Как осуществляется производство полиэтиленовых труб. Трубы пнд

При организации водо- и газоснабжения в небольших домах или квартирах используются водоводы малого диаметра. Традиционным материалом для них выступает сталь и даже чугун. Но условия эксплуатации внутри здания не требует такой высокой прочности и стойкости к гидродавлению, как это необходимо в магистральных сетях. В итоге владелец квартиры платил высокую стоимость за избыточную прочность.

Полиэтиленовые трубы активно заменяют металлические и даже металлопластиковые в секторе частного строительства.

Трубопровод из ПНД: особенности

Для нужд коммунальщиков выпускаются водоводы их полиэтилена низкого давления. Этот материал по сравнению с обычной модификацией, отличается высокой механической прочностью, но при этом не теряет эластичности. ПНД переносит действие более высоких температур и стоек к деформационным нагрузкам.

Изделия из ПНД характеризуется следующими качествами:

• высокая газонепроницаемость – материал не пропускает растворенный в воде кислород или любой другой газ, что и обуславливает его применение для газоснабжения;
• трубы их ПНД обладают высокой гибкостью. При укладке можно огибать препятствия и формировать повороты без рассоединения и дополнительного крепления водовода;
• внутренняя поверхность изделия сохраняет гладкость на протяжении своего срока эксплуатации;
• ПНД химически инертен, нечувствителен к действию кислот, масла и жиров;
• монтаж производится за самые короткие сроки, так как трубы обладают малым весом;
• температурный рабочий диапазон составляет 0 –+40 С, поэтому для горячего водоснабжения продукция не используется;
• материал не накапливает электричества, поэтому коммуникации не нуждаются в заземлении.
• срок службы изделия меньше, чем стальных.

Производство полиэтиленовых труб

Изготовление пластиковых водоводов на сегодня является одним из самых быстро окупаемых предприятий, к тому же не требующим значительных стартовых вложений. С этим связано появление на рынке России большого количества мелких предприятий и отсутствие крупных.

В среднем завод по производству полиэтиленовых труб окупается в течение 1,5–2 лет, причем даже при неполной загрузке.

Сырьем для ПНД-трубопровода служат гранулы полиэтилена. Изготовление их редко является частью общего производственного процесса. В России именно сырьевая база является слабым звеном. При этом получение гранулированного материала из вторичного сырья не развито совершенно.

Обычная линия производства включает в себя следующие этапы.

1. Гранулы полиэтилена непрерывно подаются в бункер экструдера. В экструдере материал перемешивается и нагревается до температуры пластичности, но не растворения.
2. Масса подается на экструзивную головку. На устройстве имеется кольцевой зазор, который задает размер будущей трубы. Масса, продавливается сквозь зазор и формируется в заготовку.
3. Горячая заготовка перемещается в вакуумную ванну, где происходит калибровка. Может использоваться и другой метод: заготовка подается в пустотелый цилиндр. Он продувается воздухом под давлением, стенки заготовки прижимаются к стенам цилиндра и приобретают заданные размеры.
4. Полиэтиленовые водоводы охлаждаются. Для этого производство включает несколько охлаждающих ванн. Этот процесс требует времени. Быстрое охлаждение губительно сказывается на качестве продукции.
5. Изделия нарезаются по длине, как правило, применяется планетарная пила. Длина зависит от формы выпуска и договоренности с заказчиком.
6. Маркирующее устройство наносит соответствующее буквенно-цифровое обозначение марки.
7. Контроль качества включает в себя определение размерных параметров изделия: диаметр – внутренний и внешний, толщина стенок, длина.

Судя по данным на заводах в России чаще всего используется корейское оборудование. На фото – производство полиэтиленового трубопровода.

Особенности российского рынка

В России изготовление пластиковых трубопроводов началось на несколько десятилетий позднее, чем в европейских странах, что во многом, и объясняет специфику отечественного рынка. Завод полиэтиленовых труб является куда более перспективным предприятием, чем линия по производству полипропиленовых или ПВХ-изделий, так как последние среди российских строителей пользуются куда меньшим спросом. Согласно статистике производство полиэтиленового трубопровода занимает 70% от общего выпуска всех пластиковых труб.

