Хранение полиэтилена

1. Хранение полиэтилена.

Гранулированный полиэтилен поступает на производство железнодорожным транспортом в полиэтиленовых мешках. После оформления документации на получение сырья, мешки перевозятся на растаривание и загрузку гранул в бункер. Пустые мешки прессуют в пакеты и обвязывают проволокой. Загрузка в бункеры осуществляется вручную после разрезания одного края мешка при помощи ножа.

Входной контроль полиэтилена не осуществляется из-за отсутствия лаборатории.

Если в зимний период сырье хранится в холодном помещении, то перед переработкой полиэтиленовую крошку выдерживают в помещении цеха не менее 12 часов.

2. Загрузка полиэтилена.

Из расходных емкостей сырье подается пневмотранспортом в сушилку расположенную над экструдером, в которой встроено устройство для подогрева гранул горячим воздухом (70°С). Подогретые гранулы поступают в загрузочную зону цилиндра экструдера.

3.Экструзия трубной заготовки.

Получение трубной заготовки из гранул полиэтилена осуществляется в экструдере, основным рабочим органом которого является шнек, вращающийся в неподвижном обогреваемом цилиндре.

Глубина витков шнека в направлении движения уменьшается. Благодаря взаимодействию рабочей винтовой поверхности и рабочей поверхности цилиндра с поступающими гранулами, последние продвигаются по винтовому каналу в направлении зоны сжатия. По мере продвижения вдоль цилиндра материал прогревается до 220°С. В зоне сжатия происходит его плавление и пластификация, а в последующей зоне дозирования обеспечивается гомогенизация и равномерная подача расплава в головку.

Обогрев экструдера производится при помощи электронагревательных инструментов. (Режимы экструзии приведены в таблице 6). Цилиндр и головка разделены на несколько тепловых зон с самостоятельной автоматической регулировкой температуры в каждой зоне. Для замера температуры используются термопары, установленные в стенке цилиндра и головки.

Для предотвращения перегрева массы цилиндр машины охлаждают при помощи воды и обдува воздуха. В зоне загрузки гранулированного полиэтилена, охлаждаемой водой, поддерживается температура 100±20°С. Это осуществляется во избежании преждевременного оплавления и зависания гранул в загрузочном бункере экструдера. Регулировка охлаждения цилиндра осуществляется автоматически посредством тепловой автоматики.

Формирование трубы происходит в головке экструдера. Трубная оснастка представляет собой экструзионную трубную головку определенного типоразмера, комплектуемую набором матриц, дорнов, калибров для изготовления труб в определенном диапазоне диаметров и толщины стенок. Чистка оснастки осуществляется сразу после съема с экструдера, вручную. Остатки расплава полиэтилена, нагара удаляют с помощью инструмента, изготовленного из цветного металла (латуни, бронзы, меди). Рабочие поверхности оснастки смазывают парафином, протирают ветошью, затем наносят пасту ГОИ и полируют.

Гомогенизированный расплав полиэтилена нагнетается в головку, обтекает торпеду и продавливается в сплошной поток в кольцевом зазоре между мундштуком и дорном.

Горячая трубная заготовка непрерывно выдавливается из кольцевой щели головки и поступает в калибрующее устройство.

4. Калибрование и охлаждение трубы.

Основное назначение калибрующего устройства - образование на поверхности заготовки охлажденного, затвердевшего слоя, который к моменту выхода заготовки из калибрующего устройства обеспечивает сохранение трубой необходимой формы и размеров при прохождение через охлаждающие ванны. В качестве охлаждающего агента в ваннах используется фильтрованная вода. В зимний период температура воды не должна опускаться ниже 15°С, а в летний период температура воды в ваннах должна быть не выше 30°С.

В процессе производства ПЭ труб технологические сточные сбрасываются во внутренние сети промплощадки ОАО «Химволокно».

После проведенного анализа сточных вод выявлено: -рН вода -8,5

-сухой остаток -263,2

-нефтепродукты - не обнаружены

-ацетон -не обнаружен

-взвешенные частицы - 7,6.

