Московская область. Свой бизнес: производство полимерных труб

Развитие технологий обработки железа в полной мере можно проследить, рассматривая историю применения чугуна и стали для изготовления труб. Историю чугунных трубопроводов принято отсчитывать с создания подземных трубопроводов Версаля (1662 г. мастер Р. Салем по проекту архитектора А. де Виля), после чего чугун стал основным материалом для труб водоводов и канализации. В России чугунные трубы были использованы для реконструкции Ростокинского водопровода Москвы (1858 г. А. Дельвиг). Первый российский нефтепровод построен на нефтяных промыслах Баку-Батуми (1897-1907 г. В.Г.Шухов) длиной 835 км.

Объем производства труб является индикатором технологического и технического состояния тяжелой промышленности любого государства, а уровень собственного потребления трубной продукции — индикатором динамики всей экономики.

Виды продукции

Номенклатура наименований позиций трубной продукции очень обширна. ГОСТ 28548-90 «Трубы стальные. Термины и определения» дает следующую классификацию:

• Бесшовные стальные трубы.
• Сварные стальные трубы.
• Паяльные стальные трубы.
• Стальные трубы с наружным или внутренним защитным покрытием (покрышками).
• Стальные трубы с обработанной (внутренней или наружной) поверхностью.

Классификация построена на базовых технологиях изготовления. Внутри каждой категории стандартами определены свои требования, т.к. различные отрасли предъявляют свои технические требования. Существуют ГОСТы на трубы для химической, нефтегазовой или атомной промышленности. Кроме этого, современные технологии защиты трубы от воздействия внешних и внутренних факторов существенно расширяют количество номенклатурных позиций.

• особо тонкостенные,
• тонкостенные,
• толстостенные,
• особо толстостенные.

Технология производства

Различают две базовые технологии изготовления труб: бесшовная и сварная. Внутри каждой технологии существуют технологические приемы, которые обеспечивают изготовление определенных типоразмеров с наиболее оптимальными техническими и ценовыми параметрами.

Бесшовная технология

Технология основана на пластической деформации заготовки. Различают технологии по температурному режиму обработки по отношению к температуре рекристаллизации сплава железо-углерод (Fe-C):

• Холоднодеформированные.
• Горячедеформированные.
• Теплодеформированные.

По технологическим схемам различают следующие способы изготовления бесшовной трубы:

Ковка . Применяется для изготовления заготовки (гильзы) под последующую обработку. Кроме этого, ковка применяется для изготовления труб из труднодеформируемых сталей и сплавов. Близким методом получения трубы, по способу формирования и условиям обработки, можно считать горячее прессование.

Прокатка . Способ изготовления, при котором заготовка проходит через клеть с калиброванными валками. При прокатке гильзы через валки происходит пропорциональное изменение геометрии трубы — уменьшение толщины стенки и увеличение длинны. Различают:

• холоднокатаные трубы (диаметр 5...250 мм, стенка толщиной 0,3...24 мм, ГОСТ 8734-75) изготавливают непосредственно после ковки (прошивки) заготовки, без дополнительного нагрева. В процессе вальцовки деталь охлаждают до температуры ниже температуры кристаллизации сплава Fe-C.
• горячекатаные трубы (диаметр 20...550 мм, толщина стенок не менее 2,5 мм, при максимальном значении толщины 75 мм, ГОСТ 8732-78) изготавливают после дополнительного нагрева выше температуры нагрева выше температуры рекристаллизации на 50...70 °С. Требуется термическая обработка.
• теплокатанные трубы изготавливаются с применением промежуточного температурного режима, что позволяет упростить режим последующей термической обработки.

Волочение . Способ изготовления, при котором гильза проходит через калиброванные отверстия. Волочение, в части наименований, связано с температурным режимом процесса, аналогично прокатке: горяче, холодно и теплотянутые.

Специальные технологии .. Технологии прессования, центробежного литья и обработки резанием, которые не используют непосредственно деформацию металла, применяются для получения труб со специфическими свойствами или труб с применением специальных материалов.

Технологии с применением сварки

Сварка краев, деформированного в трубку листа или полосы происходит двумя способами:

• Сварка давлением, под действием сил деформации, когда подогретые и подготовленные края полосы смыкаются в формообразующей фильере (печная сварка).
• Сварка краев производится электродуговым способом в защитной среде или под флюсом. Электросварка различается по положению шва относительно оси трубы на прямолинейную и винтовую.

Сварка электродуговым способом получила широкое распространение благодаря развитию технологий сварки и методов неразрушающего автоматического контроля качества шва.

Положение в отрасли

В девяностые годы спад промышленного производства коснулся металлургии и трубного производства. Сокращение объемов производства в 4, 4 раза в погонных метрах и в 2,6 раза в весовом выражении, по сравнению с 1990 годом, поставило трубное производство на грань уничтожения. Приватизированная металлургическая отрасль, вплоть до 2000 года, подвергалась реструктуризации и пределу между собственниками. В итоге сформировались несколько финансово-промышленных групп, которые представляют собой вертикально ориентированные структуры с достаточно самостоятельным набором предприятий. Шесть холдингов: Evraz Group, Магнитогорский металлургический комбинат (ММК), Северсталь Российская Сталь, Новолипецкий металлургический комбинат (НЛМК), Металлоинвест и Мечел — контролируют около 80% трубного производства. С 2000 по 2007 годы производство труб в России выросло в 2,7 раза в весовом выражении и достигло уровня 1990 года прошлого столетия. Основной прирост производства получен в сегменте производства труб большого диаметра (ТБД) для нефтегазовой промышленности.

