Introduzione

Un tubo SRTP in uscita dalla sezione di formatura non è ancora dimensionalmente finito.

Il PE ha già assunto la forma di un tubo e il rinforzo in filo di acciaio-si trova all'interno della parete composita, ma il materiale trasporta ancora una notevole quantità di calore di lavorazione. Il polimero può continuare a contrarsi e cambiare forma man mano che il calore viene rimosso.

È qui che il raffreddamento e il dimensionamento diventano importanti.

Lo scopo non è semplicemente quello di abbassare la temperatura. Il tubo deve passare da uno stato caldo e deformabile verso una geometria finita stabile mantenendo il diametro esterno, la rotondità e la struttura delle pareti.

C'è un'altra considerazione che non esiste nella stessa misura in un normale tubo in PE mono-materiale.

SRTP contiene filo di acciaio all'interno della parete in PE. Acciaio e PE rispondono in modo diverso alle variazioni di temperatura. Il processo di raffreddamento deve quindi stabilizzare una struttura composita piuttosto che una parete polimerica uniforme.

Parametri della tubazione SRTP

Le effettive condizioni di raffreddamento e dimensionamento dipendono dal diametro del tubo, dalla struttura delle pareti, dal materiale e dalla configurazione della linea di produzione.

Il tubo sta ancora cambiando dopo la formazione

Durante l'estrusione e la formatura del composito, il PE deve essere riscaldato sufficientemente per fluire.

Una volta che il tubo lascia la sezione di formatura, il calore inizia a lasciare il materiale.

Il polimero diventa gradualmente meno deformabile man mano che la sua temperatura diminuisce. Allo stesso tempo, le sue dimensioni cambiano.

Questo è un comportamento normale.

Il diametro misurato immediatamente dopo la formatura non è necessariamente il diametro finale del tubo. Lo stesso vale per la forma della-sezione trasversale.

Ecco perché è importante il passaggio tra la formatura e l'ispezione finale. Il tubo deve attraversare questo passaggio senza sviluppare eccessive variazioni dimensionali.

La contrazione PE fa parte del processo

Quando il PE si raffredda, si contrae.

L'entità del cambiamento dimensionale è influenzata dal materiale, dalla storia della lavorazione e dal cambiamento di temperatura. La parete non raggiunge istantaneamente le sue dimensioni finali nel momento in cui entra nella sezione di raffreddamento.

Durante questo periodo, il tubo è ancora in movimento lungo la linea di produzione.

Il processo di raffreddamento deve quindi mantenere il tubo sotto un sufficiente controllo dimensionale mentre il polimero diventa stabile.

Se si lasciasse raffreddare il tubo senza controllarne la geometria, la sezione trasversale finale-potrebbe differire dalle dimensioni previste.

Questo è il motivo per cui il dimensionamento viene utilizzato insieme al raffreddamento.

SRTP ha un muro composito

Il filo d'acciaio cambia la situazione perché la parete non è interamente realizzata in PE.

Il rinforzo è già posizionato all'interno del tubo quando inizia il raffreddamento. Man mano che il polimero circostante perde calore, il PE subisce la normale contrazione termica mentre l’acciaio ha caratteristiche termiche diverse.

I due materiali sono fisicamente incorporati nella stessa parete.

Non possono semplicemente comportarsi come se fossero pezzi separati.

La geometria finale è il risultato del raggiungimento di una condizione stabile da parte dell'intera struttura composita.

Questo è uno dei motivi per cui le condizioni di raffreddamento devono essere considerate insieme alla struttura effettiva del tubo piuttosto che trattate come una fase generica identica per ogni specifica SRTP.

Perché è importante un raffreddamento uniforme attorno al tubo

Il tubo è circolare, quindi il raffreddamento non deve creare differenze inutili da un lato all'altro della circonferenza.

Se una regione perde calore sostanzialmente più velocemente di un’altra, il materiale in quelle regioni può passare attraverso la transizione termica a velocità diverse.

Questa differenza può influenzare la contrazione e la stabilità dimensionale.

Il risultato non si presenta necessariamente come un difetto evidente mentre il tubo è ancora caldo.

Una valutazione più significativa avviene dopo che il materiale si è raffreddato sufficientemente e le dimensioni possono essere controllate in condizioni stabili.

Per la produzione continua, è quindi importante mantenere un ambiente termico costante attorno al tubo.

Il diametro fa la differenza

Un tubo più grande contiene più materiale.

Anche il calore immagazzinato all'interno della parete deve percorrere un percorso più lungo prima di raggiungere l'ambiente di raffreddamento.

Ciò non significa che ogni tubo di-diametro grande abbia automaticamente un problema. Ciò significa che il comportamento termico diventa più difficile da trattare come una semplice operazione di raffreddamento-superficiale.

La stessa considerazione vale quando lo spessore della parete aumenta.

