प्लास्टिक एक्सट्रूज़न प्रौद्योगिकी
आधुनिक प्लास्टिक उद्योग ने उन्नत पाइप निर्माण प्रौद्योगिकियों के माध्यम से बुनियादी ढांचे के विकास में क्रांति ला दी है। इनमें से, पीवीसी एक्सट्रूज़न पॉलीइथाइलीन और पॉलीप्रोपाइलीन पाइप उत्पादन के साथ, सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक के रूप में खड़ा है। चार प्रमुख पाइप सामग्री के लिए योगों और प्रमुख प्रक्रिया पैरामीटर: पॉलीइथाइलीन (पीई), पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी), कठोर पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी), और लचीली पीवीसी।
इन प्रक्रियाओं को समझने के लिए सटीक तापमान नियंत्रण, दबाव विनिर्देशों और भौतिक योगों की जांच करने की आवश्यकता होती है जो अंतिम उत्पाद गुणवत्ता का निर्धारण करते हैं।
बहुस्तरीय (पीई)
उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध और लचीलापन के साथ अत्यधिक बहुमुखी सामग्री, पानी और गैस वितरण के लिए आदर्श।
प्रसंस्करण अस्थायी: 180-240 डिग्री
दबाव: 150-300 बार
बहुपद
बेहतर तापमान प्रतिरोध इसे गर्म पानी के अनुप्रयोगों और औद्योगिक पाइपिंग के लिए एकदम सही बनाता है।
प्रसंस्करण अस्थायी: 180-230 डिग्री
दबाव: चर
कठोर पीवीसी
प्लास्टिक पाइप निर्माण का सबसे बड़ा खंड, उत्कृष्ट शक्ति और लागत दक्षता प्रदान करता है।
प्रसंस्करण अस्थायी: 165-190 डिग्री
दबाव: 500 बार तक
लचीला पीवीसी
संवर्धित लचीलेपन के लिए प्लास्टिसाइज़र को शामिल करता है, जिसका उपयोग बेंडेबिलिटी की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है।
प्रसंस्करण अस्थायी: 150-170 डिग्री
प्लास्टिसाइज़र: 25-50 PHR
बहुस्तरीय पाइप एक्सट्रूज़न प्रौद्योगिकी
एक्सट्रूडेड पॉलीथीन पाइप के उत्पादन में कई मापदंडों का परिष्कृत नियंत्रण शामिल है। उच्च - घनत्व पॉलीथीन (HDPE) पाइपों को आमतौर पर फ़ीड ज़ोन में 180-220 डिग्री के बीच प्रसंस्करण तापमान की आवश्यकता होती है, उत्तरोत्तर मरने वाले सिर पर 200-240 डिग्री तक बढ़ जाती है। पीवीसी एक्सट्रूज़न उद्योग अक्सर पीई प्रसंस्करण को एक बेंचमार्क के रूप में संदर्भित करता है, हालांकि पीई को विभिन्न स्थिरीकरण पैकेजों की आवश्यकता होती है।
मानक hdpe पाइप योग
| अवयव | प्रतिशत सीमा | समारोह |
|---|---|---|
| आधार राल | 96.5-97.8% | यांत्रिक गुण प्रदान करने वाले मुख्य संरचनात्मक घटक |
| कार्बन ब्लैक मास्टरबैच | 2.0-2.5% | यूवी संरक्षण और मौसम प्रतिरोध |
| एंटीऑक्सीडेंट | 0.15-0.25% | प्रसंस्करण और सेवा जीवन के दौरान ऑक्सीडेटिव गिरावट को रोकें |
| एड्स प्रसंस्करण | 0.05-0.10% | पिघल प्रवाह और प्रक्रिया में सुधार करें |
प्रसंस्करण मापदंड
स्क्रू की गति: 20-80 आरपीएम, पाइप व्यास के आधार पर