Перспективы отрасли

Перспективы отрасли следует рассматривать в двух сегментах трубного производства: производство труб общего назначения и производство ТБД. В первом сегменте ощущается сильное давление производителей высокотехнологичных труб с антикоррозионным покрытием и производителей полимерных труб, особенно Китая, Японии и Индии, которые предлагают большие объемы по демпинговым ценам. На переоснащение производства требуется порядка 90 млрд. $ в течение 10 лет. В сегменте ТБД ситуация намного лучше благодаря относительно высокой доле нового оборудования, на котором выпускается 40% ТБД и участию в государственных программах строительства новых нефте- и газопроводов, как на территории России, так и вне ее.

Линии для производства пластиковых труб

Сегодня подавляющее большинство застройщиков отказалось от установки в новостройках (как многоэтажных, так и частных домах) металлических труб, поскольку их установка является чрезвычайно дорогой и трудозатратной, а сами трубы – ненадежными. То же касается и замены отслуживших свое металлических труб – их повсеместно вытесняют полипропиленовые, пластиковые, полиэтиленовые, либо ПВХ-трубы, являющиеся сегодня наиболее оптимальной заменой труб металлических.

Больше 15 лет занимается поставкой компаниям, находящимся как в России, так и в странах ближнего и дальнего зарубежья. Количество партнеров, доверяющих нам поставки оборудования, с каждым годом многократно увеличивается, а полученный за время работы опыт позволяет качественно консультировать всех предпринимателей, решивших наладить (либо расширить) выпуск трубной продукции.

Оборудование для производства труб: общая информация

Преимущества полимерных труб, выпускаемых на поставляемом нами оборудовании, трудно переоценить:

— весят такие трубы намного меньше;
— их монтаж в несколько раз проще;
— для установки полимерных труб не требуются особые условия;
— на полимерные трубы не влияет коррозия;
— период эксплуатации – не меньше 50-ти лет;
— значительная экономия;
— гидравлическое сопротивление таких труб на порядок меньше;
— структура и биологические особенности полимеров не дают образовываться на стенках таких труб отложениям, что является существенной проблемой металлических труб.

Ниже мы рассмотрим линии по производству полипропиленовых труб, а также пластиковых и полиэтиленовых труб, труб ПВХ, поскольку процессы производства всех четырех видов изделий различаются минимально. Перечислим и необходимое оборудование для производства труб, а также особенности изготовления.

В целом, изготовление труб из полипропилена является достаточно простым процессом, и не требует большого количества трудозатрат. Так, с момента доставки (полипропиленовых, полиэтиленовых, труб ПВХ) на предприятие, до полноценного производства готовых изделий на полную расчетную мощность, как правило, не требуется больше месяца(с учетом времени, необходимого на подготовку и обучение персонала).

Однако, для изготовления труб обязательно наличие специализированного оборудования –линии, настроенной на выпуск конкретного вида труб. Как правило, оборудование для производства труб (экструзионные ) изготавливают исходя из поставленных требований. Особое внимание необходимо обратить на качество исходного материала для изготовления труб, наличие соответствующей маркировки, заданный диапазон труб, которые будут производиться на данном оборудовании, толщину стенок труб, производительность, энергоэффективность, и т.д.

Оборудование для производства труб: основные составляющие

Основополагающим элементом линии для производства любого вида труб является экструдер – именно при помощи экструдера осуществляется производство труб, остальные элементы таких линий можно отнести к вспомогательным. Процесс экструзии начинается с подачи пластика (в гранулированном, либо порошкообразном виде) в питающий бункер экструдера. Далее материал поступает в цилиндр экструдера, который изготавливается из высокопрочных азотированных сталей, и представляет шнековое устройство винтообразной формы. По периметру цилиндра располагается большое количество разнообразнейших датчиков, при помощи которых осуществляется поддержание требуемых показателей температуры и давления. Внутри цилиндра происходит расплавление материала, а его пластификация достигается благодаря высокому давлению, после чего осуществляется подача расплава материала в фильеру (экструзионную головку) требуемой формы, на выходе из которой происходит окончательное затвердевание материала, ставшего готовым изделием.

Помимо вышеперечисленных элементов, экструдер обязательно имеет электрический двигатель и автоматические устройства контроля, благодаря которым с пульта управления оператором осуществляется непосредственное управление всей линией изготовления труб. Зависимо от конкретных условий производства, в линии по производству пластиковых труб дополнительно могут быть включено различное дополнительное оборудование. К такому оборудованию относятся загрузочные элементы, которые без участия человека осуществляют подачу материала в питающий бункер; автоматический сменщик фильер и трубных головок, и т.д.

Оборудование для производства труб: краткие характеристики

Чтобы на выходе из экструдера получить качественное готовое изделие, полностью соответствующее заявленным требованиям, его поверхности (как внутренние, так и внешние) должны в обязательном порядке быть подвергнуты калибровке, особенно это касается труб. Для выполнения точной калибровки в линии для производства труб предусматривается наличие специализированного прибора — калибратора (чаще всего – вакуумного). Во время калибровки трубную заготовку протягивают сквозь калибратор, после чего она обретает необходимые параметры. Чтобы протягивание заготовки осуществлялось равномерно, устанавливается особое устройство, основным назначением которого является поддержание заданной толщины трубы — такие устройства бывают гусеничного, либо тракового типа.

Откалибровав диаметр заготовки трубы, необходимо произвести корректную порезку заготовки, чтобы готовая труба обладала заданной длиной: для ровности края отрез производят на окончании линии. Отрез выполняет специальное устройство, чаще всего — гильотинного типа или дисковая пила. После отрезания заданной длины, при помощи последнего в линии устройства – штабелера, происходит ее отбрасывание в заданное место. Отметим, что при помощи (полипропиленовых, полиэтиленовых, труб ПВХ), происходит изготовление труб диаметрами 16-1000 мм при производительности (зависимо от исходного материала и конечного диаметра труб) 80 — 1500кг/час.

