همه چیز درباره لوله های پلی پروپیلن PP، خط تولید، اجزای خط، روش ساخت و فرایند تولید

فهرست مطالب (می توانید بر روی عناوین کلیک کنید)

مقدمه تولید لوله پلی پروپیلن

کاربردهای لوله پلی پروپیلن

مشخصات و اجزای خط تولید لوله پلی پروپیلن

توضیح مفصل فرایند تولید لوله پلی پروپیلن

نوع دای مورد استفاده در تولید لوله پلی پروپیلن

کالیبراتور (calibrator) مورد استفاده در تولید لوله پلی پروپیلن

نشانه گذاری و برش لوله های پلی پروپیلن تولید شده

خرید خط تولید و تجهیزات کنترل کیفی لوله پلی پروپیلن

یکی از مهم ترین و پرکاربردترین لوله ها در صنعت ساختمان، لوله های پلی پروپیلن یا لوله PP هستند. این لوله های پلی پروپیلنی در سایزهای مختلف و در کاربردهای مختلف تولید می شوند. دو دسته کاربرد و موارد استفاده لوله های پلی پروپیلن PP بسیار رایج هستند، دسته اول لوله های پلی پروپیلن مورد مصرف در آبرسانی ساختمان که به لوله سفید معروف هستند و معمولا در سایزهای 20 الی 63 تولید می شوند. دسته دوم لوله های پلی پروپیلن فاضلابی که در قطرهای بالاتر تولید شده و در تخلیه فاضلاب ساختمان کاربرد دارند. 

لوله های پلی پروپیلن آبرسانی علاوه بر لوله سفید به لوله های PP-RC نیز معروف هستند که به معنای استفاده از مواد پلی پروپیلن رندوم کوپلیمر می باشد. البته استفاده از سایر مواد پلی پروپیلن مانند پلی پروپیلن همو پلیمر (PP-H)، پلی پروپیلن بلاک (PP-B) و پلی پروپیلن RCT نیز مجاز است. 

برای مطالعه مقاله مرتبط با مواد پلی پروپیلن و انواع آن کلیک کنید. 

در دیاگرام زیر شمای کلی مراحل ساخت یک لوله پلی پروپیلن تک جداره را مشاهده می کنید. فرایند بسیار شبیه به تولید لوله پلی اتیلن می باشد.

مراحل کلی تولید لوله پلی پروپیلن به زبان ساده، حرارت دهی، ذوب، اختلاط، انتقال مواد، شکل دهی، خنک کردن می باشد.

شماتیک خط تولید لوله پلی پروپیلن

موارد استفاده لوله پلی پروپیلن: 

لوله های پلی پروپیلن کاربردهای فراوانی دارد که مهم ترین آن ها عبارتند از شبکه های آب آشامیدنی سرد و گرم ساختمان (لوله سفید یا PP RC)، انتقال فاضلاب ساختمانی، انتقال فاضلاب مدفون در خاک، شبکه های آبرسانی شهری و آبیاری صنعتی تحت فشار، انتقال هوای فشرده، تاسیسات حرارت مرکزی و تهویه مطبوع و ...

تفاوت لوله پلی پروپیلن و پلی اتیلن و مزایای لوله پلی پروپیلن:

پلی اتیلن همانگونه که در بخش ساخت لوله های پلی اتیلن و مشخصات مواد پلی اتیلن توضیح داده شد، خواص مکانیکی و فیزیکی خوبی دارد اما نه در برابر حرارت، به همبن دلیل برای انتقال آب گرم در ساختمان ها استفاده از لوله های پلی پروپیلن یا به اصطلاح بازار لوله سفید مرسوم است. البته با ورود تکنولوژی لوله های چندلایه PEX نیز که مقاومت بالایی در برابر آب گرم دارد، این لوله ها به تدریج مخصوصا در کاربردهای رادیاتور و سیستم گرمایش از کف جای خود را به لوله های چندلایه PEX می دهند. اما با توجه به قیمت بالای لوله های چندلایه، و استفاده گسترده از لوله های پلی پروپیلنی همچنان این لوله ها کاربرد بسیار زیادی در صنعت ساختمان دارند.

