Линия производства ПВХ труб представляет собой комплект профессионального непрерывного производственного оборудования, специально разработанного для изготовления различных серий ПВХ труб, включая трубы PVC-U (непластифицированный поливинилхлорид), PVC-C (хлорированный поливинилхлорид) и другие модифицированные ПВХ трубы. Ее основным компонентом является конический двухшнековый экструдер , который комплектуется полным набором вспомогательного оборудования для реализации автоматической работы всего производственного процесса от смешивания сырья, экструзионного формования до резки и упаковки готовой продукции. Благодаря преимуществам стабильного производства, высокой эффективности и точного качества продукции, эта производственная линия широко используется в строительстве систем водоснабжения и канализации, муниципальном строительстве, сельскохозяйственном орошении, электроснабжении, коммуникационной протяжке и других областях, удовлетворяя разнообразные потребности различных отраслей в ПВХ-трубах.

1. Технологический процесс (подробная версия)

Процесс производства ПВХ труб является непрерывной и систематической операцией, и каждая стадия тесно связана для обеспечения стабильности и соответствия конечного продукта требованиям. Подробная последовательность процесса следующая:

Подготовка сырья и смешивание : Во-первых, выберите высококачественную ПВХ-смолу (марка SG-5 для водопроводных труб, марка SG-4 для дренажных труб) в качестве основного материала и смешайте её с различными добавками в научно обоснованных пропорциях. Добавки включают стабилизаторы (кальций-цинковый стабилизатор для защиты окружающей среды, свинцовый стабилизатор для экономичности), смазочные материалы (для снижения трения между материалами и оборудованием, обеспечивая плавную экструзию), пластификаторы (для модифицированных ПВХ-труб, не требуются для ПВХ-U труб) и наполнители (карбонат кальция, с добавлением ≤10% для водопроводных труб и ≤20% для дренажных труб с целью снижения производственных затрат без влияния на характеристики продукции). Все сырьё и добавки помещаются в высокоскоростной смеситель для полного перемешивания.

Высокоскоростное смешивание и холодное смешивание : Высокоскоростной смеситель нагревает и перемешивает смешанные сырьевые материалы на высокой скорости. Температура горячего смешивания контролируется в диапазоне 80–130℃, что позволяет добавкам полностью растворяться и равномерно распределяться в ПВХ-резине, а также удалять влагу из сырья. После горячего смешивания материалы быстро передаются в холодный смеситель для охлаждения, и температура снижается до ≤40℃, чтобы предотвратить слипание сырья из-за высокой температуры и обеспечить текучесть материалов при подаче.

Транспортировка и подача : Охлажденные смешанные материалы транспортируются к загрузочному бункеру экструдера через закрытый шнековый конвейер или вакуумный конвейер, что предотвращает загрязнение материала и обеспечивает непрерывную и стабильную подачу. Процесс подачи оснащен датчиком уровня для автоматического пополнения материалов при недостаточном уровне, реализуя бесперебойную подачу.

Принудительная подача : Материалы в загрузочном бункере поступают в принудительный питатель, который использует спиральную структуру подачи для равномерного продвижения материалов в цилиндр экструдера. Это эффективно решает проблему неравномерной подачи, вызванной легким весом ПВХ материалов, обеспечивая стабильное снабжение экструдера материалом и повышая стабильность качества продукции.

Экструзионное формование : Материалы поступают в конический двухшнековый экструдер , который является основным оборудованием всей производственной линии. Конический двухвинтовой шнек вращается с определенной скоростью и под воздействием сочетания сдвига, экструзии и нагрева твердые материалы постепенно плавятся, пластифицируются и гомогенизируются, образуя расплавленный материал с однородной текстурой и хорошей текучестью. Расплавленный материал выдавливается в экструзионную форму под определенным давлением (20–30 MPa) для формирования заготовки трубы с определенной формой и размером.

Калибровка и формовка : Экструдированная заготовка трубы сначала проходит через калибровочную втулку, которая определяет внешний диаметр трубы. Затем она попадает в вакуумный калибровочный бак. Вакуумный калибровочный бак поддерживает отрицательное давление -0,06~-0,08 МПа. Под действием отрицательного давления заготовка трубы плотно прилегает к внутренней стенке калибровочной втулки, благодаря чему внешний диаметр трубы фиксируется, а допуск по размеру контролируется в пределах ±0,3 мм, обеспечивая круглость и точность размеров трубы.

