Selon les experts, l’utilisation de tuyaux en polymère dans l’approvisionnement en chaleur et en eau a révolutionné le secteur de la construction. Les principaux avantages de ces matériaux sont leur grande résistance à la corrosion; faible poids; le lissé de la surface interne, qui offre une résistance hydraulique plus faible que celle des tubes métalliques conventionnels; coût relativement faible (encore une fois, comparé aux produits métalliques); facilité d'installation, haute résistance à l'usure (la durée de vie d'un tuyau en polymère peut être de 50 ans ou plus). Bien que ces tuyaux présentent certains inconvénients: résistance à basse température, perméabilité aux gaz, faible pression de travail, forte dilatation linéaire et difficultés liées à l’utilisation de raccords filetés fiables. Tout cela limitait nettement leur utilisation dans l'alimentation en eau chaude et le chauffage, jusqu'à ce que de nouveaux types de matériaux, méthodes d'installation et technologies de production de tuyaux en polymère soient développés.
Le principal matériau utilisé pour la fabrication de tels produits est un type spécial de polymère thermoplastique. Une ligne de production de tuyaux en polyéthylène permet la production de tuyaux à haute et basse pression à partir de divers matériaux polymères - polypropylène, polybutène, chlorure de polyvinyle, etc. Le chlorure de polyvinyle, par exemple, présente une qualité telle que la sécurité incendie, qui s'explique par sa température d'inflammation élevée (+ 440 ° С) et un indice d'oxygène de 60%. Cependant, le principal inconvénient du chlorure de polyvinyle est la rigidité accrue de ce matériau, ce qui complique grandement le travail.
Le polychlorure de vinyle est formé par polymérisation de chlorure de vinyle. Il est de deux types - polychlorure de vinyle chloré et non plastifié. Le PVC est un matériau suffisamment durable, facile à utiliser et résistant aux influences extérieures. Mais sa portée est limitée en raison d'une toxicité accrue et d'une inflammabilité rapide. Pour ces raisons, ces tuyaux sont principalement utilisés pour le matériel de drainage et d’assainissement. Par contre, les produits en PVC présentent de nombreux avantages: résistance à la corrosion, faible conductivité thermique, surface lisse à l'intérieur, rigidité. Comme les autres polymères, le PVC est instable à la lumière du soleil, étanche à l'oxygène et nécessite l'utilisation d'équipements spéciaux d'installation et de soudage.
Les tuyaux en polyéthylène se caractérisent par leur faible coût, leur facilité de soudage et leur production ne nécessite pas d’importants investissements. Cependant, ils ne sont pas suffisamment résistants à la chaleur et durables, ils sont donc rarement utilisés pour le chauffage (uniquement des tuyaux en polyéthylène spécial pour des températures élevées). Dans notre pays, la production de tuyaux en polyéthylène de type PE 63 est prédominante, bien qu’en Occident, une nouvelle génération de matériau, le PE100, plus durable et plus résistant à la chaleur, soit largement utilisée. Un nombre assez important d’entreprises fabriquent dans notre pays des tubes à base de PE 80 (par exemple, OJSC Kazanorgsintez, LLC Stavrolen) et des unités à partir de PE 100 (des unités sont produites occasionnellement par l’usine Andrt Gaztrubplast et JSC Kuzpolymermash). La production de tubes en polyéthylène pour températures élevées - PE-RT - constitue une autre voie de développement plutôt prometteuse. Jusqu'à présent, seule la société polonaise KAN a vendu des produits de ce polymère dans notre pays. Cependant, les entrepreneurs russes ne sont toujours pas pressés d'introduire des tubes PE-RT dans leur assortiment, estimant qu'ils coûtent trop cher (comparable au prix des tubes en métal-plastique et PE-X) et présentent encore un certain nombre d'inconvénients par rapport aux produits en métal-plastique. (pression inférieure, degré de résistance au chlore, etc.).
