لوله PVC چگونه تولید می شود؟

محصولات PVC از پودر پی وی سی خام در گرما و فشار های مختلف تهیه می شوند. دو فرآیند اصلی مورد استفاده در تولید این لوله ها عبارتند از اکستروژن، برای تولید لوله و قالب گیری تزریقی که برای تولید انواع اتصالات لوله استفاده می شود.

تولید PVC به روش های مدرن، شامل روش های علمی بسیار توسعه یافته ای است که نیازمند کنترل و نظارت دقیق بر متغیرهای فرآیند می باشند. ماده پلیمری پودری از لحاظ مولکولی دارای ظرفیت آزاد است و نیاز به افزودن تثبیت کننده ها و کمک پردازنده ها به منظور حفظ ساختار مولکولی خود دارد. فرمولاسیون و اختلاط مواد، مراحل حیاتی فرآیند تولید محصولات پی وی سی در نظر گرفته می شوند. هر یک از مراحل تولید دارای استاندارد های دقیق و ثابتی برای مواد خام ورودی، اندازه گیری مواد و ترکیب آن ها هستند.

فرآیند تولید لوله پی وی سی به روش اکستروژن، دارای 14 مرحله اصلی است که به اختصار به شرح هر یک می پردازیم:

 

لازم به ذکر است ، مواد مصرفی در قسمت دستگاه های اکستروژن یا قالب‌گیری، ممکن است مستقیما به شکل "ترکیب خشک" یا از پیش پردازش شده به صورت "مخلوط یا ترکیب" دانه‌ای تهیه شوند.

در مرحله اول پلیمر و مواد افزودنی به طور دقیق وزن می شوند و از طریق اختلاط با سرعت بالا پردازش شده تا مواد خام به یک مخلوط خشک یکنواخت تبدیل شوند. دمای اختلاط حدود 120 درجه سانتیگراد است که با گرمای اصطکاکی به دست می آید.

در مراحل مختلف فرآیند اختلاط، افزودنی ها ذوب شده و به تدریج گرانول های پلیمر PVC را می پوشانند. پس از رسیدن به دمای مورد نیاز، مخلوط به طور خودکار در یک محفظه خنک کننده تخلیه می شود که به سرعت دما را در حدود 50 درجه سانتیگراد کاهش می دهد، در نتیجه اجازه می دهد تا مخلوط به مخزن میانی منتقل شود، جایی که دما و چگالی به طور یکنواخت حفظ خواهند شد. 

قلب فرآیند، اکسترودر، دارای یک محفظه طبقه بندی شده با دمای کنترل شده است که در آن "پیچ یا اهرم" های متعددی به طور ثابت و دقیق می چرخند. پیچ ‌های اکسترودر های مدرن، دستگاه‌ های پیچیده‌ای هستند که به دقت با چرخشهای مختلف برای کنترل تراکم و برش مواد طراحی شده‌اند و در تمام مراحل فرآیند تولید پی وی سی نقش به سزایی دارند. مخلوط خشک PVC پس از اندازه گیری وارد محفظه اکسترودر می شود. در این مرحله مخلوط خشک با تحمل حرارت و فشار مشخص به حالت مذاب مورد نیاز تبدیل می شود.

در حین عبور از مسیر پیچ ها، PVC از نواحی خاصی عبور می کند که سبب همگن سازی جریان مواد مذاب فشرده می  شوند. ناحیه خروجی اکسترودر با فشار مشخص، مواد مذاب را به سمت سیستم قالب گیری هدایت می کند.

در این مرحله با توجه به اندازه لوله مورد نیاز و ویژگی های مورد نظر، قالب گیری مواد مذاب انجام می شود. هنگامی که لوله از قالب اکستروژن خارج می شود، با عبور از یک غلاف، عمل اندازه گیری دقیق با کمک خلاء خارجی بر آن اعمال می شود. این مرحله به منظور سخت شدن لایه بیرونی PVC و نگه داشتن قطر لوله در طول خنک سازی نهایی در اتاقک خنک کننده آب انجام می شود.

لوله از طریق عملیات اندازه گیری و خنک کننده و سپس توسط بخش کشنده با سرعت ثابت کشیده می شود. هنگام استفاده از این تجهیزات کنترل سرعت بسیار مهم است زیرا سرعت کشیده شدن لوله بر ضخامت دیواره محصول نهایی تأثیر به سزایی دارد. در مورد لوله های حلقه ای لاستیکی، سرعت حمل و نقل در فواصل مناسب کاهش می یابد تا لوله در ناحیه سوکت ضخیم شود.