आउटपुट दर: 90 मिमी एक्सट्रूडर के साथ 110 मिमी व्यास पाइप के लिए 180-250 किलोग्राम/घंटा
प्रसंस्करण विंडो: ± 15 डिग्री (पीवीसी एक्सट्रूज़न की तुलना में व्यापक)
पिघला हुआ दबाव: 150-300 बार (पीवीसी एक्सट्रूज़न से कम)
एमडीपीई पाइप विनिर्देश
प्रसंस्करण तापमान: 170-210 डिग्री (एचडीपीई से थोड़ा कम)
2.5: 1 से 3.5: 1 के संपीड़न अनुपात के साथ पेंच डिजाइन
गैस वितरण अनुप्रयोगों में तेजी से लोकप्रिय हो रहा है
लचीलापन और शक्ति का उत्कृष्ट संतुलन
पॉलीप्रोपाइलीन पाइप विनिर्माण प्रक्रिया
पॉलीप्रोपाइलीन यादृच्छिक कोपोलिमर (पीपी - r) पाइप बेहतर तापमान प्रतिरोध के कारण गर्म पानी के अनुप्रयोगों पर हावी हैं। पीपी - आर के लिए एक्सट्रूडिंग प्रक्रिया को सटीक तापमान प्रोफाइल की आवश्यकता होती है: 180-190 डिग्री (फीड), 200-210 डिग्री (संपीड़न), 210-220 डिग्री (पैमाइश), और 220-230 डिग्री (मर)। ये तापमान 30-40 डिग्री तक विशिष्ट पीवीसी एक्सट्रूज़न मापदंडों से अधिक है।
क्रिटिकल पीपी - आर पाइप फॉर्मूलेशन
98.2-99.0%
पीपी - आर बेस राल
0.20-0.30%
न्यूक्लियटिंग एजेंट
0.10-0.15%
प्राथमिक एंटीऑक्सिडेंट
0.10-0.15%
द्वितीयक एंटीऑक्सिडेंट
0.30-0.50%
एसिड मैला ढोने वाला
क्रिस्टलीकरण और शीतलन
पीपी का क्रिस्टलीकरण व्यवहार पाइप की गुणवत्ता को काफी प्रभावित करता है। कूलिंग दरों को इष्टतम यांत्रिक गुणों को प्राप्त करने के लिए क्रिस्टलीकरण क्षेत्र (110-130 डिग्री) के माध्यम से 15-25 डिग्री /मिनट बनाए रखना चाहिए। पीवीसी एक्सट्रूज़न के विपरीत, पीपी पाइप उत्पादन के लिए न्यूनतम प्लास्टिसाइज़र परिवर्धन की आवश्यकता होती है, जो आणविक भार वितरण नियंत्रण पर निर्भर करता है।
उचित क्रिस्टलीकरण नियंत्रण आयामी स्थिरता सुनिश्चित करता है और लंबे समय तक - गर्म पानी के अनुप्रयोगों में प्रदर्शन प्रदर्शन।
उत्पादन गति और गुणवत्ता नियंत्रण
32 मिमी पीपी - आर पाइपों के लिए उत्पादन की गति 8 - 12 मीटर/मिनट तक पहुंचती है, जो 33: 1 के एल/डी अनुपात के साथ 60 मिमी एक्सट्रूडर का उपयोग कर रही है। अंडाकार को रोकने के लिए ढोना-बंद उपकरण को 0.5-1.5 n/mm of का निरंतर तनाव प्रदान करना चाहिए।
अधिकतम स्वीकार्य अंडाकार
2%
मानक संदर्भ
दीन 8077
कठोर पीवीसी पाइप एक्सट्रूज़न प्रौद्योगिकी
कठोर पीवीसी एक्सट्रूज़न विश्व स्तर पर प्लास्टिक पाइप निर्माण के सबसे बड़े खंड का प्रतिनिधित्व करता है। पीवीसी एक्सट्रूज़न प्रक्रिया पीवीसी की थर्मल संवेदनशीलता के कारण सूत्रीकरण और तापमान नियंत्रण में असाधारण सटीकता की मांग करती है। प्रसंस्करण तापमान आमतौर पर 165-175 डिग्री (फ़ीड) से लेकर 180-190 डिग्री (मर) तक होता है, जिसमें निवास के समय को ध्यान से नियंत्रित करने के लिए नियंत्रित किया जाता है।