Спецификация оборудования для производства труб в зависимости от назначения готовых изделий

На сегодняшний день производство полимерных труб для различных целей является очень перспективным: прежде всего этому способствует постоянно растущая популярность таких труб, их надежность и качество. При этом полимерные трубы могут значительно различаться, зависимо от области планируемого применения. Наиболее популярным является разделение полимерных труб (соответственно – и оборудования для их производства) на трубы низкого и высокого давления. Также различают полимерные трубы и по виду материала, используемого для их изготовления: полипропилен, полиэтилен, ПВХ.

Визуально особенности изготовления труб можно определить по цвету и маркировке: исходным материалом для труб серого цвета чаще всего является полипропилен; для черных – полиэтилена; изготовленные из ПВХ трубы чаще всего обладают оранжевым, либо желто-розовым цветом; наличие синих, либо голубых продольных полос говорит о том, что такие трубы предназначаются для водоснабжения (холодного); белые трубы, а также нанесенная на них соответствующая маркировка, указывают на то, что данные трубы предназначаются для горячего водоснабжения; окрашенные в желтое трубы выпускают для газопроводов.

Комплектование линий для производства труб

Кроме основных элементов, о которых мы рассказали выше, комплектуются трубными головками, упаковочным столом, а также вакуумно-водяными ваннами. Наличие вышеперечисленных элементов позволяет в сжатые сроки организовать высококачественное, непрерывное, эффективное производство труб из любых полимерных материалов. Отметим, что в зависимости от направленности линии на выпуск труб из того либо иного материала (пластика, полипропилена, полиэтилена, ПВХ), подбирается конкретный тип, а также производительность экструдера. Например, если вам необходима линия для производства труб из мягкого исходного материала, оптимальным вариантом станет выбор одношнекового экструдера. Если же исходное сырье будет жестким, лучше всего подойдет 2-х шнековый экструдер.

Открытие собственного бизнеса по производству труб

Всем, кто решил начать собственный бизнес по производству труб, либо задумывается о расширении уже существующих мощностей, требуется знать, что на сегодняшний день отечественный рынок по производству металлопластиковых труб находится в средней стадии развития. Это означает, что, несмотря на достаточно большое количество компаний, занимающихся экструзией металлопластиковых труб или пластиковых труб, место для новых производителей пока есть. При этом на рынке РФ по производству ПВХ труб конкуренция стабильно увеличивается: появляются новые компании, а уже присутствующие регулярно расширяют производство. Следует заметить, что экструзионное оборудование, как и большинство элементов оснастки для выпуска ПВХ труб, обладают немалой стоимостью, а сам процесс производства обязательно потребует привлечения квалифицированных специалистов (как минимум – на начальном этапе запуска производства для обучения собственных кадров).

При обустройстве систем отопления частных домов и для внутриквартирных разводок между радиаторами и стояками магистрального отопления всё чаще используются полимерные трубы.

Полимерные трубы для отопления

Для их изготовления применяют следующие материалы:

• полипропилен (РР);
• сшитый полиэтилен (РЕХ);
• металлопластик (PEX-AL-PEX).

Монтаж трубопроводных разводок из полимерных материалов отличается высоким уровнем культуры исполнения. Необходимый инструмент умещается в небольшом специальном чемоданчике, а к исполнителям не предъявляются столь высокие профессиональные требования, как к электро-, или газосварщикам.

На рисунке ниже показана теплотрасса автономной системы отопления, смонтированная из полимерных труб и фитингов.

Применение полимерных труб для монтажа систем отопления

Применение

Тенденции к росту потребления полимерных труб для бытового отопления отмечаются как на внешне европейском, так и на внутреннем российском рынках. В 2015 году в странах Европы более 70% трубопроводных коммуникаций составили пластмассовые трубы. В России переход на пластиковые трубы осуществляется стремительными темпами:

• В 2010 году доля полимерных труб в системах бытового отопления составляла 48%, стальных – 52% от общего погонажа смонтированных за год трубопроводов;
• В 2015 году – уже 68% составили пластмассовые трубы (смонтировано за год почти 300 тыс. п. м. полимерных коммуникаций) и лишь 32% – стальные.

Бухта трубы из сшитого полиэтилена (РЕХ-трубы)

Дотошные статистики подсчитали, что за тридцатилетний период развития технологии сшитого полиэтилена только в европейских странах смонтировано более 5 млрд. п. м. РЕХ-труб.

Современный рынок насыщен полимерными трубами и фитингами для их соединений при монтаже теплотрасс. Однако долговременную безаварийную эксплуатацию трубопроводов систем отопления, возможно, обеспечить только при использовании качественных пластиков, произведённых из кондиционного химического сырья с соблюдением всех требований технологии.

К сожалению, рынок переполнен дешёвыми контрафактными изделиями, распознать которых по внешним признакам нелегко. Качество контрафакта просто несопоставимо с продукцией лидеров производства полимерных труб отопления.

Признанными мировыми брендами среди производителей пластиковых труб являются:

1. Германия: « Rehau», «Wefatherm», «Aquatherm».
2. Италия: « Valtec».
3. Швеция: « Wirsbo».
4. Бельгия: « Henco».
5. Чехия: « FV-Plast», «Экопластик».
6. Китай: « Dizayn», «Blue Ocean».
7. Корея: « Hydrosta».
8. Турция : « Pilsa», «Firat», «TEBO», «Kalde».
9. Россия: « Политек», «PRO AQUA», «Heisskraft».
10. Казахстан: « Jakko».

Продукция этих концернов полностью соответствует критериям качества, принятым для полимерных труб при их использовании как альтернативы стальным отопительным коммуникациям.

Не всякая пластмассовая труба, выбранная лишь из-за низкой цены, способна работать с горячим водяным теплоносителем под давлением.

На рисунке ниже показана контрафактная пластиковая труба, вышедшая из строя в первые же дни эксплуатации при её использовании в коммуникациях центрального отопления.

