폴리에틸렌(PE) 파이프, 특히 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 물 공급, 가스 분배, 배수 및 산업 응용 분야에 혁명을 일으켰습니다. 유연성, 내부식성, 내구성 및 누출 없는 접합으로 인해 전 세계적으로 선호되는 선택이 되었습니다. 그런데 이러한 다목적 파이프는 실제로 어떻게 생산됩니까? 정밀 제조 공정을 살펴보겠습니다.
1. 기초: 원료 선택 및 준비
PE 수지: 여행은 고품질 폴리에틸렌 수지 과립으로 시작됩니다. 특정 유형(HDPE, MDPE, LDPE)과 등급은 파이프의 용도와 필요한 압력 등급(예: PE100, PE100RC)에 따라 선택됩니다.
QX-900 자동 진공 로딩 시스템/QX-150 호퍼 건조기/QX-300 자동 진공 로딩 시스템/QX-50 호퍼 건조기
첨가제: 필수 첨가제가 기본 수지와 혼합됩니다.
안정제: 처리 및 서비스 수명 동안 UV 방사선(카본 블랙 마스터배치)으로 인한 분해 및 산화로부터 보호합니다.
안료: 일반적으로 UV 차단을 위한 카본 블랙이지만 식별을 위해 다른 색상이 사용됩니다(예: 식수에는 파란색, 가스에는 노란색).
가공 보조제: 압출 중 용융 흐름을 최적화합니다.
혼합 및 건조: 수지와 첨가제는 믹서에서 정밀하게 계량되고 균질화됩니다. 수분을 제거하기 위해 혼합물을 건조시키는 경우가 많아 용융 시 결함이 발생할 수 있습니다.
QX-900 자동 진공 로딩 시스템
QX-150 호퍼 건조기
운반 용량
900kg/h
적재 능력
150kg
모터 파워
1.5kW
송풍기 전력
0.75kW
전달 호스 내경
38mm
가열 전력
7.5kW
흡입 호스 내경
38mm
순중량
80kg
QX-300 자동 진공 로딩 시스템
QX-50 호퍼 건조기
운반 용량
300kg/h
적재 능력
50kg
모터 파워
0.75kW
송풍기 전력
0.25킬로와트
전달 호스 내경
38mm
가열 전력
6.5kg
흡입 호스 내경
38mm
순중량
56kg
2. 공정의 핵심: 압출
혼합된 재료는 제조 라인의 핵심인 압출기로 공급됩니다.
SJ75-38 고속 단축 압출기/SJ50-33 단축 압출기/SJ25-25 컬러 스트라이프
공급: 과립이 압출기의 공급 호퍼에 들어갑니다.
용융 및 압축: 길고 가열된 배럴 내부에서 회전하는 스크류가 과립을 앞으로 전달합니다. 배럴 히터의 열과 스크류에서 발생하는 마찰로 인해 PE가 점성이 있고 균질한 용융물로 가소화(용해)됩니다.
계량: 용융된 플라스틱은 일련의 스크린(브레이커 플레이트)을 통해 높은 압력과 제어된 온도로 밀어 넣어 오염 물질이나 녹지 않은 입자를 제거합니다.
부품 용 공압출기
사양
기술 노트
기어 감속기
∟ 기어 재질
20CrMnTi 합금강
내충격성을 위한 표면 경화 등급
∟ 기어 표면 처리
표면경화(화염/유도)
치아 측면 경도 ≥HRC 58-62
∟ 냉각방식
수냉식 재킷
폐쇄 루프 순환 시스템
전기 부품
∟ 모터
영구 자석 서보 모터
고토크 저RPM 설계
∟ 기어박스
창저우 하이 토크 기어박스
비율 15:1~100:1, IP65 보호
∟ 인버터
Jiale PM 서보 컨트롤러
CANopen 통신 활성화
∟ 접촉기/표시기/버튼
슈나이더 TeSys 시리즈
IEC 60947-4-1 준수
∟ 온도 조절기
Dongqi PID 컨트롤러
±0.5°C 정확도, SSR 출력
3. 파이프 성형: 다이 헤드
용융된 PE는 압출기에서 나와 중요한 다이 헤드 어셈블리로 들어갑니다.