Развитие этой отрасли напрямую связано с бурным ростом именно частного строительства. Городские коммунальные службы, связанные устаревшими требованиями, по-прежнему применяют стальной трубопровод. И если для магистралей или систем отопления это предпочтение оправдано, то при устройстве безнапорных канализаций или холодного водоснабжения является избыточным.

Производители полиэтиленовых труб в России в большинстве своем относятся к мелким и средним предприятиям, использующим готовое сырье. К крупным можно отнести ОАО «Казаньоргсинтез» или ТД «Евротрубпласт», входящий в состав Группы Полипластик.

Второй особенностью российского рынка можно считать неравномерность размещения заводов. Центральные и Северо-западные региона, а также Уральский и Поволжский представляет довольно большое количество предприятий, в то время как в Кавказском и Дальневосточном регионах этот сектор развит очень слабо.

Широкая популярность, которую приобрели полиэтиленовые трубы, побудило к появлению большого количества производств по выпуску напорных, безнапорных и фасонных изделий, а также труб-оболочек. В данной статье будут рассмотрены нюансы организации и функционирования конвейеров, где осуществляется производство ПЭ труб.

Необходимое оборудование

Цех по производству полиэтиленовых труб потребует наличия следующего оборудования:

1. Автоматизированный загрузчик и сушилка для сырья.
2. Экструдер нагрева, имеющий шнек и матричную голову-калибратор, с помощью которой формируются трубные заготовки.
3. Вакуумные ванны, где происходит калибровка.
4. Ванны с водой для охлаждения полиэтиленовых изделий.
5. Тянущее приспособление, с помощью которого заготовки труб передвигаются по производственной линии.
6. Коронатор, повышающий адгезию внутри трубы-оболочки.
7. Планетарная пила, режущая сплошную заготовку на нужные отрезки.
8. Воздушный укладчик, складирующий готовые трубы на накопительной конструкции.
9. Маркиратор, которым трубные полиэтиленовые изделия маркируются.
10. Контролирующая ультразвуковая система, осуществляющая проверку параметров и геометрии труб (диаметр и толщина стенок).

В данном случае применяется экструзия, являющаяся наиболее распространенным способом изготовления полиэтиленовой продукции. Чтобы доставить в производственный цех сырье-гранулят, потребуется хороший автопогрузчик. Разгрузка производится внутрь накопительного бункера, где гранулы сушатся и подаются на экструдер. Все необходимое оборудование для производства труб пнд должно закупаться у надежных изготовителей.

Данная типовая производственная линия способна выпускать полиэтиленовые трубы и фасонные детали такого диаметра:

• Водопроводные напорные трубы, имеющие диаметр 125-1200 мм.
• Газопроводные напорные трубы, имеющие диаметр 125-315 мм.
• Полиэтиленовые трубы-оболочки, имеющие диаметр 125-1200 мм.

Процесс производства труб из полиэтилена

Технология производства полиэтиленовых труб, где используется метод экструзии, реализуется на конвейерах безостановочного закрытого действия. Весь процесс включает в себя следующие этапы:

1. Гранулы, поступающие из бункера накопления внутрь экструдера, проходят процесс плавки. Далее шнек подает вязкую массу в экструзионную головку.
2. Головка экструдера создает высокое давление, которое позволяет придавать продукции заданные размеры и форму, для чего используется горячая расплавленная масса.
3. Далее сформированную заготовку отправляют на участок, где происходит вакуумная калибровка, где диаметру трубы сообщается большая точность. На этом этапе изделие также частично охлаждают.
4. На следующем этапе, согласно технологическому процессу, труба проходит процесс полной нормализации температуры, для чего применяются специальные ванны охлаждения.
5. Завершает производство полиэтиленовых труб порезка готовой трубной заготовки на отрезки нужно длины при помощи особой планетарной пилы.
6. В дальнейшем готовое изделие проходит соответствующую маркировку и складирование на стеллажах, с последующим вывозом на пункты реализации или хранения.

За правильностью соблюдения всех необходимых нюансов технологии, по которой осуществляется изготовление труб ПНД, призван наблюдать логический контролер. В случае обнаружения любой неполадки или нарушения установленных производственных режимов, этот человек должен сразу остановить весь процесс, оповестив об этом оператора.