Таблица 6

Режимы экструзии в зависимости от марки полиэтилена

Обозначение линии

Наименование материала

Температура по зонам, °С

Вакуум, MПa

Частота вращения шнека, об/мин

Скорость отвода трубы, м/мин

Температура воды в охлаждающих ваннах, °С

Линия ЛТ-63

ПНД марки «Финатен 3802 VCF» класс ПЭ 80 ГОСТ Р 50838-95

1 125±10

2 160±10

3 190±10

4 190±10

5 195±10

6 195±10

7 190±10

8 180±10

7 170±10

-

0,03-0,012

В соответствии с технологической картой

Не выше 30°С

Линия ЛТ-125

1 100±10

2 160±10

3 190±10

4 190±10

5 190±10

6 190±10

7 190±10

8 190±10

7 190±10

10 180±10

0,03-0,012

Не выше 30°С

Линия ЛТ-63

ПНД марки 289-137 класс ПЭ 63 ГОСТ Р 50838-95

1 125±10

2 185±10

3 190±10

4 200±10

5 210±10

6 220±10

7 210±10

8 200±10

7 190±10

-

0,03-0,012

Не выше 30°С

Линия ЛТ-125

1 135±10

2 185±10

3 190±10

4 200±10

5 210±10

6 220±10

7 210±10

8 200±10

7 200±10

10 195±10

0,03-0,012

Не выше 30°С

Для труб диаметром до 110 мм используется воздушное калибрующее устройство. Оно представляет собой ванну со встраиваемым набором калибрующих пластин. Ванна заполнена водой и соединена с водоструйным насосом. Разность давлений в полости трубы и снаружи в полости ванны -обеспечивает прижатие наружной поверхности заготовки к поверхности калибрующих пластин, при этом обеспечивается интенсивное охлаждение поверхности заготовки непосредственно водой.

Для труб диаметром 160 мм и более используется метод пневмокалибрования. Необходимое для калибрования давление воздуха внутри трубы (0,2 - 0,7 атм) сохраняется с помощью, специальной конструкции «плавающей пробки», которая удерживается в трубе на тросе, закрепленном на дорне головки.

Горячая заготовка поступает в калибрующую насадку, представляющую собой охлажденную металлическую втулку, внутренняя (рабочая) поверхность которой по размерам и конфигурации соответствует (с учетом усадочных явлений) оформляемой трубе.

За счет повышения давления воздуха горячая заготовка прижимается к холодной калибрующей поверхности. При этом мгновенно образуется твердый слой охлажденного, затвердевшего материала, толщина которого по мере продвижения трубы вдоль калибра увеличивается и к моменту выхода из калибра, становится достаточной для обеспечения сохранения трубой необходимых размеров, т.е. для преодоления действия внутреннего избыточного давления собственного веса трубы и давления воды в охлажденной ванне. Кроме того, труба приобретает при калибровке продольную прочность, достаточную для того, чтобы выдержать усилие отвода без излишних деформаций.

Горячая полиэтиленовая труба на выходе из калибрующей насадки поступает в вакуумную водяную ванну, где происходит формирование структуры материала, что обеспечивает физико-механические свойства. Окончательное охлаждение трубы происходит в двух последовательно расположенных водяных ваннах.

5.Маркировка.

Для маркировки труб используется маркировочная машина.

Маркировку можно наносить на поверхность трубы нагретым металлическим инструментом или другим способом, не ухудшающим качество трубы, с интервалом не более 1,0 м.

Маркировка должна включать:

1.товарный знак предприятия и условное обозначение трубы без слова «труба». 2.дату изготовления (месяц, две последние цифры года).

3.в маркировку допускается включать другую информацию, например номер партии, линии.

Глубина клеймения не более 0,3 мм для труб номинальной толщиной стенки до 6,8 мм включительно и не более 0,7мм для труб номинальной толщиной стенки более 6,8мм.

Бухты, катушки, пакеты или блок - пакеты снабжают ярлыком с нанесением транспортной маркировки по ГОСТ 14192.

6.Отвод трубы.

Отвод трубы производится с помощью специально предназначенного для этого тянущего устройства гусеничного типа - «траков», которые плотно обхватывают трубу и обеспечивают отвод с постоянной скоростью за счет бесступенчаторегулируемого привода для равномерного изменения скорости отвода трубы. От плавности движения тянущих органов отводного устройства зависит стабильность равномерных и качественных показателей вдоль трубы.

Скорость отвода бесступенчато регулируется в весьма широких пределах.

7.Резка или намотка в бухты и на катушки.

За тянущим устройством устанавливается режущее или намоточное устройство.

