Некоторые вопросы производства труб из термопластов

Термопласты, применяемыми в производстве труб. Прочностные характеристики труб из полиэтилена. Формование и калибрование заготовки трубы. Технические требования, предъявляемые к трубным маркам полиэтилена и напорным трубам, методы контроля качества.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 20.10.2011
Размер файла 923,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Некоторые вопросы производства труб из термопластов

Введение

Основными термопластами, применяемыми в массовом производстве труб различного назначения, являются: непластифицированный поливинилхлорид, полиэтилен и полипропилен. В настоящем обзоре основное внимание уделено трубам из полиэтилена

Полиэтилен по способу производства (синтеза) разделяют на полиэтилен высокого давления (ПВД) и полиэтилен низкого давления (ПНД). Хотя разница в технологии синтеза и приводит к получению различных по свойствам полиэтиленов, аббревиатуры ПВД и ПНД малоинформативные и в настоящее время в качестве характеристики материала не применяются. Используется характеристика - минимальная длительная прочность полиэтилена (MRS). В случаях, когда полиэтилен с одним и тем же MRS имеет различный уровень плотности, упоминают и ее (средняя или высокая).

В случае производства ПВД, синтез проводят при давлении 1000 - 3000 атм. и температуре около 300 0С. В результате получают неоднородные, сильно разветвленные цепочки полиэтилена, имеющего относительно низкую плотность, невысокую жесткость, высокую степень ползучести, что в совокупности приводит к низкому значению MRC. В настоящее время полиэтилен низкой плотности (ПНП, LDPE) для производства напорных труб практически не применяется.

Синтез полиэтилена высокой и средней плотности проводят в присутствии катализаторов при давлении 40 - 100 атм. и температуре около 100 0С. Такой полиэтилен состоит из длинных цепных молекул, имеющих небольшое, упорядоченное число коротких боковых ответвлений. Если молекулы состоят только из этиленовых звеньев, мы имеем линейный гомополимер с плотностью не менее 0,965 г/см3. Именно такой полиэтилен в качестве ПЭВП 50 (позднее ПЭВП 63) с 1960-х годов стал применяться для производства напорных труб.

Дальнейшее совершенствование процесса синтеза привело к созданию ПЭ 80 - полиэтилена средней и высокой плотности и ПЭ 100 - полиэтилена высокой плотности.

1. Прочностные характеристики труб из полиэтилена.

Минимальная длительная прочность (MRS), SDR трубы и максимальное рабочее давление в трубопроводе.

При нагружении трубы внутренним давлением перекачиваемой среды, в стенке трубы возникают кольцевые напряжения (у), величина которых определяется очевидным уравнением:

(DН - S) * Р

у = --------------- (1)

2 * S

где: Dн - наружный диаметр трубы; S - толщина стенки трубы; Р - внутреннее давление в трубе.

Вследствие явления ползучести или разрыва химических связей полимерная труба разрушится при любом уровне напряжений в ее стенке. Весь вопрос, - за какой срок.

Минимальная длительная прочность (MRS). Эту характеристику материала определяют следующим образом. При различных температурах Т нагружают образцы трубы внутренним гидростатическим давлением, соответствующим выбранной величине у и фиксируют время его разрушения ф. После получения достаточного количества результатов, статистическими методами обрабатывают массив экспериментальных данных в виде уравнения:

ф = f (у, Т) (2),

Экстраполируя уравнение (2) при значении температуры в 20 0С на время до разрушения в 50 лет (438000 час) со значением доверительного интервала 97,5% получают величину нижнего доверительного предела предсказанной гидростатической прочности уLCL, которая является основой для определения MRS данного материала. Это очень важное обстоятельство для безопасного применения напорных трубопроводов, потому что результат определения уLCL, лежащий в диапазоне 6,3 - 7,99 МПа дает MRS 6,3 МПа ; уLCL в диапазоне 8,0 - 9,99 МПа MRS 8 МПа; уLCL в диапазоне 10,0 - 11,19 МПа MRS 10 МПа; уLCL в диапазоне 11,2 - 12,49 МПа MRS 11,2 МПа; уLCL выше 12,5 МПа MRS 12,5 МПа.

Указанные величины уLCL и MRS определяют по общепринятым в мировой практике международным стандартам ИСО 9080 «Пластмассовые трубы. Определение длительной гидростатической прочности термопластичных материалов в форме труб путем экстраполяции», в котором предписаны правила проведения эксперимента, включая количество испытуемых образцов и необходимые максимальные значения времен разрушения, а также статистические методы экстраполяции, и стандартом ИСО 12162 «Термопластичные материалы для труб и фитингов для транспортировки жидких и газообразных сред. Классификация и обозначение. Общий коэффициент безопасности», устанавливающий, в том числе нормированное значение MRS.

Значение MRS используется для определения максимального рабочего давления в трубопроводе.

Заменив в левой части уравнения (1) напряжение у на допускаемое напряжение

[у] = MRS/C,

где С - коэффициент запаса (коэффициент безопасности), уравнение (1) примет вид:

MRS P * (Dн - S) Р Dн

------ = -------------------- = -- * ( -- - 1) (1')

С 2 * S 2 S

Отношение номинального наружного диаметра к номинальной толщине стенки трубы представляет собой стандартизованную типоразмерную характеристику трубы - «стандартное размерное отношение» - SDR трубы. Таким образом, максимальное рабочее давление в трубопроводе равно:

2* MRS

МОР = ---------------------- (3)

C * (SDR - 1)

Коэффициент безопасности С зависит от области применения труб. Например, для газопроводов он, как правило, составляет 2,5, а для водопроводов - 1,25. Поэтому трубы одного и того же SDR, изготовленные из одного материала, для этих двух областей применения имеют различную напорную характеристику - максимальное рабочее давление в трубопроводе.

Поперечная жесткость (SR) труб. Взаимодействие трубопровода с грунтом.

Пластмассовый подземный трубопровод работает совместно с окружающим его грунтом. Грунт создает собственную нагрузку, действующую на трубопровод, и передает нагрузки с поверхности, например, от движущегося или стоящего над ним транспорта. Действие вертикальной нагрузки приводит к прогибу трубы, и, вообще говоря, при проектировании трубопровода этот фактор нагрузки должен учитываться наряду с напорной характеристикой трубопровода.

Рассмотрим два случая приложения к трубе внешней нагрузки, для которых в строительной механике имеются точные решения.

1) Равномерное внешнее гидростатическое давление.