Охлаждение и установка формы : После вакуумного калибрования труба поступает в резервуар с охлаждающей водой для быстрого охлаждения. Метод охлаждения представляет собой комбинацию распылительного и погружного охлаждения, при этом температура воды контролируется в пределах 15–20℃. Длина резервуара с охлаждающей водой составляет не менее 6 метров, что обеспечивает полное охлаждение сердечника трубы до ≤40℃, фиксирует форму трубы, снижает внутренние напряжения и улучшает вязкость и прочность трубы.

Печать : Охлажденная труба проходит через печатную машину, которая использует технологию струйной печати для нанесения на поверхность трубы информации о спецификации продукта, стандарте исполнения, дате производства, названии производителя и другой информации. Содержание печати четкое, износостойкое и не стирается, что удобно для отслеживания продукции и контроля качества.

Транспортировка : Напечатанную трубу тянет вытягивающая машина с постоянной скоростью. Вытягивающая машина имеет гусеничный или трехкулачковый тип конструкции и оснащена функцией регулировки скорости с переменной частотой. Скорость вытягивания регулируется и стабильна, а сила вытягивания равномерно распределена, что позволяет избежать растяжения или деформации трубы. Скорость вытягивания напрямую определяет толщину стенки трубы, поэтому она должна строго соответствовать скорости экструзии.

Резка фиксированной длины : Труба, вытягиваемая вытяжным станком, поступает в режущий станок для резки на фиксированную длину. Режущий станок использует планетарную пилу или конструкцию с подъемным ножом, что позволяет осуществлять синхронную резку с движением трубы. Стандартная длина реза составляет 4 метра или 6 метров, при этом длина реза может регулироваться в соответствии с требованиями заказчика. Поверхность реза ровная, гладкая и без заусенцев, что обеспечивает удобство соединения труб.

Расширение раструба (опционально) : Для труб, которые необходимо соединять с помощью раструба, отрезанная труба поступает в машину для расширения раструба. Машина может формировать раструбы типа R или прямые раструбы, а внутренний диаметр раструба соответствует наружному диаметру трубы, обеспечивая плотное соединение и отсутствие протечек.

2. Основное оборудование и подробные функции

2.1 Система смешивания (высокоскоростной смеситель + холодный смеситель)

Система смешивания является первым звеном производственной линии, которое напрямую влияет на эффект пластификации материалов и качество конечного продукта. Она состоит из высокоскоростного смесителя и холодного смесителя, которые работают совместно для завершения смешивания и охлаждения сырья.

Требования к формуле : Формула смешанных материалов строго формулируется в соответствии с использованием трубы. Для труб водоснабжения из PVC-U выбирается смола PVC SG-5, сочетающаяся с кальций-цинковым стабилизатором (экологически чистым и нетоксичным), соответствующими смазочными материалами и карбонатом кальция (доля добавки ≤10%); для труб дренажа из PVC-U выбирается смола PVC SG-4, сочетающаяся со свинцовым стабилизатором (низкая стоимость и хорошая стабильность) или кальций-цинковым стабилизатором, смазочными материалами и карбонатом кальция (доля добавки ≤20%). Пропорции каждой добавки строго контролируются для обеспечения механических свойств, коррозионной стойкости и срока службы трубы.

Принцип работы : Высокоскоростной смеситель оснащен высокоскоростным вращающимся мешающим лезвием, которое при вращении создает высокое сдвиговое усилие, обеспечивая полное смешивание сырья и добавок. В то же время электрический нагревательный элемент снаружи смесителя нагревает материалы до 80–130℃, что способствует растворению и диспергированию добавок, а также удалению влаги из материалов. После горячего смешивания материалы быстро передаются в холодный смеситель. Холодный смеситель оснащен охлаждающей водяной рубашкой, которая охлаждает материалы до ≤40℃ за счет циркуляции воды, предотвращая слеживание материалов и обеспечивая их текучесть.

Ключевые параметры : Скорость вращения высокоскоростного смесителя составляет 800–1200 об/мин, время смешивания — 5–8 минут; скорость вращения холодного смесителя — 200–300 об/мин, время охлаждения — 5 – 7 минут.

2.2 Экструдер (основное оборудование: конический двухвинтовой экструдер SJSZ)

Экструдер является ядром всей производственной линии по производству ПВХ труб, отвечая за плавление, пластификацию и экструзию смешанных материалов в заготовки труб. Конический двухвинтовой экструдер SJSZ широко используется в производстве ПВХ труб благодаря отличной пластификационной способности, низкому энергопотреблению и стабильному производству.

