер. Используются агрегаты различных конструкций, преимущественно червячного типа, со стационарными или съемными фильерами разнообразных конфигураций.
Для изготовления гладкостенных труб применяются экструзионные головки, состоящие из дорна, который формирует внутренний диаметр, и калибровочного мундштука, оформляющего внешнюю поверхность. Калиброванием получают трубы круглого сечения, овальные, квадратные, треугольные. На выходе из экструдера трубы охлаждаются обдувом воздуха или в ваннах с водой, захватываются роликовым транспортером, режутся на заготовки необходимой длины или наматываются на принимающие устройства.
Изготовление гофрированных труб и шлангов из экструдированного полиэтилена ведется на предельно высоких температурах, с использованием фильер с гофратором, охлаждаемым водой. Разогретая тонкостенная заготовка из экструдера поступает на гофратор, прижимается сжатым воздухом к его охлаждаемой поверхности и остывает, сохраняя форму. Гофрированная труба подается на наматывающее устройство или на перфоратор для пробивки дренажных отверстий.
Пленочная продукция производится экструзией с раздувом или плоскощелевой экструзией.
Основные типы изделий из экструдированного полиэтилена
Тенденции развития производства
Сейчас особенно динамично развиваются такие сегменты потребления экструдированного полиэтилена, как упаковочные материалы, трубы, строительство, защитные оболочки для кабеля.
Почти половина экструдированного полиэтилена – 48 % (около 850 тыс. т в год), – используется в производстве пленок. Они биологически безвредны, гигиеничны и дешевы.
На рынке появляется новая продукция: био-ориентированная полиэтиленовая пленка с эффектом скручивания (твист-эффект) для кондитерской промышленности, высокопрочная самоармирующаяся пленка для парниковых хозяйств и строительства.
Активно расширяется производство труб из экструдированного полиэтилена – среди трубной продукции из полимеров на их долю приходится 76-77 %. Полиэтиленовые трубы обладают неоспоримыми достоинствами по сравнению со стальными и чугунными трубами, они:
Появившийся относительно недавно вспененный экструдированный полиэтилен, при сверхмалом весе, имеет высокие термоизоляционные свойства, низкое влагопоглощение, механическую прочность. Он используется для упаковки продуктов, утепления жилых помещений, как теплоизоляция систем водоснабжения и отопления, холодильного оборудования.
Новые технологии переработки, легирующие добавки постоянно расширяют области использования материалов и изделий из экструдированного полиэтилена.
Что такое экструдер и экструзия
Экструзия исключает из производственного цикла трудоемкую механическую обработку. Это быстрый и недорогой способ получения пленок, труб, профиля и других изделий, выпускаемых погонажом из полимерного сырья. В статье расскажем, что такое экструдер, как происходит процесс экструзии полиэтилена, разберем тонкости экструзионной технологии.
Что такое экструзия полимеров?
Процесс экструзии происходит при нагреве полимеров максимум до 250 0 С. Производство идет на скорости до 120 метров/минуту. Около 30 % всего объема полимеров перерабатывается по экструзионной технологии с помощью экструдеров. Попробуем разобраться в тонкостях этого процесса.
Экструзия полимеров — это технология получения формовочных изделий из термопластов и их композиций на шнековых прессах. Осуществляется путем продавливания (под давлением) однородного расплава через щель формовочной головки экструдера.
Щель имеет определенную форму, которая определяет геометрию изделия — сайдинг, пленка, оконный ПВХ профиль. В качестве сырья используются гранулы полиэтилена ПВД и ПНД, полипропилена, ПВХ, полистирола и других полимеров.
Экструзия включает в себя следующие этапы:
Устройство и принцип работы экструдера, что это такое
Уже по тому, что слова «экструдер» и «экструзия» являются однокоренными, становится понятным, что экструдер — это основной рабочий орган экструзионной линии.
По длине экструдер для полимеров условно делится на три зоны: загрузки, сжатия расплава и дозирования.
Важно! Экструдер может различаться по типу и количеству шнеков. Выпускаются: одношнековые, двухшнековые и многошнековые, дисковые и многодисковые экструдеры.
О конструкции одношнекового экструдера.
Внутри толстостенного корпуса (трубы) вращается шнек — металлический стержень с винтовой навивкой. Шнек перемещает гранулы по направлению к экструзионной головке. Корпус опоясывают секции хомутовых нагревателей, которые греют металл и плавят полимер, прижимаемый винтом к внутренней поверхности трубы. «Горячую» часть оборудования помещают в водоохлаждаемый кожух, и сверху утепляют термочехлом.