کاربرد بعدی لوله های پلی پروپیلن که مصرف بسیار زیادی نیز دارند استفاده در فاضلاب ساختمان و زیرزمینی می باشد. که هم اکنون با توجه به مقاومت شیمیایی بالای این لوله ها، سبک بودن نسبت به لوله های فاضلابی از جنس PVC و همچنین چقرمه تر بودن و مقاومت بالاتر در برابر ضربه در این نوع لوله ها، استفاده از ان ها بسیار زیاد است.

از دیگر مزایای لوله های پلی پروپیلنی می توان به زنگ نزدن، قالبت تماس با آب آشامیدنی و بهداشتی بودن، تحمل فشار مناسب، مقاومت به اسید و باز، افت فشار بسار ناچیز، مقاومت به نفوذ گاز، فرم دهی و اتصال آسان، نصب سریع و آسان، وزن پایین و سبک بودن، مقاومت به یخ زدن و ... شاره کرد.

سایز و اندازه قطر خارجی پرکاربرد لوله های پلی پروپیلنی در مصارف آبرسانی بسته به نوع و محل کاربرد، معمولا قطر خارجی 20 و 25 میلیمتر می باشد و همچنین اندازه پر کاربرد این لوله ها در مصارف فاضلابی، 110 و 125 میلیمتر می باشد.

هنگام اجرا و نصب لوله های پلی پروپیلنی باید دقت کرد که لوله ها در معرض نور مستقیم آفتاب قرار نگیرد و سعی شود پس از نصب روی آن پوشانده شود، در سیستم روکار حتما از از بست با فواصل مناسب استفاده شود.

مشخصات خط تولید لوله پلی پروپیلن:

ابعاد مرسوم و رایج لوله پلی پروپیلن که در کشور تولید می شود معمولا از قطر خارجی 20 الی 63 میلیمتر می باشد. مشخصات زیر برای تولید این ابعاد آورده شده اند

1- اکسترودر و دای تولید لوله پلی پروپیلن:

• اکسترودر موردنیاز یک دستگاه تک پیچه، توانایی تولید از سایز 20 الی 63 می باشد.
• سیلندر و مارپیچ باید از جنس فولاد سخت باشد.
• ظرفیت خروجی مناسب و مرسوم برای اکسترودر حداقل 180 کیلوگرم بر ساعت است
• هیتر به کار رفته از نوع سرامیکی
• در این اکسترودر ها معمولا 5 عدد فن خنک کن با توان 120 وات به کار می رود
• گیربکس باید توان حداقل 50 کیلو وات داشته باشد
• قطر مارپیچ مناسب 65 میلیمتر و نسبت L/D نیز 34 می باشد
• هد و قالب سایز های 20 تا 63 باید بر روی اکسترودر قرار گیرد و همچنین کالیبراتور های مناسب هر سایز نیز تعبیه شود.
• بهترین جنس برای کالیبراتور ها آلیاژ های برنز و برنج می باشد

2-  مخزن وکیوم:

• خط تولید باید دارای یک وان وکیوم به طول حداقل 6 متر باشد
• به یک عدد پمپ وکیوم با توان حداقل 7 کیلووات یا 110 مترمکعب نیاز است
• پمپ آب پاش برای خنک سازی لوله تولیدی نیز باید دارای همین توان باشد

3- وان خنک کننده:

• وان خنک کننده 2 عدد به طول حداقل 6 متر نیاز است، خنک سازی از طریق سیستم آب پاشی انجام می شود
• جنس وان نیز بهتر است حداقل از جنس گالوانیزه باشد. بهتر است از آب با سختی مناسب استفاده شود تا سوراخ های آب پاش دچار گرفتگی نشود.

