Những tiến bộ mới trong công nghệ gia công tạo hình ống HDPE đường kính lớn bằng phương pháp ép đùn

Trong những năm gần đây, được thúc đẩy bởi sự phát triển mạnh mẽ và mở rộng quy mô lớn của ngành công nghiệp PE trong nước – và tận dụng những ưu điểm vốn có như không gây ô nhiễm, độ bền cao, và sở hữu các đặc tính vật lý vượt trội, khả năng chống ăn mòn và lão hóa tuyệt vời, khả năng chịu lạnh tốt, khả năng chống mài mòn và độ bền va đập cao – ống PE đã trở thành lựa chọn ưu tiên cho các đường ống có đường kính lớn trong lĩnh vực cấp thoát nước đô thị. Thành công này là nhờ trọng lượng nhẹ, dễ lắp đặt, phương pháp nối ghép vượt trội, đặc tính dòng chảy tuyệt vời và hiệu quả về chi phí, mang đến triển vọng tăng trưởng rất hứa hẹn trong tương lai. Hiện nay, thị trường ống PE chủ yếu do các sản phẩm HDPE thống trị, một loại bao gồm các ống thành đặc dùng cho cấp thoát nước, ống lượn sóng một và hai lớp, ống lượn sóng gia cường thép, đường ống dẫn khí, ống dẫn bùn khoáng, cát và phù sa, ống tưới nhỏ giọt nông nghiệp và nhiều hệ thống ống composite, biến tính và liên kết chéo khác.

Phân loại nguyên liệu thô sản xuất ống PE

Trước hết, việc lựa chọn vật liệu HDPE là vô cùng quan trọng; các loại HDPE khác nhau có đặc tính hiệu suất riêng biệt và cần được sàng lọc dựa trên yêu cầu sản xuất thực tế. Ví dụ, khi sản xuất ống PE đường kính lớn, loại HDPE được ưa chuộng là PE100. Vật liệu này thể hiện khả năng chịu áp lực, va đập và ăn mòn vượt trội, đồng thời đáp ứng các yêu cầu khắt khe về độ bền vốn có của đường ống đường kính lớn.

Tuy nhiên, đối với việc sản xuất ống thành dày, nên lựa chọn các loại nhựa có đặc tính "chống chảy xệ". Trong quá trình sản xuất ống thành dày – do độ dày vật liệu đáng kể – hiện tượng "chảy xệ do nóng chảy" rất dễ xảy ra. Vật liệu HDPE có khả năng chống chảy xệ duy trì độ ổn định vượt trội ở nhiệt độ cao, do đó đảm bảo chất lượng và độ bền cấu trúc của ống thành phẩm.

Ngoài hai trường hợp đã đề cập ở trên, một số yếu tố khác cũng cần được xem xét. Ví dụ, các đường ống được thiết kế để tiếp xúc lâu dài với môi trường ngoài trời nên được sản xuất bằng các loại HDPE có khả năng chống chịu thời tiết vượt trội; ngược lại, các đường ống được thiết kế để dẫn các chất ăn mòn cần các loại HDPE có khả năng chống ăn mòn đặc biệt.

Do đó, khi lựa chọn vật liệu HDPE, điều cần thiết là phải xác định loại phù hợp nhất dựa trên các yêu cầu sản xuất cụ thể, từ đó đảm bảo rằng các ống được sản xuất có khả năng đáp ứng các yêu cầu vận hành trong nhiều môi trường phức tạp khác nhau. Hơn nữa, trong chính quá trình sản xuất, cần phải hết sức chú ý đến các kỹ thuật xử lý và các biện pháp kiểm soát chất lượng để đảm bảo rằng các ống thành phẩm có hiệu suất ổn định và đáng tin cậy.

Để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của quy trình ép đùn, máy ép đùn phải sở hữu các khả năng tương ứng, chủ yếu bao gồm các khía cạnh như thiết kế trục vít, kiểm soát nhiệt độ nóng chảy, thiết kế khuôn ống, kiểm soát chân không, kiểm soát tỷ số tốc độ kéo và cơ chế cắt tự động.