3층 고속 PE 파이프 다이
환형 흐름: 다이 헤드는 용융물을 연속적이고 벽이 두꺼운 원통형 튜브(패리슨이라고 함)로 형성합니다. 다이 갭의 정확한 설계에 따라 파이프의 외경과 초기 벽 두께가 결정됩니다.
유형:
단일 압출: 표준 파이프에 단일 압출기와 다이를 사용합니다.
공동 압출: 단일 다이 헤드에 공급하는 두 개 이상의 압출기를 사용합니다. 이는 UV 보호를 위한 착색된 외부 층 및 식수 접촉을 위한 순수 내부 층과 같은 층을 허용하거나, 가스 파이프용 장벽 층(예: EVOH)을 통합하여 투과성을 감소시키는 것을 허용합니다.
파이프 다이 제조 공정
단계
사양
품질 관리
기본 재료
40Cr 합금강(단조)
포함 여부에 대한 초음파 테스트
1. 황삭가공
수직형 머시닝센터
95% 재고 제거
2. 마무리 가공
정밀연삭
±0.01mm 프로파일 정확도
3. 연마
전해연마
Ra ≤0.2μm 유동 표면
4. 표면처리
경질 크롬 도금(25μm)
비커스 경도: HV1000
나선형 맨드릴 제조
공정
장비 및 방법
성능 이점
가공
수입 5축 CNC
실제 위치 ≤0.025mm
포지셔닝
로터리 인덱싱 포지셔닝
용융 균질성 CV ≤1.5%
최종검사
레이저 스캐닝 + 흐름 시뮬레이션
압력 강하 변동 <2%
4. 크기 조정 및 냉각: 형태를 굳히기
뜨겁고 녹은 패리슨은 다이 헤드에서 빠져나오며 치수를 굳히기 위해 즉시 정확한 크기 조정과 급속 냉각이 필요합니다.
파이프 진공 교정 탱크(9m)/파이프 스프레이 냉각 탱크(8m)
진공 사이징 교정기: 패리슨은 폐쇄된 수냉식 진공 사이징 탱크에 들어갑니다. 내부에는 정밀하게 가공된 교정기 슬리브가 최종 외경을 정의합니다. 슬리브의 작은 구멍을 통해 진공이 가해지면 녹은 플라스틱이 교정기의 차가운 벽에 닿아 바깥쪽으로 빨려 들어가 정확한 OD가 설정됩니다.
냉각 탱크: 그런 다음 파이프는 일련의 물 분사 또는 침수 냉각 탱크를 통과합니다. 파이프를 약화시킬 수 있는 뒤틀림, 잔류 응력 또는 결정화 문제를 방지하려면 점진적이고 제어된 냉각이 중요합니다. 수온, 접촉시간 등을 세심하게 관리하고 있습니다.
매개변수
사양
기술 노트
진공 시스템
∟ 진공 펌프 동력
5.5~7.5kW × 2
이중 펌프 이중화 설계
∟ 워터 펌프 동력
5.5~7.5kW × 2
고유량 순환(≥15m³/h)
냉각 시스템
∟ 냉각방식
스프레이 냉각
균일한 파이프 표면 담금질
∟ 스프레이 바
8대
전체 범위 레이아웃
∟ 스프레이 바 재질
두꺼운 스테인레스 스틸(SS304)
부식 방지 구조
∟ 노즐 재질
나일론(PA66)
막힘 방지, 200k+ 주기 수명
매개변수
사양
기술 노트
워터 펌프 전력
7.5kW × 1
고압 순환(≥20m³/h)
냉각방식
유리 뷰포트를 갖춘 스프레이 냉각(커튼형)
균일한 전체 범위 담금질
스프레이 바
8대
360° 노즐 배열
스프레이 바 재질
두꺼운 스테인레스 스틸(SS304)
부식 방지 설계
5. 운반 및 교정
네발톱 크롤러형 서보 구동 운반형 기계
운반 장치: Caterpillar 트랙 또는 벨트는 냉각된 파이프를 부드럽게 잡고 압출기 출력과 동기화된 일정하고 제어된 속도로 다이 헤드에서 당겨냅니다. 이는 생산 속도를 결정하고 일관된 벽 두께를 보장합니다.
