Технологія виробництва поліуретанових попередньоізольованих труб, Техмашбуд
Існує кілька способів виробництва предізольованих труб. Кожен з них має свої переваги та недоліки.
Можна виділити дві основні групи технологій: періодичні та безперервні. Можливість застосування тієї чи іншої способу заливки залежить від конкретного виробника. Далі розглянуто найбільш поширені технології виробництва предізольованих труб.
Періодичні методи виробництва предізольованих труб
При використанні періодичної технології всередині допоміжної поліетиленової труби (ПЕВП) розташовується внутрішня сталева труба, що має велику довжину. для утримання сталевої труби в допоміжному центрі по всій її довжині розташовані тримачі. З обох кінців зазор між сталевою та поліетиленовою трубою закритий щільно прилеглими кришками, що мають отвори для введення піни та вентиляції. Взагалі кажучи, у такий спосіб можна отримувати труби будь-якої довжини до 16 м, але стандартні довжини сталевих труб становлять 6, 12 або 16 м.
Ключовими параметрами для якісного заповнення труб є температурний контроль хімічних компонентів та труб, правильна обробка поверхні сталевої труби вхідна щільність та час. Температури поліолу та ізоціанату мають становити 20–23°С. Труби повинні бути, особливо в зимовий час, прогріті до 20–23°С, інакше відбуватиметься надто швидка втрата тепла піною, що призведе до недостатньої реакційної здатності на межі піни та труби. Наслідком цього може стати підвищена крихкість піни та слабка адгезія піни до труби. Для повного заповнення труби може знадобитися більша кількість піни.
Для кращої адгезії сталева труба має бути звільнена відгазів, олії та іржі. Для забезпечення гарного зчеплення піни з допоміжною трубою рекомендується обробити поліетиленову трубу полум'ям або спеціальним хімічним реагентом (Corona). Витрата піни заливальною машиною повинна бути такою, щоб розрахункова кількість змішаних компонентів була введена в трубу під час старту системи. Мінімальний обсяг заповнення має бути досить великим, щоб піна заповнила трубу до початку ниткоутворення, інакше осередки піни будуть витягнутими. Це спричинить погані механічні властивості піни на кінцях труби.
Технологія заливки труби пінополіуретаном знизу
При заливці знизу труби розташовуються під кутом від 0° до 15° до площини підлоги (див. рис.1). Вибір кута залежить від довжини труби та плинності використовуваної системи. Необхідна кількість суміші впорскується в простір між сталевою та пластиковою трубами через отвір у нижній кришці. Тут піна починає розширюватись. Отвір закривається стоппером, як тільки піна його досягає, що змушує піну розширюватися вздовж труби. Повітря, що виміщається, виходить через вентиляційні отвори у верхній кришці. Як тільки піна досягає верхніх вентиляційних отворів, вони також запечатуються. Систему залишають на деякий час для повного закінчення реакції, після чого знімають кінцеві кришки.
Основною перевагою даного методу є його простота. Кут нахилу труби може змінюватись, і від оператора не потрібно великої майстерності. Технологія дозволяє отримувати труби різних розмірів за мінімальної зміни обладнання. Основним недоліком є нерівномірний розподіл уздовж труби піни, а отже, і механічних властивостей. Найбільша щільність піни буде у нижній частині труби, тоді як найменша – у верхній. Бо пенінеобхідно пройти досить великий шлях у вузькому просторі між трубами, потрібне велике переповнення. Необхідно мати спеціальну таблицю залежності кута від довжини труби.
Технологія заливки труби пінополіуретаном зверху
При заливці зверху попередньо зібрані труби також розташовують під кутом від 1° до 15° до горизонталі (див. рис. 2.). Однак у даному випадку необхідну кількість суміші для піни вводять в область між сталевою та ПЕВП-трубою через отвір у верхній кришці. Сила тяжкості змушує масу щодо низької в'язкості стікати вниз трубою. Швидкість цього потоку залежить від кута, під яким розташовані труби, чим він більший, тим швидше маса стікає вниз. Цей метод також передбачає початковий розподіл піни вздовж труби, що існує до того, як піна швидко почне розширюватися. Піна далі заповнює трубу із центру до кінців. Досвід показує, що найкращий розподіл властивостей виходить, коли піна досягає нижнього вентиляційного отвору приблизно на двадцять секунд раніше ніж верхнього. Звичайно, відразу після цього вентиляційні отвори запечатуються.
Початковий розподіл матеріалу зменшує шлях, який повинна пройти піна, що розширюється, до повного заповнення простору між трубами. Це дозволяє зменшити переповнення чи мінімальний обсяг заповнення. Так легше заповнювати довші труби. Висока однорідність піни та вузький розподіл її щільності досягається, якщо вибрано правильний кут розташування труб. Проте в даному випадку цей кут відіграє важливішу роль, ніж при заливці знизу, тому майстерність оператора має бути вищою. Рекомендовано користуватися таблицями, що містять відповідні дані про кути заповнення.
Технологія заливання трубипінополіуретаном по центру
У разі використання даної технології заповнення труби тримають горизонтально (див. рис. 3). Необхідна кількість піни вводиться через отвір у середині зовнішньої поліетиленової труби.
В даному випадку шлях, який має пройти піня, скорочується до половини довжини труби. Це дозволяє зменшити переповнення та отримувати прийнятний розподіл густини піни при заповненні довгих труб. Видалення повітря відбувається через отвір в обох кінцевих кришках. Ризик захоплення повітря піною зростає проти іншими способами заливки. Заливний отвір у зовнішній трубі закривається відразу після введення піни. Після закінчення полімеризації воно має бути заварене. Однак потенційно слабке місце на трубі все-таки залишається.
Технологія заливки труби пінополіуретаном з головкою, що рухається.
Технологія заливки з головкою, що рухається - це періодичний процес, що дозволяє отримати розподіл щільності піни, як при безперервній заливці. При використанні цієї методики труби утримуються горизонтально. Заливальна машина модифікована: мініатюрна головка змішувача розташована на кінці штока (див. рис. 4). Шток вводиться всередину порожнини між двома трубами так, щоб головка була на дальньому кінці труби. Очевидно, що головка змішувача повинна мати мінімальний розмір, щоб вільно проходити в просторі між зовнішньою і внутрішньою трубами. Це стає можливим при використанні заливальних машин високого тиску. Розмір змішувальної головки обмежує використання цього методу заливання при заповненні труб малого діаметра. Після того, як змішувальна головка виведена на вихідну позицію, починається заливка піни. У процесі заливання шток безперервно висувається. Це забезпечує гарний розподілпіни вздовж труби незалежно від її довжини. Відстань, яку має пройти піна, обмежується оборотом навколо труби, що дозволяє працювати при мінімальному переповненні. Введення піни в трубу за допомогою змішувальної головки, що рухається, знімає обмеження на час заливки, існуючі для методів заповнення труб зверху або знизу. Це дає можливість заповнювати великі труби за допомогою заливальних машин з низькою витратою компонентів.
Технологія заливки труби пінополіуретаном з протяжкою
Метод протягування аналогічний технології заливки з головкою, що рухається в тому сенсі, що це періодичний спосіб заливки з безперервним введенням піни. Труби утримуються горизонтально. Піна наноситься на тонку, напівпроникну паперову мембрану, розташовану між основною та допоміжною трубами. У міру нанесення піни мембрана простягається вздовж труби (див. рис. 5). Піна починає розширюватися всередині труби в міру просування далекого кінця. Піні необхідно пройти короткий шлях, що дозволяє працювати з мінімальним переповненням. Цим способом можна отримати однакові властивості піни вздовж труби. Постійний розподіл суміші компонентів у трубі дозволяє легко заповнювати довгі та вузькі труби довжиною до ЗО метрів. Недоліком цього заливки є те, що мембрана залишається всередині піни, а це може призвести до погіршення адгезії піни до зовнішньої труби. Також необхідно координувати обсяг компонентів, що заливаються на мембрану, і її проникність.