La sélection d'une installation industrielle à grande échelle d'EBM constitue fondamentalement un problème de distribution de la fusion, et non un problème de serrage. Une fois qu'un conteneur dépasse environ 60 à 80 litres de volume nominal, la machine dont vous avez besoin cesse d'être une machine de bouteille en taille réduite pour devenir un système de stockage de fusion doté d'un serrage. Le poids de la coquille passe de grammes à plusieurs dizaines de kilogrammes, le parison pend pendant plusieurs secondes sous son propre poids, et chaque décision concernant la capacité de l'accumulateur, l'intervalle entre les matrices, la résolution du programme de parison et le tonnage de serrage est guidée par une seule question : pouvez-vous livrer toute la coquille dans la matrice avant que la gravité ne détruise la distribution des parois que vous avez conçue ? Les installations chimiques qui achètent la mauvaise classe de machine le découvrent de manière douloureuse, généralement après l'échec du premier test de chute UN sur une paroi dont la mesure était parfaite à l'épaulement et de 2 mm d'épaisseur au rayon supérieur.
Ce guide couvre la logique technique qui sous-tend le choix d'équipement d'injection par soufflage pour les réservoirs, les drums et les récipients de transport à grosses tailles de 100 à 1000 litres : dimensionnement de la tête d'accessoir de l'échelle de 5 kg à l'échelle de 60 kg, contrôle de l'épaisseur des parois axiales et radiales, choix de la qualité de HMWHDPE avec des cibles réalistes de MFR et HSCR, stratégies de barrière pour les contenus aromatiques et agrochimiques, déduction de la force de serrage à partir de la surface projetée et de la charge de pincement, conception du circuit de refroidissement, attentes réalistes en termes de temps de cycle de 3 à 25 minutes et la chaîne d'équipements complémentaires qui transforme une machine individuelle en une cellule de production qualifiée.
Apollo, a Wanplas factory, has manufactured automatic machine d'extrusion en soufflages for more than 20 years from an 8,000 square meter plant in Zhangjiagang near Shanghai, with an annual build capacity of 100 machines and more than 4,000 sets running in over 90 countries. The lineup spans ten series and over eighty models, and for the tank sizes discussed here the relevant platforms are the ABLD Series covering 20L à 1500L containers and, for the companion small-pack lines that almost every chemical plant runs alongside its tank line, the ABLB Series covering De 200 ml à 20 l. Every specification, selection table and failure-mode discussion below is written against that real equipment envelope rather than against a generic textbook machine.
Pourquoi la production de cuves de 100 L à 1000 L est une classe de machines distincte ?
La ligne de démarcation entre une machine de moulage sous pression de taille moyenne et une machine à cuve de grande taille correspond au point à partir duquel l'extrudeur ne peut plus alimenter le moule aussi rapidement que le démoulage l'exige. En-dessous de cette limite, l'extrudeur fournit la lame d'injection en continu et le parison descend à un rythme constant. Au-dessus, la masse fondue doit être stockée dans un accumulateur et transportée vers le bas dans une seule et rapide poussée. Tout le reste du procédé découle de ce changement.
Le problème de l'affutage définit la machine.
Un parison en polyéthylène est un tube creux en substrat de fusion soutenue descendant de la matrice. Il est maintenu ensemble uniquement par sa propre résistance en fusion. Dès qu'il sort de la matrice, il commence à s'allonger sous son propre poids, raidisant la section supérieure et enrichissant la section inférieure. C'est un sag, qui s'aggrave brutalement avec la masse. Un parison de 300 grammes pour une toulousse de 5 L sagit de quelques pourcents à la suite d'une chute de deux secondes. Un parison de 55 kg pour une citerne de 1000 L, si il est extrudé continuellement à un rythme que l'extrudeur pourrait supporter en toute raison, nécessiterait plusieurs minutes pour se former et se détériorerait et se déchirerait bien avant d'atteindre sa pleine longueur.
La réponse technique est de réduire le temps passé par le parison au hangar. Une tête d'accumulateur stocke la totalité de la partie dans un cylindre chauffé, tandis que la partie précédente refroidit, puis un piston hydraulique propulse toute cette masse à travers la matrice en un seul mouvement, généralement de 6 à 10 secondes pour une pièce de 100 litres et de 18 à 25 secondes pour une pièce de 1 000 litres. Le sagging survient encore, mais il survient dans un intervalle court et quantifiable, ce qui signifie qu'il peut être compensé par le profil de programmation du parison plutôt que d'être combattu.