Вышедшая из строя контрафактная полимерная труба

Критерии качества

Положительная динамика спроса сопровождается постоянной работой производителей над улучшением технических характеристик полимерных труб. Основные критерии качества для труб отопления (независимо от материала изготовления):

1. термостойкость, позволяющая выдерживать температурные скачки 105 и более градусов из-за возможного попадания горячего теплоносителя из центральной теплотрассы;
2. стойкость к термоударам – внезапным перепадам температуры при резком нагреве или охлаждении трубопровода;
3. механическая прочность для сопротивления внешним механическим повреждениям;
4. абразивная стойкость к разрушающему воздействию механических загрязнений типа окалины или ржавчины, песка и других твёрдых частиц, попадающих в теплоноситель;
5. гладкая внутренняя поверхность стенок трубы, не допускающая скапливания мусорных частичек в зоне локальной неровности (выступ, заусенец, раковина или каверна);
6. стойкость к так называемым гидроударам – внезапным перепадам давления рабочей среды до величины 2,5–3,0 мПа (25-30 атм.);
7. химическая инертность к воздействию кислорода при отсутствии водяного теплоносителя и к агрессии солевых добавок в теплоносителе;
8. высокая ремонтопригодность, позволяющая заменять вышедший из строя элемент трубопровода без демонтажа всего участка;
9. низкая теплопроводность материала стенок для уменьшения теплопотерь при циркуляции теплоносителя.

На внутренних стенках пластиковых труб также откладываются известковые отложения, забивающие проходное сечение трубопроводов. Однако их негативное влияние не столь катастрофично, как для стальных коммуникаций, в которых происходит комплексное воздействие коррозии, абразивных частиц, химдобавок плюс отложения накипи.

Для сравнения на рисунке ниже приведены фотографии изъеденных коррозией стальных труб отопления, забитых накипью.

Внутреннее сечение стальных трубопроводов отопления через несколько лет эксплуатации

Производители

Германия

Лидеры в производстве пластиковых труб для отопления и их продукции, используемой на строительном рынке России:

1. Компания «Rehau» – основана в 1948 году в баварском городке Рехау.

На российский рынок труб отопления компания «Рехау» поставляет пластиковые трубы РЕХ (сшитый полиэтилен) и PEX-AL-PEX (металлопластик) системы Раутитан (Rautitan) следующего ассортимента:

• Rautitan stabil;

Элемент трубы Rautitan stabil

• Rautitan flex;
• Rautitan pink

Элемент трубы Rautitan pink

• Rautitan his, относящиеся к новому поколению труб для систем отопления.

Трубы поставляются диаметрами 16 мм, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 мм.

Трубы «Рехау» способны транспортировать теплоноситель температурой до 110 град. Ц, что существенно отличает их от аналогов других производителей. Сама система Rautitan основана на использовании так называемой надвижной гильзы для соединения трубопроводных элементов «Рехау».

На территории Московской области РФ функционируют два предприятия от «Рехау» по выпуску труб – г. Раменское (открыто в 2002г.) и г. Гжель (откр. в 2005 г.).

1. Компания «Wefa Plastic» (г. Аттендорн, Германия) является производителем полипропиленовых труб «Вефатерм» (Wefaterm). С 2003 года выпускает полипропиленовые трубы со стекловолоконным армированием. Композитные трубы «Вефатерм» используются на всех участках теплотрасс от котла отопления до радиаторов.
2. Полипропиленовые трубы «Акватерм» из пропилена PP-R-80 и фитинги к ним – продукция предприятия «Aquatherm GmbH», созданного в 1973 г. Герхардом Розенбергом. Компания известна широкой линейкой размеров полипропиленовых труб и фитингов, вплоть до диаметра 630 мм. Для трубопроводов бытовых отопительных систем выпускаются трубы серии «Aquatherm qreen pipe», способные выдержать температурный режим до 130 град. Ц.

Трубопроводная система из полипропилена от «Акватерм»

Ежегодно в РФ поставляется около 200 км (200000 метров) труб «Акватерм».

Бельгия

Компания «Henco Industries», основанная в 1992 г. Луи Хендрикксом. Поставляет на мировой рынок металлопластиковые трубы отопления серий «Henco RIXc» (наружными диаметрами 16, 20 и 26 мм), «Henco Standart» (наружными диаметрами 16, 20, 26 и 32 мм).

Фирменная труба от бельгийского производителя «Henco Industries»

Изделия «Хенко» производят только на территории Бельгии, поэтому «изготовители» труб этого бренда из других стран (в основном, Китай) поставляют контрафактные изделия, непригодные к применению.

Швеция

Крупнейшим производителем труб из сшитого полиэтилена РЕХ-А является концерн «Wirsbo», начавший их прокатывать ещё в 1972 г. С 1992 года компания присутствует на российском рынке. Продукция концерна используется для радиаторного отопления и тёплых полов с рабочей температурой 95 град. Ц при возможном повышении до 110 град. Ц.

Турция

Турецкие компании поставляют на российский рынок полипропиленовые трубы отопления, относящиеся к среднему ценовому классу и практически не уступающие в качестве изделиям германских или бельгийских производителей:

• Компания «Pilsa», созданная в 1971 г., является безоговорочным лидером в сфере производства пластмассовых изделий в Турции. На предприятиях компании используются немецкие технологии и оборудование, специалисты проходят обучение в Германии. С 2008 года «Pilsa» входит в состав крупнейшего в Европе концерна по производству пластиковых трубопроводов «WAVIN GROUP».
• Трубы с брендом «Firat» поставляет компания «Fırat Plastik AŞ», созданная в 1972г. У компании огромные производственные территории в Стамбуле и Анкаре.
• Трубы «Kalde» поставляет компания «Kalde», основанная в 1998 году в Стамбуле. У компании собственная лаборатория контроля качества, аккредитованная в Испании и Германии.