سپس یک چاپگر درون خطی لوله ها را در فواصل منظم بر اساس اندازه، کلاس، نوع، تاریخ، شماره استاندارد و شماره اکسترودر علامت گذاری می کند. اره مخصوص برش اتوماتیک  لوله را به طول های مورد نیاز برش می دهد.

محصول نهایی در انبار برای بازرسی و آزمایش نهایی آزمایشگاهی و کنترل کیفیت نگهداری می شود.

پس از بازرسی و کنترل کیفیت، لوله ها در فضای مناسب انبار می شوند تا در انتظار ارسال نهایی باشد. 

برای لوله های پی وی سی مولکولی (PVC-O)، فرآیند اکستروژن با یک فرآیند انبساط اضافی همراه است که تحت شرایط کاملاً مشخص و کنترل شده دما و فشار انجام می شود. در طول این فرآیند انبساطی است که جهت گیری مولکولی خاص رخ داده و سبب استحکام بالای محصولات PVC-O می شود.

قالب گیری تزریقی به دلیل سرعت تولید مناسب و توانایی تولید محصولات یکسان در حجم بالا و دقت بسیار ، یکی از فرآیندهای اصلی برای تولید قطعات پلاستیکی است.

به طور کلی ترکیبات ترموپلاستیک در فرآیند قالب‌گیری استفاده می‌شوند، زیرا در دمایی خاص قابل قالب‌گیری شده و پس از سرد شدن به حالت جامد برمی‌گردند. ترکیبات ترموپلاستیک در دستگاه قالب‌گیری ذوب می‌شوند، به داخل قالب تزریق می‌شوند و سپس سرد می‌شوند و در قسمت نهایی جامد می‌شوند.

 در این فرآیند اتصالات پی وی سی توسط قالب گیری تزریقی با فشار بالا تولید می شوند. بر خلاف اکستروژن مداوم، قالب‌گیری تزریقی یک فرآیند چرخه‌ای تکراری است که در آن یک "شات" از مواد در هر چرخه به قالب تحویل داده می‌شوند.

مواد پی وی سی، چه به صورت پودر مخلوط خشک و چه به صورت ترکیب دانه ای، به سبب نیروی گرانش از یک قیف واقع در بالای واحد تزریق، به داخل مخزن که دارای پیچ رفت و برگشتی است، تغذیه می شود.

 مخزن با چرخش پیچ و انتقال مواد به جلو با مقدار پلاستیک مورد نیاز شارژ می شود. موقعیت پیچ روی یک "اندازه شات" از پیش تعیین شده تنظیم شده است. در طی این عمل، فشار و حرارت، ماده را به صورت پلاستیک مذاب در دستگاه به حرکت در می آورند.

تمام مراحل در چرخه خنک کننده عکس مرحله قبلی اتفاق می افتد. پس از یک زمان از پیش تعیین شده، قالب باز می شود و اتصالات قالب گیری شده از قالب خارج می شود.

سپس قالب بسته می شود و پلاستیک ذوب شده در جلوی بشکه یا مخزن، تحت فشار بالا توسط پیچی که اکنون به عنوان یک پیستون عمل می کند تزریق می شود. پلاستیک وارد قالب می شود تا اتصالات بعدی را تشکیل دهد.

پس از تزریق، شارژ مجدد آغاز می شود در حالی که اتصالات قالب گیری شده در چرخه خنک کننده مراحل انتهایی پردازش خود را طی می کنند.

به طور کلی، میانگین زمان برای تولید یک قطعه PVC بین 30 تا 60 ثانیه است. با این حال، زمان پردازش را می توان بسته به عواملی مانند اندازه قطعه، ابعاد آن و دمای قالب افزایش داد. با در نظر گرفتن این عوامل و تعداد قطعاتی که باید تولید شوند، سازنده می تواند زمان تخمینی تحویل را به مشتری ارائه دهد.

مزایای استفاده از پی وی سی تزریقی داشتن عایق خوب، سختی، انعطاف پذیری، مقاومت در برابر شعله، پایداری ابعادی و هزینه کم است. این عوامل، قالب‌گیری PVC را به یک راه‌حل عالی در طیف وسیعی از صنایع از محصولات پزشکی گرفته تا پوشش سیم تبدیل می‌کند.