Extrusion continue versus tête accélérante
La comparaison ci-dessous est la décision la plus importante dans le choix de l'EBM pour une usine de produits chimiques à grande échelle. Il s'agit d'une comparaison de technologies, et non d'un comparatif des fournisseurs. Le point de croisement est généralement fonction du poids des granules et du cycle requis, et non uniquement de la capacité des récipients.
Tableau 1. Technologie d'extrusion continue versus technologie de tête d'accumulateur
| Critère | Tête d'extrusion continue | Tête à accumulation |
|---|---|---|
| Gamme pratique de poids des jetons | 0,005 à 5 kg. | De 3 à 70 kg (une bande allant de 5 à 60 kg est la plus courante). |
| Volume de chargement du conteneur | De 200 ml à environ 30 l. | 20L à 1500L |
| Durée de formation du parison. | Régulé par la production de l'extrudeur, de secondes à minutes. | Régulée par la vitesse du piston, 4 à 25 secondes, quel que soit la masse de la semelle |
| Sensibilité auceau | Bas pour les opérations de petites tailles, intangibles au-dessus de 5 tonnes | Contrôlée et reproductible, compensée par la programmation |
| Quotient de résidu et histoire thermique | Court, uniforme. | Plus longue ; nécessite un design de chemin d'écoulement d'entrée-exit pour éviter une dégradation. |
| Fenêtre de température de fusion type pour le HMWHDPE | De 190 à 205 degrés Celsius. | 180 à 200 degrés Celsius, gardé plus serré pour protéger la fusion stockée |
| Résolution de contrôle de l'épaisseur du mur. | 20 à 100 points axiaux typiques. | 100 à 200 points axiaux, plus commande radiale sur les cuves de grande taille |
| Indice relatif d'investissement de la machine (base = 100) | 100 | De 180 à 420 selon la classe d'accumulateur |
| Coût relatif par litre fini du contenant | Moyenne à haute | Bas pour les cuves de plus de 100 L. |
Lisez les deux dernières lignes ensemble. Une machine d'accumulation coûte beaucoup plus cher à l'achat, mais compte tenu du coût par litre de réservoir, elle est la solution la moins coûteuse pour tout réservoir de plus de 100 L, car une extrudeuse continue ne peut produire les pièces à un taux de rebut acceptable. L'indice d'investissement est exprimé par rapport à une valorisation de référence de 100 points pour une machine d'extrusion continue de taille moyenne ; c'est un indicateur de planification relatif, et non un devis.
Quel changement est-il possible au-delà de 100 L ?
Six sous-systèmes changent de nature quand vous passez en gamme de 100 l à 1000 l, et chacun constitue un point où une machine mal spécifiée vous pourrait piéger au bout de deux ans de production :
- Die head.Le diamètre de la tête varie de 60 à 150 mm sur les machines de taille moyenne à 250 à 600 mm sur les machines de cuve. Le mandrin et le boudin de la matrice deviennent de grands composants forgés et nitrides, et le canal de circulation doit être conique ou à l'effigie d'un cœur, afin que la résine à l'état liquide ne s'accumule pas dans des zones basses.
- Extrudeur.Le diamètre de l'axe tourne de 60 à 90 mm jusqu'à 100 à 150 mm, avec des rapports L/D allant de 25 : 1 à 30 : 1 et des sections d'alimentation avec rainure pour traiter les HMWHDPE à faible MRF. La géométrie à un seul axe reste standard ; l'aiguille à double axe est une solution de compoundage, et non une solution de moulage par soufflage.
- Unitaire de serrage.Le tonnage monte de 10 à 40 tonnes, puis de 60 à 250 tonnes, et la course de la rampe doit être assez large pour libérer une pièce pouvant atteindre 1,2 mètre de diamètre.
- Système de soufflage et de calibrationLes diameters des pales de soufflage augmentent, le volume d'air soufflé par cycle grimpe à plusieurs centaines de litres et le refroidissement interne par échange d'air forcé devient une nécessité économique plutôt qu'une option.
