Nawijanie taśmy wzmacniającej przy produkcji rur z tworzyw sztucznych (RTP i TCP)

nagrzewnice powietrza leister w procesach przemyslowych
Przykładowe aplikacje z wykorzystaniem nagrzewnic powietrza Leister

Reinforced Thermoplastic Pipe (RTP) & Thermoplastic Composite Pipe (TCP)

Nagrzewnice firmy LEISTER znajdują zastosowanie w bardzo wielu procesach produkcyjnych, od podgrzewania elementów, suszenia, aktywacji primerów w procesach klejenia, poprzez formowanie wtryskowe, usuwanie gratu (wypływki, włosków),  ekstruzję (flow control, grzanie profilu), okleinowanie,  laminowanie, zgrzewanie i spawanie tworzyw sztucznych, produkcję rur termoplastycznych z profilu, obkurczanie folii na produktach, obróbka powierzchni i wiele innych.

Tradycyjne rury ciśnieniowe z PEHD charakteryzują się bardzo dużą grubością ścian. Każdy dodatkowy milimetr oznacza w takiej technologii wzrost wytrzymałości rury.  Im większa wytrzymałość na ciśnienie, tym grubsze musza być ściany rury, wzrasta jej waga, a co za tym idzie także koszty produkcji, magazynowania,  transportu etc.

Rura ciśnieniowa HDPE
Rura ciśnieniowa z PEHD. Zródło: https://www.top-pipe.co.ke/hdpe-pressure-pipes/

Coraz wyższe koszty materiałów do produkcji rur z termoplastów skłoniły producentów do szukania możliwości zmniejszenia ilości stosowanego materiału, przy zachowaniu wymaganej wytrzymałości.

Zastosowanie specjalnych taśm termoplastycznych z włóknem szklanym lub węglowym w maszynach do taśmownia rur RTP oraz TCP pozwala na ograniczenie koniecznej grubości ściany rury.  Specjalna taśma jest laminowana przy pomocy nagrzewnic LEISTER HOTWIND do litej powierzchni rury, dzięki czemu powstaje rura kompozytowa,  która przy znacznie cieńszych ścianach posiada własności wytrzymałościowe,  które w tradycyjnym procesie ekstruzji litych rur wymagają zastosowania dużo grubszych ścian – dużej ilości materiału.

Kompozytowa warstwa wzmacniająca dodaje odporności na ciśnienie oraz chroni przed rozszerzaniem, wewnętrzna warstwa termoplastyczna, tak jak w rurach grubościennych , zapewnia odporność na korozję.  Zdarza się, że  producenci stosują, dodatkową,  zewnętrzną warstwę chroniącą oraz inne warstwy techniczne, w zależności od specjalistycznych wymagań i właściwości.

Wzmocniona rura termoplastyczna (RTP – Reinforced Thermoplastic Pipe, Thermoplastic Composite Pipe (TCP)) to rodzaj rury wzmocnionej włóknem syntetycznym o wysokiej wytrzymałości, takim jak szkło, aramid lub węgiel. Pod koniec XX wieku pierwsze firmy opracowały technologię produkcji rury wzmacnianej włóknem syntetycznym w celu zastąpienia średniociśnieniowych rur stalowych w odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na niekorozyjne przewody do zastosowań w lądowym przemyśle naftowym i gazowym. Typowymi materiałami wykorzystywanymi do budowy rur mogą być polietylen (PE), poliamid-11 lub PVDF i mogą być wzmocnione włóknem aramidowym lub poliestrowym, choć stosowane są również inne kombinacje.  

Dziś technologia maszyn do owijania RTP & TCP jest coraz szerzej stosowana, także przy produkcji rur, które nie wytrzymują wysokich ciśnień. Technologia  zgrzewania taśmy wzmacniającej pozwala zmniejszyć ilość tworzywa bazowego, zmniejszenia grubości ścian i co za tym idzie kosztów produkcji.  Proces produkcji metodą stapiania skutkuje powstaniem struktury kompozytowej, z włóknami w pełni osadzonymi w matrycy termoplastycznej.  

produkcja wzmocnionej rury termoplastycznej
Produkcja wzmocnionej rury termoplastycznej z wykorzystaniem dmuchaw gorącego powietrza Leister HOTWIND.