Как готовятся трубы РЕ до и после производства

Контроль за качеством

Кроме оборудования для изготовления полиэтиленовых труб, цех обладает сквозным контролем качества продукции. Для проведения входного контроля сырье для производства полиэтиленовых труб должно иметь сопроводительную документацию – паспорт и сертификаты качества. По ходу осуществления производственного процесса за качеством продукции следит оператор линии: для этих целей у него имеются измерительные приборы. Каждую партию готовой продукции проверяет служба технического контроля на пригодность, согласно ГОСТу.

Как перевозят и хранят ПЭ трубы

• Для перевозки труб подойдет любое транспортное средство, подходящее под требуемые нормы.
• Если полиэтиленовые трубы перевозятся в железнодорожных вагонах крытого типа, устанавливается определенное ограничение в 1,25 т для пакетов, катушек или бухт, используемых для хранения труб длиной до 5,5 м.
• Если для перевозки задействуется водный транспорт, лучше всего применять для упаковки продукции специальные пакеты.
• Для укладки полиэтиленовых труб отопительного, водопроводного и канализационного типа подойдет любая ровная плоскость, не обладающая острыми углами, о которые изделия могут повредиться.
• При хранении труб из полиэтилена должны соблюдаться нормы 5 (ОЖ4) раздела 10 ГОСТ 15150. Если время хранения продукции не превышает одного года, можно ориентироваться на условия 8 (ОЖ3). В этот срок включается также время, в течении которого изделия находились у изготовителя. Как рекомендуют специалисты, штабели для хранения труб более 2-х месяцев лучше не делать выше, чем 200 см. Если складирование будет продолжаться не более 2-х месяцев, высота штабеля может быть увеличена до 300 см.

Рынок наводнен полиэтиленовыми трубами от разных производителей, что предъявляет особые требования к процессу выбора подходящего изделия: в особенности это касается продукции, произведенной в нашей стране или в Китае. При покупке следует проверять наличие сертификата качества и проводить тщательный визуальный осмотр приобретаемого изделия, на предмет отсутствия видимого производственного брака. Это может послужить гарантией заявленной производителем продолжительности службы.

Развитие технологий обработки железа в полной мере можно проследить, рассматривая историю применения чугуна и стали для изготовления труб. Историю чугунных трубопроводов принято отсчитывать с создания подземных трубопроводов Версаля (1662 г. мастер Р. Салем по проекту архитектора А. де Виля), после чего чугун стал основным материалом для труб водоводов и канализации. В России чугунные трубы были использованы для реконструкции Ростокинского водопровода Москвы (1858 г. А. Дельвиг). Первый российский нефтепровод построен на нефтяных промыслах Баку-Батуми (1897-1907 г. В.Г.Шухов) длиной 835 км.

Объем производства труб является индикатором технологического и технического состояния тяжелой промышленности любого государства, а уровень собственного потребления трубной продукции — индикатором динамики всей экономики.

Виды продукции

Номенклатура наименований позиций трубной продукции очень обширна. ГОСТ 28548-90 «Трубы стальные. Термины и определения» дает следующую классификацию:

• Бесшовные стальные трубы.
• Сварные стальные трубы.
• Паяльные стальные трубы.
• Стальные трубы с наружным или внутренним защитным покрытием (покрышками).
• Стальные трубы с обработанной (внутренней или наружной) поверхностью.

Классификация построена на базовых технологиях изготовления. Внутри каждой категории стандартами определены свои требования, т.к. различные отрасли предъявляют свои технические требования. Существуют ГОСТы на трубы для химической, нефтегазовой или атомной промышленности. Кроме этого, современные технологии защиты трубы от воздействия внешних и внутренних факторов существенно расширяют количество номенклатурных позиций.

• особо тонкостенные,
• тонкостенные,
• толстостенные,
• особо толстостенные.

Технология производства

Различают две базовые технологии изготовления труб: бесшовная и сварная. Внутри каждой технологии существуют технологические приемы, которые обеспечивают изготовление определенных типоразмеров с наиболее оптимальными техническими и ценовыми параметрами.

Бесшовная технология

Технология основана на пластической деформации заготовки. Различают технологии по температурному режиму обработки по отношению к температуре рекристаллизации сплава железо-углерод (Fe-C):

• Холоднодеформированные.
• Горячедеформированные.
• Теплодеформированные.