De plus, pour la fabrication de tuyaux, trois modifications du polypropylène sont utilisées: le copolymère séquencé PP-B, l'homopolymère PP-H et le copolymère d'éthylène statique PP-R. Chacun de ces types de matériaux est utilisé pour des tuyaux spécifiques. Ainsi, par exemple, le PP-N est utilisé pour la construction de pipelines technologiques, le PP-B dans les systèmes d’égout et le PP-R, en raison de sa résistance élevée, pour l’alimentation en chaleur et le chauffage. Cependant, le polypropylène utilisé dans la construction de systèmes de chauffage est progressivement inférieur en Europe aux tuyaux à base de PE-X. Dans notre pays, il est toujours populaire, car il présente une bonne soudabilité. Et cet avantage compense toutes les lacunes des constructeurs nationaux: la vitesse de propagation des fissures relativement élevée, la rigidité et la forte dilatation thermique linéaire (par rapport aux tuyaux en métal-plastique). Toutefois, dans les systèmes d’approvisionnement en eau froide et d’égouts, le polypropylène l’emporte sur le PVC, car il présente une résistance chimique et thermique supérieure à celle de ce dernier.
Les fabricants étrangers Aquatherm et Polymelt Kunststoftechnik sont les leaders du marché des tubes en polypropylène. Stroypolymer, Borodino-Plast et Agrigazpolymer comptent parmi les entreprises russes producteurs de tubes en polypropylène. La principale difficulté dans la production de produits à base de propylène réside dans la nécessité d’acheter certaines matières premières. Les meilleures matières premières sont considérées comme les produits de la société suédoise Borealis. Cependant, elles sont nettement plus chères (environ 150 euros par tonne) que les matières premières similaires d’autres sociétés allemandes, coréennes, hongroises et même russes.
Le PE-X susmentionné est ce qu'on appelle le polyéthylène réticulé. Cette technologie de production de tuyaux est apparue relativement récemment. Les avantages du polyéthylène réticulé sont les meilleurs indicateurs de la résistance aux chocs à basses températures, de la résistance chimique, de la résistance minimale à long terme et de la résistance à la propagation des fissures à la surface du tuyau. Cependant, ce matériau est instable aux effets des produits pétroliers et des produits de leur traitement (huiles, solvants, graisses).
Le but du tuyau et le matériau qui le compose peuvent être déterminés par son marquage et sa coloration. Ainsi, par exemple, les tuyaux de couleur noire sont en polyéthylène, orange et jaune-rose - en polychlorure de vinyle, gris - en polypropylène. Dans la fabrication de tuyaux marqués sous la forme de rayures multicolores. Les tuyaux pour l'eau froide sont marqués avec des bandes de bleu et de bleu appliquées longitudinalement, et les tuyaux des systèmes de chauffage et d'eau chaude sont marqués de bandes blanches. Les tuyaux jaunes sont utilisés pour les gazoducs. Pour la fabrication de tuyaux à partir de matériaux polymères, une ligne d'extrusion est utilisée pour la production de tuyaux en polyéthylène. Les conduites de gaz sont généralement jaunes.
Pour la fabrication de tubes en matériaux polymères, des lignes d’extrusion spéciales sont utilisées pour la production de tubes en polyéthylène. Un tel équipement est généralement fabriqué sur commande selon les exigences du client. La fonctionnalité et l'équipement de la ligne dépendent de plusieurs facteurs. En particulier, il est nécessaire de prendre en compte le type de matériau à partir duquel les tuyaux seront fabriqués, de tenir compte de la nécessité d'un marquage (ceci est également fait sur un équipement automatisé), de la productivité souhaitée de l'équipement, des dimensions du tronçon de tuyau et de l'épaisseur de leurs parois.
