خط تولید لوله های PVC و اجزای آن

پلی وینیل کلراید (Polyvinyl Chloride) یا PVC یکی از پرمصرف ترین پلیمرهای ترموپلاستیک در جهان محسوب می شود که توسط بشر ساخته شده است. ترموپلاستیک ماده ای است که می تواند به راحتی گرم شده و به اَشکالِ مختلف درآید و سپس خنک شده تا دوباره سفت شود. این ویژگیِ ترموپلاستیک، PVC را قادر می‌سازد تا در بسیاری از کاربردها، مورد استفاده قرار گیرد.

به دلیل ماهیت همه کاره ی آن، PVC در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی، فنی و روزمره از جمله ساختمان، حمل و نقل، نساجی، کشاورزی، بسته بندی، برق و الکترونیک و کاربردهای بهداشتی و پزشکی استفاده می‌شود. PVC ماده ای بسیار بادوام است که می تواند در کاربردهای مختلف، به صورت سفت یا منعطف، سفید یا سیاه و همچنین طیف وسیعی از رنگ های مختلف استفاده شود.

هدف اصلی این مقاله، بررسی خط تولید لوله های PVC و اجزای آن است. اما قبل از آن که به هدف اصلی مقاله بپردازیم، بهتر است ابتدا ماده ی PVC را به طور مختصر شناخته تا مراحل تولید لوله PVC و همچنین اجزای آن را بهتر درک نماییم. با ماهر همراه باشید.

دوره اتوماسیون تکمیلی مرجع مناسبی برای آشناییِ بیشتر با عملکرد دستگاه اکسترودر و همچنین سیکل های کنترلِ آن است.

PVC چیست؟

همانطور که گفته شد، PVC یا پلی وینیل کلراید  یک پلیمر ترموپلاستیک است، به این معنی که در هنگام گرم شدن، ذوب شده و در هنگام سرد شدن سخت می‌شود. مواد ترموپلاستیکی که به درستی فرموله شده اند، می‌توانند چندین بار این فرایند را انجام می‌دهند. این خاصیت، باعث شده که PVC به طور وسیع در کاربردهای صنعتی و ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد.

PVC ماده ای سفید، بی شکل و بی بو است که در دماها و فشارهای معمولی تا 70 – 80 درجه سانتیگراد پایدار است و پس از آن با تکاملِ گاز هیدروکلریک اسید (HCl) و تغییر رنگ (زرد شدن) شروع به تجزیه می‌کند. این ماده، به دو صورت پودر یا گرانول در حالت های نرم (Flexible) و سخت (Rigid) تولید می‌شود.

امروزه PVC (Polyvinyl chloride) سومین کالای پلاستیکی پرفروش در جهان پس از پلی اتیلن (Polyethylene) و پلی پروپیلن (Polypropylene) است.

شکل 1 – PVC به صورت گرانول

شکل 2 – PVC به صورت پودر

مواد خام تشکیل دهنده ی PVC

PVC محصولی مبتنی بر منابع طبیعیِ زمین است:  نمک (Salt) و گاز (Gas) یا نفت (Oil).

در مقایسه با سایر کالاهای پلاستیکی، PVC از سوخت فسیلیِ تجدید ناپذیرِ (non-renewable fossil) کمتری برای ساخت استفاده می‌کند، زیرا برخلاف سایر ترموپلاستیک ها که کاملاً از نفت به دست می‌آیند، PVC از دو ماده اولیه تولید می‌شود.

57 درصد وزن مولکولی از نمک معمولی به دست می‌آید.

43 درصد از مواد اولیه هیدروکربن به دست می‌آید.

شکل 3- مواد اولیه PVC

کاربرد و مزایای PVC

پی وی سی (PVC) به دلیل ویژگی های همه کاره خود مانند وزن سبک، دوام بالا، هزینه کم و مونتاژ آسان، اکنون جایگزین مصالح ساختمانی سنتی مانند چوب، فلز، بتن، لاستیک، سرامیک و غیره در برخی از کاربردها شده است. علاوه بر این، در صنایع مختلف نیز کاربردهای فراوانی دارد و محصولات مختلفی را از این ماده می‌توان تولید کرد مانند:

• پروفیل ها و درب های پنجره
• انواع لوله های در کاربردهای ساختمانی و صنعتی
• دستگاه های پزشکی
• کیسه های ذخیره خون
• عایق کابل و سیم
• کفپوش انعطاف پذیر
• فضای داخلی خودرو و روکش صندلی ها
• بسته بندی
• کارت های اعتباری
• چرم مصنوعی
• پوشاک
• پارچه های روکش دار

از پر مصرف ترین محصولات PVC می توان به لوله های PVC اشاره کرد. که در کاربردهای صنعتی، ساختمانی و شهری، کاربردهای فراوانی دارند.

شکل 4- لوله های PVC

امیدواریم که با این ماده ی پرکاربرد یعنی PVC به قدر کافی آشنا شده باشید، اکنون قصد داریم به هدف اصلی این مقاله یعنی خط تولید لوله های PVC پرداخته و اجزای این خطِ تولید را معرفی نماییم. با ماهر همراه باشید.

لوله PVC چیست ؟

لوله PVC نوعی ماده مصنوعی است که در جهان بسیار محبوب و پرکاربرد است. این لوله ها از زمان شروع لوله کشی در دهه 50 میلادی، به خوبی توسعه یافته اند. لوله های PVC در کاربردهای مختلف، از انتقال آب آشامیدنی گرفته تا تخلیه و همچنین لوله کشی های زیر زمینی نیز به کار می روند. این مواد در حالت طبیعی سفت و شکننده هستند اما وقتی با افزودنی هایی مانند نرم کننده ها ترکیب شود، انعطاف پذیرتر و چکش خوارتر می شوند. لذا بسته به کاربرد، چند نوع لوله PVC به عنوان مجرای آب سرد یا گرم و غیره، در زمینه های صنعتی و تجاری به کار می‌رود.