Una parete composita più spessa contiene più materiale che deve passare attraverso il processo di raffreddamento prima che l'intera struttura diventi stabile.

Di conseguenza, le condizioni di raffreddamento devono corrispondere alle specifiche del tubo prodotto.

Un raffreddamento troppo veloce non è automaticamente migliore

La velocità di produzione è importante, ma la massima velocità di raffreddamento non è la stessa cosa di un buon raffreddamento.

Quando una parete composita calda viene raffreddata, le regioni esterne possono perdere calore prima delle regioni interne.

Se la differenza di temperatura diventa eccessiva, parti diverse del muro possono contrarsi in condizioni diverse.

Ciò può contribuire alla variazione dimensionale e allo stress residuo.

La rimozione controllata del calore conferisce al materiale una transizione più stabile.

L'obiettivo pratico è raggiungere in modo coerente le dimensioni finali richieste, non semplicemente ridurre la temperatura il più rapidamente possibile.

Cosa fa il dimensionamento durante questa fase

Raffreddamento e dimensionamento svolgono compiti diversi ma connessi.

Il raffreddamento rimuove il calore dal tubo.

Il dimensionamento aiuta a mantenere la geometria richiesta mentre il polimero è ancora in grado di cambiare forma.

Il diametro esterno è una delle principali dimensioni controllate. La rotondità è un'altra.

Senza il controllo dimensionale durante questa fase, il tubo potrebbe allontanarsi gradualmente dalla forma circolare prevista man mano che il materiale si contrae.

Ciò diventa particolarmente importante nella produzione continua perché il tubo non si ferma tra formatura, raffreddamento e dimensionamento.

La rotondità è più di una questione di aspetto

Si prevede che un tubo circolare mantenga una sezione trasversale ragionevolmente coerente-.

Se il tubo diventa ovale, la geometria della parete non è più distribuita sulla circonferenza come previsto nella progettazione.

Per i tubi compositi-che sopportano pressione, è quindi preferibile mantenere la geometria progettata piuttosto che consentire alla sezione trasversale-di cambiare liberamente durante il raffreddamento.

La rotondità è importante anche durante la successiva movimentazione e collegamento dei tubi.

Un tubo dimensionalmente stabile è più facile da trasformare in lunghezze standard e da collegare al corrispondente sistema di giunzione.

Lo spessore della parete si stabilizza anche durante il raffreddamento

Lo spessore della parete viene stabilito durante la formatura, ma è influenzato anche dai cambiamenti dimensionali che si verificano durante il raffreddamento del PE.

La situazione diventa più complicata in SRTP perché l'armatura in acciaio occupa parte della parete composita.

La relazione finale tra lo strato interno in PE, il rinforzo e lo strato esterno in PE dipende da come si stabilizza l'intera struttura.

Questo è un altro motivo per cui le misurazioni finali della parete dovrebbero essere effettuate dopo che il tubo ha raggiunto una condizione sufficientemente stabile.

La misurazione di un tubo mentre è ancora sottoposto a una significativa contrazione termica fornisce solo un quadro temporaneo delle sue dimensioni.

E lo stress residuo?

Il PE sperimenta la storia meccanica e termica durante la lavorazione.

Il materiale scorre attraverso il sistema di estrusione, cambia direzione e assume la forma del tubo richiesta. La sua struttura molecolare non ritorna necessariamente ad uno stato completamente rilassato prima che il tubo inizi a raffreddarsi.

Quando il materiale si raffredda e si contrae, può rimanere dello stress interno.

Lo stress residuo è quindi correlato sia alla formatura che al raffreddamento.

Un raffreddamento non uniforme può rendere la situazione più complicata perché diverse parti del muro possono avere storie termiche diverse.

Il raffreddamento controllato non cancella l'intera cronologia della lavorazione, ma aiuta a evitare inutili differenze di temperatura durante la transizione allo stato finale.

Il rinforzo deve rimanere stabile

Il filo d'acciaio è già stato incorporato nella parete del tubo prima che inizi il raffreddamento.

La sua posizione dovrebbe rimanere costante mentre il PE attorno ad esso cambia da materiale lavorato a caldo a solido stabile.

Se la struttura composita si muove durante questa fase, il rapporto finale tra il rinforzo e gli strati di PE può cambiare.

Il processo di raffreddamento ha quindi una dimensione strutturale oltre che termica.

L'obiettivo è stabilizzare ciò che si è formato piuttosto che consentire alla struttura della parete di continuare a cambiare in modo significativo dopo aver lasciato la sezione di formazione.

Il raffreddamento non può riparare un tubo mal formato

Esiste un limite pratico a ciò che il raffreddamento e il dimensionamento possono realizzare.

Se il rinforzo è già stato posizionato in modo errato, il raffreddamento non ridisegnerà la struttura di rinforzo.