- Nettoyage des clayons.La défléchissement barrée sur un réservoir de 1 000 L peut peser de 8 à 15 kg. Il doit être retiré, granulé et réintroduit dans le process en circuit fermé, sinon votre modèle de coût de matériau s'effondre.
- Handling.Les pièces quittent la machine à 60 à 90 degrés Celsius, pèsent à l'arrivée jusqu'à 55 kg et ne peuvent pas simplement tomber sur un convoyeur. Les dispositifs de retournement, les tables à rouleaux et les éléments de refroidissement post-finition font partie de la spécification du procédé, et non pas d'une idée d'appoint.
Selection rule of thumb:Si le poids de la pièce finie dépasse 4 à 5 kg, ou si le préformage durerait plus de 30 secondes, spécifiez une tête à accumulateur. Si non, une tête continue est plus rapide et moins coûteuse par cycle.
Dimensionnement de la tête d'accumulateur : correspondre le réservoir de dépôt à la capacité du réservoir.
La capacité de l'accumulateur est le premier nombre sur la fiche de spécification et c'est la valeur qui est le plus souvent incorrectement réglée. Elle doit être suffisamment importante pour contenir l'ensemble de la partie, y compris le flash, avec une place à dégager, mais pas si grande que la matière fondue reste trop longtemps et se dégrade. La fenêtre de dimensionnement correcte est plus étroite que ce que s'attendent la plupart des acheteurs.
De la capacité du réservoir au poids des granules.
En remontant depuis la pièce finie. Estimer la surface du réservoir, multiplier par la moyenne de l厄épaisseur des parois, par la densité du matériau, puis ajouter la réduction des fusions. Pour un réservoir rectangle de 1 000 L mesurant environ 1,0 mètre sur 1,0 mètre et 1,1 mètre, la superficie développée составляет environ 6,4 mètres carrés. Avec, en moyenne, un mur de 7 mm et une densité du HMWHDPE de 0,948 g/cm3, la coque pèse environ 42 kg. L厄autocombien デpche sur une partie de cette surface augmente de 8 à 13 kg. L։accumulateur doit donc contenir 50 à 55 kg de matière fondante, plus 15 à 30 pour cent de réserve pour des variations du processus et le purgeage, ce qui situe la spécification à 60 à 70 kg.
Le même calcul pour une cuve de 100 litres avec une paroi moyenne de 4 mm donne une coquille d'environ 5,5 à 7,5 kg, un charge de 7 à 10 kg avec flash, et une spécification d’accumulateur de 10 à 15 kg. Le tableau ci-dessous consacre la bande complète et constitue le point de départ pratique pour le choix d’un EBM pour les installations chimiques à grande échelle.
Table 2. Dimensionnement de l’accumulateur et de l’extrudeur par volume du réservoir (HMWHDPE)
| Capacité du réservoir | Mur moyen. | Poids partiel. | Affutage avec flash | Classe d'accumulateur. | Diamètre de vis | Production de l'extrudeur. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 L. | 3,5 à 4,5 mm | De 5,5 à 7,5 kg. | 7 à 10 kg | 10 à 15 kg | De 90 à 100 mm | De 150 à 220 kg/h |
| 160 L à 200 L. | De 4,0 à 5,5 mm. | 9 to 13 kg | De 12 à 17 kg. | 20 to 25 kg | 100 à 120 mm. | 200 à 300 kg/h |
| De 250 L à 350 L. | 4,5 à 6,0 mm | 14 à 19 kg | De 18 à 25 kg | De 25 à 35 kg | 120 mm. | De 250 à 350 kg/h. |
| 500L | De 5,5 à 7,0 mm | 24 to 32 kg | 30 à 42 kg. | 40 à 50 kg | De 120 à 150 mm. | 300 à 450 kg/h |
| 800 L | De 6,0 à 7,5 mm | 35 à 45 kg | 43 à 56 kg | De 50 à 60 kg. | 150 mm | De 380 à 520 kg/h |
| 1000 L. | 6,5 à 8,5 mm. | 42 à 55 kg | De 50 à 65 kg. | 60 à 70 kg | 150 mm ou alimentation double | De 420 à 600 kg/h |
Deux précautions s'appliquent à ce tableau. Premièrement, les hypothèses relatives à l'épaisseur de paroi influent fortement sur le résultat ; un réservoir certifié par l'ONU destiné au lot II avec un contenu spécifique de 1,8 est plus épais qu'un réservoir destiné aux services d'alimentation en eau, et le poids du chargement peut augmenter de 20 à 35 %. Deuxièmement, le rendement de l'extrudeuse doit être adapté au temps de rechargement de l'accumulateur, et non à la consommation moyenne. L'extrudeuse doit recharger l'accumulateur pendant la phase de refroidissement de la pièce précédente. Si le refroidissement dure 12 minutes et que le chargement pesant 55 kg est le nombre exact à charger, l'extrudeuse a besoin d'une vitesse de rechargement réelle de 275 kg/h, mais il faut tout de même prévoir un marge de 30 à 40 %, de sorte que l'extrudeuse ne soit jamais le facteur de limitation du cycle pour les variantes à parois minces.
