PVC در صنعت پایپینگ

کاربرد PVC در صنعت پایپینگ

با استفاده از مواد پلاستیکی در صنعت پایپینگ، حجم بالایی از پلیمرها در این راستا به کار گرفته می شوند. در این صنعت، PVC نشان دهندۀ بزرگترین بازار جهانی پلاستیک است. PVC به دلیل ارزان قیمت و انعطاف پذیر بودن، اغلب در سیستم پایپینگ پلاستیکی برای خطوط لوله های آب و فاضلاب استفاده می شود. لوله ها و اتصالات 40 درصد از حجم PVC در بازار را تشکیل می دهند. این مقاله با تأکید بر بازار برزیل، فرایند اکستروژن لوله و بازار جهانی PVC را مورد بحث قرار می دهد. همچنین یک مطالعه موردی از محاسبه هزینه کلی ساخت یک خط اکستروژن برای لوله های PVC ارائه می دهد.

در سراسر جهان، خطوط اکسترودر بعنوان بزرگترین مبدل های پلاستیک محسوب می شوند و می توان آنها را مهم ترین ماشین آلات تولید در صنعت پلاستیک دانست. از لحاظ تجاری، خطوط اکستروژن برای ساخت مواردی همچون فیلم های اکستروژن، ورق، پروفیل، پایپ، تیوب، اتصالات، میله ها، پوشش های کابل، فیلامنت ها، یا اشکال دمشی مورد استفاده قرار می گیرند. پایپ ها یکی از مهم ترین قطعاتی هستند که به روش اکستروژن ساخته می شوند و کاربرد گسترده ای نیز در صنعت پایپینگ دارند. دو دلیل عمدۀ استفاده از آنها در پردازشگرها و بازار را می توان طیف وسیع کاربردی و قابلیت تولید مداوم آنها با هدف رویارویی با چالش های روزافزون بازار دانست. تولید پایپ های ترموپلاستیک صنعت بزرگی است که حجم قابل توجهی از پلیمرها را به خود اختصاص می دهد. استفاده از پلاستیک در صنعت ساختمان دومین بازار بزرگ پلیمر در سراسر جهان است. تقاضای بازار اروپا برای تولید پایپ در سال 2000 نزدیک به 3 میلیون تن بود. تولیدکنندگان پایپ پلاستیکی در دهه 1930 فروش تجاری خود را آغاز کردند. تعاریف مختلفی برای پایپ در صنایع مختلف وجود دارد که شناخته شده ترین و قابل قبول ترین آنها این است که پایپ قطعه ای سفت، توخالی و بلند با قطری بزرگتر از تیوب است. تیوبینگ اساسآ یکسان هستند با این تفاوت که انعطاف پذیری و قطر کوچکتر با دیواره های نازک تا 6 اینچ است. این مقاله تولید پایپ های PVC به روش اکستروژن، مطالعه بازار، ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز برای خط اکستروژن PVC را پوشش می دهد.

کاربردهای PVC در صنعت

PVC از نظر درآمد زایی یکی از با ارزش ترین فرآورده های صنایع شیمیایی است. در سراسر جهان، بیش از 50 درصد PVC تولید شده در صنعت ساختمان استفاده می شود. PVC یک مصالح ساختمانی ارزان قیمت است که به راحتی مونتاژ می شود. اخیرآ، PVC در بسیاری از مناطق جایگزین مصالح ساختمانی سنتی مانند چوب، بتن و خاک رس شده است. علیرغم برخی ادعاها مبنی بر اینکه تولید PVC تأثیرات منفی بر محیط زیست و سلامت انسان دارد، همچنان کاربرد گسترده و روزافزونی دارد. PVC بعنوان یک پلاستیک سفت و سخت در مواردی همچون سایدینگ وینیل، کارت مغناطیسی، پروفیل پنجره، پایپ، پلمبینگ، اتصالات و عایق کابل های برق استفاده می شود. اغلب در مواردی که دود یک خطر بزرگ محسوب می شود (به ویژه در تونل ها)، از عایق کابل LSOH (کم دود و بدون هالوژن) بدون PVC استفاده می شود. PVC به شکل ورقه ای تخت برای ایجاد حفره در مواد منبسط شده و ضخامت بیشتری بدون وزن اضافی ایجاد می کند. از این این ورق ها و فیلم ها برای تولید محصولات تجاری فراوانی استفاده می شود. PVC سخت شده (uPVC) در صنعت ساختمان بعنوان یک ماده با تعمیرات جزئی استفاده می شود؛ به ویژه در انگلستان و ایالات متحده که بعنوان وینیل شناخته می شود. همین ماده تقریبآ جایگزین چدن برای پایپینگ و زهکشی شده است و برای پایپ فاضلاب، پایپ تخلیه، ناودان ها و پایپ های کم فشار استفاده می شود.

