HDPE-Rohre, d. h. Rohre aus Polyethylen hoher Dichte, umfassen im Wesentlichen die folgenden Schritte. Für einen reibungslosen Produktionsablauf und die hohe Produktqualität sind verschiedene Kunststoff-Hilfsgeräte erforderlich.
HDPE-Rohrherstellungsprozess
Rohstoffaufbereitung: Als Hauptrohstoff werden HDPE-Harzpartikel ausgewählt, die den Anforderungen entsprechen. Je nach Produktleistungsanforderungen können geeignete Additive wie Antioxidantien, UV-Absorber und Masterbatches hinzugefügt werden, um Leistung und Aussehen des Rohres zu verbessern. Diese Additive können die Alterungsbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit und Farbstabilität des Rohres verbessern.
Extrusionsformen: Die vorbereiteten Rohstoffe werden in den Trichter des Extruders gegeben. Im Extruderzylinder werden sie erhitzt und geschmolzen. Die rotierende Schnecke des Extruders fördert das Material und rührt und verdichtet es, um eine gleichmäßige Schmelze zu erreichen. Anschließend wird das geschmolzene Material durch die Kopfform des Extruders extrudiert, um einen Rohrblock zu formen. Während des Extrusionsprozesses müssen Parameter wie Extrusionstemperatur, Druck und Schneckendrehzahl präzise kontrolliert werden, um die Maßgenauigkeit und Qualitätsstabilität des Rohres zu gewährleisten.
Kühlung und Formgebung: Der extrudierte Rohrrohling wird in einem Kühlwassertank gekühlt und geformt. Das Wasser im Kühlwassertank wird üblicherweise auf niedriger Temperatur gehalten, und die Wärme an der Rohroberfläche wird durch die zirkulierende Strömung abgeführt, sodass das Rohr schnell abkühlt und verfestigt und eine stabile Form erhält. Um die Kühlwirkung zu verbessern, werden dem Kühlwasser manchmal Additive wie Korrosionsinhibitoren und Bakterizide zugesetzt, um Rost und Bakterienwachstum auf der Rohroberfläche zu verhindern.
Traktionsschneiden: Nach dem Abkühlen und Formen wird das Rohr von der Traktionsmaschine mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorwärtsgezogen. Die Traktionsgeschwindigkeit muss der Extrusionsgeschwindigkeit entsprechen, um die Maßgenauigkeit des Rohres zu gewährleisten. Sobald das Rohr die gewünschte Länge erreicht hat, schneidet die Schneidemaschine es auf die gewünschte Länge.
Qualitätsprüfung: Die Qualitätsprüfung der produzierten HDPE-Rohre umfasst unter anderem die Prüfung des Aussehens, der Abmessungen und der physikalischen Eigenschaften. Die Prüfung des Aussehens prüft hauptsächlich, ob die Rohroberfläche glatt ist und keine Blasen, Risse, Kratzer oder andere Mängel aufweist. Die Größenprüfung umfasst die Prüfung, ob Außendurchmesser, Wandstärke, Länge und andere Kennwerte den Normanforderungen entsprechen. Die Prüfung der physikalischen Eigenschaften umfasst Zugfestigkeit, Ringsteifigkeit, Flexibilität und weitere Aspekte, um sicherzustellen, dass das Rohr den Anforderungen entspricht.
Verpackung und Lagerung: Rohre, die die Qualitätsprüfung bestanden haben, werden gemäß bestimmten Spezifikationen und Mengen verpackt, üblicherweise in Kunststofffolie oder gewebten Säcken, um Schäden während Transport und Lagerung zu vermeiden. Die verpackten Rohre werden im Lager gelagert und warten auf Versand und Verkauf.
Förderer: Er dient zum Transport von Rohstoffen wie HDPE-Harzpartikeln von Lagerbehältern zum Trichter des Extruders. Gängige Förderer sind Vakuumförderer und Schneckenförderer. Der Vakuumförderer saugt die Rohstoffe mittels Vakuum in die Rohrleitung und transportiert sie anschließend zum Trichter. Er zeichnet sich durch Sauberkeit, hohe Effizienz und einen hohen Automatisierungsgrad aus. Der Schneckenförderer befördert die Rohstoffe durch die rotierenden Spiralschaufeln und eignet sich für den Transport verschiedener pulverförmiger und körniger Materialien.
Kunststofftrockner: Wenn die Rohstoffe während der Lagerung eine gewisse Menge Feuchtigkeit aufnehmen oder strenge Anforderungen an den Feuchtigkeitsgehalt der Rohre gestellt werden, wird ein Trockner zum Trocknen der Rohstoffe benötigt. Der Trockner nutzt üblicherweise Heißluft, um die Feuchtigkeit in den Rohstoffen zu verdampfen und so die Qualität und Leistung der Rohre zu verbessern. Gängige Trockner sind beispielsweise Ofentrockner und Entfeuchtungstrockner.