Трубы изготавливаются в прямых отрезках. Допускается трубы диаметром до 160 мм изготовлять в бухтах и на катушках.

Резка трубы на прямые отрезки заданной длины осуществляется дисковой пилой маятникового типа. Во время резки трубы дисковая пила перемещается вместе с ней, не нарушая непрерывности процесса. Труба защищена металлическим кожухом. Отрезанная труба при движении нажимает на конечный выключатель, приводит в действие механизм сбрасывания и сбрасывается в лоток.

Отрезное устройство может работать как с периодическим включением режущего инструмента для резки труб на большие длины, так и постоянно включенной пилой для резки труб на отрезки малой длины. При резке труб образующиеся стружки полиэтилена ссыпаются в металлическую емкость, расположенную под отрезным устройством.

Намотка труб в бухты выполняется на барабане специального намоточного устройства. Скорость намотки должна плавно регулироваться в широких пределах.

8.Упаковка и складирование.

Трубы, выпускаемые в отрезках, связывают в пакеты массой до 3 т. По согласованию с потребителем из пакетов допускается формировать блок - пакеты массой до 5 т.

Внутренний диаметр бухты должен быть не менее 20 наружных диаметров трубы.

При упаковке труб используются средства по ГОСТ 21650.

Пакеты труб скрепляют не менее чем в двух местах на расстоянии 2 - 2,5 м, а пакеты труб, предназначенных для районов Крайнего Севера и труднодоступных районов - на расстоянии 1-1,5 м. Бухты скрепляют не менее чем в шести местах.

При упаковке труб в бухты и на катушки концы труб должны быть жестко закреплены.

По согласованию с потребителем возможна отгрузка трубы без упаковки. После проведения контроля качества, складирование труб, снабженных сопроводительной документацией (дата получения, № смены, роспись сменного мастера), производится через деревянные брусы с ограничителями для исключения падения трубы со стеллажей.

Перемещение труб от приемного лотка производят с помощью грузоподъемного механизма (кран балки) на специально отведенное для складирования место. Высота складирования не более 1,5 м.

9.Контроль технологического процесса.

Все контролируемые технологические параметры заносятся машинистом в сменную карту с указанием времени контроля. Сменная карта выдается сменным мастером дневной смены и заполняется машинистом дневной и ночной смены с двух сторон. Образец сменной карты см. в приложении. В карте обязательно указывается № трубы п/п с начала смены для контроля проходимости труб по времени на определенном участке линии. Соответственно маркируются и все трубы с начала до конца смены. Каждая смена начинает нумерацию с начала. В карте ставит роспись машинист, сдающий смену, а также машинист, принимающий смену, с соответствующим сличением всех рабочих параметров. Для контроля параметров технологического процесса применены приборы, серийно выпускаемые отечественной промышленностью. Тип приборов подобран с учетом требований технических процессов и свойств контролируемых сред.

10.Правила приемки и контроль качества получаемой продукции.

Трубы принимают партиями. Партией считается количество труб одного размера (одного номинального наружного диаметра и номинальной толщины стенки), изготовленных из одной марки или партии сырья на одной технологической линии и сопровождаемых одним документом о качестве.

Размер партии должен быть не более:

-15000 м - для труб диаметром 32 мм и менее;

-10000 м - для труб диаметром от 40 до 90 мм;

-5000 м - для труб диаметром от 110 до 160 мм;

-2000 м - для труб диаметром от 180 до 225 мм.

Контроль качества получаемой продукции на смене осуществляет сменный мастер. По окончании времени кондиционирования, конечный контроль качества производит технолог предприятия. Затем полученная продукция сдается на склад с заполнением сертификата качества.

Для контроля качества труб по показателям внешнего вида поверхности, относительного удлинения при разрыве, а также по размерам от партии отбирают не менее пяти проб в виде отрезков труб, а для контроля стойкости при постоянном внутреннем давлении при 20°С и 80°С, изменения длины труб после прогрева, стойкости к газовым составляющим, термической стабильности отбирают не менее трех проб. Отбор проб проводят равномерно в течение производства. В случае разногласий отбор проб от партии проводят методом случайной выборки.

В связи с отсутствием на предприятии лаборатории и оборудования для испытаний труб, контроль качества получаемой трубы осуществляется в сторонних лабораториях по договорам.

11.Транспортирование и хранение.