Sam produkt, dzięki zmniejszonej ilości wykorzystywanego materiału jest także lżejszy i ma mniejsze gabaryty.  Pozwala to na przewiezienie jednym transportem większej ilości rur. 

Wzmocniona rura termoplastyczna
Wzmocniona rura termoplastyczna.
Źródło: https://www.sabic.com/en/news/6093-sabic-launches-expanded-fiber-reinforced-thermoplastics-tape-portfolio-at-jec-2017

Urządzenia używane do zgrzewania taśmy kompozytowej przy produkcji rur wzmocnionych taśmą kompozytową (RTP, TCP)

Ze względu na dużą ilość wstęg taśmy zgrzewanych w tym samym czasie do rdzenia z tworzywa,  potrzebna jest duża ilość niezależnych jednostek grzewczych –  nagrzewnic powietrza.  Nagrzewnice aktywują powierzchnię rury i taśmy przed zgrzaniem.  Na niewielkim odcinku rury zgrzewane są 4 wstęgi taśmy wzmacniającej.  

Producenci rur typu RTP i TCP (Reinforced Thermoplastic Pipe i  Thermoplastic Composite Pipe) używają rozwiązań kompaktowych firmy LEISTER. W większości przypadków są to dmuchawy gorącego powietrza:

LEISTER MISTRAL SYSTEM:

Leister MISTRAL 6 SYSTEM
Leister MISTRAL 6 SYSTEM

Kompaktowa dmuchawa gorącego powietrza  do zastosowań na liniach produkcyjnych. Idealne rozwiązanie do zastosowań w ograniczonej przestrzeni np. w maszynach, urządzeniach , tunelach grzewczych i komorach w procesach ciągłych wymagających precyzyjnej kontroli warunków procesu produkcyjnego.  Poza bezszczotkowym silnikiem, wersja 6 SYSTEM jest wyposażona w regulator temperatury, sterowanie przepływem powietrza oraz cyfrowy wyświetlacz parametrów pracy, umożliwiając precyzyjną regulację i kontrolę (również zdalnie sygnałem 4-20mA lub 0-10V) parametrów pracy urządzenia.

  • Bezszczotkowy silnik dmuchawy
  • Zintegrowana ochrona elementu grzewczego i urządzenia
  • Zintegrowany czujnik temperatury
  • Funkcja automatycznego wychładzania
  • Interfejs zdalnego sterowania temperatury i ilości powietrza (0-10V / 4-20mA)
  • Możliwość zastosowania węża doprowadzającego czyste powietrze w przypadku dużego zanieczyszczenia powietrza
  • Niezależne zasilanie dmuchawy i grzałki
  • Regulacja przepływu oraz temperatury powietrza z wyświetlaczem LCD zadanych i bieżących wartości

LEISTER Hotwind:

Leister HOTWIND
Leister HOTWIND

Dmuchawa gorącego powietrza do zastosowań na liniach produkcyjnych, np. do zgrzewania, obkurczania otulin lub podgrzewania komór i tuneli grzewczych.

HOTWIND SYSTEM

Leister HOTWIND
Leister HOTWIND System

Wersja wyposażona dodatkowo w zintegrowany regulator temperatury, wyświetlacz oraz uniwersalne przyłącze dla zdalnej regulacji parametrów pracy w układzie zamkniętym np. poprzez zewnętrzny panel sterowania.

  • Silnik bezszczotkowy (przystosowany do pracy ciągłej)
  • Zabezpieczenia urządzenia i wkładu grzejnego przed przegrzaniem
  • Zintegrowany regulator temperatury z sondą pomiarową
  • Wyświetlacz wartości bieżących i zadanych z komunikatorem błędów
  • Automatyczne wychładzanie grzałki
  • Przyłącze zdalnego sterowania parametrami pracy (0-10 V /4 – 20 mA) z wyjściem alarmowym

Bibliografia:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0308016122002058 – dostęp 29.09.2023

https://en.wikipedia.org/wiki/Reinforced_thermoplastic_pipe – dostęp 29.09.2023

Twój doradca techniczny: