Технология за производство на полиуретанови предварително изолирани тръби, Техмашстрой
Има няколко начина за производство на предварително изолирани тръби. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци.
Има две основни групи технологии: периодични и непрекъснати. Възможността за използване на един или друг метод на пълнене зависи от конкретния производител. Следват най-широко използваните технологии за производство на предварително изолирани тръби.
Периодични методи за производство на предварително изолирани тръби
При използване на партидна технология, вътрешна стоманена тръба с голяма дължина е разположена вътре в спомагателната полиетиленова (HDPE) тръба. за задържане на стоманената тръба в центъра на спомагателната тръба, държачите са разположени по цялата й дължина. В двата края междината между стоманените и полиетиленовите тръби е затворена с плътно прилепващи капаци с отвори за впръскване на пяна и вентилация. Най-общо казано, по този начин могат да се получат тръби с всякаква дължина до 16 m, но стандартните дължини на стоманените тръби са 6, 12 или 16 m.
Ключовите параметри за качествено пълнене на тръбите са контрол на температурата на химическите компоненти и тръбите, правилната повърхностна обработка на стоманената тръба, плътността на входа и времето. Температурите на полиол и изоцианат трябва да бъдат 20-23°C. Тръбите трябва да се нагряват до 20-23°C, особено през зимата, в противен случай пяната ще загуби топлина твърде бързо, което ще доведе до недостатъчна реактивност на интерфейса пяна-тръба. Това може да доведе до повишена крехкост на пяната и лоша адхезия на пяната към тръбата. Може да е необходима и повече пяна за пълно запълване на тръбата.
За по-добра адхезия стоманената тръба трябва да бъде освободена отгазове, масла и ръжда. За да се осигури добра адхезия на пяната към спомагателната тръба, се препоръчва полиетиленовата тръба да се третира с пламък или специален химичен агент (Corona). Дебитът на пяната от машината за изливане трябва да бъде такъв, че изчисленото количество смесени компоненти да бъде въведено в тръбата по време на стартирането на системата. Минималният обем на пълнене трябва да бъде достатъчно голям, за да може пяната да запълни тръбата, преди да започне резбата, в противен случай клетките на пяната ще бъдат удължени. Това ще доведе до лоши механични свойства на пяната в краищата на тръбата.
Технологията за пълнене на тръбата с полиуретанова пяна отдолу
При изливане отдолу тръбите се разполагат под ъгъл от 0° до 15° спрямо равнината на пода (виж фиг. 1). Изборът на ъгъл зависи от дължината на тръбата и течливостта на използваната система. Необходимото количество смес се инжектира в пространството между стоманените и пластмасовите тръби през отвора в долния капак. Това е мястото, където пяната започва да се разширява. Отворът се затваря със запушалка, щом пяната достигне до него, което води до разширяване на пяната нагоре по тръбата. Изхвърленият въздух излиза през вентилационните отвори в горния капак. След като пяната достигне горните отвори, те също се затварят. Системата се оставя за известно време, за да завърши реакцията, след което крайните капачки се отстраняват.
Основното предимство на този метод е неговата простота. Ъгълът на наклона на тръбата може да варира и операторът не изисква големи умения. Технологията позволява да се получат тръби с различни размери с минимална промяна на оборудването. Основният недостатък е неравномерното разпределение на пяната по дължината на тръбата, а оттам и механичните свойства. Най-високата плътност на пяната ще бъде в долната част на тръбата, докато най-ниската ще бъде в горната част. Тъй като пянатанеобходимо е да се измине достатъчно дълъг път в тясното пространство между тръбите, необходим е голям преливник. Също така е необходимо да имате специална таблица на зависимостта на ъгъла от дължината на тръбата.
Технологията за пълнене на тръбата с полиуретанова пяна отгоре
При изливане отгоре предварително монтираните тръби също се поставят под ъгъл от 1° до 15° спрямо хоризонталата (виж фиг. 2.). В този случай обаче необходимото количество смес от пяна се инжектира в зоната между стоманените и HDPE тръби през отвора в горната капачка. Гравитацията принуждава маса с относително нисък вискозитет да тече по тръбата. Скоростта на този поток зависи от ъгъла, под който са разположени тръбите, колкото по-голям е, толкова по-бързо масата тече надолу. Този метод също предполага първоначално разпределение на пяната по дължината на тръбата, преди пяната бързо да се разшири. Пяната допълнително запълва тръбата от центъра до краищата. Опитът показва, че най-доброто разпределение на свойствата се получава, когато пяната достигне долния вентилационен отвор около двадесет секунди по-рано от горния. Естествено, веднага след това вентилационните отвори се запечатват.
Първоначалното разпределение на материала намалява разстоянието, което разширяващата се пяна трябва да измине, за да запълни напълно пространството между тръбите. Това ви позволява да намалите преливането или минималния обем на пълнене. Това улеснява пълненето на по-дълги тръби. Висока равномерност на пяната и тясно разпределение на плътността на пяната се постигат, ако е избран правилният ъгъл на тръбата. В този случай обаче този ъгъл играе по-важна роля, отколкото при изливане отдолу, така че умението на оператора трябва да е по-високо. Силно се препоръчва използването на таблиците, съдържащи съответните данни за ъгъла на запълване.
Технология за пълнене на тръбиполиуретанова пяна в центъра
При използване на тази технология за пълнене, тръбите се държат хоризонтално (виж фиг. 3). През отвора в средата на външната полиетиленова тръба се впръсква необходимото количество пяна.
В този случай пътят, който трябва да измине пяната, се намалява до половината от дължината на тръбата. Това позволява да се намали преливането и да се получи приемливо разпределение на плътността на пяната при пълнене на дълги тръби. Въздухът се отстранява през отвор в двете крайни капачки. Рискът от задържане на въздух в пяната е по-голям, отколкото при други методи за изливане. Отворът за пълнене във външната тръба се затваря веднага след впръскването на пяната. След приключване на полимеризацията трябва да се вари. Все още обаче остава потенциално слабо място на тръбата.
Технология на изливане на тръба с полиуретанова пяна с подвижна глава
Технологията за изливане с подвижна глава е партиден процес, който постига разпределение на плътността на пяната, подобно на непрекъснатото изливане. С тази техника тръбите се държат хоризонтално. Разливната машина е модифицирана: в края на стеблото е разположена миниатюрна смесителна глава (виж фиг. 4). Стъблото се вкарва в кухината между двете тръби, така че главата да е в далечния край на тръбата. Очевидно е, че смесителната глава трябва да има минимален размер, за да минава свободно в пространството между външната и вътрешната тръба. Това става възможно с използването на машини за пълнене под високо налягане. Размерът на смесителната глава ограничава използването на този метод на изливане при пълнене на тръби с малък диаметър. След като смесителната глава се постави в първоначалното си положение, започва изливането на пяна. По време на процеса на пълнене стеблото непрекъснато се удължава. Това гарантира добро разпределениепяна по дължината на тръбата, независимо от нейната дължина. Разстоянието, което пяната трябва да измине, е ограничено от въртенето около тръбата, което позволява работа с минимално преливане. Инжектирането на пяна в тръбата с помощта на движеща се смесителна глава премахва ограниченията на времето за изливане, свързани с методите за пълнене отгоре или отдолу. Това прави възможно пълненето на много големи тръби с машини за пълнене с ниска консумация на компоненти.
Технология на изливане на тръба с полиуретанова пяна с протяжка
Методът на изтегляне е подобен на техниката на изливане с движеща се глава, тъй като е метод на партидно изливане с непрекъснато впръскване на пяна. Тръбите се държат хоризонтално. Пяната се нанася върху тънка, полупропусклива хартиена мембрана, разположена между главните и спомагателните тръби. Докато пяната се нанася, мембраната се изтегля по дължината на тръбата (виж фиг. 5). Пяната започва да се разширява вътре в тръбата, докато се движи към далечния край. Пяната трябва да измине кратък път, което й позволява да работи с минимално преливане. По този начин можете да получите същите свойства на пяната по дължината на тръбата. Постоянното разпределение на сместа от компоненти в тръбата улеснява пълненето на дълги и тесни тръби с дължина до 30 метра. Недостатъкът на този метод на изливане е, че мембраната остава вътре в пяната, което може да доведе до лоша адхезия на пяната към външната тръба. Също така е необходимо да се координира обемът на компонентите, изсипани върху мембраната, и нейната пропускливост.