Конструкция оборудования : Конический двухвинтовой экструдер состоит из корпуса, конического двухвинтового шнека, устройства подачи, нагревательного устройства, охлаждающего устройства и трансмиссионной системы. Шнек конический, и диаметр шнека постепенно увеличивается от конца подачи к концу экструзии, что позволяет постепенно увеличивать давление материала в процессе экструзии, обеспечивая полное расплавление материала. Корпус разделен на три секции: секция подачи, секция пластикации и секция гомогенизации, каждая из которых оснащена независимым нагревательным и охлаждающим устройством для точного контроля температуры.

Ключевые параметры : Отношение длины к диаметру винта составляет 25–30, что подходит для пластификации ПВХ материалов; мощность экструдера — 30–160 кВт, варьируется в зависимости от производственной мощности и калибра трубы; давление экструзии — 20–30 МПа, что обеспечивает плавную экструзию расплавленного материала в форму.

Контроль температуры : Температура каждого участка экструдера строго контролируется, чтобы предотвратить разложение материала ПВХ из-за перегрева (ПВХ разлагается при температуре выше 190℃). Конкретные настройки температуры следующие: участок подачи 140–160℃ (в основном для предварительного нагрева материалов и облегчения подачи), участок пластификации 160–180℃ (для полного расплавления и пластификации материалов), участок гомогенизации и головка машины 170–185℃ (для обеспечения однородности расплавленного материала и плавного выдавливания).

Принцип работы : Когда экструдер работает, конический двухвинтовой шнек вращается в цилиндре, и материалы продвигаются вперед под действием шнека. В процессе продвижения материалы подвергаются сдвиговой силе шнека и цилиндра, а также нагреву нагревательного устройства, в результате чего твердые материалы постепенно плавятся в расплавленное состояние, а добавки полностью смешиваются с ПВХ-резиной, образуя однородный расплавленный материал. Расплавленный материал выдавливается в экструзионную форму под определенным давлением и скоростью, формируя заготовку трубы с определенной формой.

2.3 Экструзионная форма

Экструзионная форма — ключевое оборудование, определяющее форму, размер и качество поверхности ПВХ трубы. Она разрабатывается в соответствии с калибром и толщиной стенки трубы, а её конструкция и точность напрямую влияют на качество продукции.

Проектирование конструкции : Экструзионная форма использует кольцевой канал потока, а канал потока спроектирован с постепенным углом сужения 8°–12°, что позволяет расплавленному материалу равномерно течь по каналу, снижать потери давления и обеспечивать равномерную толщину стенки заготовки трубы. Форма состоит из корпуса формы, сердечника, калибровочной втулки и других частей. Сердечник и корпус формы образуют кольцевой зазор, который является каналом потока расплавленного материала.

Выбор материала : Форма изготовлена из легированной стали 40Cr, а поверхность канала потока хромирована с толщиной хромового слоя 0,05–0,1 мм. Этот материал обладает хорошей износостойкостью, коррозионной стойкостью и высокой твердостью, что позволяет продлить срок службы формы и обеспечить гладкость поверхности трубы.

Точное управление : Размерная точность формы строго контролируется, а соосность сердечника и корпуса формы составляет ≤0,02 мм, что обеспечивает равномерную толщину стенки заготовки трубы, а допуски по наружному и внутреннему диаметру соответствуют требованиям национального стандарта.

2.4 Вакуумная калибровка и система охлаждения

Вакуумная система калибровки и охлаждения используется для фиксации формы и размеров заготовки трубы, снижения внутренних напряжений в трубе и улучшения размерной точности и механических свойств трубы.

Вакуумный калибровочный бак : Вакуумный калибровочный бак оснащен вакуумным насосом, который может поддерживать стабильное отрицательное давление внутри бака. Диапазон отрицательного давления составляет -0,06~-0,08 МПа. Когда заготовка трубы проходит через калибровочный бак, отрицательное давление заставляет заготовку плотно прилегать к внутренней стенке калибровочной втулки, что фиксирует внешний диаметр трубы. Калибровочная втулка изготовлена из меди или нержавеющей стали, обладает высокой точностью размеров и хорошей теплопроводностью. Допуск по внешнему диаметру трубы после калибровки составляет ±0,3 мм, что соответствует требованиям национального стандарта. Для труб малого диаметра (20–63 мм) степень вакуума можно соответственно уменьшить до -0,02~-0,04 МПа; для труб большого диаметра (110–315 мм) степень вакуума необходимо увеличить до -0,04~-0,06 МПа для обеспечения эффекта калибровки.