برخی از این کاربردها عبارت اند از:

• لوله های آب گرم در سیستم های HVAC
• لوله های آب سرد در سیستم های HVAC
• از لوله های مورد استفاده در آبیاری مزارع
• لوله های انتقال آب زیر زمینی
• لوله های انعطاف پذیر در خطوط لوله ها در سیستم تحویل آب

علاوه بر این ها، اتصالات لوله ها مانند خم ها، شاخه ها، شیرها، براکت ها و گیره ها توسط PVC ها تولید شده و در لوله کشی ها به کار می‌روند.

شکل 5- لوله های PVC در مصارف زیر زمینی

مزایای لوله PVC

• مقاومت بالای آنها در برابر گرما و خوردگی
• وزن سبک
• حمل و نقل راحت در مسافت های طولانی
• مقرون به صرفه
• قالب گیری راحت و تبدیل آن به اَشکال مختلف
• قوی و بادوام در برابر فشارهای زیادِ آب و درنتیجه مناسب برای لوله های زیر زمینی و سیالاتِ تحت فشار
• بی اثر بودن یا مقاومت در برابر واکنش های شیمیایی با سایر مواد و درنتیجه مناسب برای مصارف خانگی
• قابل بازیافت و استفاده مجدد آ نها برای مقاصد دیگر

شکل 6 – لوله های PVC

لوله های PVC چگونه ساخته می‌شوند؟

تولید لوله های PVC شامل روش های بسیار توسعه یافته ای است که نیاز به کنترلِ دقیقِ متغیرها و پارامترهای فرآیند دارد. لوله های PVC با اکستروژنِ موادِ خامِ PVC ، تولید می‌شوند که مراحل این عملیات به صورت زیر است:

1. مواد خام به صورت گرانول یا پودر وارد اکسترودر می‌شوند.
2. مواد خام در چندین ناحیه از اکسترودر ذوب شده و گرم می‌شوند.
3. سپس از طریق قالب، اکسترود شده و به شکل مورد نظر در می‌آیند.
4. بعد از آن، خنک می‌شوند.
5. در پایان نیز لوله های PVC به طول مورد نیاز بریده شده و کات می‌شوند.

اجزای اصلی خط تولید لوله های PVC

شکل 7 – اجزا خط تولید لوله PVC

1. مواد خام (Raw Material) به طور دقیق وزن شده
2. و وارد میکسر می‌شوند.
3. سپس با سرعت بالا مخلوط شده و تا دمایی مشخص گرم می‌شوند.
4. پس از رسیدن به دمای مورد نیاز، به سرعت دما تا حدود 50 درجه سانتیگراد کاهش یافته، تا بتوان آن را به هاپرِ اکسترودر اضافه کرد.

قلب فرآیند، اکسترودر از همین جا آغاز می شود:

    5. اکسترودر دارای سیلندر و ماردون (screw) است، مواد خام از طریق هاپر وارد سیلندر شده و توسط المنت هایی که در مناطق مختلف سیلندر قرار گرفته اند، ذوب می شوند، این مواد مذاب با چرخش ماردون همگن و فشرده شده و به طرف جلو هُل داده می‌شوند.

    6. ناحیه ی انتهاییِ سیلندر، یک قالب (Die) با سایز و اندازه ی مشخص قرار گرفته تا این مواد مذابی که با فشار وارد قالب می‌شوند، شِکل قالب را به خود بگیرند.

شکل 8 – اکسترودر

     7. هنگامی که لوله از قالب اکسترود شد، با عبور از یک بخشِ وکیوم با خلاء خارجی، به طور دقیق اندازه گیری می‌شود. این مرحله طوری انجام می شود که از فرو ریختن و از هم پاشیدنِ لوله جلوگیری شود.

      8. سپس لوله وارد تانک آب شده و خنک می شود.

شکل 9 – خط تولید لوله های PVC

    9. لوله ی اندازه گیری و خنک شده، توسط کشنده (Puller or Haul-off) با سرعت ثابت کشیده می‌شود. لازم به ذکر است که کنترلِ سرعت هنگام استفاده از این تجهیز، بسیاز حائز اهمیت است، زیرا سرعت کشیده شدنِ لوله بر ضخامتِ دیواره ی محصول نهایی تاثیر می‌گذارد.

   10. یک چاپگر، لوله ها را در فواصل زمانی منظم با شناساییِ اندازه، کلاس، نوع، تاریخ، شماره استاندارد و غیره، علامت گذاری می‌کند.

   11. دستگاه برش اره (cut-off saw) به صورت خودکار، لوله ها را در طول مناسب برش می‌دهد.

   12. سپس توسط یک دستگاه belling machine، در انتهای هر لوله، یک سوکت (socket) قرار داده می‌شود.

   13. محصول نهایی، برای بازرسی، کنترل کیفیت و آزمایش های مختلف در محل مناسبی نگهداری می‌شوند.

   14. پس از بازرسی و تایید، لوله ها در انبار قرار گرفته تا به محل مورد نظر ارسال شوند.

شکل 10- خط تولید لوله های PVC

جمع بندی

در این مقاله ضمن شناخت ماده ی PVC و نحوه ی تولید آن، با خط تولید لوله ی PVC و بخش های مختلف آن نیز آشنا شدیم.

منبع : benkextruder.com