یک کار بزرگ: کار با لوله‌‌هایی با قطر بزرگ

شرایط آب و هوایی سخت (extreme)، تنها نمونه‌‌ای از نیروی ‌‌محرکه‌ی نیاز به لوله‌‌های با قطر بزرگ است. زیرا پروژه‌‌های زیرساختی مانند سامانه‌‌های مدیریت طوفان رایج‌‌تر می‌‌شوند.
شرکت ایتالیایی Tecnomatic یک خط تولید رانشگری برای ساخت لوله‌‌های پلی‌‌اتیلن(PE) با قطر تا 1600میلی‌‌متر به یک تولیدکننده‌ی لوله‌ی اروپایی پیشرو عرضه کرده است. این خط تولید، دو رانشگر بدون‌‌دنده-جعبه‌‌دنده (gearless) مجموعه‌ی Zeus Evo را با سرریژه (die-head) Venus 1600 از شرکت Tecnomatic گرد هم می‌آورد تا لوله‌هایی با قطر بزرگ و دیواره‌ی ضخیم با دقت و بازده برون داد(output) زیاد تولید کند.
طراحی ماردان (screw) به‌‌روز شده به بهبود نرم‌‌سازی (plasticisation) مواد و کاهش مصرف انرژی کمک می‌‌کند. بوش(bush) خوراک مارپیچی-حلزونی(spiral) بهینه‌‌شده‌ی جدید، خوراندن مواد به صورت صاف و یکدست با به حداقل رساندن نوسانات و افزایش همگنی به عنوان عاملی مهم برای تولید لوله‌‌های با قطر بزرگ و با ضخامت دیواره یکنواخت را تضمین می‌‌کند (bush یک لوله یا آستین استوانه‌‌ای ثابت یا متحرک است که رابط بین دو قسمت را فراهم می‌‌کند-مترجم). این دو رانشگر با یکدیگر برون‌‌داد ترکیبی تقریبا 2000 کیلوگرم در ساعت دارند که تولید لوله‌هایی با قطر بزرگ را با سرعت زیاد امکان‌پذیر می‌سازد.
هر رانشگر دارای یک سامانه‌ی چنده‌‌زنی(dosing) گرانشی(gravimetric) با سه جزء مجزا برای چنده‌‌زنی دقیق و کنترل وزن است. این سامانه تضمین می‌‌کند که خوراک مواد و وزن لوله به طور دقیق تنظیم می‌‌شود و امکان فراهم‌‌شدن دقت زیاد را در هر مرحله از راه‌‌اندازی و کار فراهم می‌‌کند. چنده‌‌زنی دقیق به حفظ سازگاری محصول کمک می‌‌کند که برای لوله‌‌های با قطر بزرگ که در آن‌ها یکنواختی دیواره به رعایت استانداردهای کیفیت و عملکرد کمک می‌‌کند، ضروری است.
این خط تولید هم‌چنین شامل یک سرریژه دوحلزونی Venus 1600 بازطراحی‌‌شده است. این قطعه به طور خاص برای این نوع لوله‌‌ها طراحی شده است و از محصولات نوآورانه‌ی مکانیکی و گرمایی مرکزیابی (centering) برای اطمینان از یکنواختی ضخامت بهینه همراه با ابعاد دیواره‌ی بسیار زیاد استفاده می‌‌کند.
طراحی دوحلزونی باعث افزایش جریان یکنواخت مواد می‌‌شود و خطر ناهماهنگی ضخامت را می‌‌کاهد. سامانه‌ی مرکزیابی یک رویکرد دوگانه را فراهم می‌‌کند؛ تنظیمات مکانیکی سرریژه را برای قرارگیری صحیح تراز می‌‌کند و کنترل گرمایی، پایداری دما را درون ریژه تضمین می‌‌کند. این موضوع امکان تنظیمات دقیق در زمان کارکرد(on-the-fly) را برای حفظ مرکزیابی و یکنواختی ضخامت لوله در شرایط مختلف تولید فراهم می‌‌کند.
یک منطقه-وان خنک‌‌کاری خلاء گسترده با طول بیش از 20متر؛ خنک‌‌کاری سریع و موثر را فراهم می‌‌کند که برای حفظ شکل لوله و یکپارچگی ساختار در طول تولید با سرعت زیاد ضروری است. طراحی خلاء بهینه به خط تولید کمک می‌‌کند تا آهنگ تولید زیادتری را بدون تاثیر بر کیفیت به دست آورد.
سامانه‌‌های جابه‌جایی لوله‌‌ی در پایین‌‌دست این خط تولید شامل یک واحد کشنده (haul-off) با دوازده بازو-فک زنجیری-زنجیردار(caterpillar) و واحد برش شامل تیغه‌ای چاقویی (knife) است که با ظرفیت برون‌‌داد خط تولید هماهنگی دارد. شرکت Tecnomatic می‌گوید که این موضوع خطر تغییر شکل را می‌کاهد و گردی و برش تمیز لوله را حفظ می‌کند.