D'un point de vue technologique, le processus de fabrication de tuyaux à partir de matériaux polymères est assez simple et nécessite peu de temps pour former les travailleurs (en un mois, ils peuvent pleinement comprendre toute la sagesse). La ligne d'extrusion pour la production de tuyaux en polymère fonctionne sur le principe d'un cycle continu et fermé. Il se compose de plusieurs éléments de base. Une extrudeuse à une vis est une presse à vis sans fin, à l’intérieur de laquelle une masse homogène d’une substance polymère est formée et est divisée proportionnellement en plusieurs parties (leur quantité exacte dépend de la longueur et de la largeur du tuyau) à l’aide d’une tête de formage. L'extrudeuse est activée par un lecteur. Les têtes de tube à grande vitesse sont fabriquées selon le principe de la spirale, ce qui permet l'extrusion nécessaire. Ils contrôlent la température. Le calibrateur à vide utilise de l'air comprimé, qui forme le diamètre du tuyau. Ceci est particulièrement important dans la production de conduites d'eau, car cela vous permet de calibrer clairement leur diamètre interne, ce qui est nécessaire pour une jonction précise. Il existe deux types de sections de refroidissement: avec un système d'irrigation ou avec une immersion complète du tuyau dans l'eau. L'essentiel est que le refroidissement se fasse de manière uniforme, sinon il est probable que le mariage soit contracté. Le dispositif de traction retire le produit de la tête et le tire à travers la section de refroidissement. Ces dispositifs peuvent être de différents types, en fonction de la taille du tuyau: sous forme de chaînes, de courroies ou de structures à rouleaux. Le dispositif de coupe est une scie électrique, qui peut être à la fois circulaire et à ruban. Le tuyau est coupé en morceaux de la longueur requise. Le markirator applique des informations sur la longueur, l'épaisseur et le diamètre du produit à la surface du tuyau.
Le plastique granulaire est utilisé comme matière première et est placé dans le compartiment de la trémie de l'extrudeuse. Dans ce compartiment se trouvent des anneaux chauffants et des vis sans fin qui font fondre les granules pour former un mélange visqueux uniforme. Les granulés fondus sont acheminés vers la tête d’extrusion, à travers laquelle ils sont extrudés sous haute pression, formant ainsi le futur produit. Le tuyau en polypropylène moulé est envoyé pour un étalonnage sous vide, où sa section transversale est étalonnée en utilisant le vide. Là, la pièce est soumise à un refroidissement primaire. Ensuite, le tuyau se déplace dans les chambres de refroidissement, où il se refroidit, puis est coupé en segments d’une longueur donnée. Afin de garantir la longueur d'une longue canalisation, un mécanisme de traction spécial avec chenilles est utilisé. Avec ce mécanisme, les tuyaux sont tirés sans dommage. Pour travailler avec la ligne, il faut 1-2 opérateurs par équipe.
Une ligne similaire permet la production de tuyaux d'un diamètre de 15 à 63 mm. La capacité de production annuelle sera de 115 000 à 310 000 mètres linéaires, en fonction de l'épaisseur des produits. La puissance installée des collecteurs de courant est de 20 kW et la consommation d'eau est de 1 mètre cube. mètre par jour. Pour placer la ligne, une surface de 120 à 150 mètres carrés est nécessaire. mètres. Ajoutez à cela la superficie des locaux administratifs (20-25 mètres carrés) et la zone adjacente (50-70 mètres carrés). Le coût d'une telle ligne est de 3 millions de roubles. Des options plus coûteuses coûteront 150 000 $ ou plus. Lors de l'achat d'une ligne (particulièrement peu coûteuse), vérifiez si une unité de préparation de l'air (compresseur d'air et filtre) est présente dans sa composition. Parfois, pour une ligne dans la configuration de base, il peut être nécessaire d’acheter une imprimante pour le marquage des produits finis, des unités de réfrigération, etc.
Le montant total des investissements destinés à créer notre propre production de tubes en polymère s'élèvera à plus de 6 millions de roubles. Ce montant comprend la location de locaux, l’achat d’équipement, les salaires des employés, l’achat de matières premières. Les délais de récupération dépendent de la rentabilité, qui peut varier considérablement (jusqu'à un maximum de 20-25%). En moyenne, une telle entreprise est rentabilisée en 2 à 2, 5 ans. Cependant, considérons le niveau élevé de concurrence dans ce segment. Il est probable que la période de récupération augmente si vous ne pouvez pas garantir la vente de vos produits à des prix compétitifs dès le début de votre production. Par conséquent, la recherche de canaux de distribution devrait être prise en charge même au stade de l’élaboration du plan commercial.
Sysoeva Lilia
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