Kunststoffmischer: Zum gleichmäßigen Mischen von HDPE-Harzpartikeln mit Additiven. Der Mischer verfügt üblicherweise über ein Rührblatt oder einen rotierenden Behälter, um die Materialien durch Rühren und Drehen vollständig zu vermischen. Je nach Mischanforderungen kann man zwischen langsam laufenden und schnell laufenden Mischern und anderen Typen unterscheiden. Schnelllaufende Mischer erzielen eine bessere Mischwirkung und ermöglichen eine schnellere und gleichmäßigere Mischung der Materialien.
Form: Die Extruderkopfform ist eine der Schlüsselkomponenten bei der Herstellung von HDPE-Rohren und bestimmt Form, Größe und Oberflächenqualität des Rohres. Konstruktion und Herstellung der Form erfordern präzise Verarbeitungstechnologie und strenge Qualitätskontrollen, um Maßgenauigkeit und optische Qualität des Rohres zu gewährleisten. Darüber hinaus ist es notwendig, die entsprechenden Form- und Zugformen entsprechend den unterschiedlichen Rohrspezifikationen und -anforderungen auszustatten, um die Form- und Größenstabilität des Rohres während der Kühlung, Formgebung und des Zuges zu gewährleisten.
Kühleinrichtung: Neben dem Kühlwassertank können weitere Kühleinrichtungen wie Luftkühler oder Sprühkühlung erforderlich sein. Der Luftkühler bläst kalte Luft über einen Ventilator auf die Rohroberfläche, um eine zusätzliche Kühlung zu erreichen. Die Sprühkühlung sprüht Wassernebel auf die Rohroberfläche, um die Kühlleistung zu verbessern. Je nach Produktionsgeschwindigkeit und Kühlbedarf des Rohrs können diese Kühlgeräte kombiniert eingesetzt werden, um eine optimale Kühlwirkung zu erzielen.
Zugmaschine: Die Funktion der Zugmaschine besteht darin, das gekühlte und geformte Rohr mit konstanter Geschwindigkeit vorwärts zu ziehen, um die Geradheit und Maßgenauigkeit des Rohrs während des Produktionsprozesses zu gewährleisten. Die Zugmaschine verfügt üblicherweise über eine Gummikette oder eine Rollenkonstruktion, um das Rohr durch Klemmen an der Rohroberfläche und Aufbringen einer bestimmten Zugkraft vorwärts zu treiben. Die Zuggeschwindigkeit der Zugmaschine kann an die Extrusionsgeschwindigkeit angepasst werden, um die Gleichmäßigkeit der Wandstärke und die Längengenauigkeit des Rohrs zu gewährleisten.
Schneidemaschine: Sie dient zum Zuschneiden des gezogenen Rohrs auf die gewünschte Länge. Es gibt verschiedene Arten von Schneidemaschinen, wie z. B. Sägeblatt-Schneidemaschinen, Rotationsmesser-Schneidemaschinen und Laserschneidmaschinen. Sägeblatt-Schneidemaschinen eignen sich zum Schneiden von Rohren mit größerem Durchmesser und erreichen eine höhere Schnittgeschwindigkeit. Allerdings können die Schnitte Grate aufweisen. Rotationsmesser-Schneidemaschinen eignen sich zum Schneiden von Rohren mit kleinem und mittlerem Durchmesser und erzielen eine bessere Schnittqualität. Laserschneidmaschinen bieten hohe Schnittgenauigkeit, glatte Schnitte und Gratfreiheit, sind aber relativ teuer.
Prüfgeräte: Um die Qualität von Rohren sicherzustellen, werden verschiedene Prüfgeräte benötigt. Zu den gängigen Prüfgeräten gehören Messschieber und Mikrometer zur Messung von Außendurchmesser, Wandstärke und anderen Rohrabmessungen. Zugprüfmaschinen prüfen die Zugfestigkeit und Bruchdehnung von Rohren. Ringsteifigkeitsprüfmaschinen dienen der Prüfung der Ringsteifigkeit. Darüber hinaus gibt es zerstörungsfreie Prüfgeräte wie Ultraschall- und Röntgendetektoren zur Erkennung von Defekten und Qualitätsproblemen in Rohren.
Recyclinganlagen: Bei der Herstellung von HDPE-Rohren fallen Ausschuss und nicht qualifizierte Produkte an. Für deren Recycling sind Recyclinganlagen erforderlich. Recyclinganlagen bestehen üblicherweise aus Brechern, Granulatoren usw. Der Brecher zerkleinert den Abfall in kleine Stücke, die anschließend im Granulator zu Granulat verarbeitet werden, um es erneut in der Rohrproduktion einzusetzen. Dies senkt die Produktionskosten und reduziert die Ressourcenverschwendung.
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