В этом случае, при определенном уровне давления происходит потеря поперечной устойчивости трубы. Величина критического давления определяется:

24 Е I

Ркр = ------------ (4)

Dm3

где:

I = s3/12 - момент инерции стенки трубы на метр длины (м4/м)

s - толщина стенки трубы, м

Е - модуль упругости материала трубы, МПа.

Dm - диаметр трубы по средней линии толщины стенки

Ркр - внешнее давление, вызывающее коллапс формы трубы, МПа.

2. Две поперечные силы.

Труба нагружена двумя диаметрально противоположными силами F, Н/м, распределенными по длине трубопровода.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1

В этом случае уменьшение диаметра трубы (прогиб трубы) в плоскости приложения сил равно:

F Dm3

f = 0,01875 --------- (5)

Е I

Заметим, что в соотношения (4) и (5) входит одна и та же величина, с размерностью МПа,

ЕI / Dm3 = SR (6)

характеризующая кольцевую жесткость трубы SR.

Сегодня SR - базисный классификатор труб подземной прокладки, принятый Международными и Европейскими стандартами (по аналогии с SDR для напорной характеристики трубы). В таблице 1 приведены нормированные значения кольцевой жесткости и показано, какие типоразмеры труб из ПЭ и ПВХ им соответствуют.

Таблица 1

SR, МПа

0,002

0,004

0,008

0,016

0,032

SDR ПВХ

51

41

33

26

21

SDR ПЭ

33

26

21

17

13,6

С учетом уравнения (6), уравнения (4) и (5) принимают простой вид:

Ркр = 24 SR (4')

f = 0,01875 F/ SR (5')

Подставив в уравнение (6) величину I = s3/12, получим очевидную связь между двумя классификаторами трубопровода:

SR = Е s3/ 12/ Dm3 = E/12/(SDR)3 (6')

Таким образом, кольцевая жесткость определяется модулем материала трубы и обратно пропорциональна кубу SDR.

На устойчивость к внешнему давлению (уравнение 4') трубопровод проверяют при его прокладке по дну водоема или по болотистой местности, когда зыбкий грунт реально действует на трубопровод равномерно распределенной по периметру нагрузкой. При проектировании прокладки трубопровода в траншее, используют различные модификации уравнения (5'), учитывающие наряду с жесткостью трубопровода и характеристики окружающего его грунта. Расчетами и многолетней практикой подземной прокладки трубопроводов из полиэтиленовых труб, показано, что, начиная с SDR 17, поперечная жесткость труб (SR > 0,016 МПа) достаточна для снятия всех ограничений к их прокладке в траншее на глубине более 1 метра. Подземная прокладка труб с большими SDR, требует применения проверочных расчетов и специальных приемов их засыпки. Именно поэтому трубы для безнапорных канализационных трубопроводов в целях экономии материала делают оребренными, гофрированными, либо из пустотелого профиля необходимой высоты. Такие трубы обеспечивают требуемую поперечную жесткость при минимальных затратах сырья для их изготовления.

С точки зрения искажения поперечного сечения трубы, очень важным вопросом является организация их долговременного хранения. На рисунке 2 показана схема нагружения труб нижнего ряда в углу и в середине рамки стеллажа.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2

Схема нагружения отличается от схемы рисунка 1, но также поддается точному расчету. Не вдаваясь в него, приведем наиболее важные результаты. Абсолютные значения сминающих трубу усилий зависят от типоразмера труб и рядности их хранения. Если дно и стенки стеллажа сплошные, допустимое количество рядов хранения в летний период приведено в таблице 2. Однако, если дно между металлическими конструкциями рамки стеллажа можно выстлать, например, деревянными поддонами, получив практически ровное сплошное основание, то боковые опоры не целесообразно делать сплошными. Их должно быть не менее одной на каждые 1,5 метра длины отрезка трубы, а ширина опорной поверхности - не менее 200 мм.

Таблица 2

Диаметртрубы

SDR трубы

11

17

21

26

Число рядов хранения (над первым)

110

57

22

16

10

160

39

15

11

7

225

28

11

8

5

400

16

6

4

3

630

10

4

3

2

800

8

3

2

1

1200

5

2

1

0

2) Экструзия

Слово extrusion (экструзия) не означает ничего больше, чем выталкивание, выдавливание. Таким образом, любой насос можно было бы называть экструдером. Тюбик с зубной пастой представляет собой экструдер с ручным, пальцевым приводом. В технике, однако, слово экструзия связывают с выдавливанием и формованием изделия из пластичной или псевдопластичной массы (например, макароны из теста).

Экструзия - наиболее производительный и распространенный процесс переработки термопластов. Экструзией могут быть переработаны практически все известные термопласты и их композиции.

Экструдеры бывают одношнековые, двухшнековые и, соответственно многошнековые. Одношнековые экструдеры применяются для переработки готовых гранулированных композиций полимера. Двухшнековые - для порошкообразных механически смешанных композиций, где требуется качественное смешение и взаимное проникновение компонентов в расплаве полимера. К тому же, двухшнековые экструдеры обладают хорошей «захватывающей» способностью в зоне загрузки, что важно для переработки порошкообразных или гелеобразных материалов. Таким образом, преимущество двухшнекового экструдера в том, что он способен принять смесь компонентов в мелкодисперсном состоянии, хорошо перемешать в расплаве и подать либо в формующую головку для получения изделия, либо на грануляцию. Безусловно, область применения тех и других экструдеров значительно шире, чем сказано выше. Иногда в качестве экструдеров применяют аналоги шестеренчатых или поршневых насосов.

2. Конструктивные особенности современных одношнековых

экструдеров

Одношнековый экструдер долгое время рассматривали как винтовой насос, в котором давление создавалось в расплаве на последнем этапе в зоне нагнетания (см. Рис. 3). Соответственно, предыдущие зоны рассматривались как вспомогательные. Зона питания - для подачи гранул в зону плавления, следующая зона - для плавления материала, Такой экструдер был чрезвычайно чувствительным к противодавлению экструзионной головки, зазору между гребнем шнека и цилиндром и свойствам материала даже одного и того же вида. Производительность же экструдера с диаметром шнека, например, 160 мм не превышала 200 - 250 кг/час.

С применением в зоне загрузки рифленых охлаждаемых втулок характер работы экструдера резко изменился. Теперь на длине шнека ? 5D в зоне втулки еще на твердом материале развивается все действующее в экструдере давление. На всей оставшейся длине шнека идет нагрев, плавление гранул и гомогенизация расплава полимера без функции его транспортирования, и шнек вместе с головкой являются вынужденным, но необходимым для качественной подготовки расплава, сопротивлением движению расплава. Уже первые экструдеры с диаметром шнека 90 мм, снабженные рифленой втулкой, имели производительность 300 кг/час. В дальнейшем, решались вопросы интенсификации нагрева и перемешивания ламинарных потоков расплава, увеличения питающей способности зоны рифленой втулки. В результате производительность была повышена еще более чем в 2 раза. Так для современного экструдера с диаметром шнека 120 мм, «нормальной» является производительность 900 -1200 кг/час.