کاهش انرژی
شرکت Battenfeld-Cincinnati می‌‌گوید که می‌‌تواند به مشتریان در کاهش مصرف انرژی در تولید لوله‌ی پلی‌‌اولفین با قطر بزرگ کمک کند(شکل1).

شکل1- شرکت Battenfeld-Cincinnati می‌‌گوید که می‌‌تواند به کاهش هزینه‌‌های انرژی در تولید لوله پلی‌‌اولفین با قطر بزرگ کمک کند.

مدیرفروش زیرساخت شرکت Battenfeld-Cincinnati گفت، به لطف طراحی مهندسی فرایند مجموعه‌ی جدید SolEx NG تک‌‌ماردان، این شرکت مصرف انرژی را در مقایسه با نسل‌‌های قبلی حدود 15 درصد کاهش داده است.
وی می‌‌گوید که این موضوع بسیار مهم است، زیرا رانشگر می‌‌تواند تا 80 درصد انرژی مورد نیاز برای رانشگری(extrusion) را مصرف کند.
دلیل اصلی این بهبود، سیلندر شیاردار داخلی است که دارای تغییرات فشار محوری کم در ترکیب با هندسه‌ی ماردان منطبق است. این موضوع به هردو کاهش مصرف انرژی و فرسودگی دستگاه کمک می‌‌کند. علاوه بر این، واحد فرایند جدید، ذوب‌‌ ملایم و همگن را در دماهای کمتر تا حدود 10 درجه‌ی سلسیوس تضمین می‌‌کند.
وی می‌گوید که ریژه‌‌های مارپیچ (helix) این شرکت که شامل یک بسته توری توزیع کننده و درونه(mandrel) مارپیچی ترکیب می‌کند در مقایسه با سر ریژه‌‌های معمولی 10 درصد انرژی کم‌تری در حین گرمایش مصرف می‌کند. پیشرفت در سرریژه هم‌چنین به جلوگیری از شره کردن (sagging) که یک مشکل رایج در ساخت لوله با قطر بزرگ است، کمک می‌‌کند.
بسته توری¬ها مذاب را از نظر گرمایی و مکانیکی یکنواخت و همگن می‌‌کند و منجر به بهبود بیش‌تر کیفیت محصول می‌‌شود. علاوه بر این، خط خنک‌‌کاری با پمپ‌‌های با بسامد کنترل‌‌شده و تامین آب کارآمد کار می‌‌کند تا هزینه‌‌های انرژی را بیش‌تر کاهش دهد.

یک خط تولید متشکل از SolEx NG، ریژه مارپیچی و تجهیزات پایین‌‌دستی سبز می‌تواند حدود 85000 یورو در سال در هزینه‌ی انرژی بر اساس 7000 ساعت تولید در سال و قیمت انرژی 12/0 یورو در هر کیلووات ساعت در هنگام تولید لوله‌ی پلی‌‌اولفینی(PO) با قطر 250 میلی‌متر با SDR 11 (نسبت قطر به ضخامت اسمی، مترجم) و برون‌‌داد 1000 کیلوگرم در ساعت صرفه‌جویی کند. با یک ترکیب انرژی معمولی، این مقدار معادل 315000 کیلوگرم CO2 است.
کیفیت بهبودیافته‌ی مذاب هم‌چنین به کاهش دامنه‌‌های رواداری (tolerance) ضخامت دیواره در لوله و به صرفه‌‌جویی در مواد در هنگام ترکیب با یک سامانه‌ی چنده‌‌زنی گرانشی (یعنی رانشگری که با کمترین نوسان کار می‌‌کند) و نیز کنترل ضخامت دیواره‌ی درون‌‌خطی (inline) کمک می‌‌کند. این شرکت به مثالی اشاره کرد، اگر ضخامت دیواره‌ی هدف 2/6 میلی‌متر از یک لوله‌ی پلی‌‌اولفین با قطر 200 میلی‌متری با SDR 33 در محدوده‌ی باریک رواداری 48/6-22/6 میلی‌متر، به جای 7 میلی‌متر معمولی‌ باشد، می‌توان حدود 1میلیون یورو در سال در هزینه‌های مواد اولیه و آهنگ توان عملیاتی تولید 1000کیلوگرم در ساعت، 7000کیلوگرم تولید سالانه و 50/1یورو به ازای هر کیلوگرم پلی‌‌اتیلن پرچگال(HDPE) صرفه‌جویی کرد.
وی گفت که هزینه‌‌های سرمایه‌‌گذاری برای خطوط تولید کامل رانشگری لوله به سرعت جواب می‌‌دهد./ایران پلیمر

(ادامه دارد …)

برگردان: مهندس پدرام ملائکه pedrammalaekeh@yahoo.com