4- دستگاه HAUL OFF یا کشنده:

• همانطور که در شکل های پایین صفحه قابل مشاهده است دستگاه کشنده معمولا از نوع چرخ دنده زنجیری 2 ریلی می باشد که دارای حدود 70 کفشک می باشند و کنترل آن ها توسط شیر برقی انجام می گیرد.

5- همچنین به تجهیزات جانبی مانند برج خنک کننده، تابلو برق (PLC)، و دستگاه برش لوله نیز می باشد.

برای خرید خط تولید و تجهیزات موجود در فرایند تولید لوله پلی پروپیلن به فروشگاه مراجعه کنید (کلیک)

توضیح مفصل فرایند تولید لوله پلی پروپیلن:

همانطور که در شکل های بالا مشاهده کردید، اولین مرحله در ساخت لوله پلی پروپیلن، خوراک دهی یا Feeding می باشد. خوراک دهی از ابتدایی ترین شکل آن یعنی به صورت دستی تا حالت اتوماتیک می تواند متغیر باشد. در حالت اتوماتیک یک انبار یا سیلوی مواد اولیه وجود دارد که بسته به کاربر می توان تا ظرفیت حدود 1 روز کامل خط تولید در ان مواد را انباشته کرد تا برای خوراک دهی از آن استفاده کند. کنترل دما و رطوبت در سیلو اهمیت بالایی برای حذف اثرات مخرب آن ها دارد و همچنین جنس آن باید طوری باشد که با مواد پلی پروپیلن مورد استفاده واکنش ندهد.

برای انتقال مواد از انبار یا سیلو به اکسترودر، از سیستم انتقال استفاده می شود. بهترین و پیشرفته ترین سیستم انتقال سیستم مکشی می باشد. در این سامانه مواد توسط فشار خلا به قیف اکسترودر منتقل می شوند و در واقع یک مکنده قوی موارد را به داخل قیف اکسترودر می کشاند.

فیلم تولید لوله پلی پروپیلن:

در فیلم زیر می توانید یک خط تولید لوله پلی پروپیلن فاصلابی یا آب آشامیدنی را مشاهده کنید:

برای حذف اثرات مخرب رطوبت باقی مانده در مواد یک خشک کن (dryer) قبل از قیف ورودی دستگاه اکسترودر نصب می کنند که با خشک کردن مواد، سبب جلوگیری از ایجاد نقص در لوله های تولیدی شود. معمولا دمای خشک کن روی 80-75 سلسیوس تنظیم می شود و بسته به ظرفیت دستگاه تولیدی باید مواد تا 2 ساعت آینده خط را خشک کرده و آماده نگه دارد.

مواد اولیه پلی پروپیلن مورد استفاده در صنعت لوله پلی پروپیلن که در اکثر موارد تولید پتروشیمی های کشور نظیر شازند، جم و نوید زر شیمی می باشد، برای تولید لوله مصارف آب آشامیدنی باید ابتدا با مستربچ تیتان (مستربچ پایه پلی پروپیلن، به همراه درصد مناسبی از رنگدانه تیتان، افزودنی های آنتی UV و ...) در حالت خشک مخلوط شود و سپس به دستگاه خوراک دهی شود. دلیل استفاده از مستربچ تیتان سفید کردن لوله (تغییر از حالت شفاف پلی پروپیلن) می باشد. چون این لوله ها برای انتقال آب آشامیدنی می باشند، در صورت قرارگیری در معرض نور آفتاب و به علت رطوبت ناشی از انتقال آب امکان رشد جلبک در آن ها وجود دارد، پس با اضافه کردن مقادیری از مستربچ تیتان که عبور نور در لوله ها را تا زیر 0/2 درصد کاهش می دهد، می توان از این عمل جلوگیری نمود. لازم به ذکر است واحدهای تولیدی برای جلوگیری از مشکلات بهداشتی لوله ملزم هستند از مواد قابلیت تماس مواد غذایی و دارای گواهی بهداشتی استفاده نمایند و در فرایند تولید نیز تمامی نکات بهداشتی را رعایت نمایند و پروانه وزارت بهداشت در این خصوص را اخذ نمایند. با این حال آزمایشگاه ها موظفند در صورتی که واحد تولیدی پروانه وزارت بهداشت را ارائه ننماید، آزمون های میکروبی اثر برآب آشامیدنی که آزمون های گران و طولانی مدتی هستند را انجام دهند. به همین علت بهتر است واحدهای تولیدی خود برای اخذ پروانه بهداشتی اقدام نمایند.

