فرآیند پیشرفته تولید لوله پلیاتیلن در یک کارخانه
صنعت لولهسازی پلیاتیلن ایران در دو دهه اخیر از رشد شتابانی برخوردار بوده و هماکنون کارخانههایی فعالیت میکنند که با نصب اکسترودرهای تماماتوماتیک، سیستمهای خنککاری چندمرحلهای و آزمایشگاههای مجهز به دستگاههای آنالیز پلیمری، توانستهاند محصولی با کیفیت مشابه برندهای اروپایی عرضه کنند. آنچه در ادامه میآید، مرور جامع خط تولید یکی از این واحدهای صنعتی است؛ خطی که با کنترل دقیق پارامترهای حرارتی، فشاری و ابعادی، لولههایی با عمر طراحی ۵۰ سال و تلورانسهای استاندارد بینالمللی را به بازار داخلی و صادراتی تحویل میدهد.
۱) دریافت و آنالیز مواد اولیه
گرانول PE۱۰۰ یا PE۸۰ پس از ورود به کارخانه ابتدا در بخش کنترل کیفیت همراه با کد بچ ثبت میشود. نمونهبردار طبق روش ISO ۱۸۷۲-۱ نرخ جریان مذاب (MFR) را در ° ۱۹۰C و بار ۵ کیلوگرم اندازهگیری میکند؛ چگالی نیز به روش immersion در دمای۲۳ °C کنترل میشود. در کنار آزمونهای رئولوژیکی، دستگاه DSC برای بررسی دمای ذوب و OIT (زمان القای اکسایش) بهکار میرود تا میزان آنتیاکسیدان باقیمانده در رزین تأیید گردد. فقط بچهایی که در تمام پارامترها در محدوده مشخصشده قرار گیرند، به سیلوهای بسته با تهویه خشک انتقال مییابند تا رطوبت محیطی جذب نکنند.
۲) دوزینگ و مخلوطسازی افزودنیها
برای تولید لولههای کاربردی مختلف، افزودنیهای مجاز بهصورت gravimetric وارد جریان اصلی میشود؛ کربنبلک ۲ ± ۰٫۲۵ درصد برای مقاومت به اشعه UV، استابیلایزر کلسیم-روی جهت محافظت در برابر کلر آب شهری و رنگدانه خوراکی جهت کدگذاری کاربری (نارنجی برای آتشنشانی، آبی برای آب آشامیدنی، زرد برای گاز). سیستم دوزینگ با دقت ±۰٫۵ درصد عمل کرده و تمام دادهها در سرور ثبت میشود تا امکان ردیابی کامل وجود داشته باشد.
۳) ذوب و اکستروژن
اکسترودر تکماردون با نسبت طول به قطر ۳۸ L/D و کمپرسION رatio ۳:۱ انتخاب شده است. نوع مارپیچ Barrier Screw با ناحیهی ذوبسازی ملایم، دمای مذاب را بهگونهای کنترل میکند که از تخریب زنجیر پلیمری جلوگیری شود. دمای نواحی مختلف از ۱۸۰ تا ° ۲۱۰C در پنج ناحیه تنظیم میشود و سنسورهای Pt۱۰۰ با دقت ± °۱C شرایط را به نرمافزار SCADA گزارش میدهند. صافی ۶۰ میکرون در انتهای سیلندر مانع ورود هرگونه ذره درشت به قالب میگردد.
۴) قالبگیری و کالیبراسیون
مذاب از قالب Spiral Mandrel عبور میکند؛ طراحی مارپیچی این قالب باعث توزیع یکنواخت جریان در اطراف محیط لوله شده و از ایجاد خطوط جوشی طولی جلوگیری میکند. بلافاصله پس خروج، لوله وارد تانک وکیوم دوخانواره میشود؛ خلأ ۰٫۸–۰٫۹ bar توسط پمپهای رینگ آبی تأمین و توسط سنسورهای فشار دیجیتال کنترل میشود. حلقههای کالیبراسیون برنجی-نیکلی قطر خارجی را در چهار نقطه اسکن میکنند و دادهها بهصورت Real-Time با مقدار Set-Point مقایسه میشود؛ در صورت انحراف، سرعت کشنده و میزان وکیوم بهصورت Closed-Loop تنظیم میگردد.