По технологическим схемам различают следующие способы изготовления бесшовной трубы:

Ковка . Применяется для изготовления заготовки (гильзы) под последующую обработку. Кроме этого, ковка применяется для изготовления труб из труднодеформируемых сталей и сплавов. Близким методом получения трубы, по способу формирования и условиям обработки, можно считать горячее прессование.

Прокатка . Способ изготовления, при котором заготовка проходит через клеть с калиброванными валками. При прокатке гильзы через валки происходит пропорциональное изменение геометрии трубы — уменьшение толщины стенки и увеличение длинны. Различают:

• холоднокатаные трубы (диаметр 5...250 мм, стенка толщиной 0,3...24 мм, ГОСТ 8734-75) изготавливают непосредственно после ковки (прошивки) заготовки, без дополнительного нагрева. В процессе вальцовки деталь охлаждают до температуры ниже температуры кристаллизации сплава Fe-C.
• горячекатаные трубы (диаметр 20...550 мм, толщина стенок не менее 2,5 мм, при максимальном значении толщины 75 мм, ГОСТ 8732-78) изготавливают после дополнительного нагрева выше температуры нагрева выше температуры рекристаллизации на 50...70 °С. Требуется термическая обработка.
• теплокатанные трубы изготавливаются с применением промежуточного температурного режима, что позволяет упростить режим последующей термической обработки.

Волочение . Способ изготовления, при котором гильза проходит через калиброванные отверстия. Волочение, в части наименований, связано с температурным режимом процесса, аналогично прокатке: горяче, холодно и теплотянутые.

Специальные технологии .. Технологии прессования, центробежного литья и обработки резанием, которые не используют непосредственно деформацию металла, применяются для получения труб со специфическими свойствами или труб с применением специальных материалов.

Технологии с применением сварки

Сварка краев, деформированного в трубку листа или полосы происходит двумя способами:

• Сварка давлением, под действием сил деформации, когда подогретые и подготовленные края полосы смыкаются в формообразующей фильере (печная сварка).
• Сварка краев производится электродуговым способом в защитной среде или под флюсом. Электросварка различается по положению шва относительно оси трубы на прямолинейную и винтовую.

Сварка электродуговым способом получила широкое распространение благодаря развитию технологий сварки и методов неразрушающего автоматического контроля качества шва.

Положение в отрасли

В девяностые годы спад промышленного производства коснулся металлургии и трубного производства. Сокращение объемов производства в 4, 4 раза в погонных метрах и в 2,6 раза в весовом выражении, по сравнению с 1990 годом, поставило трубное производство на грань уничтожения. Приватизированная металлургическая отрасль, вплоть до 2000 года, подвергалась реструктуризации и пределу между собственниками. В итоге сформировались несколько финансово-промышленных групп, которые представляют собой вертикально ориентированные структуры с достаточно самостоятельным набором предприятий. Шесть холдингов: Evraz Group, Магнитогорский металлургический комбинат (ММК), Северсталь Российская Сталь, Новолипецкий металлургический комбинат (НЛМК), Металлоинвест и Мечел — контролируют около 80% трубного производства. С 2000 по 2007 годы производство труб в России выросло в 2,7 раза в весовом выражении и достигло уровня 1990 года прошлого столетия. Основной прирост производства получен в сегменте производства труб большого диаметра (ТБД) для нефтегазовой промышленности.

Перспективы отрасли

Перспективы отрасли следует рассматривать в двух сегментах трубного производства: производство труб общего назначения и производство ТБД. В первом сегменте ощущается сильное давление производителей высокотехнологичных труб с антикоррозионным покрытием и производителей полимерных труб, особенно Китая, Японии и Индии, которые предлагают большие объемы по демпинговым ценам. На переоснащение производства требуется порядка 90 млрд. $ в течение 10 лет. В сегменте ТБД ситуация намного лучше благодаря относительно высокой доле нового оборудования, на котором выпускается 40% ТБД и участию в государственных программах строительства новых нефте- и газопроводов, как на территории России, так и вне ее.

Производственная мощность ООО «Техстрой» составляет порядка 60 тысяч тонн готовой продукции в год. Среди российских производителей завод является вторым по объёму производства полиэтиленовых труб.