Температурный режим по зонам экструдера.

В зоне рифленой втулки происходит резкое сжатие гранул полимера, выделяется большое количество механической энергии переходящей в тепло и начинается плавление гранул. С другой стороны, как только на стенках втулки появляется пленка расплава, возможно круговое проскальзывание пробки твердого материала, и втулка резко снижает свою транспортирующую способность. Поэтому зона рифленой втулки должна интенсивно охлаждаться. Установлено, что втулка совершенно одинаково и полноценно работает в диапазоне температур 60 - 110 0С. В диапазоне 115 - 140 0С втулка плавно снижает производительность до 65 - 60 % от максимальной и с повышением температуры производительность остается на этом сниженном уровне. (См. Рисунок 4)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3 Отличия в работе современного экструдера

Рисунок 4.

Температура рифленой втулки регулированием расхода воды должна поддерживаться на уровне 80 - 100 0С. Если выше 100 - увеличивается отложение накипи в каналах для прохода воды, если ниже 80 - гранулы, которые мы должны расплавить, попадут в следующие зоны более холодными, что нерационально. Да и каналы для протока воды выбраны так, что даже при полностью открытом кране температура втулки у работающего экструдера не упадет ниже обозначенного здесь уровня. На входе в канал должен быть установлен электромагнитный клапан, обеспечивающий отсечку воды при остановке главного привода, так как раскрутка шнека с переохлажденной (меньше 70 оС) втулкой затруднена.

В процессе эксплуатации экструдера, оснащенного рифленой втулкой, необходимо непрерывно поддерживать охлаждающую способность водяных каналов, другими словам - периодически очищать их от накипи и других засорений.

В зоне, прилегающей к загрузочной, начинается плавление полимера. Смесь нерасплавленных гранул с уже образовавшимся расплавом требует наиболее интенсивного подвода энергии и температура цилиндра в этой зоне должна быть максимальной. Поэтому с применением рифленых втулок в практике экструзии сложился так называемый «обратный» профиль температурного режима по зонам экструдера. Например, для четырех зонного экструдера (начиная от первой): 240; 220; 200; 200 (190). В современных высоко производительных экструдерах процесс плавления заканчивается только в конце шнека и расплав, как правило, принимает температуру последней зоны, где установлены элементы гомогенизации.

На установившемся режиме экструзии полезно несколько скорректировать задание температуры на каждой зоне, так чтобы нагреватель зоны периодически включался - выключался.

Бесполезно устанавливать температурный режим по зонам экструдера, при котором нагреватель данной зоны из-за саморазогрева расплава постоянно выключен. Нехватку тепловой энергии экструдер восполнит за счет механической энергии главного привода, при этом мы потеряем мощность одного нагревателя.

Мнение, что при отключенных нагревателях и включенных вентиляторах удается снизить температуру расплава, неправильно. Вентиляторы применяются не для охлаждения расплава (они на это и не способны, так как обдувают внешнюю поверхность нагревателя), а для более «мягкого» регулирования процесса нагрева, то есть для того чтобы уменьшить инерционность нагревателя и после его отключения при достижении заданной температуры предотвратить ее дальнейший рост.

Энергетический баланс экструзии

В процессе экструзии к полимеру подводится тепловая энергия в количестве, необходимом для его плавления и нагрева до температуры экструзии и выдавливания.

Для нагрева и выдавливания 1 кг полиэтилена высокой плотности необходимо затратить мощность от 190 до 210 ватт в зависимости от марки сырья и температуры материала на входе и на выходе. В современных экструдерах серии ПРОТОН эта величина непрерывно выводится на дисплей и легко увидеть, что удельная величина потребляемой мощности будет в этих пределах и при производительности 20 кг/час и при производительности 1000 кг/час.

Отсюда вытекает несколько универсальных зависимостей теплового баланса:

1. Мощность, реально потребляемая экструдером

Nэ = 0,2 * Qэ [кВт]

2. Полезная хладопроизводительность холодильника, восстанавливающего исходную температуру воды

Nх = 0,19 * Qэ [кВт]

3. Расход воды, при ее нагреве в процессе теплообмена на ДТ 0С

Qв = 0,155 * Qэ/ ДТ [м3/час]

здесь и везде дальше Qэ - производительность экструзии [кг/час].

Мощность главного привода экструдера для переработки полиолефинов выбирают по величине удельной мощности, равной 0,30 - 0,33 кВт/(кг/час), то есть, ? в 1,6 раза большей, чем теоретическая. Запас мощности необходим для пусковой раскрутки шнека (особенно когда он не пустой).

Таким образом, мощность главного двигателя экструдера

Nпр ? 0,30 * Qэ [кВт]

3. Формование заготовки трубы

Оформление замкнутой пустотелой заготовки происходит в зазоре между матрицей, как говорят на «Газтрубпласте» и дорном экструзионной головки. Вообще говоря, термин «матрица» применяется в сочетании с термином «пуансон» в описании процессов объемного формования изделия из листовых материалов, в том числе из термопластов. В нашем случае, мы имеем дело с «мундштуком» и во всей русскоязычной литературе, посвященной экструзии труб, именно так эта деталь и называется.

Экструзионные головки для производства труб бывают угловые и прямоточные (Рисунки 5 - 7).

Наличие дорна, оформляющего внутреннюю полость трубной заготовки и, следовательно, дорнодержателя - вынужденная особенность головки для экструзии полого профиля. Угловая головка отличается от прямоточной тем, что дорн крепится к корпусу головки еще до входа расплава и поток расплава попадает в формующий зазор, не пересекая ни какие преграды. Кроме того, в этой схеме головки облегчен доступ во внутреннюю полость изделия, что делает ее незаменимой в кабельной промышленности или при производстве всевозможного вида покрытий. Имеются проблемы с равномерным распределением по периметру головки односторонне поступающего потока расплава. Усложнением конфигурации разводящих каналов (по сравнению с примитивно изображенной на рис 5) эта проблема решается. Но гидравлическое сопротивление угловой головки существенно выше, чем прямоточной. Трудно назвать другие и непреодолимые недостатки угловых головок, препятствующие их использованию при производстве труб, но исторически сложилось так, что в Европе, включая Россию, для производства труб используются исключительно прямоточные головки, тогда как в США и Израиле, во всяком случае, для труб диаметром до 160 мм, - угловые, как правило, в сочетании с внутренним калиброванием об охлаждаемый дорн.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5 Схема угловой головки

В прямоточной головке дорн крепится к корпусу головки уже в потоке расплава, и это вызывает свои проблемы.