मानक कठोर पीवीसी पाइप फॉर्मूलेशन (प्रति 100 भागों पीवीसी राल)
| अवयव | प्रति 100 भाग | समारोह |
|---|---|---|
| पीवीसी राल (K-67) | 100 भाग | आधार बहुलक संरचनात्मक अखंडता प्रदान करना |
| कैल्शियम - जिंक स्टेबलाइजर | 2.5-3.5 भाग | प्रसंस्करण के दौरान थर्मल गिरावट को रोकता है |
| कैल्शियम कार्बोनेट | 5-15 भाग | लागत को कम करने और आयामी स्थिरता में सुधार करने के लिए भराव |
| रंजातु डाइऑक्साइड | 0.5-1.5 भाग | यूवी स्टेबलाइजर और अपारदर्शिता प्रदाता |
| प्रसंस्करण एड्स (ऐक्रेलिक) | 0.8-1.5 भाग | पिघल ताकत और प्रक्रिया क्षमता में सुधार करें |
| बाह्य स्नेहक | 0.4-0.6 भाग | प्रसंस्करण उपकरणों के लिए आसंजन को रोकें |
| आंतरिक स्नेहक | 0.2-0.4 भाग | पिघल में आंतरिक घर्षण कम करें |
एक्सट्रूडर कॉन्फ़िगरेशन
कंटेनर क्रिएटिव हाउस
- स्मिथ एट अल।, 2023, जर्नल ऑफ विनाइल एंड एडिटिव टेक्नोलॉजी
लचीला पीवीसी पाइप विनिर्माण
लचीला पीवीसी एक्सट्रूज़न प्लास्टिकाइज़र का परिचय देता है जो मूल रूप से प्रसंस्करण विशेषताओं को बदल देता है। प्लास्टिसाइज़र का स्तर 25 - 50 भागों प्रति सौ राल (phr) से होता है, di - octyl phthalate (DOP) के साथ DINP और DOTP जैसे विकल्प मानक बनते हैं। लचीले पाइपों के लिए पीवीसी एक्सट्रूज़न प्रक्रिया प्लास्टिसाइज़र-प्रेरित पिघलने बिंदु अवसाद के कारण कम तापमान (150-170 डिग्री) पर संचालित होती है।
विशिष्ट लचीला पीवीसी योग
100
पीवीसी राल (K-70)
आधार बहुलक
2.0-3.0
कैल्शियम - जिंक स्टेबलाइजर
थर्मल गिरावट को रोकता है
10-20
भराव (कैल्शियम कार्बोनेट)
लागत को कम करता है और गुणों में सुधार करता है
35-45
प्लास्टिसाइज़र
लचीलापन प्रदान करता है
3-5
सोयाबीन तेल
द्वितीयक स्टेबलाइजर और प्लास्टिसाइज़र
0.5-2.0
पिग्मेंट्स
रंग प्रदान करें
एक्सट्रूडर आवश्यकताएँ
एकल - पेंच एक्सट्रूडर लचीले पीवीसी एक्सट्रूज़न के लिए पर्याप्त है, जिसमें बाधा शिकंजा इष्टतम मिश्रण प्रदान करता है। स्क्रू डिजाइन में 2.5: 1 से 3.5: 1 के संपीड़न अनुपात की सुविधा है, जो कठोर पीवीसी एक्सट्रूज़न आवश्यकताओं से कम है।
विशिष्ट पेंच विनिर्देश
कूलिंग और लाइन की गति
लचीले पीवीसी एक्सट्रूज़न के लिए कूलिंग आवश्यकताएं कठोर पाइपों से भिन्न रूप से भिन्न होती हैं। पानी का तापमान -0.3 से -0.6 बार पर संचालित वैक्यूम साइज़िंग टैंक के साथ 15-25 डिग्री बनाए रखता है। प्लास्टिसाइज़र से बढ़ी हुई तापीय चालकता तेजी से लाइन गति की अनुमति देती है।
पाइप व्यास से लाइन की गति
लचीले पीवीसी के लिए प्लास्टिसाइज़र तुलना
| प्लास्टिसाइज़र प्रकार | प्लास्टिसाइजिंग दक्षता | तापमान प्रतिरोध | नियामक स्थिति | सामान्य अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|---|