Комплекс оборудования предприятия на трёх заводах включает в себя порядка двух десятков высокопроизводительных современных линий.

При производстве трубной продукции основную ставку «Техстрой» делает на качество. Именно поэтому ключевое внимание было уделено выбору поставщика оборудования. Производственные линии ведущих немецких производителей оборудования Battenfeld-cincinnati, Krauss Maffei характеризуются высокой степенью автоматизации, благодаря чему вероятность ошибок, обусловленных человеческим фактором, сводится к минимуму.

На производстве установлены высокоэффективные сушилки для сырья, что обеспечивает минимальное содержание влаги в сырье и позволяет достичь бездефектности стенки трубы. В процессе производства осуществляется непрерывный ультразвуковой контроль диаметра трубы и толщины её стенок. Также установлены дополнительные вакуумные ванны охлаждения, позволяющие значительно снизить овальность трубы.

Для каждого диаметра производимых труб имеются оптимальные приёмные устройства: ленточные приёмные устройства для малых труб из полиэтилена с высокой производственной скоростью; гусеничные приёмные устройства преимущественно для тонкостенных труб и труб большого диаметра.

На предприятии имеется также собственное производство сварочного оборудования и соединительных деталей любой сложности для полиэтиленовых трубопроводов диаметром от 32 до 1600 мм.

По оценкам ряда зарубежных специалистов, производственный комплекс «Техстрой» по уровню оснащённости и качеству оборудования является на сегодняшний день самым современным в России и одним из лучших в Европе.

Завод "Техстрой" в Казани, Республика Татарстан

Один из первых производственных заводских комплексов "Вольская" группы компаний "Техстрой" построен в Казани. Опыт в поставках трубной продукции для ПАО "Казаньоргсинтез" нарабатывался с 2000 года, и в 2007 году было принято решение о запуске в Республике Татарстан первого инновационного предприятия по выпуску полимерных труб. Были закуплены экструзионные линии у одного из ведущих мировых поставщиков оборудования – немецкой компании Battenfeld-cincinnati. На сегодняшний день имеется возможность изготовления напорных труб из полиэтилена, диаметром от 20 до 1600 мм, и это ещё не предел. «Техстрой» стал первым в России предприятием, которое наладило выпуск труб большого диаметра, способных обеспечить экономически эффективные решения для широкого круга трубопроводов. В 2013 г. на предприятии появилась современная линия по производству двухслойных гофрированных труб для безнапорных систем до 1000 мм с инновационным способом изготовления литого раструба согласно технологии, разработанной итальянской компанией IPM. В 2018 г. компания на базе модернизации существующей линии на оборудовании Krauss Maffei запустила в производство напорные многослойные трубы .

Завод "Техстрой" в Талице, Свердловская область

Заводской комплекс «Талица» расположен в Свердловской области между Екатеринбургом и Тюменью. В радиусе 1000 км завод обеспечивает необходимой продукцией потребителей Уральского региона и Сибири. Имущественный комплекс был приобретён в конце 2012 года, и в кратчайшее время компания провела полное техническое оснащение и перевооружение завода с монтажом современных производственных линий ведущих европейских брендов. Уже в 2014 году завод выпустил порядка 12 000 тонн трубной продукции (загрузка мощностей составила 70%). На сегодняшний день производство загружено на все 100% своей мощности, на предприятии трудится порядка 100 человек.

Завод "Техстрой" в Карабулаке, Республика Ингушетия

Заводской комплекс «Полимер» расположен в городе Карабулак Республики Ингушетия. Мощностей завода достаточно для удовлетворения нужд потребителей Южного федерального округа в радиусе 1000 км.
Проект реализован в основном за счёт бюджетных средств под контролем специалистов завода «Техстрой» в рамках федеральной целевой программы «Социально-экономическое развитие Республики Ингушетии на 2010-2016 гг.». Строительство завода началось в 2013 году и завершено в феврале 2015 года.
Стоимость проекта составила 440 млн. руб.
Весь комплекс передан в долгосрочную аренду на 49 лет. При удовлетворительных условиях работы завод будет выкупаться в собственность.

На данный момент полиэтилен является мировым лидером среди материалов, идущих на изготовление труб для воды и канализации. При этом увеличение количества предприятий по производству полиэтилена и трубных изделий из него дополняется совершенствованием технологий и свойств конечных продуктов.