DÂY CHUYỀN ÉP ĐÙN ỐNG ĐƯỜNG KÍNH LỚN JWELL

Phần máy đùn

Để sản xuất ống HDPE đường kính lớn, JWELL Machinery sử dụng dòng máy đùn chính độc quyền với tỷ lệ chiều dài trên đường kính (L/D) là 40, kết hợp với ống dẫn liệu xoắn ốc. Cấu hình này đảm bảo tốc độ sản xuất cao đồng thời đảm bảo quá trình hóa dẻo vật liệu tối ưu và nhiệt độ nóng chảy thấp. Đối với các loại ống có đường kính ngoài (OD) từ 800 mm trở lên—và độ dày thành ống tương ứng với SDR 11 trở lên—máy đùn được trang bị bộ làm mát nóng chảy gắn phía sau. Thiết bị này làm giảm nhiệt độ nóng chảy trước khi vật liệu đi vào khuôn, do đó giảm thiểu tối đa hiện tượng "chảy xệ" đồng thời cho phép giảm chiều dài của bể làm mát chân không; cuối cùng, điều này đảm bảo độ đồng nhất vượt trội về độ dày thành ống.

Thiết kế khuôn mẫu

Khuôn đúc một lớp hoặc nhiều lớp có cấu trúc xoắn ốc, kết hợp thiết kế bộ phân phối dòng chảy đa xoắn ốc cũng như cơ chế làm mát bằng không khí và dầu để giảm thiểu thời gian lưu trú của vật liệu bên trong khuôn và ổn định hơn nữa nhiệt độ nóng chảy.

Kiểm soát chân không

Trong giai đoạn làm lạnh và tạo hình chân không của quá trình sản xuất ống, việc triển khai hệ thống điều khiển vòng kín áp suất âm hoàn toàn tự động đảm bảo quá trình tạo hình ống nhanh chóng và cung cấp phản hồi động linh hoạt. Hơn nữa, hệ thống có khả năng phát hiện rò rỉ chân không trong thời gian thực và tự động bù trừ, từ đó nâng cao tính ổn định của quá trình định cỡ chân không. Ngoài ra, bằng cách tự động điều chỉnh tốc độ quay của bơm chân không, hệ thống không chỉ giảm đáng kể mức độ tiếng ồn trong bể chân không mà còn tiết kiệm năng lượng đáng kể, với tỷ lệ tiết kiệm năng lượng vượt quá 50%.

Lực kéo ổn định

Hệ thống sử dụng sơ đồ điều khiển đồng bộ "một-nhiều" - trong đó một bộ truyền động duy nhất đồng thời cấp nguồn cho nhiều động cơ servo đồng bộ nam châm vĩnh cửu - mang lại ưu điểm là mô-men xoắn đầu ra ổn định ở tần số thấp. Hơn nữa, phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng đảm bảo quy trình sản xuất mượt mà hơn và giảm thiểu lãng phí sản phẩm. Về các đường ray dẫn động, cơ chế tự giãn nở theo đường viền được sử dụng để đảm bảo sự khớp khít và chính xác giữa các xích và thanh dẫn hướng, từ đó đảm bảo độ chính xác của tốc độ dẫn động.

Cắt tự động

Máy có cơ chế cắt hoàn toàn tự động, không bụi, có khả năng cắt các vật liệu dày đến 160 mm. Hơn nữa, máy được trang bị chức năng "điều chỉnh đường kính tự động một chạm", giúp việc cắt ống siêu dày không bụi trở nên đơn giản và trực quan hơn – cho phép cắt nhanh các loại ống có thông số kỹ thuật khác nhau.

Nhìn chung, việc lựa chọn vật liệu phù hợp và thiết bị tương thích, tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao mức độ tự động hóa và kiểm soát chất lượng có thể cải thiện hiệu quả chất lượng và năng suất sản xuất ống HDPE đường kính lớn.