Se il muro si è già formato in modo non uniforme, il raffreddamento non può garantire la scomparsa del problema originario.

La fase di raffreddamento è meglio intesa come fase di stabilizzazione.

I processi precedenti stabiliscono la parete composita. Il raffreddamento e il dimensionamento aiutano quindi a portare quella struttura alle sue dimensioni finali.

Questa distinzione è utile quando si analizzano i problemi di produzione. Un problema dimensionale riscontrato dopo il raffreddamento può avere origine dal raffreddamento stesso, ma potrebbe anche essere una conseguenza di una condizione di formatura precedente.

Perché il controllo dimensionale avviene dopo il raffreddamento

Lo scopo dell'ispezione dimensionale finale è determinare se il tubo finito soddisfa la geometria richiesta.

Le misurazioni tipiche possono includere diametro esterno, spessore della parete, lunghezza e rotondità, a seconda delle specifiche del prodotto applicabili.

Queste misurazioni diventano significative dopo che il tubo ha attraversato la fase principale di stabilizzazione termica.

Un tubo caldo sta ancora cambiando.

Un tubo raffreddato può essere misurato come un prodotto finito.

Questo è anche il motivo per cui il controllo della produzione non dovrebbe basarsi su un solo punto di misurazione. Il monitoraggio durante la produzione può identificare i cambiamenti non appena si verificano, mentre l'ispezione finale conferma le condizioni del tubo finito.

Perché questo è importante per il tubo di drenaggio della miniera

L'SRTP viene utilizzato per sistemi di drenaggio e acqua mineraria pressurizzata in cui le dimensioni costanti dei tubi sono importanti durante l'installazione.

Le sezioni lunghe della tubazione possono contenere molti tratti e giunti di tubo singoli. Se le dimensioni variano in modo significativo da una sezione all'altra, l'installazione diventa meno prevedibile.

Un processo di raffreddamento e dimensionamento stabile aiuta a mantenere il tubo finito entro l'intervallo dimensionale specificato.

Per l'acquirente non è solo una questione di come si presenta il tubo dopo la produzione.

La coerenza dimensionale influisce sulla movimentazione, sull'unione e sulla capacità di assemblare una lunga tubazione in pressione con geometria prevedibile.

Conclusione

Il raffreddamento e il dimensionamento sono le fasi in cui la struttura SRTP appena formata si muove verso le sue dimensioni fisiche finali.

Il PE si contrae perdendo calore, mentre il rinforzo in acciaio incorporato risponde in modo diverso alla temperatura. Poiché i due materiali formano un'unica parete composita, il raffreddamento deve essere controllato tenendo presente l'intera struttura.

Il diametro esterno, la rotondità e le dimensioni delle pareti continuano a stabilizzarsi durante questo periodo. Il dimensionamento aiuta a controllare la geometria mentre il PE è ancora in grado di cambiare forma, mentre il raffreddamento controllato aiuta a limitare le differenze non necessarie nel comportamento termico attorno e attraverso la parete.

Per i tubi SRTP di-diametro maggiore o con pareti-più spesse, queste considerazioni diventano più significative perché una maggiore quantità di materiale deve rilasciare calore prima che la struttura diventi stabile.

Il tubo quindi non è finito semplicemente perché il PE è stato formato in un tubo.

Il prodotto finale dipende da ciò che accade dopo: come viene rimosso il calore, come viene mantenuta la geometria e se il tubo raffreddato raggiunge le dimensioni richieste per la fase successiva di ispezione e utilizzo.

Domande frequenti

Perché l'SRTP necessita di raffreddamento dopo la formatura?

Il PE è ancora caldo e dimensionalmente instabile dopo la formatura. Il raffreddamento consente alla parete composita di spostarsi verso la sua condizione stabile finale.

Qual è lo scopo del dimensionamento?

Il dimensionamento aiuta a mantenere il diametro esterno e la rotondità richiesti mentre il PE si raffredda e rimane suscettibile di deformazione.

Il filo di acciaio influisce sul raffreddamento SRTP?

SÌ. L'acciaio e il PE hanno un comportamento termico diverso ed entrambi i materiali sono incorporati nella stessa parete composita.

Un raffreddamento più rapido produce sempre un tubo SRTP migliore?

No. Un raffreddamento eccessivamente rapido o irregolare può creare differenze di temperatura maggiori all'interno della parete e può contribuire alla variazione dimensionale o allo stress residuo.

Perché viene controllata la rotondità dopo il raffreddamento?

Perché il tubo può cambiare forma mentre il PE si raffredda. La rotondità finale assume maggior significato quando il tubo ha raggiunto una condizione stabile.

Il raffreddamento può correggere una posizione errata del rinforzo?

No. Il raffreddamento stabilizza la struttura prodotta dalle precedenti fasi di formatura. Non può sostituire uno strato di rinforzo posizionato in modo errato.

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