Экструзия пленки
Наиболее популярными формовочными изделиями, которые получают с применением экструзии, являются пленки. Их изготавливают из полистирола, полипропилена, полиамида, лавсана, поликарбоната, ПВХ, но самыми востребованными из них являются, конечно же, пленки из экструдированного полиэтилена высокого и низкого давления. Именно на их примере мы рассмотрим, какие этапы этот материал проходит на выходе из экструдера.
Существует два метода экструдирования пленок:
Читайте также какие дефекты могут возникнуть при экструзии пленки и как их устранить.
Метод раздува рукава.
Полимер выдувается из экструдера для пленки через кольцевую щель в формующей головке. Визуально это выглядит, как из фильеры поднимается сплошной пленочный цилиндр, раздуваемый изнутри воздухом. Воздух подается под давлением через дорн — отверстие в центре головки.
Охлаждение при экструзии полиэтилена, в зависимости от ориентации рукава, может производиться по двум схемам:
После остывания пленка складывается с помощью специальных «щек» в полотно и протягивается через отжимающие воздух валки. Готовый материал отправляется на намотку.
Чем быстрее охладить расплав полиэтилена на выходе из экструдера, тем выше будет прозрачность и блеск пленки. Почему так происходит? Дело в том, что при остывании в пленке образуется два вида молекулярных структур — кристаллическая и амфорная. Когда материал охлаждают медленно, то макромолекулы полимера успеют сформироваться в кристаллы, и экструдированная пленка будет мутной и неэластичной, но прочной. При быстром охлаждении кристаллы не успевают соединиться и пространство между ними заполняют амфорные связи, придающие пленке прозрачность, хорошую эластичность и гибкость.
Метод плоскощелевой экструзии.
Отверстие в фильере плоскощелевого экструдера протачивают в виде тончайшей щели. Пленка из формовочной головки выходит в виде непрерывного полотна определенной толщины и ширины.
Существует два варианта охлаждения пленки полученной плоскощелевым методом:
После охлаждения и сушки полиэтилен протягивается через натягивающие валы и идет на намотку.
Соэкструзия и коэкструзия.
Соэкструзия — это технология, использующаяся для получения многослойных пленок.
В качестве сырья может использоваться: полиэтилен низкой и высокой плотности, полипропилен, полиамидная пленка и др. полимеры. Гранулят этих пластических масс плавится в разных экструдерах, после чего соединяется и проходит через одну формовочную фильеру (головку). Для прочного склеивания нужно, чтобы молекулярная сетка полимеров была похожа по структуре. Но если нужно связать барьерный слой, например, EVOH и линейный полиэтилен, то потребуется специальные вяжущие сополимеры.
Соэкструзионные многослойные пленки используются для вакуумирования продуктов, как транспортная упаковка, с/х пленка (для мульчирования, пленка с эффектом антифог), упаковка фармацевтических препаратов.
По похожей технологии, которая получила название коэкструзия, изготавливают панели сайдинга и профиль ПВХ. Поливинилхлорид — основа профиля, занимает около 80% толщины панели, оставшиеся 20% — акрил. Как и в случае соэкструзии, используется работа двух коэкструдеров, где отдельно плавят ПВХ и акрил. Соединяются эти расплавы в щелевой филере, откуда выходят уже готовым спаянным изделием.
Коронарная обработка пленки после экструзии
Химическая инертность и малая поверхностная энергия пленки делают ее невосприимчивой к типографской или любой другой краске. Нанесение покрытия на поверхность полиэтилена станет возможным, если его поверхностная энергия будет хотя бы на 10 дин/см выше энергии наносимой краски. В ином случае краска будет просто собираться в капли. «Подзарядить» пленку можно коронированием. Каждая экструзивная линия оборудована активатором обработки коронным разрядом, который состоит из: генератора, трансформатора и электродов. При пропадании пленки в область электромагнитного поля растет ее поверхностная энергия и повреждается верхний слой макромолекул (микротравление).
Применение технологии экструзии
Развитие экструзионного производства сейчас идет сейчас по трем направлениям. Это: усовершенствование существующего оборудования, применение новых композиций полимеров, совершенствование автоматизированных систем управления. Последнее направление представляется наиболее актуальным — уже сейчас в России появились установки оборудованные АСУ на основе микропроцессора. Они позволяют автоматически контролировать не только работу экструдера, но и системы подготовки сырья, калибровки и обрезки готовых изделий.
Экструдированный полиэтилен
Покрытие на основе экструдированного полиэтилена наносится на автоматической линии на трубы длиной не менее 8,1 погонных метра и отвечает требованиям ГОСТ Р 51164-98 (Конструкции №№ 1 и 2), ГОСТ 9.602-2016 (Конструкции №№ 1,2 и 14).