Для труб малого диаметра традиционно использовался дорнодержатель в виде четырех - шести перьев обтекаемой формы, связывающих дорн с внешним корпусом.

С увеличением диаметров труб и ростом производительности, при такой примитивной конструкции дорнодержателя, неизбежно возникает огранка внутренней, не калибруемой поверхности трубы. Всевозможные «пережимы» или наоборот «растяжки» расплава малоэффективны, так как воздействуют на него периферийно, по периметру, тогда как неоднородное воздействие было лобовым и поперечный след от него тянется по оси течения.

Основная (но не единственная, о ней ниже) идея борьбы с огранкой - подвергнуть расплав после его прохождения через дорнодержатель, новому, интенсивному и по возможности равномерному деформационному воздействию в специальных выравнивающих зонах головки.

К настоящему моменту, сложилось в основном два типа конструкции головки.

1) Дорнодержатель выполнен в виде цилиндрических каналов практически перпендикулярных к оси головки. Выравнивающая зона - в виде винтовых каналов с уменьшающейся по ходу движения глубиной (Рисунок 6). Эта конструкция предложена и впервые применена фирмой «Райфенхойзер» в середине 70 х годов.

2) Дорнодержатель по существу тот же, а выравнивающая зона - в виде перфорированного стакана - сетки (Рисунок 7). Эта конструкция в тот же период разработана и впервые применена НПО «Пластик», и в рамках совместных работ передана ПО «Большевик» и фирме «Баттенфельд».

Интересно, что такие конструкции головок изначально были разработаны и применены в производстве труб большого диаметра и лишь позднее вернулись в высокопроизводительные линии для производства труб малого диаметра.

Рисунок 6 Схема «винтового» дорнодержателя

Рисунок 7 Схема «сетчатого» дорнодержателя

При проектировании или анализе конструкции предложенной головки, полезно «пробежаться» по ее характерным сечениям, определяя среднюю скорость движения расплава в этом месте при данной производительности.

Для круглого канала:

Q * 1000*4 0,44*Q

V = --------------------- = ------------ [см/сек]

3600*N*0,8*3,14*d2 N*d2

Для кольцевого канала:

Q * 1000 0,11*Q

V = --------------------- = ------------ [см/сек]

3600*0,8*3,14*D*h D*h

где: Q - производительность, кг/час; d - диаметр канала, см; N - число отверстий, по которым одновременно протекает расплав (например, в перфорированном стакане - сетке или разводящих каналах дорнодержателя); D и h - «серединный» диаметр кольцевого канала и его высота, см,

Наверняка можно утверждать, что максимальные средние скорости имеют место в адаптере на входе в головку и в разводящих каналах дорнодержателя (еще, возможно, в формующем зазоре при высокоскоростной экструзии трубы, например 20 мм). Для адаптера и формующего зазора «высокие» средние скорости течения не страшны - там имеет место равномерное воздействие на расплав. В зоне же дорнодержателя, мы имеем 6 (8 - 12) потоков расплава, которые потом сливаются в один. Расплав полимера очень «злопамятен» и при его освобождении (разбухании) в нем отражаются все предшествующие деформации. Время релаксации напряжений, связанных с неравномерной деформацией расплава велико, и этот процесс не успевает завершится во время «спокойного» течения расплава по остальным каналам головки. Кстати, первой реакцией, когда с повышением производительности специалисты столкнулись с огранкой, была - удлинить путь течения в кольцевых параллельных каналах головки. И хотя это не помогло, в некоторых «дизайнах» головок (Баттенфельд) эта тенденция осталась. Таким образом, если в разводящем канале расплав «избыточно смять», то по выходу из головки на внутренней поверхности трубы проявится соответствующее их числу утолщений. Опыт проектирования головок показывает, что при выборе числа и сечений разводящих каналов дорнодержателя, обеспечивающих среднюю скорость течения, не выше 5 см/сек, проблем с огранкой не возникает. Это и есть другая идея борьбы с огранкой, о которой конструкторы головки или забывают или при проектировании головки конструктивно не могут обеспечить.

Гидравлическое сопротивление головки.

Расплав полимера отличается от привычной жидкости, например, воды не только тем, что его вязкость в миллион раз больше, но и тем, что вязкость расплава зависит от скорости его течения.

Приняв с достаточной точностью степенной закон изменения вязкости µ от градиента скорости Y,

µ = µ0*Y(n-1) (2 - 1)

и определив две константы µ0 и n для уравнения (2 - 1) по кривой зависимости вязкости от скорости сдвига, для геометрически простых каналов (отверстие и кольцевой зазор) можно получить точные соотношения между производительностью (расходом) Q и падением давления ДP на этом участке.

Для отверстия радиусом R и длиной L:

Qn*L*2*µ0

ДP = -------------------------------------- (2 - 2)

[ n/(3*n + 1)* 3,14*]n*R(3*n+1)

Для кольцевого зазора с диаметрами D и d, длиной L:

Qn*L*2*µ0

ДP = --------------------------------------------------------- (2 - 3)

[ n/(2*n + 1)* 3,14/2*(D+d)]n*[(D-d)/2](2*n+1)

Для ньютоновской жидкости (воды) n = 1 и уравнения (2 - 2) и (2 - 3) превращаются в привычные уравнения напорного ламинарного течения жидкости.

В экструзионной головке большинство каналов отличаются от простой геометрии, принятой при выводе уравнений (2 - 2) и (2 - 3), поэтому точность расчета гидравлического сопротивления головки зависит от степени приближения принятой в расчете схемы каналов к реальным. Чем на большее число элементарных участков, правильной геометрии мы разобьем каналы головки, тем точнее расчет. Современная вычислительная техника вообще позволяет решить эту задачу в дифференциальном виде и тогда, точность результата будет зависеть только от точности выбора µ0 и n. Но нужно ли это делать? Гидравлический расчет по упрощенной схеме «китайской» головки для труб Ф 630 мм показал, что ее сопротивление при производительности 700 кг/час составит около 110 бар. Из них 95 бар, то есть основная доля, сосредоточена только в трех местах: разводящие каналы дорнодержателя - 40 бар; перфорированный стакан - 32 бар; пережим после стакана - 23 бар. Остальные 15 бар рассредоточены по всем остальным зонам головки, имеющей общую длину 1,8 метра. Еще раз следует подчеркнуть, что удлиненность «китайской» головки, заимствованной у «Баттенфельда» излишняя. Мы имеем кольцевой канал длиной почти 500 мм, сопротивление которого составляет 2 - 3 бара.