حال که مواد فرمولاسیون لوله پلی پروپیلن از طریق قیف یا hopper وارد اکسترودر شدند، باید در اکسترودر ذوب و یکنواخت شده، اختلاط انجام گیرد و سپس تبدیل به محصول نهایی شوند. اکسترودر ها انواع مختلفی دارند و یک اکسترودر خود شامل بخش های مهم و زیادی است که راجع به آن مفصلا در اینجا توضیح داده شده است.

نوع دای مورد استفاده در تولید لوله پلی پروپیلن:

در فرایند تولید لوله پلی پروپیلن PP، مذاب وقتی از پیچه اکسترودر خارج می شود، وارد کلگی دای (die head) می شود، شکل دای آنالوس (annulus) می باشد و شکل کگی می تواند اسپیرال (spiral)، بسکت (lattice basket) و یا ترکیبی از این ها باشد. در گذشته از کلگی نوع اسپایدر نیز استفاده می شد که به علت اینکه خط جوش در لوله باقی مانده و خود می تواند سبب بروز مشکلاتی از جمله تمرکز تنش شود.

دای (die) این وظیفه را دارد که محصول نهایی (لوله PP) را شکل دهد و مذاب را به شکل لوله در آورد. ابعاد دای و تناسب آن با اندازه اکسترودر بسیار حائز اهمیت می باشد. اگر دای برای اکسترودر بزگ باشد، مواد بیش از زمان اقامت معمول در آن باقی مانده و در اثر حرارت تخریب خواهند شد، لذا مشکل بزرگی به وجود خواهد آورد. اگر دای برای اکسترودر کوچک باشد نیز صرفه اقتصادی نخواهد داشت.

کالیبراتور (calibrator)

ابعاد لوله تولیدی تا حدی توسط دای تنظیم می شود ولی تنظیم دقیق آن بر عهده قطعه ای است که بعد از دای و به فاصله 15 الی 20 سانتیمتری آن نصب می شود. این قطعه که دای سطح بسار صاف و صیقلی می باشد، توانایی این را دار که به همراه تاثیر شرینکیج مواد، ابعاد لوله را اصلاح و تنظیم نماید لذا  قطر داخلی کالیبراتور حدود 5 درصد از قطر خار خارجی مورد انتظار لوله بزرگ تر است. کالیبراور را نباید بلافاصله پس از دای نصب کرد و باید فاصله گفته شده در بالا (15 الی 20 سانتیمتر) را رعایت نمود، زیرا لوله پلی پروپیلن PP تولید شده که هنوز خنک نشده فرصت کافی برای ریلکس کردن را داشته باشد. معمولا در کالیبراتور برای تنظیم ابعاد از سیستم فشار خلائ استفاده می شود. پس برای اینکار نیاز به یک پمپ خلا و نیز یک تانک خلا مناسب می باشد. کالیبراتور داخل تانک خلا قرار گرفته تا هم ابعاد تنظیم شود و هم لوله در تانک خلا شکل نهایی را به خود بگیرد.