직선화(선택 사항): 더 큰 직경의 파이프 또는 특정 공차의 경우 직선화 장치를 사용하여 파이프가 제대로 작동하도록 할 수 있습니다.
매개변수
사양
기술 노트
견인 시스템
∟ 크롤러 유닛
4세트
독립적인 힘 균형
∟ 프레임 길이
2,800mm
Φ315mm 파이프 안정성에 최적화됨
∟ 최대 견인력
18,000N(≒1,836kgf)
630mm SDR11 파이프에 적합
∟ 견인 속도 범위
0.1-8m/분
얇은 벽/두꺼운 벽의 정밀 제어
∟ 구동 모터
1.5kW 서보 모터 × 4
정현파 서보 시스템(±0.05% 동기)
∟ 속도 제어
서보 컨트롤러 규제
CANopen 버스 동기화
∟ 클램핑 방법
공압 클램핑
안전 장치 그립 압력
∟ 기압
0.6MPa
즉각적인 응답 <0.5초
∟ 중심 높이
1200±50mm
업스트림 냉각 탱크와 일치
6. 절단 및 취급
파이프 궤도 칩 프리 절단기
절단: 연속 생산된 파이프는 자동 톱이나 절단기를 사용하여 지정된 길이(일반적으로 6m, 12m 또는 더 작은 직경의 코일)로 절단됩니다.
취급: 절단된 길이는 조심스럽게 취급되며(종종 표면 손상을 방지하기 위해 진공 리프터 또는 벨트 사용) 보관 또는 팔레타이징 구역으로 옮겨집니다. 끝은 일반적으로 보호됩니다.
매개변수
사양
기술 노트
최대 절단 두께
30mm(HDPE)
SDR17 Φ315mm 파이프용
피드 메커니즘
유압 공급
압력 제어(±0.2mm 정밀도)
커팅 블레이드
맞춤형 공구강 블레이드
경도 ≥62 HRC, 교체 가능한 인서트
모터 파워
2.2kW
정토크 설계
회전 속도
960rpm
칩 없는 깔끔한 절단에 최적화됨
스트로크 제어
공압 실린더 작동
반복성 ±0.1mm
테이블 여행
1,500mm
6m 파이프 세그먼트 처리
테이블 드라이브
공압 슬라이드 시스템
0.6 MPa 공기압, 신속한 위치 결정
중심 높이
1200±50mm
상류 운반 장치와 일치
7. 엄격한 품질 관리: 성능 보장
장수를 위한 정밀공학
PE 파이프의 생산은 재료 과학, 정밀 엔지니어링 및 세심한 공정 제어의 정교한 혼합입니다. 원자재의 신중한 선택 및 혼합부터 하이테크 압출, 크기 조정, 냉각 및 엄격한 테스트에 이르기까지 모든 단계는 전 세계의 중요한 인프라 프로젝트에 탁월한 성능, 수명 및 신뢰성을 제공하는 제품을 만들기 위해 설계되었습니다. 이 프로세스를 이해하면 PE 파이프, 특히 HDPE가 수십 년 동안 지속 가능하고 효율적인 유체 운송 수단을 제공하면서 까다로운 응용 분야에 신뢰할 수 있는 솔루션인 이유가 강조됩니다.