Развитие производства в России

Рост российских предприятий, выпускающих пластиковые трубы, совпал с переходом мирового производства на изготовление полиэтилена, как более широко применимого и более дешевого полимера. Возможно, поэтому именно на Российских предприятиях основная доля полимерных труб (около 76 %) делается именно из полиэтилена, в то время как зарубежные фирмы по-прежнему работают на ПВХ (в США до 60-ти % от всех полимерных компаний). Это производство с каждым годом все растет вместе с увеличением спроса потребителей.

Сейчас наибольшее количество центров по производству сосредоточено в следующих регионах Европейской части России:

• Центральном,
• Северо-Западном,
• Поволжском,
• Уральском.

Также усиленными темпами идет развитие полимерной промышленности на Дальнем Востоке и Северном Кавказе. Конкурентоспособность новых компаний растет за счет повышения как ассортимента продукции, так и её качества.

Российские лидеры

Производством ПЭ труб в РФ занимаются уже более ста предприятий, и их количество увеличивается. В основном это небольшие и средние компании, существование которых объясняется сравнительной дешевизной цехового оборудования и самого производства. Крупных же немного, хотя на них и сосредоточена основная доля выпуска полиэтиленовых трубопроводов: «Казаньоргсинтез» и «Евротрубпласт», дающих более 40% всего объёма поставок, и несколько других.

Казаньоргсинтез

ОАО «Казаньоргсинтез» производит более 20% российского объема трубной ПЭ продукции. Размещенное на площадке одного высокомощного завода, предприятие поставляет потребителям напорные трубы диаметрами от 10-ти до 1200 мм и газопроводные диаметрами от 63-х до 315 мм. Мощности завода, рассчитанные на работу с марками полиэтилена ПЭ-63 и ПЭ-80, с 2006-го года переориентированы на выпуск трубных изделий полностью из ПЭ-80, отвечающего мировым стандартам качества.

Евротрубпласт

Объединение «Евротрубпласт» - это группа компаний, производящих полимерные трубы по всей России. Это Московский завод «Газтрубпласт», «Белтрубпласт», Климовский, Чебоксарский, Рубежановский, Кохановский трубные заводы, а также производство в Краснодарском крае, выпускающие ПЭ трубы различных видов и назначений. Завод на Северном Кавказе является новым перспективным проектом «Евротрубпласта», расположившимся в удобной близости к поставщикам сырья в Ставрополье.

ТехСтройПолимер

Компания «ТехСтройПолимер» с базой в Подольском районе Московской области занимается выпуском ПЭ труб из полиэтилена марки ПЭ-100 – газовых и водопроводных, диаметрами от 20-ти до 1200 мм, с возможным рабочим давлением от 5-ти до 25-ти атм, а также фасонных изделий и термосварочного оборудования. Поставки налажены по Москве и Центральному региону.

БалтЭнергоСистемы

Группа «БалтЭнергосистемы» объединяет компании по производству полимерных изделий на территории Северо-Западного региона, дающих полный цикл производственных работ: от получения гранул до готовой ПЭ трубы всех видов, широкого ассортимента. Головной офис «БалтЭнергосистемы» находится в Санкт-Петербурге, в состав входят производственная и торговая компании.

ПолиПластик

Компания «ПолиПластик» объединяет заводы, выпускающие полиэтиленовые трубы, по территории всего СНГ (более 10-ти, размещенные в РФ, Белоруссии, Казахстане и Украине). Один из них – это Иркутский трубный завод, который является крупнейшим в Сибири производителем напорных и безнапорных ПЭ трубопроводов и фасонины к ним. Завод поставляет напорные и безнапорные трубопроводы для воды и канализации, а также канализационные и хозяйственно-бытовые колодцы. Группа располагает собственным научно-техническим центром и проектным институтом, в её состав входят также 3 предприятия по совместной работе Россия-Швейцария.

Торговый дом «ПолиПласт»

«ПолиПласт» - Московская компания, занимающаяся реализацией труб из полиэтилена разных марок, изготавливаемых ООО «ВорсиноПолимер». Современные линии и технологии, используемые этим производителем, дают высококачественную трубную продукцию различного назначения – газовые, водопроводные, технические, т.п.