Можно предположить, что при работе на этой головки, ее сопротивление реально окажется 120 - 130 бар, но это не изменит его распределения по интересующим нас зонам.

В заключение следует отметить, что давление в головке меняется не прямо пропорционально изменению производительности экструзии. Так, при удвоении производительности давление возрастет только в 2n раза, что для полиэтилена (n ? 0,35) составляет ?1,3 раза.

Температура головки при современных производительностях практически не влияет на температуру расплава выходящего из формующего зазора и качество трубы. На некоторых видах материалов удается, например, улучшить внешний вид наружной поверхности трубы повышением температуры мундштука по отношению к температуре последней зоны экструдера. В «больших» головках, имеющих секционное регулирование температуры по периметру корпуса и мундштука, имеется возможность в незначительных пределах влиять на разнотолщинность трубы.

Проблема измерения температуры расплава в потоке.

Современные экструдеры снабжаются датчиками температуры расплава. Измерение температуры расплава в потоке имеет некоторые особенности, которые надо понимать и иметь в виду.

Как правило, температуру расплава измеряют в переходе от экструдера к головке (адаптере). Диаметр этого канала не превышает диаметра шнека, а зачастую и меньше его, и скорость потока в этом месте одна из наиболее высоких.

Рисунок 8 Профиль скоростей потока расплава и способы установки термопары для измерения температуры расплава

Если измерительный зонд разместить на уровне стенки канала (Рисунок 8 а), то термопара будет мерить температуру пристенных, неподвижных слоев расплава, то есть фактически температуру металла этого канала, которая зависит от температуры нагревателя этой зоны и от того включен он в данный момент или нет. Попробуйте изменить задание температуры адаптера, в котором установлен датчик температуры расплава и показания датчика заметно изменятся.

Если измерительный зонд установить по центру потока расплава, где скорость наивысшая (Рисунок 8 б), то за счет торможения потока о преграду, зонд разогревается и термопара показывает температуру выше фактической на величину тем большую, чем выше производительность (обычно это 15 - 200С).

В последнее время такой способ установки измерительного зонда не применяется, так как дает ошибку существенно больше, чем первый.

Соотношение между размерами инструмента и трубы

Для обеспечения условий вакуумного калибрования, заготовка трубы должна входить в калибр с небольшим наплывом и внутренний диаметр мундштука всегда больше внутреннего диаметра калибра. Степень этого превышения, чтобы не усложнять вопрос, на практике обычно отсчитывают от номинального наружного диаметра трубы. То есть: Дм = Км * Дт, где Км > 1.

Если, например, Км = 1,3, то говорят, что диаметр мундштука на 30% больше диаметра трубы (приращение мундштука 30%).

Заметим что для трубы 20 мм. 30% приращения составляет 6 мм, а для трубы 1000 мм. - 300 мм. Так что выбор величины Км не может быть одинаков во всем диапазоне размеров экструдируемых труб.

Можно использовать при определении «приращения мундштука» следующее формальное уравнение, отражающее многолетний практический опыт:

ДМ ? (Км - 1)*100 = (3,54/(Дт)0,5 - 12/Дт ) %

Понятно, что нет никаких оснований, буквально следовать результату расчета по этому уравнению. Например, для труб 50 и 63 расчетное ДМ составляет 26 и 25,5 % соответственно (вполне можно выбрать 25 % для обоих случаев); для труб 160 и 225 ДМ составляет 20,5 и 18,2 % (можно взять либо 20%, либо - 18%); для труб 630 и 710 ДМ равно 12,2 и 11,6 % (12 %) и т.д. Не следует так же на чертеже «большой» мундштука проставлять расчетную величину ее диаметра с точностью до долей миллиметра - это вызывает улыбку.

Так как, входя в калибр, заготовка трубы вытягивается, уменьшается и толщина заготовки. Следовательно, формующий зазор так же должен быть больше номинальной толщины трубы. Задача выбора величины формующего зазора Z решается аналогичным образом. То есть, выбрав величину Км для определения диаметра мундштука, ту же самую величину (или на 3 -5 % больше) можно использовать для определения толщины формующего зазора:

Z = Км* .Sтр и Дд = Дм - 2*Z

Следует иметь в виду, что проблема выбора исполнительных размеров формующего инструмента не имеет строгого теоретического обоснования. Хотя можно предположить, что большая или меньшая степень вытяжки расплава перед калиброванием влияет на качество трубы, строго это предположение еще никто не доказал. Следуя приведенным выше не хитрым правилам, можно свести вытяжку до разумного минимума и быть гарантированным от серьезной ошибки.

Сказанное выше относительно величины формующего зазора Z, автоматически подразумевает применение для производства трубы заданного SDR индивидуального дорна. Это, безусловно, необходимо при производстве труб диаметром до 110 мм, так как чисто практически не удается получить трубу заданной геометрии. С увеличением диаметра трубы и, следовательно, толщины стенки, появляется практическая возможность получить заданный типоразмер трубы с одного набора инструмента - сначала для двух ближайших SDR, а затем для всего разумного диапазона толщин стенок. При этом, диаметр дорна выбирают по минимально требуемому SDR. Такой подход к подбору инструмента существенно уменьшает капитальные затраты в производство труб большого диаметра, но как это влияет на качество трубы достоверно не известно.

Регулирование разнотолщинности (регулирование равномерности распределения толщины стенки по периметру трубы) осуществляется плоскопараллельным перемещением оси мундштука относительно оси дорна. В некоторых видах головок (угловых, многослойных) предусматривается и перемещение дорна. Появление разнотолщинности в головке, с концентрично расположенными мундштуком и дорном, зависит от многих причин. Это и неточности изготовления и неравномерности нагрева и т.д. В производстве малых и средних труб эти факторы не предсказуемы и невоспроизводимы. Для толстостенных труб большого диаметра определяющим в образовании разнотолщинности является процесс стекания расплава, поэтому полезно заранее задать стартовый эксцентриситет. Стекающий расплав скапливается в нижней части периметра трубы, и подняв мундштук вверх, мы можем заранее утонить заготовку в нижней зоне, что восполнится стекшим материалом. Повлиять же толщину стенки справа и слева от нижней точки (как говорят, на 7, 8 и 4, 5 часов) мы этим действием не сможем.

В процессе производства аппаратчик корректирует положение мундштука по показаниям ультразвукового толщиномера, а затем по фактическим замерам толщины стенки. По окончанию производства данного типоразмера крупногабаритной трубы полезно зафиксировать в рабочем журнале положение мундштука, достигнутое в результате этих регулировок, что бы в следующий раз не начинать их «с нуля».

