Производство рифленых экструдированных ПВХ труб
По сведениям из независимых статистических агентств департамента коммунального хозяйства ЕС, применение стальных, чугунных и железобетонных труб в новом строительстве из года в год неуклонно снижается и все большую популярность обретают пластиковые напорные трубы с рифленой спиралеобразной поверхностью. Эти трубы имеют огромные преимущества перед пластиковыми трубами с гладкой поверхностью: меньший вес при том же гидравлическом сопротивлении и давлении, повышенная гибкость, позволяющая обходиться без дополнительных фитингов при поворотах, повышенное сопротивление давлению грунта, способность противостоять неожиданным осадкам и сдвигам грунта или несущих конструкций без трещин и разрывов, повышенная скорость монтажа и технологичность, возможность холодного монтажа напорных трубопроводов и т.п.
Подобные трубы производятся с помощью стандартных экструзионных линий, в комплект которых входят специальные машины — корругаторы. Многие мировые крупные производители подобных труб изготавливают корругаторы собственной конструкции. Бум в строительной отрасли США и ЕС последнего десятилетия вызвали многократный прирост производства таких гибких и рифленых пластиковых труб и появление на строительном рынке новых продуктов, в частности удлиненных дренажных PE труб до 21,1 м. При этом для монтажа в траншее не требуется автокран, как в случае с ж/б трубой. Снижение стоимости, повышенная универсальность применения, новые термопласты для их экструзии делают эти трубы все более популярными у застройщиков. Представитель германской фирмы — производителя корругаторов Peter Huebner утверждает, что при производстве таких труб расходуется на 50 % термопласта меньше, чем при экструзии гладких пластиковых труб, имеющих одинаковые эксплуатационные характеристики. Специалисты Ассоциации рифленых PE труб утверждают, что такие трубы отлично работают при подземной прокладке на глубине от 26 см до 27,4 м в разных типах грунтов, не исключая и вечную мерзлоту. Гибкие трубы можно закладывать на гораздо больших глубинах, чем гладкие, рифленые ребра на поверхности такой трубы снижают боковое давление грунта и напряжение сдвига грунта.
Улучшенные эксплуатационные свойства таких труб отвечают новым американским и канадским нормам к безнапорным трубопроводам (канализация, дренаж). Последние исследования в этой области Калифорнийского университета (Sacramento, США) определили, что рифленые HDPE трубы имеют большую абразионную стойкость, чем железобетонные, даже при меньшей толщине стенки и служат на 45 % дольше и в более агрессивных средах.
В агробизнесе подобные трубы уже завоевали прочные позиции, особенно рифленые пластиковые перфорированные дренажные трубы сверхбольшого диаметра (до 1500 мм и более), позволяющие избежать проблем засорения оросительных каналов и испарения воды в засушливый период.
Именно для таких труб разработан корругатор с пульсирующими формующими молд-блоками. По мере движения горячей пластиковой трубы-заготовки от экструдера ближайший к нему молд-блок, состоящий из двух половин, с внутренней рубашкой вакуум-отсоса и водяного охлаждения быстро размыкается, охватывает горячую трубу кольцом и вместе с этим участком трубы движется вдоль по направляющим к концу экструзионной линии. На этом пути неостывший термопласт стенок трубы под действием вакуума втягивается внутрь молд-блока и принимает форму профиля (периодические или спиралевидные выступы на поверхности трубы). Следующий молд-блок действует на поверхность трубы таким же образом. Непрерывная цепь таких размыкающихся и смыкающихся молд-блоков обеспечивает непрерывное и скоростное формование поверхности пластиковой трубы непосредственно за экструдером. Каждая пара таких блоков размыкается достаточно широко — для предотвращения торможения экструзии. Фирма «Corma» разработала в этом устройстве принципиально новую систему охлаждения молд-блоков корругатора, более эффективную, чем чисто водяное охлаждение, детали ее пока не разглашаются. Директор фирмы M.Lupke утверждает, что это новое охлаждение может увеличить производительность экструзии таких труб на 25 — 100 %.