Бак с охлаждающей водой : Резервуар для охлаждающей воды разделен на несколько секций, каждая из которых оснащена независимой системой циркуляции воды и устройством контроля температуры, обеспечивая сегментированный контроль температуры. Температура охлаждающей воды контролируется в диапазоне 15–25℃, а передняя часть резервуара (ближе к резервуару для калибровки) имеет немного более высокую температуру воды (20–25℃), чтобы избежать хрупкости трубы из-за быстрого охлаждения; задняя часть имеет более низкую температуру воды (15–20℃), чтобы обеспечить полное охлаждение сердечника трубы. Длина резервуара для охлаждающей воды не менее 6 метров, а труба охлаждается путем распыления и погружения, что позволяет равномерно охладить трубу и снизить внутренние напряжения. После охлаждения температура сердечника трубы составляет ≤40℃, и форма трубы фиксируется.

2.5 Тянущая машина

Тянущая машина используется для равномерного вытягивания охлажденной трубы, обеспечивая непрерывность производственной линии и стабильность размеров трубы. Это важное вспомогательное оборудование для производственной линии.

Тип и конструкция : Тяговая машина в основном бывает двух типов: гусеничного типа и трехкулачкового типа. Гусеничная тяговая машина подходит для труб различных калибров, обладает большой тягой и равномерным усилием; трехкулачковая тяговая машина подходит для труб малого калибра, имеет компактную конструкцию и высокую точность. Тяговая машина оснащена системой регулирования скорости с переменной частотой, которая может регулировать скорость тяги в соответствии со скоростью экструзии, обеспечивая совпадение скорости тяги со скоростью экструзии и предотвращая растяжение или деформацию трубы.

Ключевые параметры : Диапазон скорости вытягивания составляет 1 – 2 0 м/мин, который можно регулировать в зависимости от калибра трубы (10– 2 0 м/мин для малого калибра, 0 –15 м/мин для большого калибра); тяговое усилие составляет 5–50 кН и варьируется в зависимости от размера трубы и толщины стенки. Тянущая машина оснащена устройством регулировки давления, которое может регулировать силу зажима гусеницы или трехкулачкового захвата, чтобы избежать повреждения поверхности трубы.

2.6 Режущий станок

Режущий станок используется для нарезки непрерывной трубы на готовые изделия фиксированной длины, при этом требуется ровная поверхность реза, отсутствие заусенцев и точная длина реза.

Тип и принцип работы : Режущий станок в основном использует планетарную пилу и подъемный нож. Планетарный режущий станок подходит для труб большого диаметра (свыше 110 мм). Пильное полотно вращается вокруг трубы, одновременно продвигаясь вперед, обеспечивая синхронную резку с трубой, а поверхность реза получается ровной; режущий станок с подъемным ножом подходит для труб малого диаметра (ниже 63 мм), при этом лезвие ножа движется вверх и вниз для резки трубы, обеспечивая быструю скорость резки и высокую эффективность. Режущий станок оснащен устройством измерения длины, которое может точно контролировать длину реза, а стандартная длина реза составляет 4 метра или 6 метров и может быть отрегулирована в соответствии с потребностями клиента.

Ключевые требования : Режущий лезвие изготовлено из быстрорежущей стали или карбида, что обеспечивает высокую твердость и износостойкость, гарантируя плавное резание; процесс резки синхронизирован с движением трубы, предотвращая деформацию трубы во время резки; поверхность реза без заусенцев, а вертикальность поверхности реза ≤0,5 мм/м.

2.7 Вспомогательное оборудование

Помимо вышеуказанного основного оборудования, линия производства ПВХ труб также оснащена рядом вспомогательного оборудования для обеспечения бесперебойной работы линии и качества продукции.

Печатная машина : Печатная машина использует технологию струйной печати, которая позволяет наносить на поверхность трубы информацию о спецификации продукта, стандарте исполнения (например, GB/T 10002.1-2006 для труб из ПВХ-U для водоснабжения), дате производства, номере партии, названии производителя и другую информацию. Печатаемые чернила устойчивы к воде, коррозии и трению, а нанесённый текст чёткий и долговечный, что удобно для отслеживания продукции и контроля качества.

