СтройКА

Способы изготовления (технология)

Экструзия (выдавливание) вязких материалов как способ их промышленной обработки известна уже около 200 лет. Сначала с помощью поршневых прессов и с применением мускульной силы человека и животных экструдировались трубы из свинца, макароны из теста, кирпич из глины и другие изделия. С середины XIX века был осуществлен переход поршневых прессов на механический или гидравлический привод и началось использование как исходного сырья естественных полимеров – например, гуттаперчи для покрытия проводов. В начале 70 годов того же столетия впервые появились шнековые (червячные) экструдеры с паровым обогревом и водяным охлаждением для переработки резины. А в 1892–1912 гг. фирма «Troеster» (Германия) освоила их серийное производство и поставила около 600 шнековых прессов для нужд промышленности, в т.ч. на экспорт [2]. На некоторых резиноперерабатывающих заводах нашей страны еще есть образцы машин «Troеster», которые поступили в цеха по репарации после второй мировой войны. В середине 20-х годов начали экструдироваться такие термопласты как полихлорвинил (поливинилхлорид) и полистирол. В 1935 г. Фирмой «Troеster» был создан экструдер для переработки пластмасс, который имеет комбинированный (электропаровой) обогрев и значительно более длинный червяк, чем в шнековых прессах для резины. А уже в 1936 г. была изготовлена машина с электрообогревом для прямой переработки порошкообразных и гранулированных пластмасс. В 1939 г. фирма «Troеster» на экструдерах с электрообогревом впервые установила воздушное охлаждение. В эти же годы итальянцы Коломбо и Паскетти сконструировали двухчервячный пресс для переработки пластмасс. Вторая мировая война способствовала ускорению создания новых видов пластмасс, развитию экструзионного оборудования для их переработки. Первым же этапом интенсивного развития техники экструзии для пластмасс следует считать период 1946 — 1953 гг. К его концу были упорядочены и систематизированы опыт и знания в этой области, а также проведены теоретические и экспериментальные исследования, которые дополнили и подкрепили практику, особенно в конструктивном совершенствовании механической составляющей оборудования линий и в создании машиностроительной технологической базы их изготовления. Выполненная в этот период работа стала основой последующего развития экструдеров, комплектующего технологические линии оборудования и превращения их в универсальное и рациональное оборудование современной промышленности пластмасс. Ко второму этапу ускоренного развития техники экструзии в комплексе со вспомогательным и периферийным оборудованием линий можно отнести период с 1988 по 2001 гг., автоматические экструзионные технологические линии были трансформированы в компьютеризованные автоматы. Обновились с перспективой последующего совершенствования первичные датчики характеристик процессов, вторичные приборы. Уменьшилась инерционность и повысилась стабильность систем тепловой автоматики и электроприводов. Разработанные математические модели операций процесса переработки позволили создать компьютерные программы управления как отдельными операциями, так и процессом в целом. Навивные (намоточные) трубы относятся к композиционным материалам. Изготавливаются способом навивки на оправку пропитанных связующим армирующих волокон с последующей полимеризацией связующего. В зависимости от типа применяемых материалов различают стеклопластиковые и арамидные трубы. Стеклопластиковые трубы При изготовлении стеклопластиковых труб в качестве армирующих волокон выступает стеклянная нить или ровинг. В качестве связующего: полиэфирные или эпоксидные смолы, реже полиэтилен. Существует несколько способов изготовления стеклопластиковых труб — метод намотки (периодическая и непрерывная) и центробежное литье. Технология намотки предполагает навивку стекловолоконной нити на цилиндрическую оправку и укрепление ее термореактивными материалами (например, эпоксидными или полиэфирными смолами) в процессе полимеризации с помощью катализаторов и специальных инфракрасных излучателей. При периодической намотке труба наматывается на цилиндрическое основание фиксированной длины, такая технология, как правило, предполагает производство труб с раструбно-шиповым соединением фиксированной длины. После окончательной полимеризации оправку извлекают из готовой трубы. Технология непрерывной намотки использует вращающийся сердечник по которому движется непрерывная стальная лента образуя цилиндр. По мере того, как балки сердечника поворачиваются, сила трения вращает стальную ленту, а специальные ролики двигают ее горизонтально таким образом, что весь сердечник движется непрерывно по спирали в направлении схода трубы. В процессе вращения на оправку подаются материалы, которые образуют структурные слои стеклопластиковой трубы. Технология непрерывной намотки позволяет производить трубу какой угодно длины, но на практике применяются трубы длиной 6 и 12 метров. В ряде технологических процессов кроме стекловолокна и связующего также используется кварцевый песок для увеличения прочности и уменьшения стоимости изделия. На данный момент для магистральных трубопроводов выпускаются трубы диаметром до 4000 мм. Технология производства стеклопластиковых труб насчитывает более 50 лет успешного применения в различных отраслях. Наибольшее распространение они получили при строительстве магистральных трубопроводов питьевого водоснабжения, в секторе ЖКХ, в энергетической отрасли и в различных областях промышленности. Стеклопластиковые трубы обладают такими качествами, как стойкость к электрохимической коррозии, низкий коэффициент температурного расширения, легкий вес и большая прочность. В монтаже стеклопластиковые трубы просты и удобны за счет муфтовых и раструбно-шиповых соединений, которые применяются в подавляющем большинстве случаев.