Германская фирма начала производство новой серии своих корругаторов UC 1500/8 IV для выпуска рифленых труб с двойной стенкой. Они оснащены системой прямого водяного охлаждения молд-блоков и системой вакуум-отсоса, как и в предыдущих корругаторах фирмы серии UC. В этой машине 8 пар блоков, и она способна производить трубы диаметром 400 — 1500 мм. Горизонтальная конструкция подачи молд-блоков исключила необходимость применения сложных входных-выходных искривленных направляющих. Система внутреннего впрыска охлаждающей воды в молд-блок и непрерывного удаления нагретой воды снизила водо- и воздухопотребление.
Ускоренные темпы частного жилищного строительства и реконструкции старого жилфонда вызывают повышенный спрос на кабель-каналы из рифленых пластиковых труб и дренажные рифленые трубы. Многие фирмы-производители увеличили производство корругаторов для труб малого диаметра именно для этих целей. В Германии выпущена новая серия таких корругаторов FDC 160-60 для труб диаметром 30 — 160 мм, в которых применена система быстрой смены молд-блоков без гаечного ключа, а также автоматического подсоединения к системе водяного охлаждения.
Увеличивающийся спрос на пластиковые рифленые трубы и кабель-каналы привел австралийских производителей такой экструзионной продукции к необходимости разработать и внедрить в производство единый для всех фирм тип соединительных муфт для пластиковых трубопроводов всех диаметров.
Многие производители корругаторов, стремясь увеличить прибыли от своих машин, объявляют о расширении их возможностей, ранее свойственных только экструзионно-раздувным машинам. Одна американская фирма начала развитие своих корругаторов в двух новых отраслях: гофрированные и рифленые трубки для автомобилестроения и для разнообразных нужд в домашнем хозяйстве. В ее новых вертикальных корругаторах экструдируемая пластиковая труба входит в верхнюю часть корругатора и покидает его в нижней части. По заранее заданной программе для компьютера экструдера процесс может остановиться на некоторое время, молд-блоки сдвигаются на определенное расстояние, получающееся изделие отрезается, экструдер включает шнеки вновь, и процесс повторяется. Таким образом получаются разнообразные рифленые трубки с гладкими патрубками или фланцами на обоих концах, широко применяющиеся в автомоторах и в различных медицинских аппаратах. При этом их себестоимость во много раз ниже, чем при раздувной технологии. Вертикальные корругаторы способны производить патрубки диаметром 1 — 200 мм и длиной до 12 метров, что невозможно для раздувных машин.
Гибкие рифленые пластиковые трубы под действием сдвигов грунта изгибаются, не теряя эксплуатационных свойств и не разрушаясь в соединениях, в то время как гладкие трубы испытывают угловой излом, особенно в соединениях. Полиэтиленовые трубы обладают высокой коррозионной стойкостью, что позволяет применять их во всех типах грунтов. Для экструзии таких труб внедрен новый вид сополимера — полиэтилен/этиленгексан высокой плотности. Этот пластик особенно хорош для экструзии дренажных и питьевых труб. Сополимер гексана обладает повышенной стойкостью к старению, что позволяет ему успешно противостоять колебаниям и сдвигам грунта, то есть делает такие трубы незаменимыми при прокладке в сейсмических зонах. В США разработана новая марка полиэтилена высокой плотности — ZR806A — для экструзии труб, применяемых в геотермальных системах. Они способны выдерживать давление 160 Bar при +99,4 ºС, модуль упругости — 127000. Также они выдерживают морозную хрупкость — 5000 часов при -64 ºС.
Бельгийская фирма внедрила в производство новую марку полиэтилена РЕ 100 для экструзии питьевых труб, соответствующую нормативу PE 3408 Европейского института пластиковых труб.
Автор: В.Коваль, Республика Беларусь, г. Гомель