Трубы не относят к категории опасных грузов в соответствии с ГОСТ 19433 и транспортируют любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта

Рис.1. Схема экструзионной линии производства полиэтиленовых труб:

1- промежуточная емкость; 2- сушилка; 3-загрузочный бункер; 4- экструдер; 5 – экспрузионная головка; 6 – калибр; 7- вакуумная ванна охлаждения; 8- ванны охлаждения (2 шт); 9- устройство маркирующее, 12- приемное устройство; 13- намоточное устройство

Характеристика основного оборудования приведена в таблице 7

Таблица 7

Наименование оборудования	Обозначение документа	Назначение	Краткая техническая характеристика
1	2	3	4
1.Линия для производства труб ЛТ63х30-25/63- 2М в которую входят:	Паспорт 5935-40	Для производства труб из гранулированного Полиэтилена номинальным наружным диаметром 25-110 мм	Габаритные размеры, мм: Длина - 36000±500 Ширина - 2965±100 Высота - 2730±100 Масса, кг: 9000±500
-пресс червячный ЧП 63x30 (экструдер)		Для непрерывной переработки гранулированного полиэтилена в однородный расплав и равномерного выдавливания его через формующую головку	Габаритные размеры, мм: 1000x3400x1600
-головка трубная ГТ 25-63		Для формования заготовок труб из полиэтилена	Максимальная температура нагрева-250°С Максимальное давление расплава- 40МПа
- ванна охлаждения вакуум-водяная		Для охлаждения труб из полиэтилена при вакуумном калибровании	Габаритные размеры, мм: 6350x240x1!00
-ванна охлаждения водяная (2 шт)		Для охлаждения труб	Габаритные размеры, мм: 4330x240x1100
-машина тянущая		Для протягивания изготавливаемых труб через калибрующий инструмент, ванны охлаждения	Нормативный диаметр протягивания труб- 25-63 мм
-устройство маркирующее		Для нанесения маркировки на трубы методом тиснения нагретым металлическим штампом	Габаритные размеры, мм: 700x800x1000
-устройство приемное		Для приема труб	Габаритные размеры, мм: 7500х740хП 00
-устройство отрезное		Для резки труб
-бункер		Для загрузки гранулированного полиэтилена	Вместимость-625кг
2. Линия для производства труб ЛТ125-75/160 (2шт), в которую входят:	Паспорт 24019 ПС	Для производства труб из гранулированного Полиэтилена номинальными диаметрами 75-160 мм	Габаритные размеры, мм: -длина 39000+200 -ширина 3700+50 -высота 2900+50 Масса, кг-11600
-пресс червячный ЧШ25-25 (экструдер)	Паспорт 24 015-00	Для непрерывной переработки гранулированного полиэтилена в однородный расплав и равномерного выдавливания его через формующую головку	Масса, кг-4400 Габаритные размеры, мм: 1050x3700x1800
-головка	Чертеж	Для фильтрации расплава и формования заготовок труб Ф75-160 мм с различной толщиной стенок	Масса, кг-620 Габаритные размеры, мм: 1090x910x1280
-ванна охлаждения вакуум-водяная		Для охлаждения труб в режиме вакуумного калибрования	Масса, кг -910 Габаритные размеры, мм: 6320x820x1250
-ванна охлаждения водяная (2 шт)		Для охлаждения труб	Масса, кг-770 Габаритные размеры, мм: 6320x820x1250
-машина тянущая		Для протягивания труб с заданной скоростью	Масса, кг -2400 Габаритные размеры, мм: 3065x1844x2200 Масса, кг-268
-сушилка СГ-300	Паспорт	Для нагрева гранулированного полиэтилена и удаления влаги из него	Габаритные размеры, мм: 3065x1844x2200
-устройство маркирующее		Для нанесения маркировки на трубы методом тиснения	Наружный диаметр маркируемых труб 75-160 мм
-машина для резки труб		Для резки труб	Масса,кг-540 Габаритные размеры, мм: 2675x920x1600
-устройство приемное		Для приема труб	Масса, кг-260 Габаритные размеры, мм: 6250x740x1000
-бункер		Для загрузки гранулированного полиэтилена	Ф110-625 кг Ф160-750кг

Характеристика вспомогательного оборудования приведена в таблице 8.