| Dop (di - octyl phthalate) | उत्कृष्ट | मध्यम | कई क्षेत्रों में प्रतिबंधित | सामान्य उद्देश्य, गैर - खाद्य संपर्क |
| DINP (di - isononyl phthalate) | बहुत अच्छा | अच्छा | अधिकांश क्षेत्रों में स्वीकार किया गया | निर्माण, तार इन्सुलेशन |
| Dotp (di - octyl terephthalate) | बहुत अच्छा | उत्कृष्ट | व्यापक रूप से स्वीकार किया गया | उच्च - तापमान अनुप्रयोग, भोजन संपर्क |
महत्वपूर्ण प्रक्रिया नियंत्रण पैरामीटर
तापमान प्रबंधन
सभी चार सामग्रियों में तापमान प्रबंधन को परिष्कृत नियंत्रण प्रणालियों की आवश्यकता होती है। आधुनिक पीवीसी एक्सट्रूज़न लाइनें P 1 डिग्री सटीकता को बनाए रखने वाले पीआईडी नियंत्रकों को नियुक्त करती हैं।
4-6 स्वतंत्र रूप से नियंत्रित हीटिंग जोन
इन्फ्रारेड सेंसर सीधे पिघल तापमान की निगरानी करते हैं
पीवीसी एक्सट्रूज़न के लिए महत्वपूर्ण जहां गिरावट 200 डिग्री से ऊपर तेजी से होती है
दबाव निगरानी
एक्सट्रूडिंग प्रक्रिया के दौरान दबाव की निगरानी आवश्यक गुणवत्ता प्रतिक्रिया प्रदान करती है। ब्रेकर प्लेट से पहले पिघला हुआ दबाव सामग्री स्थिरता और पेंच पहनने को इंगित करता है।
पीवीसी एक्सट्रूज़न के लिए, 500 बार से अधिक का दबाव सूत्रीकरण समस्याओं का सुझाव देता है
± 5% से परे दबाव में उतार -चढ़ाव अनियमितताओं को खिलाने का संकेत देता है
वास्तविक - समय दबाव की निगरानी महंगी दोषों को रोकती है
गुणवत्ता नियंत्रण प्रणालियाँ
अग्रणी पीवीसी एक्सट्रूज़न निर्माता सांख्यिकीय प्रक्रिया नियंत्रण (एसपीसी) को लगातार आयामी सहिष्णुता की निगरानी करते हैं।
दीवार की मोटाई भिन्नता ± 10% प्रति आईएसओ 4065 के भीतर रहना चाहिए
अल्ट्रासोनिक माप प्रणाली 0.1 मिमी रिज़ॉल्यूशन पर स्कैन करें
पीवीसी एक्सट्रूज़न के दौरान वास्तविक - समय समायोजन को सक्षम करता है
गुणवत्ता नियंत्रण और परीक्षण प्रोटोकॉल
हाइड्रोस्टेटिक दबाव परीक्षण
पीवीसी एक्सट्रूज़न प्रक्रिया को व्यापक गुणवत्ता आश्वासन कार्यक्रमों की आवश्यकता होती है। हाइड्रोस्टैटिक दबाव परीक्षण लंबे - टर्म प्रदर्शन को मान्य करता है, जिसमें ISO 1167 के अनुसार 20 डिग्री और 60 डिग्री पर परीक्षण किए गए कठोर PVC एक्सट्रूज़न उत्पादों के साथ।
PN10 रेटेड पाइप के लिए परीक्षण दबाव
1 घंटा परीक्षण: 42 एमपीए
100 घंटे परीक्षण: 35 एमपीए
1000 घंटे का परीक्षण: 25 एमपीए
प्रभाव प्रतिरोध परीक्षण
प्रभाव प्रतिरोध परीक्षण सामग्री ग्रेड को अलग करता है। कठोर पीवीसी एक्सट्रूज़न उत्पाद गिरते हुए वजन प्रभाव परीक्षण (आईएसओ 3127) से गुजरते हैं, जिसमें 0 डिग्री पर 90% से अधिक की दरें होती हैं।
आयामी स्थिरता मूल्यांकन
निर्दिष्ट अवधि के लिए 150 डिग्री (पीई/पीपी) या 100 डिग्री (पीवीसी) के लिए हीटिंग