Фасонно-раструбная машина : Машина для расширения раструба является дополнительным оборудованием, в основном используемым для обработки раструбного конца трубы с целью облегчения соединения трубы с муфтой. Она может обрабатывать раструбы типа R или прямые раструбы, а внутренний диаметр раструба соответствует наружному диаметру трубы. Температура расширения контролируется в пределах 160–180℃, а время расширения регулируется в зависимости от калибра трубы, что обеспечивает прочность раструба и предотвращает его отслаивание.

Стек ер : Стеллаж для укладки используется для автоматической укладки нарезанных или раструбных труб, снижая интенсивность ручного труда. Оснащён гидравлическим подъемным устройством и поворотным механизмом, которые автоматически регулируют высоту и угол укладки, аккуратно укладывая трубы. Производительность укладки составляет 500–2000 штук в час, что подходит для различных производственных мощностей.

3 . Продукция и области применения (подробное введение)

3 .1 Виды продукции

Линия производства ПВХ труб может производить различные типы ПВХ труб, которые классифицируются по назначению и материалу, включая в основном следующие типы:

ПВХ-U труба для водоснабжения : Он изготовлен из непластифицированной ПВХ-смолы, обладает характеристиками нетоксичности, отсутствия запаха, коррозионной стойкости, высокой прочности к давлению и гладкой внутренней поверхностью (низкое сопротивление потоку). Подходит для строительства внутренних систем водоснабжения, муниципальных водопроводов и сельских водоснабжающих проектов. Диаметр варьируется от 20 мм до 630 мм, а рабочее давление — от 0,6 МПа до 1,6 МПа.

ПВХ-U труба для дренажа : Также изготовлена из непластифицированной ПВХ смолы, характеризуется легкостью, коррозионной стойкостью, хорошей дренажной производительностью и легкостью установки. Подходит для внутреннего дренажа зданий, муниципального сброса сточных вод и дождевой канализации. Диаметр варьируется от 50 мм до 1600 мм, в основном используется для безнапорного дренажа.

ПВХ электротехническая труба : Изготовлена из модифицированной ПВХ смолы, обладает огнестойкостью, изоляцией, коррозионной стойкостью и ударопрочностью. Подходит для протягивания электрических проводов и кабелей в зданиях, защищая их от повреждений. Диаметр варьируется от 16 мм до 110 мм, делится на жесткие и гибкие трубы.

ПВХ-C силовая труба : Изготовлена из хлорированного поливинилхлоридного смолы, обладает высокой термостойкостью, стойкостью к высокому давлению, коррозионной стойкостью и хорошими изоляционными свойствами. Подходит для протягивания силовых и коммуникационных кабелей, таких как защита подземных силовых кабелей, защита коммуникационных кабелей и т.д. Диаметр варьируется от 50 мм до 200 мм, может использоваться в суровых условиях, таких как высокая температура и влажность.

4.2 Области применения

Трубы из ПВХ, произведённые на производственной линии, обладают преимуществами лёгкости, коррозионной стойкости, низкой стоимости, простоты установки и длительного срока службы, и широко используются в различных областях:

Строительная промышленность : В основном используется для внутреннего водоснабжения и канализации, электропроводки и трубопроводов тёплого пола. Водопроводные трубы PVC-U применяются для внутреннего водоснабжения, дренажные трубы PVC-U — для внутренней канализации и отвода дождевой воды, а электротехнические трубы из ПВХ используются для протяжки проводов и кабелей в стенах и потолках.

Муниципальное строительство : Используется для муниципального водоснабжения и канализации, очистки сточных вод и сбора дождевой воды. Водопроводные трубы PVC-U применяются для муниципальных водопроводных сетей, дренажные трубы PVC-U — для муниципальных канализационных и ливневых систем, а силовые трубы PVC-C используются для защиты подземных силовых кабелей.

Сельскохозяйственная сфера : Используется для сельскохозяйственного орошения, водоснабжения полей и дренажа рисовых полей. Трубы из ПВХ обладают коррозионной стойкостью и лёгким весом, что подходит для использования на открытом воздухе в сельской местности, позволяет экономить воду и повышать эффективность орошения.

Энергетика и связь : Силовые трубы PVC-C и электротехнические трубы из ПВХ используются для протяжки силовых и коммуникационных кабелей, защищая их от внешних повреждений и обеспечивая нормальную работу энергетических и коммуникационных систем.

Другие области : Также используется для промышленного водоснабжения и канализации, транспортировки химических трубопроводов (некоррозионных сред), а также для ландшафтного водоснабжения и дренажа и др.