Vitesse de piston et compromis entre l'amonçonnement et le déformation
Le conflit principal dans la conception de la tête d'accumulateur se situe entre l'injection rapide, qui limite le renflement, et l'injection contrôlée, qui limite la fracture par fusion et le motif à rayures. Faire passer le piston trop vite augmente la vitesse de cisaillement au niveau du rebord de moulage, ce qui entraîne une surface de masse matte et ondulée, qui se retrouve dans la cuve terminée. Faire progagner le piston trop lentement diminue l'épaisseur de la masse au-dessus de la hauteur souhaitée.
Practical shot-out times for the tank band are 6 to 10 seconds at 100L, 10 to 15 seconds at 250L to 500L, and 18 to 25 seconds at 1000L. These are achieved with proportional hydraulic control on the plunger, with a programmable velocity ramp so that the first portion of the shot leaves slightly slower to establish a stable melt cone, the middle portion accelerates, and the final portion decelerates to avoid a thick tail. A machine that offers only a single fixed plunger speed will force a compromise you feel in every part.
Configuration.s multicouches et multi-étapes
Deux architectures d'accumulateurs desservent la bande du réservoir. L'accumulateur à simple cylindre intégré dans la tête d'éjection, dans lequel l'anneau de stockage est intégré à la tête d'éjection, offre le trajet de liquéfaction le plus court et le plus propre et est le choix standard jusqu'à environ 40 à 50 kg. Au-dessus de cette masse ou lorsque une structure de barrière co-extrudée est requise, un accumulateur séparé à cylindre alimentant une tête d'éjection par co-extrusion devient l'aménagement pratique car chaque couche a besoin de sa propre réserve de fusion dosée. Les réservoirs aux structures à trois couches ou à six couches, dans la gamme de 200L à 1000L, présentent généralement un accumulateur à barrière proportionnellement minuscule, de 2 à 5 % de la masse totale du récipient, ce qui impose des exigences élevées en matière de répétabilité du dosage.
Contrôle du parison: Axial and Radial Épaisseur du mur Programming
Le contrôle de l'épaisseur des parois est le point clé pour un machine de cuve qui doit obtenir ou perdre son avantage matériel par rapport à l'usinage en atelier. Sur une cuve de 1000 litres, une réduction de 1 millième d'un pouce dans l'épaisseur moyenne des parois permet d'économiser environ 6 kg de résine par pièce. Obtenir cela de façon sûre nécessite la possibilité de dépourvoir de matière exactement là où la pièce le demande, sans qu'il ne soit possible de le faire ailleurs, et donc un contrôle axial et radial.
Programmation parasonnement axiale : pourquoi 100 à 200 points ?
Le contrôle de l'épaisseur de la paroi axiale, généralement appelé programmation du parison, fonctionne en déplaçant le mandrin de la matrice verticalement pendant le shot, en ouvrant et en fermant l'écart de la matrice annulaire selon un profil programmé. Le capteur divise le coup de pistolet en un nombre fixe de points et interpolé une commande de position servo-hydraulique entre eux.
