Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), как и многие другие термопластические материалы, не имеет сшитых молекулярных цепей и поэтому может плавиться после нагрева до нужной температуры. Производство труб из полиэтилена высокой плотности во многом зависит от температуры плавления полиэтилена – температуры, при которой пластик переходит в полностью аморфное состояние (200-250°C).
Трубы ПНД начинаются с гранул полиэтилена, который производят нефтеперерабатывающие предприятия, например российский холдинг SIBUR. Кстати, стоимость готовых полиэтиленовых труб на 80% определяется стоимостью трубного сырья - ПЭВП (английская аббревиатура - HDPE). Стоимость сырья растет в строительный сезон и падает после окончания сезона. Динамику изменения цен на трубный полиэтилен можно посмотреть, например, на этом ресурсе.
На этапе подготовки гранул к загрузке в бункер должен произойти первый этап контроля качества. Качество сырья, которое будет использоваться для производства труб, является первым важным (и необходимым) шагом на пути к соблюдению заданных требований к качеству готовой продукции.
Большинство компаний используют три различных типа гранул полиэтилена высокой плотности, которые хорошо перемешиваются перед загрузкой в бункер: черные первичные гранулы, белые гранулы с красителями для защиты от ультрафиолета и гранулы вторичного полиэтилена. Пропорция смешивания зависит от конкретного применения труб. Если трубы будут заглублены или использованы в качестве водопропускных труб, необходимость в защите от УФ-излучения ограничена, но не исключена, поскольку трубы все равно будут подвергаться воздействию УФ-излучения во время установки.
Первичные гранулы черного цвета используются при производстве газовых ПНД труб. В России действуют следующие нормативные документы, определяющие состав сырья для производства ПНД труб с конкретным назначением: ГОСТ 18599-2001 Трубы для водоснабжения и ГОСТ 58121.2-2018 Трубы для транспортировки газа.
Процесс производства ПЭ труб начинается с подачи термопластичных гранул в экструзионную машину с помощью бункера, который под действием силы тяжести подает гранулы на вращающийся шнек. Вращение винта перемещает пластик вдоль нагретого ствола.
По мере продвижения пластика по каналу глубина уменьшается, заставляя полиэтилен проходить через меньшую площадь. Комбинация сжатия и вращения шнека вызывает трение и вращение вызывая нагрев. Это тепло вместе с теплом ствола плавит ПЭВП (при температуре около 230 градусов по Цельсию). К тому времени, когда оно достигает конца линии, материал расплавляется и становится достаточно жидким, чтобы пройти через матрицу.
Горячий и расплавленный ПЭВП затем проталкивается через фильеру, которая выравнивает твердые частицы в полости экструзии. Затем горячий жидкий ПЭВП подается в форму для труб, применяя вакуумное давление для равномерного распределения по форме. Равномерный поток необходим для поддержания общей целостности конечного продукта. Любые изменения потока могут привести к образованию участков с неравномерной толщиной стенки трубы.
Затем расплавленный пластик равномерно проходит по форме, в результате чего получается труба определенного диаметра. Встроенная водяная система в несколько этапов охлаждает ПЭВП настолько, чтобы труба не деформировалась под собственным весом и можно было выполнить следующие этапы производства.
Далее труба подается на блок маркировки, где методом струйной печати или лазерной гравировки на трубу наносится надпись в соответствии с требованиями ГОСТ. После этого труба поступает на блок резки, где в соответствии с установленными настройками происходит отрезание трубы на отрезки заданной длины, как правило, это 12, 13 метров либо 100, 150 или 200 метров, в случае дальнейшей намотки бухт.
Контроль качества при производстве ПНД труб заключается в визуальном осмотре продукции, контрольном замере целевых параметров трубы: диаметра и толщины стенки на соответствие ГОСТ. Дополнительный лабораторный анализ трубы проходят с целью сертификации продукции и получения подтверждающих документов качества.
Ниже представлены фото и видео материалы о производстве полиэтиленовых труб.