Вид трубы «Kalde»

• Под брендом «TEBO» на российский рынок приходят трубы, изготовленные из полимера PPRC тип 3 на производственных мощностях компании «ТЕВО technics». Отличительная черта труб «ТЕВО» – армирование полипропилена алюминиевой фольгой с перфорацией.

Россия

Пластиковые трубы для отопления выпускают несколько российских предприятий, взявших на вооружение инновационные технологии ведущих европейских производителей и оснастивших свои цеха современным оборудованием. В результате названия популярных брендов появились и на полимерных трубах российского производства:

• Полипропиленовые трубы «Pro Aqua», производимые на предприятиях Италии и Германии, теперь изготавливают на заводе «Эгопласт» (Сергиево-Посадский р-н Моск. обл.). Более того, в настоящее время свыше 85% всего ассортимента PP-R труб и фитингов марки «Pro Aqua» выпускается в РФ.

Продукция китайской компании «Shanghai Pro Aqua Co Ltd» ничего общего с «родным» брендом не имеет. В Китае филиалов «Pro Aqua» нет.

• Швейцарская компания «Santrade Ltd» и немецкий концерн «HEISSKRAFT» совместно с российскими предприятиями уже несколько лет изготавливают металлопластиковые и полиэтиленовые трубы «Santrade» и «Heisskraft», не уступающими по качеству европейским аналогам.
• ООО «ПОЛИТЭК ПТК» – крупнейший в России производитель полимерных труб из полипропилена ПП, полиэтилена низкого давления ПНД и труб ПВХ, однако, его продукция менее востребована по сравнению с современными металлопластиковыми или изготовленными из сшитого полиэтилена трубами.

Казахстан

Компания «Jakko» (Жакко) основана в г. Актобе. С 2006 года производит полипропиленовые трубы. В 2009 году в Караганде запущен второй завод по производству полимерных труб, позволивший расширить ассортимент изделий.

Вид трубы «Jakko»

Продукцию «Жакко» сертифицируют по турецким стандартам качества для полимерных труб, поэтому нередко её ошибочно считают турецким изделием.

Видео про пайку труб

Нюансы пайки полипропиленовых труб, помогающие избегать вероятных ошибок начинающим, можно узнать из этого видео.

Стальные трубы проигрывают полимерным в соотношении цена – качество, поэтому тенденция роста интереса к полимерным трубопроводам будет только углубляться. Производители пластиковых труб внимательно следят за рынком, поэтому всегда готовы корректировать ассортимент своей продукции.

Вконтакте

На данный момент полиэтилен является мировым лидером среди материалов, идущих на изготовление труб для воды и канализации. При этом увеличение количества предприятий по производству полиэтилена и трубных изделий из него дополняется совершенствованием технологий и свойств конечных продуктов.

Развитие производства в России

Рост российских предприятий, выпускающих пластиковые трубы, совпал с переходом мирового производства на изготовление полиэтилена, как более широко применимого и более дешевого полимера. Возможно, поэтому именно на Российских предприятиях основная доля полимерных труб (около 76 %) делается именно из полиэтилена, в то время как зарубежные фирмы по-прежнему работают на ПВХ (в США до 60-ти % от всех полимерных компаний). Это производство с каждым годом все растет вместе с увеличением спроса потребителей.

Сейчас наибольшее количество центров по производству сосредоточено в следующих регионах Европейской части России:

• Центральном,
• Северо-Западном,
• Поволжском,
• Уральском.

Также усиленными темпами идет развитие полимерной промышленности на Дальнем Востоке и Северном Кавказе. Конкурентоспособность новых компаний растет за счет повышения как ассортимента продукции, так и её качества.

Российские лидеры

Производством ПЭ труб в РФ занимаются уже более ста предприятий, и их количество увеличивается. В основном это небольшие и средние компании, существование которых объясняется сравнительной дешевизной цехового оборудования и самого производства. Крупных же немного, хотя на них и сосредоточена основная доля выпуска полиэтиленовых трубопроводов: «Казаньоргсинтез» и «Евротрубпласт», дающих более 40% всего объёма поставок, и несколько других.

Казаньоргсинтез

ОАО «Казаньоргсинтез» производит более 20% российского объема трубной ПЭ продукции. Размещенное на площадке одного высокомощного завода, предприятие поставляет потребителям напорные трубы диаметрами от 10-ти до 1200 мм и газопроводные диаметрами от 63-х до 315 мм. Мощности завода, рассчитанные на работу с марками полиэтилена ПЭ-63 и ПЭ-80, с 2006-го года переориентированы на выпуск трубных изделий полностью из ПЭ-80, отвечающего мировым стандартам качества.

Евротрубпласт

Объединение «Евротрубпласт» - это группа компаний, производящих полимерные трубы по всей России. Это Московский завод «Газтрубпласт», «Белтрубпласт», Климовский, Чебоксарский, Рубежановский, Кохановский трубные заводы, а также производство в Краснодарском крае, выпускающие ПЭ трубы различных видов и назначений. Завод на Северном Кавказе является новым перспективным проектом «Евротрубпласта», расположившимся в удобной близости к поставщикам сырья в Ставрополье.

ТехСтройПолимер

Компания «ТехСтройПолимер» с базой в Подольском районе Московской области занимается выпуском ПЭ труб из полиэтилена марки ПЭ-100 – газовых и водопроводных, диаметрами от 20-ти до 1200 мм, с возможным рабочим давлением от 5-ти до 25-ти атм, а также фасонных изделий и термосварочного оборудования. Поставки налажены по Москве и Центральному региону.

БалтЭнергоСистемы

Группа «БалтЭнергосистемы» объединяет компании по производству полимерных изделий на территории Северо-Западного региона, дающих полный цикл производственных работ: от получения гранул до готовой ПЭ трубы всех видов, широкого ассортимента. Головной офис «БалтЭнергосистемы» находится в Санкт-Петербурге, в состав входят производственная и торговая компании.