Le nombre de points n'est pas un nombre de marketing. Il définit la résolution spatiale de votre profil de paroi selon la hauteur de la pièce. Un réservoir de 1000 litres à 1,1 mètre de haut serti d'un programme de 100 points donne un point de contrôle toutes les 11 mm de hauteur de la pièce ; un programme de 200 points divise ce nombre par deux pour donner 5,5 mm. Les éléments nécessitant une résolution fine incluent la transition du col à l'épaule, les rayons des coins supérieur et inférieur, la zone du réservoir ou du boss de sortie, ainsi que toute plaque embossée ou ondulée. Une programmation grossière oblige le concepteur du processus à épaissir des zones entières uniquement pour conserver le point le plus mince dans les spécifications, ce qui est exactement la perte de matière que vous avez achetée la machine pour éviter.
Table 3. Exigences de résolution en matière de programmation du parison par catégorie de réservoir
| Classe de cuve | Points axiaux minimums | Points axiaux recommandés | Contrôle radiale nécessaire | Tolérance des parois typique atteignable |
|---|---|---|---|---|
| Tambour cylindrique de 100 L | 64 | 100 | Facultatif | plus ou moins 12% |
| Tambour à anneau L de 200 L. | 100 | 128 | Recommandé | Plus ou moins 10 % |
| Réservoir rectangulaire de 300 litres | 100 | 160 | Hautement recommandé | plus ou moins 9 % |
| Réservoir rectangulaire de 500 L | 128 | 200 | Requis | plus ou moins 8% |
| Bidon intérieur IBC de 1000 L. | 128 | 200 | Requis | ± 7 pour cent |
| Cuve de forme complexe avec cuve et baffles | 160 | 200 | Requis | plus ou moins 8% |
Contrôle du diamètre latéral : PWDS et SFDR.
La programmation axiale contrôle la paroi le long de la hauteur de la pièce, mais applique la même ouverture tout autour de la circonférence du couvercle. C'est suffisant pour un cylindre. Il n'est pas suffisant pour un réservoir rectangulaire, car la fusion doit parcourir beaucoup plus loin pour atteindre un angle que pour atteindre le centre d'un pan plat, donc les coins s'amincissent tandis que les panneaux restent épais.
Les systèmes de distribution radiale de la paroi résolvent ce problème. Deux mécanismes pondèrent. Les systèmes de distribution partielle de la paroi (PWDS, sigle abrégée) déforment un anneau de die flexible à des points discrets au moyen d'un ensemble d'actuateurs servo- ou hydrauliques qui ferment ou ferment l'espace de la matrice localement à des positions angulaires choisis sur un profil statique. Les systèmes de déformation élastique de la paroi statique (SFDR, sigle abrégée) utilisent le même principe de déformation élastique de l'anneau et comportent un ensemble de points de réglage que l'on peut reconfigurer entre une production et une autre.
Sur un réservoir rectangulaire de 500 L ou 1000 L, le contrôle radial n'est pas une amélioration technique ; c'est la différence entre réussir un test d'empilage et l'oublier. L'épaisseur des parois d'angle sur un réservoir rectangulaire non aidé se situe généralement de 30 à 45 % en-dessous de celle des parois de panneaux. Avec un contrôle radial, cette différence est généralement ramenée à moins de 10 à 15 %. Les avantages pratiques se cumulent :
- La peau moyenne peut être réduite parce qu'il n'est plus nécessaire d'épaissir l'intégralité de la pièce pour protéger les coins, ce qui réduit la masse de la pièce de 6 à 12 %.
- La cristallisation dans les coins et le refroidissement deviennent plus homogènes, ce qui réduit la déformation post-rétraction et améliore la reproductibilité dimensionnelle dans le cas des réservoirs qui doivent s'adapter à une cage en acier ou à une armature de pallet.
- La performance de rechargement et de palettisation augmente, parce que la défaillance ne commence que dans le coin le plus mince.
- La performance au test de chute s'améliore au niveau du rayon de coin de la base, qui est le seul point de vulnérabilité le plus courant dans les tanks rectangulaires soumis à un test de chute selon la norme UN.
Calibrage des coefficients d'interférence et de résistance de fusion
Le jeu de la matricerie et la résistance de la masse fondue doivent être sélectionnés ensemble. Le jeu de la matricerie sur une tête de réservoir varie de 4 à 8 mm pour des pièces de 100 L à 8 à 16 mm pour des pièces de 1000 L, et le comportement de gonflement de la résine détermine la relation entre le jeu et la paroi finale. Les grades HMWHDPE à distribution λargue du poids moléculaire présentent un gonflement de diamètre de 1,15 à 1,45 et un gonflement d'épaisseur de 1,3 à 1,9 à des vitesses de cisaillement typiques, ce qui signifie qu'un jeu de 9 mm peut produire une paroi de préparation de 12 à 16 mm avant le gonflement.