Так же распространено обозначение «Труба в ВУС изоляции»
В зависимости от конструкции различают двухслойное и трехслойное покрытия.
Трёхслойное покрытие состоит:
1) порошковый эпоксидный праймер
2) термоплавкий адгезив
3) защитный слой экструдированного полиэтилена
Двухслойное покрытие не имеет первого слоя эпоксидного праймера.
Толщина полиэтиленового покрытия зависит от диаметра трубы или детали трубопровода:
| Тип покрытия | Номинальный наружный диаметр трубы, мм | Общая толщина покрытия, мм, не менее |
| Усиленный тип по ГОСТ Р 51164-98 (Конструкции №1 и 2) | до 273 вкл. свыше 273 до 530 вкл. свыше 530 до 820 вкл. свыше 820 до 1420 вкл. | 2,0 3,0 |
| Усиленный тип по ГОСТ 9.602-2016 (Конструкции №1 и 2) | до 273 вкл. свыше 273 до 530 вкл. свыше 530 до 820 вкл. 3,0 | |
| Нормальный тип по ГОСТ 9.602-2016 (Конструкция №14) | свыше 57 до 114 вкл. свыше 133 до 259 вкл. свыше 273 до 530 вкл. свыше 630 до 820 вкл. | 1,8 ГОСТ Р 51164-98 устанавливает общие требования к защите от подземной и атмосферной коррозии наружной поверхности стальных магистральных трубопроводов, транспортирующих природный газ, нефть и нефтепродукты, и отводов от них, трубопроводов компрессорных, газораспределительных, перекачивающих и насосных станций, а также нефтебаз, головных сооружений нефтегазопромыслов, трубопроводов теплоэлектростанций, соединенных с магистральными трубопроводами, а также трубопроводов на территории других аналогичных промышленных площадок. Стандарт не распространяется на теплопроводы и трубопроводы, проложенные в населенных пунктах, коллекторах, зданиях, многолетнемерзлых грунтах и в водоемах без заглубления в дно. ГОСТ 9.602-2016 регламентирует два типа наружных покрытий: Защитные покрытия усиленного типа, применяемые для: — стальных трубопроводов, прокладываемых непосредственно в земле в пределах территорий городов, населенных пунктов и промышленных предприятий; — газопроводов с давлением газа до 1,2 МПа, предназначенных для газоснабжения городов, населенных пунктов и промышленных предприятий, но прокладываемых вне их территорий; Защитные покрытия нормального типа применяют для стальных трубопроводов оросительных систем, систем сельскохозяйственного водоснабжения (групповых и межхозяйственных водопроводов и отводов от них) и обводнения. Понятие «Весьма усиленный тип» было определено ГОСТ 9.602-2005 (Конструкция №1) в 2005 году и в данный момент устарело. Регламент на выполнение работ: ТУ 1390-005-39929189-2015 — Трубы стальные бесшовные и электросварные диаметром 57-530 мм с наружным двухслойным и трехслойным антикоррозионным покрытием на основе экструдированного полиэтилена. Цены Цены на работы по нанесению покрытий, а так же стоимость стальной трубы в изоляции вы можете уточнить у наших специалистов, связавшись с нами: Телефон в Екатеринбурге: 8-343-226-06-32 Метод экструзии полимеров (пластмасс)Экструзия – это процесс плавления полимера (допустим, полиэтилена), в результате которой он превращается в изделие определенного размера. Общая технология экструзии всегда одна и та же, но некоторые факторы изменяются в зависимости от толщины, которую необходимо получить. После плавки полиэтилен сушится воздухом, и этот процесс тоже считается частью экструзии. Машина, которая выполняет данную работу, называется экструдером. В наше время это самый распространенный метод создания полиэтиленовой пленки. Описание процесса экструзии
Вязкая масса проходит сквозь узкие отверстия, которые формируют кольцо. Результатом этой операции является «труба» из пленки. Как правило, в экструдерах предусмотрена функция изменения диаметра этой «трубы». Затем пленка подвергается воздействию сжатого воздуха, после чего меняет форму. Она становится похожей на сильно вытянутый по вертикали баллон. Посреди валков элеватора находится небольшой зазор, в области которого соединяются края «баллона». Как результат, пленка оседает на дно экструдера и представляет собой сплюснутый рукав. Нередко для изготовления полиэтиленовых пакетов применяются фальцеватели. В результате получается рукав с фальцовкой. Если изготовитель хочет сразу же нарезать пленку, то в конце сушки он применяет специальные ножи. Особенности экструзииМетод экструзии почти одинаков для большинства полимеров. Но температура плавки у каждого своя. Производители полиэтиленовой пленки пользуются расчетными номограммами, чтобы точно определять температуру, при которой плавятся те или иные термопласты. Чаще всего для плавки используются: В отличие от большинства плавящихся веществ, температура плавления полимеров может колебаться в довольно широком диапазоне. Так, полиэтилен плавится при температуре от 100 до 125°С, а различные виды полипропилена могут требовать температуру от 80 до 170°С. Это обуславливается составом полимеров, а также условиями проведения экструзии. Экструзия полимеров требует от изготовителя пленки высоких профессиональных знаний. К примеру, поликарбонат и полиметилметакрилат – это полимеры с высокой вязкостью, которые при неосторожном превышении температуры могут потерять свои ключевые свойства. Как известно, изначально полиэтилен существует в виде порошка. Но для того, чтобы загрузить его в экструдер, нужно сначала добиться гранулированной формы. Для этого проводятся следующие операции: Только после этого полиэтилен можно загружать в экструдер. Аналогичные операции нужно проделывать и с полипропиленом, а также с некоторыми другими полимерами. Практически любая линия экструзии может работать со всеми полимерами, но машины не в силах сами подстраиваться под изменение материала.