۵) خنکسازی تدریجی و کاهش تنش داخلی
لوله پس از شکلگیری اولیه وارد حوضچه خنککاری ۱۴ متری میشود. دمای آب در سه ناحیه مختلف توسط چیلرهای صنعتی بهترتیب روی ۶۰، ۳۵ و °۱۸C تنظیم میشود تا گرادیان حرارتی ملایم از مرکز به سطح ایجاد گردد و تنشهای پسماند به حداقل برسد. نتیجه این کنترل دقیق، کاهش نرخ کریپ به زیر ۰٫۲ درصد در تست فشار ۱۰۰ ساعته و افزایش مقاومت به ضربه در دمای °۰C است.
۶) کنترل ضخامت و اوالیته
در طول مسیر خنکسازی، سنسورهای اولتراسونیک ضخامت دیواره را در هشت نقطه اندازهگیری میکنند. انحراف هر نقطه از tolerances استاندارد (Class B) باعث فعالشدن آلارم و درج برچسب قرمز خودکار روی لوله میشود تا در پایان خط جدا و بهعنوان ضایعه کنترل شود. اووالیته نیز توسط میکرومتر لیزری کمتر از ۱ درصد قطر اسمی نگه داشته میشود.
۷) چاپ اطلاعات شناسایی
دو هد Ink-Jet با جوهر اپوکسی UV-Resistant مشخصات زیر را با فونت ۴ mm و ارتفاع ۰٫۳ mm حک میکنند:
- نام کارخانه و کد واحد تولید
- Dimension (dn × en) و کلاس فشار PN
- تاریخ و ساعت تولید (قابلیت Traceability)
- نوع مواد PE۱۰۰ یا PE۸۰ و شماره بچ
- استانداردهای ملی ISIRI ۱۴۴۲۷-۲ و بینالمللی ISO ۴۴۲۷
۸) برش دقیق و پایش طول
اره Servo-Drive با دقت ±۲ mm و سرعت متغیر تا ۲۵ m/min لوله را در طولهای ۶ یا ۱۲ متری برش میزند. سیستم Encoder طول واقعی هر شاخه را ثبت و در سرور ERP ذخیره میکند تا در زمان بارگیری، مجموع طول با سفارش مشتری منطبق گردد.
۹) آزمونهای نهایی
۱۰۰٪ محصول تست هیدرواستاتیک ۱٫۵ × PN بهمدت ۳۰ ثانیه را پشت سر میگذارد؛ در کنار آن، نمونهبرداری دورهای شامل:
- ضربه SDR در دمای ۰ °C طبق ISO ۳۱۲۷
- کشش و الگونگیشن مطابق ISO ۶۲۵۹
- MFR مجدد برای بررسی تخریب زنجیر پلیمری
هر بچ دارای کد QR مختص است و خریدار میتواند با اسکن آن گزارش آزمونهای همان شاخه را دریافت کند.
۱۰) بستهبندی و لجستیک
لولههای ۶ و ۱۲ متری در بستههای شیرینگشده با ضخامت ۱۵۰ میکرون و UV-Stabilizer قرار میگیرند تا در برابر نور خورشید در مسیر حمل مقاوم باشند. برای سایزهای کوچکتر (dn ≤ ۶۳ mm) امکان عرضه بهصورت کلاف ۵۰ تا ۲۰۰ متری با پوشش استرچ و چسب کاغذی وجود دارد. بارکد GS۱ روی هر بسته چسبانده میشود تا در سراسر زنجیره تأمین قابل ردیابی باشد.
نتیجهگیری
ترکیب ماشینآلات مدرن، کنترل فرآیند Real-Time و آزمونهای سختگیرانه، لولهای تولید میکند که علاوه بر برآوردهسازی الزامات ملی، در بازارهای صادراتی خاورمیانه و CIS نیز رقابتپذیر است. از انتخاب گرانول ویرجین تا تحویل محصول بستهبندیشده، هر گام با هدف افزایش عمر مفید، کاهش هزینه نگهداری و اطمینان خاطر کارفرمایان برداشته میشود؛ همین رویکرد است که لولههای پلیاتیلن ساخت این واحد صنعتی را به انتخاب نخست مهندسان آبرسانی، کشاورزی و صنعتی بدل کرده است.
صنایع لوله پلیاتیلن ورنا آبلوله کرمان
****کیفیت ،رمز ماندگاریست ****