ПолиПластик

Компания «ПолиПластик» объединяет заводы, выпускающие полиэтиленовые трубы, по территории всего СНГ (более 10-ти, размещенные в РФ, Белоруссии, Казахстане и Украине). Один из них – это Иркутский трубный завод, который является крупнейшим в Сибири производителем напорных и безнапорных ПЭ трубопроводов и фасонины к ним. Завод поставляет напорные и безнапорные трубопроводы для воды и канализации, а также канализационные и хозяйственно-бытовые колодцы. Группа располагает собственным научно-техническим центром и проектным институтом, в её состав входят также 3 предприятия по совместной работе Россия-Швейцария.

Торговый дом «ПолиПласт»

«ПолиПласт» - Московская компания, занимающаяся реализацией труб из полиэтилена разных марок, изготавливаемых ООО «ВорсиноПолимер». Современные линии и технологии, используемые этим производителем, дают высококачественную трубную продукцию различного назначения – газовые, водопроводные, технические, т.п.

Описание технологии

Под трубами понимают изделия кольцевого сечения закрытого профиля цилиндрические или гофрированные диаметром от 5 до 1500 мм. Тонкостенные изделия этого типа с толщиной стенки 1-1,5 мм при диаметре до 25 мм принято называть шлангами. Трубки диаметром менее 5 мм со стенками толщиной менее 0,5 мм называют капиллярами. Название «труба» является обобщающим.

Как правило, трубы изготовляют из высоковязких сортов полимеров. Для их производства применяют полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности (ПЭ-80, ПЭ-100), жесткий и пластифицированный поливинилхлорид, АБС-пластик, полипропилен, ударопрочный полистирол.

В зависимости от свойств используемых полимеров пластмассовые трубы могут обладать не только низкой плотностью, щелоче-, кислотостойкостью, но и термостойкостью до 120-150 0 С, высокими электроизоляционными свойствами, бензо- и маслостойкостью, не ржавеют в процессе использования. Кроме того пропускная способность пластиковых труб больше, чем металлических, вследствие незначительных потерь на преодоление трения жидкости о полимерную поверхность.

Также использование полимерных труб обычно дает ощутимый экономический эффект: затраты на транспортировку и монтаж сокращаются по сравнению со стальными трубами в несколько раз, значительный срок службы (около 50 лет), отсутствие расходов в период эксплуатации. В результате монтаж, выполненный из труб и фитингов из полипропилена, даст удешевление на 15–20% по сравнению с трубопроводом, выполненным из стальных оцинкованных труб.

Ещё одно важное достоинство пластмассовых труб - технологичность их соединения в трубопроводные системы.

Технология и оборудование для производства труб

Процесс производства труб из пластика технологически достаточно прост, относительно нетрудоемок, энергетически малозатратен и экологически безвреден, а минимальная площадь, необходимая для установки и эксплуатации одной комплектной линии для производства труб, составляет порядка 100 м 2 .

Все стадии технологического процесса производства труб неразрывны и выполняются на одной линии непрерывного действия.

Рис. 1. Линия для производства полимерных труб.

Гранулированный полимерный материал пневмозагрузчиком подается в бункер экструдера, где нагревается, пластицируется и в виде расплава под давлением подается в прямоточную формующую головку, из которой отформованная труба поступает в калибратор и далее в охлаждающую ванну. Для отвода трубы служит тянущее устройство, захватывающие элементы которого соответствуют профилю изделия. Толщина стенки трубы и правильность ее геометрической формы контролируются бесконтактным измерительным устройством. Для нанесения надписей тиснением или печатью служит счетно-маркирующее устройство. Трубы диаметром более 50 мм нарезаются на отрезки заданной длины дисковой или гильотинной пилой, перемещающейся вдоль трубы со скоростью ее отвода, и укладываются манипулятором в штабеля. Трубы диаметром менее 50 мм наматываются в бухты тянуще-намоточным устройством.

Экструдеры. Используются главным образом одночервячные прессы с длиной червяка (25-30)D. Применение длинных червяков способствует уменьшению пульсации расплава и повышению качества изделий. При производстве тонкостенных изделий используют экструдеры с осевым перемещением червяков, позволяющим регулировать зазор между концом червяка и головкой. В современных агрегатах, служащих для производства труб диаметром более 1000 мм с толщиной стенки более 25 мм, используют высокопроизводительные двухчервячные экструдеры.

Рис. 2. Одношнековый экструдер.

Формование профиля трубы. Формование осуществляется за счет течения расплава полимера через кольцевую щель головки. Для этого обычно используют прямоточные, угловые и Z-образные формующие головки.

Рис. 3. Прямоточная кольцевая головка для изготовления труб и шлангов:
1 - штуцер для подвода сжатого воздуха; 2 - корпус; 3 - регулировочные винты; 4 - крепежное устройство; 5 - трос для удержания скользящих пробок в калибрующем устройстве; 6 - трубная заготовка; 7 - канал для поступления в трубу сжатого воздуха; 8 - матрица; 9 - дорнодержатель; 10 - дорн.

Наибольшее применение находят прямоточные головки (рис. 2). Корпус головки состоит из двух частей, между которыми закреплена радиальная решетка дорнодержателя. В переднюю часть корпуса вставляется формующее кольцо (мундштук), которое крепится к корпусу фланцем. На входе в головку вставляются решетка и пакет фильтрующих сеток. На решетке дорнодержателя закреплены рассекатель и дорн. Решетка дорнодержателя имеет штуцер для подвода сжатого воздуха внутрь трубы. Расплав полимера из цилиндра экетрудера проходит через пакет фильтрующих сеток, решетку, а затем течет в кольцевом зазоре между патрубком и рассекателем дорна и входит в отверстия решетки дорнодержателя, где ребрами разделяется на несколько параллельных потоков. Чтобы не было застойных зон, ребра решетки дорнодержателя делают обтекаемой формы.