حال که لوله PP شکل نهایی را به خود گرفت باید خنک سازی انجام شود. خنک سازی به علت ماهیت نیمه بلورینگی پلی پروپیلن از اهمیت بالایی برخوردار است. معمولا و برای سایزهای پایین از اسپری و پاشش آب برای خنک کردن لوله های پلی پروپیلن استفاده یم گردد. نوع، اندازه و شکل بلورهای تشکیل شده در لوله بر اثر خنک شدن تعیین کننده بسیاری از خواص آن ها می باشد. پی کنترل دبی آب و همچنین دمای آن بسیار مهم است. دمای آب پاششی نباید از بازه خاصی کمتر یا بیشتر شود (معمولا حدود 18 درجه، بسته به شهر واحد تولیدی، فصل تولید و ...) همچنین آب باید به صورت متوازن به همه محیط لوله برخورد کند تا همه محیط آن یکسان خنک شوند. نکته مهم این است که آیا آب خنک کنننده پس از مصرف دور ریخته می شود؟ پاسخ منفی است و باید به علت صرفه جویی در مصرف آب و پایین آمدن هزینه مجددا طی سیکلی به مجموعه بازگردد. سوال بعدی این است که آبی که برای خنک سازی استفاده می شود، پس از تماس با لوله گرم می شود و باید برای استفاده مجدد دوباره خنک شود، این کار چگونه انجام می گیرد؟ برای خنک سازی آب استفاده شده و برگرداندن مجدد آن به چرخه، از چیلر یا برج خنک کن استفاده می گردد. چیلر هزینه ابتدایی بالاتری دارد ولی سرعت خنک کاری بالاتر، سیستم پیشرفته تر و همچنین کنترل دمایی بهتری دارد. برج خنک کننده اما با اینکه سرعت کمتری دارد ولی هزینه اولیه بسیار پایین تری دارد و در بسیاری از شهرها و مناطق کشور به راحتی قابل استفاده است.

همچنین بعضی تولید کنندگان خطوط لوله پلی پروپیلن از برج خنک کننده دستی استفاده می کنند. بدین ترتیب که مخزن آب را در زمین کار گذاشته و با استفاده از 2 پمپ آب را به آن وارد و آب خنک شده را از آن خارج می کنند.

نشانه گذاری لوله پلی پروپیلن: 

مرحله بعدی نشانه گذاری لوله می باشد. نشانه گذاری ممولا با دستگاه جت پرینت انجام می شود. شرکت های زیادی در ایران سازنده و یا تامین کننده این دستگاه ها هستند. معمولا این دستگاه دارای حافظه ای است که میتوان اطلاعات مورد نیاز که باید بر روی لوله چاپ شود را به آن داد، توسط چاپ لیزری آن ها را بر روی لوله چاپ و یا حک می کند. باید دقت کرد این اطلاعات مطابق استاندارد های ویژگی محصول تولید شده باشد و اطلاعاتی مانند نام شرکت سازنده، تاریخ تولید، شماره شیفت، عبارت "مات" ، نوع مواد مورد استفاده، فشار طراحی و رده کاربردی لوله تولید شده و.. درج می شود. 

برای خرید خط تولید لوله پلی پروپیلن، تجهیزات کنترل کیفیت و آزمون لوله و اتصالات پلی پروپیلن به فروشگاه مراجعه کنید.

در مرحله بعدی در خط تولید لوله پلی پروپیلن، کشنده یا haul-off نصب می شود که وظیفه کشیدن لوله خارج شده از دای را دارد. سرعتی که کشنده در حال کشش لوله است باید متناسب با سرعت تولید لوله (خروج از دای) باشد، در غیر این صورت لوله تولیدی  مشکلات بسیار زیادی خواهد داشت.به عنوان مثال اگر سرعت کشنده ها خیلی بالا باشد، سبب کشیده شدن لوله ها قبل از سرد شدن و سپس رد شدن در آزمون برگشت طولی می شود. کشنده ها بسته به ابعاد لوله و اصطکاک موجود میان لوله و سایر قسمت ها تعبیه می شوند.

در اخر نیز دستگاه برش لوله به ابعاد دلخواه وجود دارد که بعد از آن لوله بسته بندی می شود.

برای خرید خط تولید لوله پلی پروپیلن و نیز دستگاه های آزمون کنترل کیفیت لوله و اتصال پلی پروپیلن به فروشگاه مراجعه کنید (کلیک)

برای آموزش آزمون ها و استانداردهای مربوط به لوله و اتصال پلی پروپیلن کافی است با ما تماس بگیرید.