Плавление и охлаждение полиэтиленаЭкструзия полиэтилена мало отличается от экструзии других полиолефинов, но нужно помнить одну важную вещь. При плавке полиэтилена выделяется намного больше тепла, чем, скажем, при плавке «родственного» полипропилена. Поэтому, если в прошлый раз экструдер работал с полипропиленом, а теперь необходимо экструдировать полиэтилен, то перед началом работы нужно снизить мощность нагревателей. Если пренебречь этим правилом, то пленка будет кристаллизоваться, станет хрупкой и непрозрачной. Такой же результат – помутнение и хрупкость – ожидает и при неправильном охлаждении. Полиэтилен нужно охлаждать быстро и интенсивно. Если полимер будет слишком долго сохранять свое тепло, то начнется кристаллизация, которая в первую очередь скажется на прозрачности, а потом и на ударопрочности пленки. Процесс экструзии с помощью кольцевого зазора (именно он был описан в начале статьи) имеет один существенный недостаток. Полученная пленка имеет неравномерную толщину и часто образовывает складки. Чтобы снизить риск этих побочных явлений, была сконструирована специальная головка экструдера. Ее внутренние и наружные стенки одновременно вращаются, минимизируя разброс толщины. Шанс появления складок тоже заметно падает. Несмотря на этот недостаток, кольцевой зазор – лучший способ экструзии из ныне существующих. Именно он лежит в основе большинства полиэтиленовых изделий, которые используются на производствах, при строительстве и в быту. Коронаторная обработка пленки после экструзииСуществуют специальные приспособления – коронаторы, которые применяются для обработки наружной поверхности пленочных рукавов. Они обдают пленку коронными разрядами тока. Данная процедура является необходимой, если изготовленная пленка будет подвергаться флексопечати.
Дефекты пленки и их устранениеТакой сложный процесс, как экструзия пластмасс и полимеров, нечасто может обойтись без погрешностей. В большинстве случаев возникают недочеты, которые необходимо устранить. Поэтому мы рассмотрим основные погрешности при экструзии полиэтилена, а также опишем способы их устранения: Отдельного внимания заслуживает проблема разнотолщинности, которая уже была описана выше. Неравномерная толщина может иметь разный характер, и в зависимости от этого варьируется способ устранения проблемы: ЗаключениеИтак, экструзия – это процесс, при котором полиэтилен из гранулированного материала превращается в прозрачную пленку. Данная процедура является комплексной и требует не только специального оборудования, но и профессиональных навыков человека, который будет работать с экструдером. Тем не менее, при создании изделий из полимеров без экструзии обойтись невозможно.
|
Такая сложная и комплексная процедура не может выполняться без соответствующего оборудования. Для получения качественной пленки необходим надежный и исправно работающий экструдер. Для начала в бункер машины загружаются полиэтиленовые гранулы, а затем включается функция нагрева. Вскоре гранулы плавятся и превращаются в вязкую прозрачную массу. Это и есть основа будущей пленки.
Структура любого полимера – не волокнистая, поэтому краска будет легко держаться на на пленке и без дополнительной обработки (клейка, стимуляция и т.д.). Но использование коронаторов обязательно, ведь без них краска будет слезать с пленки в течение нескольких секунд. Краска, какой бы она ни была, превратится в каплю и будет спокойно передвигаться по полимерной пленке. Коронные разряды тока обеспечивают для пленки и краски валентную связь, и изначальная форма сохраняется на долгое время.