Trois conséquences pratiques découlent de ce fait. Premièrement, ne spécifiez jamais une tête de passage dont l'espace maximal est à peine suffisant pour votre pièce la plus massive, parce que vous perdrez la possibilité de faire fonctionner plus tard des grades à volume d'expansion plus élevés. Deuxièmement, lors du remplacement d'une résine, l'ensemble du programme de production des palettes doit être ré-optimisé ; l'expansion est spécifique au grade et le profil ancien n'est pas transféré. Troisièmement, la dureté en fusion doit être suffisamment élevée pour que la palette soutienne son propre poids pendant toute la période allant du tirage jusqu'au rétablissement de la forme. Une résine présentant un DMT acceptable mais une faible dureté en fusion va bien à l'extrusion à 100 L, mais se déchire à 600 L.
Mesure murale en boucle fermée
Les producteurs de cuves sérieuses ont mis en place un système de régulation. La mesure ultrasonique de l'épaisseur des parois sur la pièce finie ou la mesure au Capacitance sur le parison permet de renseigner le profil de programmation. Sur une cuve de 1000 litres avec un cycle de 20 minutes, la correction des déviations est très importante : les fluctuations de température ambiante sont suffisant pour moduler la température de la matière fondue et provoquer une variation moyenne de l'épaisseur latérale comprise entre 3 et 6 %. Ce facteur peut placer un design allégé en dehors des normes. La surveillance automatique de la masse des pièces, grâce à un débitmètre en ligne avec une limite supérieure et inférieure de 1,5 %, constitue la version la plus simple et la plus efficace de ce système de régulation et est largement recommandée pour toute production certifiée par l'ONU.
Les matériaux sélectionnés pour les réservoirs chimiques : HMWHDPE, ESCR et les systèmes de barrière.
Le choix de la machine et du matériau sont une seule décision pour les réservoirs chimiques. La résine définit la plage de température de fusion, le comportement d'alimentation, la résistance à la rupture requise ainsi que la géométrie de la tête de couvercle et de la vis ; la teneur en produits chimiques détermine la résistance aux fissures de stress environnemental requise et la stratégie de barrière, qui, à son tour, indique si vous avez besoin d'une machine à une seule couche, d'une machine à coextrusion ou d'une machine à une seule couche suivi d'une étape de traitement de surface en aval.
HMWHDPE : la résine de référence pour les cuves industrielles
Le polyéthylène de grande densité à fort poids moléculaire est le matériau par défaut pour les conteneurs industriels de 100 à 1000 litres, car il combine une grande résistance en fusion, une bonne résistance aux liquéfacteurs et une large compatibilité avec les produits chimiques. Les propriétés importantes pour le moulage par soufflage de grandes parties sont étroites et précises.