Приварка расплава к стартовой трубе осуществляется после прогрева ее торца. Обычно это делается выдавленным из формующего зазора головки расплавом. Тепловые свойства полимера таковы, что быстро забрать тепло холодная труба может только с поверхности расплава, которая в свою очередь тут же остынет. Поэтому, чем чаще вы меняете прогревающий слой расплава, тем быстрее прогреете торец стартовой трубы. Чтобы избежать ожогов рук о расплав, рукавицы надо держать сухими.

4. Калибрование заготовки трубы

Выходящая из экструзионной головки расплавленная заготовка должна быть откалибрована. Калибрование заготовки осуществляется охлаждаемой металлической поверхностью, к которой она прижимается избыточным внутренним давлением воздуха. На собственно процесс калибрования не влияет способ создания избытка давления - либо мы поднимаем давление внутри трубы больше атмосферного (пневмокалибрование), либо мы создаем разряжение снаружи трубы (вакуумкалибрование). Все различия между пневмо и вакуум калиброванием относятся только к аппаратурному оформлению и приемам запуска и ведения процесса.

Что бы в полной мере наслаждаться преимуществами современного способа вакуумкалибрования, полезно вспомнить благополучно забытый, а многим просто неизвестный способ пневмокалибрования.

Для создания избыточного давления внутри свободный передний конец трубы необходимо заглушить. Если эта труба 10 - 20 мм., можно просто перегнуть ее конец и направить на намотку, в других случаях трубу заглушают с помощью «плавающей» пробки, прикрепленной к дорну экструзионной головки тросом. Казалось бы, ничего страшного и весь мир десятилетиями так и работал. Что же потом?

Пробка должна быть установлена на таком расстоянии от головки, на котором труба затвердела насквозь. С увеличением производительности это расстояние увеличивается, увеличивается стрела провиса троса под собственным весом, трос начинает касаться внутренней еще расплавленной поверхности трубы. Все! - дальше разгоняться нельзя.

Оказалось, что трубу 160 SDR 11, только по этой причине, нельзя получить с производительностью большей, чем 165 кг/час, а 225 (допустимая стрела провиса больше) - до 250 кг/час. Первые вакуумные ванны и относились в первую очередь к этому диапазону размеров труб, а трубы 315 - 1200 еще некоторое время выпускали с помощью пневмокалибрования. С увеличением диаметра трубы, примитивная «плавающая» пробка, изображенная на рисунке 8, приобретает все более кошмарный вид. Пробка для трубы, например, диаметром 630 мм имеет длину около 1,5 метра и вес около 500 кг. В 5 - 6 рядов установлены наборы резиновых диафрагм с подпорными шайбами. Имеются роликовые опоры, разгружающие диафрагмы от собственного веса пробки и элементы безопасности, так как потенциально мы имеем готовую к выстрелу пневматическую пушку, способную пробить стену здания и забросить пробку на соседнюю территорию.

Рисунок 9. Схема пневмокалибрования труб

Имеющий фантазию, пусть теперь мысленно установит эту пробку внутрь пусковой трубы и протолкнет ее, чтобы предварительно натянуть трос. При ненатянутом тросе пробка автоматически разгерметизируется элементом безопасности или, если его нет, при подаче давления калибрования «прыгнет» вперед на длину слабины троса. Остается теперь так ловко запустит процесс, чтобы на стартовом стыке не образовалось заметного внутреннего наплыва, на котором пробка через три - четыре часа может остановить тянущее устройство. Если учесть, что запуск процесса происходит вслепую, когда калибр уже состыкован с мундштуком, о таких мелочах, как о полной переборке комплекта диафрагм при переходе к производству трубы с другим SDR или об их замене через две - три недели работы, можно и не вспоминать.

Процесс производства труб большого диаметра таким способом считался уникальным и до конца 80-тых годов названия фирм, выпускающих трубы диаметром до 630 мм можно было помнить наизусть, а уж две - три, выпускающих трубы диаметром до 1200 мм, были предметом зависти экструзионной промышленности всего мира. Имея к этому времени опыт проектирования, изготовления и эксплуатации вакуумных ванн для труб диаметром до 225 мм, при расширении производства труб большого диаметра, промышленность экструзии труб естественным образом пошла по пути применения вакуумного калибрования и в этом случае.

Диаметр калибра определяется по номинальному диаметру трубы с помощью коэффициента, который только условно может быть назван коэффициентом «усадки».

Под «усадкой» понимается следующее - на сколько диаметр изготовленной трубы меньше диаметра калибра. То есть, если мы имеем диаметр трубы 803 мм, а диаметр калибра 820, то их отношение составляет 820/803 = 1,0211, а соответственно «усадка» (отнимаем единицу и умножаем на 100) равна 2,11%.

«Усадка» в процессе экструзии трубы это не в чистом виде термическая усадка полимера. На термическое уменьшение размера трубы накладывается положительная деформация трубы под растягивающим действием вакуума и «усадка» при достаточной длине вакуума всегда меньше чисто термической. «Усадка» У зависит от производительности экструзии Q, SDR трубы, длины калибра Lк, и величины вакуума Рвак, а так же от длины вакуумирования, если она меньше минимально необходимой.

Несложными рассуждениями, которые здесь опущены, можно свести параметры калибрования в один комплекс и искать зависимость «усадки» в виде однопараметрического уравнения:

У = 5,435 - 0,923*(Рк*Q*(SDR)/Lк)0,5 %. (4 - 1)

Все технологические величины в уравнении имеют привычные размерности: Рк - бар; Q - кг/час; Lк - мм.

Отметим, что уравнение не содержит величины диаметра трубы, а только SDR, как впрочем, и все другие уравнения, относящиеся к процессам калибрования и охлаждения трубы.

Длина калибра обеспечивающая 2,5 - 3 % «усадки» при разумном (? 0,4 бар.) уровне вакуума определяется уравнением:

Lк = 0,025 * Qэ * (SDR) [мм] , (4 - 2)

Как видно из последнего уравнения, чем выше SDR трубы, тем длиннее должен быть калибр при фиксированной величине «процента усадки» калибра. На практике, поэтому имеют набор гильз, либо разной длины, либо с разным «процентом усадки» и перед технологом возникает вопрос - какой калибр поставить и какой уровень вакуума будет необходим. Уравнение (4 - 1) в этом смысле неудобно и его следует решить относительно уровня вакуума.

Рвак = (5,935 - %к)2*Lк /0,85/Q/(SDR) , бар. (4 - 3)

% к - «процент усадки» калибра - то есть, величина превышения диаметра калибра над номиналом трубы.