Таблица 8

Наименование оборудование	Обозначение документа	Назначение	Краткая техническая характеристика
1.Рампа	Чертеж «Размещение оборудования 27-3460-ТХ»		Габаритные размеры, мм:
2.Кран подвесной электрический однобалочный-3 шт	Паспорт на кран типа НКМ-201	Для перемещения, погрузки пакетов труб и перевоза сырья	Грузоподъемность, 1-2 тонны 2-Зтонны 3-5тонн
3.Кондуктор		Для пакетирования труб
4.Ручной инструмент для обтяжки стальной лентой		Для обтяжки и крепления пакета труб
5.Стропы гибкие, мягкие		Для подъема полиэтиленовых труб

Материальный баланс

 

Материальный баланс на единицу выпускаемой продукции изображен на схеме:

Доставка ПЭ с места хранении (1)		Сушка (2)		Экструзия (2;3)		Резка ПЭ труб на отрезки (2;3)
	®		®		®

(1) - потери при приеме сырья, хранении, транспортировании и растаривании сырья;

(2) - потери в виде летучих при экструзии, сушку и в виде пыли при резке;

(3) - частично оплавленное сырье при чистке фильтров, шнека, экструзионной головки, а также затвердевшие куски массы вытекающие из материального цилиндра и уплотнений. Включаются также отходы, образующиеся при наладке и запуске оборудования, выходе оборудования на заданные технологические режимы, переходе с одного размера труб на другой, при отборе контрольных образцов в установленном порядке, некондиционные трубы при внезапных остановках.

Общий плановый объем производства 2400 т/год.

Суммарный расходный коэффициент технологических потерь и отходов составляет:

К - 1 + (К1 + К2 + КЗ + К4)= 1 + (0,0035 + 0,0046 + 0,0350 + 0,0020) = 1, 046

К1 -расходный коэффициент технологических потерь, образующихся в виде летучих при экструзии и пылевидных фракций при резке;

Ка = 0,0025

Кр-0,0010 К1 = Ка +Кр = 0,0025 + 0,0010 = 0,0035 (0,35 %)

К2 - расходный коэффициент технологических потерь твердых продуктов; К2 = 0,0046 (0.46%) – нормативный;

КЗ -расходный коэффициент технологических отходов. По нормативам предусматривается от 0,04 до 0,06 (4-6%).Для условий производства ООО «Трубопласт-С» принято КЗ = 0,035 (3,5%);

К4 - коэффициент потерь при приеме, хранении, транспортировании и растаривании сырья. Для условий производства ООО «Трубопласт-С» определено К4 - 0,002 (0,2%);

Все отходы и потери на каждый тип трубы сведены в таблицу 9.

Таблица 9

Обозначение труб по ГОСТ Р 50838-95	Фактическая масса 1п.м. трубы, кг	Технологические отходы и потери				Суммарный расходный коэфф. К=К1+ К2+КЗ +К4	Норма расхода ПЭ на 1 п.м. трубы, кг
		Невозвратаные потери, кг К1=0,0035	Неиспользуемые отходы, кг К2=0,0045	Используемые отходы, кг К3=0,035	Потери при подготовке, кг К4= 0,002
110х10,0	3,16	0,01106	0,0142	0,1106	0,00632	1,046	3,3054
63x5,8	1,05	0,0037	0,0047	0,03675	0,0001	1,046	1,0983
160х14,6	6,74	0,0236	0,0303	0,2360	0,0135	1,046	7,052

Нормы расхода сырья и энергоресурсов

 

Расходные нормы сырья на 1 п.м. труб из ПЭ 80.

Таблица 10

Номинальный наружный диаметр, мм	Предельные отклонения, мм	Толщина стенок, мм, с предельными отклонениями		Расчетная масса 1 м труб, кг		Норма расхода сырья, кг, на 1 п.м. трубы
		SDR-17,6	SDR-11	SDR-17,6	SDR-11	SDR-17,6	SDR-11
63	+0,4	-	5,8+0,7	-	1,05	-	11,1
110	+0,7	6,3+0,8	10,0+1,1	2,07	3,16	2,19	3,305
160	+ 1,0	9,1+1,1	14,6+1,6	4,34	6,742	4,55	7,052

Примечание:

1.   Расчетная масса 1м труб вычислена при плотности полиэтилена 0,95 г/см² с учетом половины допусков на толщину стенки и средний наружный диаметр.