Tableau
| Propriété | Condition de test | Gamme cible | Pourquoi cela est important |
|---|---|---|---|
| Vitesse de fusion, MFR | 190 degrés C/2,16 kg | 0,03 à 0,35 g/10 min | Un MFR inférieur garantit une consistance élevée de la matière fondue et une plus faible déformation. Enne-dessous de 0,03, le couple de l'extrudeur et la pression du culot deviennent impracticables. |
| Indice de fusion à haute cargaison, HLMI | 190 degrés C/21,6 kg | De 3 à 12 g/10 min | Propriétés des résines cibles pour les réservoirs chimiques de 100L-1000L |
| Rapport de débit, FRR | 6 lb divisé par | 60 à 130 | Indique une distribution large du poids moléculaire, qui assure une raréfaction lors du ramollissement et le rétablissement de la résistance de fusion par la suite |
| Densité | ISO 1183 | 0,944 à 0,952 g/cm3 | Au-dessus de 0,952, la rigideur augmente mais l'ESCR s'effondre ; en dessous de 0,944, les parois du réservoir fléchissent sous la pression hydrostatique |
| ESCR, F50 | ASTM D1693 condition B, 10 pour cent d'étoxylat de nonylphénol | Plus de 1000 heures, objectif de ne pas subir de défaillance à l'issue de 1000 heures pour la formulation agrochimique | 8 lb. |
| Croissance lente du fissure, NCLS ou PENT | Le chiffre le plus prédictif pour la durée de vie à long terme des réservoirs contenant des substances chimiques, en particulier des contenus contenant des surfactants. | NCLS supérieure à 100 h pour les grades à haute exigence | Prévient la propagation des fissures à partir des encoches de dérivation et des reliefs sous pression intégrés |
| Impact Izod en forme de rainure | 23 degrés C et moins 18 degrés C | supérieure à 20 kJ/m2 à 23 degrés Celsius | Test en baisse de tension à moins 18 degrés C, requis par l'ONU pour de nombreux produits |
| Force de rupture de traction | ISO 527 | De 23 à 29 MPa | Le stacking et la capacité de chargement en position supérieure associés à l'épaisseur et la géométrie des parois |
| Rétraction du moule | La capacité de pilonnage et de chargement par la partie supérieure, ainsi que l'épaisseur et la forme des parois. | 1,8 à 3,2 % | La post-réduction continue pendant des jours sur les parois épaisses et contrôle la tolérance de serrage |
Les valeurs de MFR et de densité interagissent et ne peuvent pas être optimisées séparément. La erreur classique dans la fabrication de réservoirs chimiques consiste à augmenter la dureté en passant à un acier à 0,955 g/cm³ afin de pouvoir amincir les parois, avant d'observer que l'ESCR chute de l'ordre de grandeur et que des fissurations apparaissent après 12 à 18 mois de service avec un produit contenant des surfactants. Pour les services de produits agrochimiques, de concentrés de détergents et d'additifs lubrifiants, considérez l'ESCR comme la contrainte haute et la dureté comme la variable que vous pouvez résoudre grâce à la géométrie, les nervures et la répartition des parois.
Classes de copolymères d'hexène pour le service chimique agressif
Les qualités HDPE à structure bimodale en copolymère hexénique construites pour le soufflage de grande partie offrent la meilleure combinaison possible dans une structure à une seule couche. La ramification à chaîne courte du comonomère hexénique est concentrée dans la fraction à poids moléculaire élevé, où se forment les molécules de liaison ; le résultat est des performances ESCR bien au-delà de ce que peut fournir un homopolymère de la même densité, tout en conservant un HLMI dans la bande de traitement de 4 à 8 g/10 min. Pour les réservoirs qui vont contenir des acides oxydants, des solutions d'hypochlorite, des agents tensioactifs concentrés ou des formulations agrochimiques à porteurs aromatiques, spécifiez une qualité de copolymère et exigez que le fabricant fournisse une fiche technique indiquant à la fois la condition ESCR et la condition d'indice de fusion, car les chiffres donnés sans conditions n'ont pas de sens.
Stratégies de barrières : fluorage, EVOH et PA6
Le polyéthylène est perméable aux hydrocarbures, aux solvants aromatiques et à de nombreux vecteurs de produits chimiques agricoles. Un réservoir en HDPE monocouche rempli d'une formulation à base de xylène perdra du produit, gonflera, sera déformé et finira par ne pas respecter les exigences de planéité auxquelles est soumis le panneau lors d'un test de mise en pile. Trois stratégies en matière de barrières dominent la production de réservoirs industriels, et le choix change radicalement la spécification de la machine.