После решетки дорнодержателя расплав вновь поступает в кольцевой канал, образованный второй частью корпуса и дорном. Окончательные размеры расплав принимает в формующем канале, при этом для обеспечения равной толщины трубы по периметру формующее кольцо (мундштук) может перемещаться винтами в радиальных направлениях относительно дорна.

Длина формующего канала обычно принимается кратной глубине канала h и должна быть равна l/h =15 - 30.

Рис. 4. Формующая головка для изготовления труб большого диаметра.

Конструкции формующих головок должны удовлетворять следующим общим требованиям:
1) равномерное течение расплава по периметру головки;
2) отсутствие линий спаев;
3) плавный переход от одного участка канала к другому;
4) равномерное нагревание расплава по периметру;
5) отсутствие застойных зон;
6) форма канала выбирается из условия эксплуатации и области применения труб.

Кроме конструктивных факторов на качество изготовляемых труб влияют технологические параметры - температура, скорость течения и скорости вытяжки расплава. При течении происходит ориентация молекул полимера, которая зависит от вязкости расплава и скорости течения. При увеличении температуры расплава ориентация и время релаксации уменьшаются, поэтому усадка труб в осевом направлении снижается.

Скорость течения расплава в головке влияет в основном на анизотропию свойств трубы. При увеличении скорости может появится шероховатость поверхности, т.к. происходит периодический срыв расплава с поверхности формующего канала.

При формовании профиля трубы расплав из головки отводится с помощью тянущего устройства. Если расплав отводится со скоростью большей, чем скорость выхода расплава, происходит уменьшение толщины стенки трубы и повышается осевая ориентация трубы.

Калибрование труб. Для придания профилю экструдата заданных размеров и исключения его деформации в охлаждающем устройстве трубы калибруют, т.е. предварительно охлаждают с обеспечением расплаву определенной конфигурации и размеров. Как правило, трубы калибруют по их наружному диаметру, поскольку это важно для стыкования и соединения при дальнейшем использовании. Тонкостенные шланги и капилляры калибруют также и по внутреннему размеру.

Для придания калибруемому изделию требуемой формы с последующим ее сохранением процесс должен начинаться при температуре, близкой к температуре плавления термопласта Т 1 ≤ Т пл а заканчиваться, когда расплав затвердевает, то есть при температуре ниже температуры размягчения Т 2 Калибрование можно проводить с использованием сжатого воздуха или вакуума.

При калибровании по наружному диаметру с использованием сжатого воздуха трубчатая заготовка расплава выдавливается из головки и поступает внутрь металлической гильзы калибратора. При подаче сжатого воздуха внутрь трубы происходит частичное раздувание ее по диаметру, вследствие чего труба на выходе из головки плотно прилегает к охлаждаемым стенкам калибрующей гильзы. Чтобы не произошло разрушения (раздувания) экструдата, насадка в данном случае крепится вплотную к головке, а в рубашку калибрующей насадки подается охлаждающая жидкость. Для исключения прилипания расплава, гильза насадки охлаждается до температуры, которая всегда должна быть ниже температуры стеклования или плавления. При этом на поверхности трубы образуется слой твердого полимера, который после выхода из насадки должен выдерживать внутреннее давление воздуха, а также силы трения, возникающие в насадке.

Давление калибрования выбирается в зависимости от диаметра трубы, толщины ее стенки, а также от свойств полимеров и температуры расплава. Обычно его подбирают экспериментально при запуске установки. При этом следует учитывать, что при низком давлении ухудшается внешний вид труб (образуется поверхностная рябь), а при чрезмерно большом снижается прочность из-за возрастания коэффициента трения и появления микротрещин.

Для создания внутри трубы давления конец её закрывают пробкой или несколько раз перегибают под углом 180 0 . Применение пробки ухудшает качество внутренней поверхности трубы и увеличивает силу ее трения при калибровке.

Раздувание сжатым воздухом позволяет создавать внутри трубы высокое давление. Этот способ калибровки используют при производстве труб диаметром более 100 мм и толщиной стенки более 5 мм.

При калибровании вакуумом необходимо обеспечить герметичность между зкструдатом и гильзой на входе, поэтому диаметр формующего мундштука делают несколько больше, чем диаметр гильзы. Необходимые размеры труба приобретает в результате прижатия экструдата к стенкам гильзы под действием разности давления атмосферного воздуха и вакуума. Поскольку невозможно создать большую разность давлений (∆P не превышает 0,05 МПа), этот метод неприменим при калибровании толстостенных труб.

Рис. 5. Вакуумный калибратор.

При калибровании пластинами трубчатая заготовка раздувается сжатым воздухом, подаваемым внутрь трубы, или за счет создания вакуума в калибрующей камере. В этом случае набор калибрующих пластин помещают в герметичную камеру, в которой создают вакуум. В этой же камере устанавливают форсунки для разбрызгивания воды или полностью заливают ее водой. Уровень воды поддерживается с помощью сливных трубок. Расстояние между пластинами на входе делают небольшим, чтобы под действием вакуума не произошло раздувание расплава. По мере отвода трубы температура расплава понижается и расстояние между пластинами возрастает. Калибрование охлаждаемыми пластинами ускоряет процесс охлаждения и уменьшает трение.

При калибровке по внутреннему диаметру калибратор крепится непосредственно к дорну головки. По трубке, проходящей через дорн, в него подается охлаждающая вода. Труба, протягиваемая по калибратору, охлаждается и разглаживается. Используя этот метод, можно получать изделия с толщиной стенки до 0,2 мм и с сечением любой формы, соответствующей конфигурации формующей щели головки.