प्रेशर पाइप के लिए अनुदैर्ध्य प्रत्यावर्तन 3% से अधिक नहीं होना चाहिए
पीवीसी की गुणवत्ता के लिए टीआईआर (सही प्रभाव दर) प्राप्त करना चाहिए<10% failure
सामान्य दोषों का निवारण करना
- डाई गैप को समायोजित करें
- प्रसंस्करण एड्स में वृद्धि
- तापमान प्रोफ़ाइल का अनुकूलन करें
- पिघल दबाव की जाँच करें और बढ़ाएं
- सुखाने की प्रक्रिया में सुधार करें
- उचित वैक्यूम वेंटिंग सुनिश्चित करें (25-50 mbar)
- सटीक वैक्यूम नियंत्रण बनाए रखें () 0.02 बार)
- ठंडा पानी का तापमान एकरूपता सुनिश्चित करें () 1 डिग्री)
- तनाव और संरेखण से दूर - की जाँच करें
उन्नत बहिष्करण प्रौद्योगिकी
मल्टी - लेयर कोएक्सट्रूज़न
मल्टी - लेयर कोएक्सट्रूजन पारंपरिक एकल - लेयर पीवीसी एक्सट्रूज़न से परे आवेदन संभावनाओं का विस्तार करता है। तीन - परत पाइप पुनर्नवीनीकरण सामग्री कोर परतों को शामिल करते हैं, प्रदर्शन को बनाए रखते हुए लागत को कम करते हैं।
पीवीसी एक्सट्रूज़न प्रक्रिया टाई लेयर्स के साथ सह -संलयन के लिए अच्छी तरह से एडाप्ट करती है जो इंटरलेयर आसंजन को सुनिश्चित करती है जो 15 एन/सेमी से अधिक है
बढ़ी हुई रासायनिक प्रतिरोध के लिए बाधा परतों को शामिल किया जा सकता है
विभिन्न परतों में भौतिक गुणों के अनुकूलन की अनुमति देता है
विशिष्ट कॉन्फ़िगरेशन: 3, 5, या 7 परतें आवेदन आवश्यकताओं के आधार पर
फोम - कोर पीवीसी एक्सट्रूज़न
फोम - कोर पीवीसी एक्सट्रूज़न रिंग कठोरता को बनाए रखते हुए सामग्री की खपत को 15-25% तक कम कर देता है।
रासायनिक फोमिंग एजेंट (azodicarbonamide) पीवीसी एक्सट्रूज़न तापमान पर विघटित होते हैं
0.7-0.9 g/cm {के घनत्व के साथ सेल संरचनाओं को बंद - बनाता है
बाहरी ठोस परतें (15-20% दीवार की मोटाई) चिकनी सतह प्रदान करती हैं
ठोस पाइप की तुलना में उत्कृष्ट इन्सुलेशन गुण
- लाइन प्रोसेसिंग टेक्नोलॉजीज में
पर्यावरणीय विचार
पुनरावर्तन प्रथाओं
स्थायी पीवीसी एक्सट्रूज़न प्रथाओं में पुनर्नवीनीकरण सामग्री और ऊर्जा वसूली शामिल है। POST - PVC एक्सट्रूज़न में उपभोक्ता PVC रीसाइक्लिंग 30 - गैर-दबाव अनुप्रयोगों में 40% तक पहुंचता है।
संसाधन संरक्षण
पीवीसी एक्सट्रूज़न निर्माता तेजी से बंद कर रहे हैं - लूप कूलिंग सिस्टम पानी की खपत को 90%तक कम करते हैं। अपशिष्ट धाराओं से ऊर्जा की वसूली 15-20 एमजे/किग्रा को पकड़ती है।
इको - फ्रेंडली फॉर्मूलेशन
लीड - मुफ्त स्थिरीकरण प्रणाली आधुनिक पीवीसी एक्सट्रूज़न फॉर्मूलेशन पर हावी है। कैल्शियम - जिंक सिस्टम बेहतर पर्यावरणीय प्रोफाइल के साथ समान थर्मल स्थिरता प्रदान करते हैं।
स्थिरता लक्ष्य
30-40%
पोस्ट - उपभोक्ता पीवीसी रीसाइक्लिंग दर
90%
पानी की खपत में कमी
15-20%
आधुनिक ड्राइव के साथ ऊर्जा बचत
2025
पूर्ण लीड उन्मूलन के लिए लक्ष्य