Автор: Владимир Коваль
Перед фирмами, впервые решившими начать самостоятельно экструдировать строительные ПВХ и другие выгодные, оконные, дверные, сайдинг и прочие профили, встаёт проблема выбора технологическотго оборудования: экструзионной линии и экструзионного инструмента под конкретный профиль. Дело это в СНГ довольно новое. То, что было в СНГ ранее (экструзия кривых полиэтиленовых труб и прочих уродливых профилей в счёт не идёт); использовавшиеся для их производства отечественные киевские, кузнецкие и восточногерманские (Trusioma) экструзионные линии не отвечают требованиям быстрого возврата денег с твёрдой прибылью от современных отечественных инвесторов. Нужно ещё добавить о невиданном прессинге, развёрнутом во многих СМИ о невозможности и неспособности освоения русскими такого дорогостоящего производства. Да, неудачные примеры есть – десятки отличнейших экструзионных линий, купленные ещё за советские бюджетные деньги простаивают, отлаженные цепочки производства разорваны, ошибки в маркетинге (нежелание и незаинтересованность в нём разбираться) привели такие экструзионные предприятия к финансовому краху, имея почти нетронутые основные фонды. Но, уже десятки частных, или со смешанным капиталом экструзионных предприятий производят ПВХ профили во всё возрастающих количествах и с возрастающим качеством. Наши западные конкуренты шли к сегодняшним успехами 50-60 лет. Так вот, для начала стоит точно определить, какое изделие Вы хотите экструдировать (ПВХ оконный профиль, трубу, ПВХ сайдинг, кабель-канал и т.п.).
После того, как выбраны материалы и форма профиля, определяются габариты экструзионной линии. Исходными данными для этого являются размеры и форма профиля и максимальная производительность процесса. Для симметричных профилей простой формы производительность процесса может быть определена аналитическим путём по известным реологическим свойствам материала, размерам поперечного сечения и типу калибрования. Для сложных профилей точного расчёта сделать нельзя. Эмпирические данные, имеющиеся у инженера, часто более полезны любых расчётов, но не могут распространиться на любые формы профилей и материала.
Следует различать 3 вида ограничения пропускной способности или производительности. Это производительность экструдера, пропускная способность экструзионной фильеры и блока калибраторов .В большинстве случаев, особенно, если поперечное сечение профиля достаточно велико, производительность экструдера и пропускная способность фильеры выше, чем, скорость охлаждения профиля, или пропускная способность калибрующего устройства. Особенно это относится к экструзии толстостенных строительных ПВХ профилей, внутренние поверхности которых не успевают за время калибрования приобрести жёсткость, достаточную, для предотвращения деформации ПВХ профиля, или термоусадка допускает допустимые 1,5-2%. Сейчас оконные ПВХ профили экструдируют со скоростью 2,5-4,5 м/мин (от этого сильно зависит стоимость фильер), что соответствует производительности 4-7 кг готового оконного/дверного ПВХ профиля. При двухручьёвых фильерах эта производительность – выше в 2 раза, до 450 кг готового ПВХ оконного профиля в час! Более высокие значения скорости экструзии однокамерных профилей, для которых искажение внутренних поверхностей или усадка не имеют существенного значения – это, как правило, несложные, но пользующиеся повышенным спросом у населения кабель-каналы. Для многокамерных профилей производительность ниже, так как различные рёбра и перегородки препятствуют охлаждению внутренних поверхностей. Для открытых профилей, охлаждаемых со всех сторон, линейная скорость отвода выше (сайдинг).
Если поперечное сечение профиля невелико, то высокое давление в фильере препятствует повышению частоты вращения шнека и производительности экструдера. В этом случае пропускная способность калибра – выше производительности экструдера. При такой ситуации производительность лимитирует экструзионная фильера и тогда выгодно применение 2-х ручьёвой, но более дорогой фильеры. В этом случае давление на входе в фильеру снижается и появляется возможность увеличения частоты шнеков и производительность экструдера и всей линии. В некоторых случаях при экструзии неответственных ПВХ профилей целесообразно использовать 2-х ручьёвые фильеры, даже если пропускная способность калибра недостаточна и производительность такого процесса не слишком велика. Ниже приведены примеры производительности разных типов профилей из некоторых термопластов экструдерами различных фирм. Профили из жёсткого UPVC компаунда производят обычно (и с лучшим качеством) на 2-хшнековых экструдерах. Конструкция шнеков современных 2-хшнековых экструдеров такова, что материал в цилиндре хорошо гомогенизируется и дегазируется и поступает в фильеру в виде однородной вязкой массы с более-менее равномерным распределением температуры по сечению потока. При экструзии профилей целесообразно использовать не более 80% пластификационной способности экструдера.
Производительность различных экструзионных линий при экструзии различных профилей из жесткого uPVC:
| Название профиля | Тип профиля, размеры, мм | Толщина стенки, мм | Масса, кг | Сечение, см2 | Расчётная производительность | Скорость отвода, М/мин | Тип калибрования | Тип экструдера | Производительность экструдера, кг.час |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Оконная ПВ Ч рама | Полный камерный 58 Ч 64 | 3,5 | 1,310 | 9,64 | 110 | 1,4 | Длинномерный вакуумный | - | 130 |
| Направляющая для штор | Полный камерный 55 Ч 15 | 1,5 | 0,374 | 2,67 | 78 | 3,5 | Длинномерный вакуумный | - | 130 |
| Ламела | Полный камерный 64 Ч 11 | 0,8 | 0,255 | 1,82 | 105 | 3,43 | Длинномерный вакуумный | - | 130 |
| Сайдинг | Открытый профиль 250 Ч 12 | 1,9 | 0,372 | 2,66 | 200 | 9 | Короткая втулка с водяной смазкой и каландры | СМ ARGOS 2 Ч 90 | До 1000 кг готовых панелей |
| Кабель-канал | Открытый профиль 1173 Ч 60 | 2 | 1,23 | 8,78 | 155 | 8,78 | Вакуумная ванна | СМ45 | 50 |
| Стеновая панель | Закрытый камерный профиль 115 Ч 10 | 0,4-0,45 | 0,180-0,190 | 2,4 | 80-120 | 4-5 | Вакуумная ванна и сухие калибраторы | СM58 TITAN | 50-120 |
Таким образом, легко убедиться, что выбор экструзионной линии для производства определённого ПВХ профиля для строительства или другой выгодной деятельности – дело, вполне посильное грамотному инженеру.