При калибровании изделий следует избегать быстрого охлаждения, чтобы свести к минимуму остаточные напряжения и неравномерность усадки, нередко являющиеся причиной образования микротрещин. Необходимо согласовывать толщину стенки изделия, скорость ее отвода от головки, длину калибрующей втулки и теплофизические свойства перерабатываемого полимерного материала (теплопроводность,температуропроводность).

Для более равномерного охлаждения трубы внутрь нее также через дорн впрыскивается водяной туман. В этом случае тепло отводится не только через калибрующую втулку, но и внутрь изделия.

Эксплуатационный нагрев калиброванных труб выше Т р может сопровождаться самопроизвольным изменением их диаметра из-за высокоэластической деформации.

Охлаждение труб проводится орошением их водой или пропусканием через водяную ванну. Основное требование к этой операции - равномерное и быстрое охлаждение расплава.

В ваннах обеспечивается интенсивное перемешивание жидкости, для чего устанавливают барботажные трубки, разбрызгивающие форсунки или создают спиральный поток воды вокруг трубы. Интенсивное перемешивание необходимо также для удаления пузырьков воздуха, оседающих на поверхности трубы и нарушающих теплообмен. Иначе поверхность становится дефектной (с оспинами). Температура охлаждающей воды обычно выбирается в зависимости от полимера, а также с учетом требований, предъявляемых к трубам. Трубы хорошего качества получаются, если температура расплава на внутренней поверхности после выхода из ванны понижается до температуры плавления или текучести. Поэтому необходимо обеспечивать определенную скорость отвода трубы тянущим устройством. Длина ванны и кратность обмена воды определяются с учетом толщины стенки изделия.

Тянущее устройство предназначено для отвода изделия от формующей головки и перемещения его через охлаждающую ванну. Наиболее широко применяются устройства гусеничного типа. В зависимости от диаметра трубы, толщины ее стенки, конфигурации поперечного сечения тянущие элементы могут представлять собой бесконечный ремень с эластичными накладками или роликовые цепи с траками, повторяющими контур изделия. Количество таких «гусениц» может составлять 2, 3, 4 или 6, также в зависимости от размеров трубы. Тянущее устройство должно комплектоваться приводом с плавной регулировкой и прибором для оценки линейной скорости отводимого изделия. Последнее особенно важно, поскольку, во-первых, позволяет компенсировать разбухание экструдата, а во-вторых, от отношения скорости отвода изделия к скорости выдавливания экструдата зависит так называемая степень вытяжки трубы иее свойства в продольном и поперечном направлениях.

Если расплав отводится со скоростью большей, чем скорость выхода расплава, происходит уменьшение толщины стенки трубы и повышается осевая ориентация трубы. Прочность в продольном направлении увеличивается, а в поперечном снижается. Соответственно, с усадкой всё происходит наоборот: поперечная растет, в то время как в осевом направлении усадка существенно понижается.

Резка труб осуществляется пилами различной конструкции (циркульной, ленточной). В процессе резки пила перемещается вместе с трубой и после завершения цикла возвращается в исходное положение.

Рис. 6. Отрезное устройство.

Штабелер сбрасывает готовые трубы заданной длины по мере их поступления с отрезного устройства на специальный стеллаж для их дальнейшей сортировки или упаковки оператором.

При производстве безнапорных труб из полиэтилена или ПП-труб малого диаметра вместо штабелера может использоваться автоматический намотчик, который, имея регулируемый по диаметру намоточный барабан, электропривод и систему счетчика метража, позволяет получать на выходе готовые бухты.

Производство гофрированных труб.

Гофрированные трубы применяют для прокладки канализационных и дренажных магистралей. За счет гофрированной (профилированной) поверхности труба имеет небольшую толщину стенки, обладая достаточно высокой прочностью к смятию, т.е. имеет поперечную жесткость и вместе с тем продольную гибкость. При прокладке под землей она выдерживает давление грунта, имея при этом незначительную массу (малый вес) одного погонного метра трубы и достаточно легко укладывается в траншеи.

Гофрированные трубы могут быть однослойными или многослойными, когда для уменьшения гидравлического сопротивления гофрированная часть изнутри имеет гладкий слой полимера, рис. 7.При этом у трубы сохраняется гибкость. В некоторых случаях для обеспечения более высокой жесткости и теплопроводности, на наружную поверхность гофров наносят третий слой полимера.

Рис. 7. Гофрированная труба.

Установка для производства гофрированных изделий состоит из экструдера с прямоточной трубной головкой с удлиненным дорном и необогреваемым мундштуком (рис. 8).

Рис. 8. Схема процесса гофрирования труб.
1 - дорн; 2 - мундштук; 3 - полуформа; 4 - трос; 5 - пробка; 6 - изделие.

Экструдер должен выполняться на рельсах, для компенсации теплового расширения при изменении температуры цилиндра. В непосредственной близости от головки располагается гофратор, устроенный подобно двухцепному отводящему устройству, на каждом траке которого закреплена полуформа с каналом для охлаждающей воды. На рабочем участке полуформы сомкнуты. Тонкостенная трубная заготовка поступает в зону сомкнутых полуформ гофратора, под давлением сжатого воздуха прижимается к охлажденным поверхностям и затвердевает, сохраняя приданную ей форму. Для поддержания давления внутри раздуваемого рукава в нем размещается плавающая пробка, прикрепленная к дорну тросом. Гофратор, таким образом, выполняет две функции. Первая - подобно калибратору он придает изделию требуемую геометрическую форму, вторая - является отводящим устройством с плавной регулировкой скорости движения полуформ.

Особенность технологии производства гофрированных изделий заключается в том, что для обеспечения полноты формования гофров процесс ведется на предельно допустимой для перерабатываемого материала температуре. Кроме того, поскольку формование рукава-заготовки происходит на необогреваемом участке головки, в ней возникает значительное давление, достигающее 30-40 МПа.