Например, стоит задача подготовиться к выпуску трубы Ф630 SDR 13,6 и 21 с производительностью 1000 кг/час. В распоряжении технолога имеется секционный калибр, обеспечивающий сменой схемы установки гильз длину 200, 300, 500 и 700 мм. %к - «процент усадки» у всех гильз составляет 3 %.

По уравнению (4 - 2) определяем, что минимальная длина калибра должна быть:

Для SDR 13,6 Lк = 0,025*1000*13,6 = 340 мм

Для SDR 21 Lк = 0,025*1000*21 = 525 мм

Точно таких длин калибров нет, поэтому по уравнению (4 - 3) предсказываем уровень вакуума для калибра длиной 300 и 500 и 700 мм.

Для SDR 13,6 L=300 Рвак = (5,935 -3)2*300/0,85/1000/13,6 = 0,22 бар

Для SDR 13,6 L=500 Рвак = (5,935 -3)2*500/0,85/1000/13,6 = 0,37 бар

Для SDR 21 L=500 Рвак = (5,935 -3)2*500/0,85/1000/21 = 0,235 бар

Для SDR 21 L=700 Рвак = (5,935 -3)2*700/0,85/1000/21 = 0,34 бар

Я бы предпочел второй (удлиненный) вариант выбора гильз.

Следует иметь ввиду, что трубу, в пределах допуска на толщину стенки, выпускают толще номинальной, поэтому реальное SDR труб всегда меньше. Так, если взять толщину стенке по половине поля допуска, то реально SDR трубы 630 х SDR 13,6 превратится в 630хSDR 12,6; 630хSDR 21 превратится в 630хSDR 19,5. Поэтому полученные значения уровня вакуума можно считать минимально необходимыми и при запуске трубы, уровень вакуума можно устанавливать на 10 - 15 % больше и дальше корректировать по реальным результатам замеров диаметра трубы.

В последнее время в практике производства труб нашли применение калибры переменного диаметра. Изменение диаметра калибра обеспечивается сжатием гильзы калибра, выполненной в виде фигурных цанг или разрезных колец.

Конструкция и работа вакуумного калибра

Как уже говорилось выше, расплавленная заготовка только в первый момент касания с холодной поверхностью способна отдать ей большое количество тепла. Дальше вступают в силу законы теплопроводности, а так как теплопроводность полимеров достаточно низка, тепловой поток от заготовки резко падает. Таким образом, необходимо учитывать наличие пиковой тепловой нагрузки в момент касания расплавленной заготовки калибрующей поверхности на первом участке калибрования. Эту зону калибра необходимо интенсивно охлаждать быстро протекающей водой, а термическое сопротивление гильзы калибра сводить к минимуму, уменьшая ее толщину и применяя для входа материалы с высокой теплопроводностью (бронза, латунь). Если эти условия соблюдены, при высокоскоростной экструзии отпадает необходимость полива заготовки водой перед ее входом в калибр или обдува ее воздухом.

На Рис. 10 показана зона входа в калибр Ф1000 мм фактически в натуральную величину.

Нужно ясно понимать, что радиальные отверстия и кольцевые проточки на внутренней поверхности входа гильзы служат не для создания смазывающей пленки воды по поверхности заготовки, а для самого первого аккуратного присасывания расплавленной заготовки к калибрующей поверхности гильзы. Вода под разряжением, которое начинается где-то в кольцевом канале, проскакивает по каналам калибра и выбрасывается в ванну. В кольцевой канавке и в радиальных каналах воды нет.

Для обеспечения нормальной работы калибра необходимо обеспечить свободный выброс всей поступающей во входную зону воды в вакуумную ванну.

На рисунке 10 показан «идеальный» вход заготовки в калибр. Первый контакт заготовки с холодной поверхностью гильзы происходит практически в зоне действия разряжения без заметного смятия «пузыря» расплава. Особенно это важно при высокоскоростном калибровании труб малого диаметра. В этом случае надо более тщательно подходить к подбору соотношения размеров инструмента и калибра для данной трубы. При первом запуске новой оснастки можно, вытяжкой «пузыря» и перемещением калибра (ванны) относительно головки, добиться «идеального» входа в калибр и нужной скорости при приемлемом внешнем виде трубы, а уже толщину стенки (обычно она получается меньше требуемой) откорректировать, расточив мундштук или проточив дорн.

Рисунок 10.

Разряжение в вакуумной ванне не только обеспечивает плотный контакт поверхности заготовки с калибрующей гильзой, установленной на входе в ванну, но и препятствует ее овализации под действием неизбежных, при дальнейшем охлаждении, термических напряжений в стенке заготовки. Время действия разряжения (длина вакуумных ванн) должно быть таким, чтобы постоянно увеличивающаяся прочность охлаждаемой заготовки превысила действие внутренних напряжений, искажающих форму. Овализация трубы всегда вертикальна так как на симметричное поле внутренних термических напряжений (см. дальше) накладывается собственный вес трубы. При недостаточной длине вакуумной ванны овализация трубы неисправима сжимающими роликами, которые иногда ставят между ваннами. Минимально необходимая длина вакуумирования, обеспечивающая отсутствие заметной овализации трубы определяется уравнением:

Lвак = 0,25 * Qэ / (SDR) [м] , Qэ - кг/час (4 - 4)

Заметим, что при пневмокалибровании, когда пробка устанавливается в зоне полностью затвердевшей стенки трубы и расправляющее давление действует на всей этой длине, овализации трубы не происходит.

5. Охлаждение трубы

Длина охлаждения и температура охлаждающей воды определяют среднюю конечную температуру, которую труба примет после прекращения ее охлаждения Тср . Так как на последних этапах охлаждения температура в стенке трубы изменяется по линейному закону от максимальной на внутренней поверхности (Тмах) до минимальной на наружной, которую можно считать равной температуре охлаждающей воды (Тв), то очевидны соотношения между тремя этими температурами:

Тср = (Тмах + Тв)/2 и Тмах = 2* Тср - Тв

С точки зрения физики, переработка термопласта в изделие, в том числе и экструзией, состоит исключительно из процессов его нагрева и охлаждения. Нагрев полимера в работающем экструдере происходит в основном за счет диссипации энергии главного привода, а перенос тепловой энергии - конвекцией. При этом перенос тепла неразрывно связан с движением самого материала и конвективный теплообмен преобладает над процессом теплопроводности. Охлаждение же изделия происходит только теплопроводностью. Интенсивности процессов конвекции и теплопроводности для полимеров различаются на порядки, поэтому именно время необходимое для охлаждения изделия определяет производительность агрегата.