بازیافت PVC را می توان به روش های مختلفی انجام داد. برخی از تولیدکنندگان PVC از برنامه های بازیافت وینیل استفاده می کنند که هم زباله های تولیدی و هم نخاله های ساختمانی حاوی PVC را پس از مصرف بازیافت می کنند. همچنین می تواند جایگزین مناسبی برایدیگر پلیمرها من جمله ABS و پلیمرهای وینیل باشد که به راحتی ذوب می شوند. HDPE کاربردهای مختلفی همچون خطوط لوله گاز و آب تحت فشار که به استحکام مکانیکی بالایی نیاز دارند، دارد. پلی اتیلن به کمترین دمای ذوب نیاز دارد و در عین حال، سطح بالایی از همگنی مکانیکی حرارتی را در مذاب حفظ می کند. پلی آمید هم در دمای ذوب پایین تا حد امکان اکسترود می شود تا ویسکوزیته مذاب کافی را فراهم کرده و تجزیه حرارتی به حداقل برسد؛ این امر پردازش پلی آمید را دشوار کرده و هزینه های تولید را بالا می برد. پلی استرهای ترموپلاستیک می توانند خواص چقرمگی، انعطاف پذیری و دمای پایین پایپ ها را فراهم کنند. کنترل دمای ذوب بسیار مهم است؛ اگر خیلی زیاد باشد، می تواند مقاومت مذاب را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و در نتیجه، ضخامت دیواره نامنظم خواهد بود. اما اگر خیلی پایین باشد، می تواند منجر به تولید یک تیوب ضعیف، ابعاد ناهموار و خطوط جوش شود. از طرفی، این کنترل دما به معنای دشوار شدن تولید و هزینه های بالا در ماشین آلات و تجهیزات کمکی است . UHMWPE را می توان زمانی استفاده کرد که رزین های پلاستیکی سنتی نتوانند الزامات عملکرد را تأمین کنند. از خواص مهم آنها می توان به مقاومت شیمیایی فوق العاده بالا، مقاومت سایشی، مقاومت در برابر آسیب های محیطی و مقاومت خوردگی اشاره کرد. با این حال، این ماده هزینه بالایی داشته و نیاز به کنترل گستردۀ فرایند دارد.

سیستم پایپ ترموپلاستیک صنعت بزرگی است که حجم قابل توجهی از پلیمرها را به خود اختصاص می دهد. تولید پایپ های PVC برای این صنعت از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است زیرا این پایپ ها به طور گسترده در خطوط لوله آب استفاده می شوند و این صنعت نیز در طول سالها به طور مستمر به رشد خود ادامه داده است. فرایند اکستروژن به برخی تنظیمات اساسآ از لحاظ سیستم خنک کننده، قالب گیری و آماده سازی رزین نیاز دارد. PVC به توجه ویژه ای نیاز دارد زیرا نه تنها با استفاده از نرم کننده ها و تثبیت کننده های حرارتی نمی توان آن را پردازش کرد؛ بلکه به دلیل قیمت بالای این مواد افزودنی، هزینه تولید نیز افزایش خواهد یافت. از طرفی، هزینه های تولید هم به دلیل نیاز به یک اکسترودر با قابلیت تولید بالا، مخزن خنک کننده و اساسآ به دلیل نیاز به سیستمی برای اندازه گیری و تنظیم قطر پایپ براساس استانداردهای مورد استفاده در کاربرد آن افزایش می یابد.