Температурное поле в стенке трубы описывается нелинейным дифференциальным уравнением теплопроводности в частных производных:

?Т(y,ф) ?2Т(y,ф) ?Т(y,ф)

------ = А(Т) ------- + Д(Т) (----------- )2 (5-1)

?ф ?y2 ?y

где: Т(y,ф) - температура в стенке трубы, функция координаты и времени, 0С;

y - координата рассматриваемой точки поперек стенки трубы, м; ф - время от начала охлаждения, сек; А(Т) - коэффициент температуропроводности, функция температуры. м2/сек; Д(Т) - первая производная коэффициента температуропроводности, м2/сек.

Рисунок 11 Распределение температуры в стенке трубы толщиной 10 мм при одностороннем охлаждении. Цифры на кривых время охлаждения, сек.

Тр = 190; Тв = 20 0С

На рисунке 11 приведен температурный профиль вглубь стенки трубы толщиной 10 мм через 10, 100, 300 и 600 сек от начала ее охлаждения.

Сам по себе, отдельный результат интегрирования уравнения (5-1) малоинформативен. Например, вся полезная информация рисунка 11 состоит в том, что через 600 сек. средняя температура стенки трубы будет ? 400С и охлаждение трубы с толщиной стенки 10 мм можно прекратить. Однако, повторением интегрирования при различных краевых условиях, был получен ряд полезных результатов, положенных в основу проектирования калибрующего и охлаждающего оборудования.

Очевидно, что длина охлаждения трубы определяется ее габаритами, производительностью экструзии, температурой охлаждающей воды и той допустимой усредненной температурой трубы, при которой охлаждение можно прекратить. Уравнение (5-2) и таблица 5-1 дают элементарную, универсальную связь между этими параметрами процесса. Как уже было сказано выше, уравнение (5-2) не содержит величины диаметра трубы, а только SDR, что, впрочем, вытекает из структуры исходного дифференциального уравнения.

Lохл = Kохл * Qэ / (SDR) [м] (5-2)

Qэ - производительность экструзии кг/час; Kохл - численный коэффициент по таблице 5-1.

Как видно из уравнения (5-2) при проектировании линии длину охлаждения (количество ванн) необходимо выбирать по трубе с минимальным SDR. Из Таблицы 5-1 следует, что, применяя захоложенную воду и допуская выход более горячей трубы, можно в некоторой степени сократить длину тракта охлаждения.

Таблица 5-1

Температура охл. воды, 0С

10

20

30

40

Kохл

Усредненная температура трубы на выходе, 0С

30

0,53

0,65

-

-

40

0,48

0,6

0,72

-

50

0,41

0,5

0,61

0,77

Выбрав, например, величину Kохл = 0,5 определим, что для охлаждения трубы SDR 11 при производительности 1000 кг/час необходимая длина ванн составляет 45 м. В практике это предельная длина (а значит и производительность) которую может себе позволить изготовитель труб. И дело тут не столько в габаритах цеха, сколько в количестве брака, которое он может получить при запуске и наладке процесса.

Для любопытных покажем, почему в расчетах связанных с процессами охлаждения трубы, отсутствуют абсолютные значения толщины стенки и диаметра трубы, а только их отношение (SDR).

Закон Фурье гласит: Время достижения адекватного теплового состояния тела в процессе теплопроводности пропорционально квадрату толщины (см. уравнение (5-1)).

t = K*s2;

То есть, то, что для толщины в 1 мм, достигается за 1 сек., для толщины в 10 мм, будет достигнуто за 100 сек.

Для движущейся трубы время равно длине охлаждения деленной на скорость

t = L / V.

Скорость определяется производительностью и весом трубы на единицу длины. V = Q/G. Вес метра трубы (забывая про 3,14 и плотность) G ~ D *s. По определению SDR: D = (SDR) *s тогда вес G ~ (SDR) *s2. Возвращаясь по цепочки назад, получим t = L* s2*(SDR)/Q.

Подставив это соотношение в закон Фурье, получим:

L* s2*(SDR)/Q = K*s2;

Отсюда длина охлаждения

Lохл = Kохл*Q/(SDR) (5-2)

Очевидно, что дальнейшее повышение производительности производства труб лежит на пути интенсификации процесса охлаждения. Так как данные таблицы 5-1 получены при условии, что труба при охлаждении интенсивно обливается по внешней поверхности большим количеством воды, то есть коэффициент теплоотдачи от поверхности максимален, возможности интенсификации одностороннего охлаждения трубы исчерпаны.


Подобные документы

  • Технологические операции, используемые в процессе производства полимерных труб. Базовые марки полиэтилена и полипропилена, рецептуры добавок, печатных красок, лаков для производства полимерных труб. Типы труб и их размеры. Основные формы горлышка трубы.

    контрольная работа [71,3 K], добавлен 09.10.2010

  • Технология производства промышленных полиэтиленов, исходное сырье. Полиэтиленовая продукция и способы влияния на ее свойства. Методика производства труб из полиэтилена низкого давления путем применения суперконцентратов для окрашивания в различные цвета.

    дипломная работа [519,2 K], добавлен 20.08.2009

  • Основные стадии технологической схемы производства полиэтиленовых труб. Особенности подготовки и загрузки сырья, приготовление композиций. Экструзия полиэтилена с формированием трубной заготовки. Вакуумная калибровка, вытяжка, охлаждение и разрезка.

    реферат [29,8 K], добавлен 07.10.2010

  • Прочность полиэтилена при сложном напряженном состоянии. Механический расчет напорных полиэтиленовых труб на прочность, применяемых в системах водоснабжения. Программное обеспечение для расчета цилиндрических труб. Расчет тонкостных конструкций.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.08.2012

  • Характеристика сырья и материалов. Характеристика готовой продукции - труб кольцевого сечения, изготавливаемые из полиэтилена. Описание технологической схемы. Материальный баланс на единицу выпускаемой продукции. Нормы расхода сырья и энергоресурсов.

    отчет по практике [200,0 K], добавлен 30.03.2009

  • Сортамент и требования нормативной документации к трубам. Технология и оборудование для производства труб. Разработка алгоритмов управленияы редукционным станом ТПА-80. Расчет прокатки и калибровки валков редукционного стана. Силовые параметры прокатки.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 24.07.2010

  • Изучение технологии производства труб большого диаметра. Оценка возможных дефектов при производстве труб на оборудовании линии ТЭСА 1420. Описание конструкции пресса шаговой формовки трубных заготовок. Разработка способа совместной формовки кромок труб.

    дипломная работа [1,5 M], добавлен 13.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.