Tableau 5. Comparaison des technologies de barrières pour les réservoirs chimiques
| Stratégie | Réduction libre après 24 heures et 168 heures. | Réduction de la perméation typique | Impact de la machine | Coût relatif |
|---|---|---|---|---|
| Fluorination en moulage | Le gaz de fluor résulte de l'introduction d'air de soufflage et réagit avec la surface intérieure, en remplaçant l'hydrogène par le fluor dans une couche superficielle très fine | 10 à 100 fois contre les hydrocarbures et les aromatiques | Elle nécessite un ensemble de manipulation des gaz, un lave-ligne, un circuit d'écoulement dédié et des interrupteurs de sécurité renforcés ; aucun changement au niveau de la tête de passage n'est requis | Moyen |
| Fluorisation post-formage. | Réservoirs finis traités dans une chambre à lots dans une atmosphère contrôlée à l'état de fluor | De 20 à 200 fois, traite les surfaces internes et externes. | Pas de changement de machine ; installation de ponçage et gestion de lots en station distincte | Moyenne à haute |
| Stratification de barrière EVOH coextrudée | Comment cela fonctionne. | 100 à 1000 fois contre les hydrocarbures et l'oxygène | Une couche continuë en EVOH (éthyléno-vinyle-alkyle) comprenant de 2 à 5 pour cent de l'épaisseur des parois, intercalée entre les couches de tirants dans une structure à six couches. | Très élevé |
| Couche de barrière en PA6 extrusionnée par co-extrusion | Couche en polyamide 6 avec des couches d'attache greffées à l'anhydride mâle ; tolère mieux l'humidité que l'EVOH | 30 à 200 fois contre les aromatiques et les carburants | Tête à plusieurs couches nécessaire ; le PA6 nécessite son propre système de séchage et une zone à température de fusion plus élevée que les couches en PE | Haut niveau |
| Barrière laminaire mélangée. | PA6 dispersé sous forme de plaquettes surplombantes dans la matrice PE à l'aide d'un compatibiliseur | De 5 à 30 fois, moins consistante qu'une couche continue. | Les machines à couche unique peuvent l'exploiter, mais il faut contrôler le raclement et la déchirure de la tête afin de préserver l'orientation des plaquettes | Faible à moyen |
Pour la plupart des applications dans les installations chimiques de 100 à 1 000 L, l'arbre décisionnel pragmatique est court. Les produits chimiques inorganiques à base d'eau, les acides minéraux à concentration modérée, la chaux et les produits de traitement de l'eau n'ont pas besoin de barrière, seulement un copolyamère à très faible faible valeur ESR (ESCR). Les lubrifiants, les huiles de base et les hydrocarbures non aromatiques sont traités de façon économique par fluorination. Les solvants aromatiques, les préparations agrochimiques avec des solvants xylénés ou des transporteurs aromatiques de type 100 et les applications en contact avec du carburant justifient une structure co-extrudée. Passez à la co-extrusion uniquement lorsque le contenu le nécessite, car la phase de capital et la complexité du procédé sont toutes deux importantes.
Cela requiert une tête de double-extrusion, des extrudeurs supplémentaires pour la barrière et les tirants, ainsi qu'un dosage méticuleux de la couche par accumulateur.
L'hémorragie représente 15 à 25 % de la coulée sur des géométries typiques de réservoirs, de sorte que le réensable n'est pas un problème secondaire, mais une quartine de votre flux de matière. Trois règles empêchent sa dégradation de la performance du composant. Maintenez la boucle du regrind fermée et immédiate, afin que l'hémorragie soit granulée à chaud et retrouvée au cours de la même shift plutôt que d'accumuler et de prendre contamination. Limitez le contenu de regrind dans la couche porteuse à 25 à 35 % pour les réservoirs certifiés UN et vérifiez l'ESCR sur des pièces fabriquées à un taux de regrind maximal, et non sur des échantillons de contrôle à l'état vierge. Et dans les structures coextrudées, acheminer le regrind dans une couche de regrind dédiée plutôt que dans les couches adjacentes au contact alimentaire ou à la barrière, qui est précisément la raison pour laquelle les structures à six couches existent.
Force de serrage, Mold Engineering and Cycle Time
Le maniement du rematriau et son effet sur les propriétés.
Détermination de la force de serrage à partir de la zone projetée et de la charge de pincement
La composante de la pression de soufflage est simple : multipliez la surface projetée de la pièce sur le plan de séparation par la pression de soufflage. Un réservoir de 1000 L mesurant 1,0 mètre par 1,1 mètre présente environ 11 000 cm2. À 0,8 MPa, c'est environ 88 tonnes de force de séparation. La composante de pincement ajoute la force nécessaire pour déchirer et comprimer le territoire de flashement autour du périmètre complet de la ligne de séparation, ce qui, pour une paroi de pariun de 15 mm et un périmètre de 4 m, est d'une grandeur comparable. Ajoutez un facteur de sécurité de 1,4 à 1,6 pour la déformation du moule, l'usure de la ligne de séparation et les pics de pression de soufflage, et la spécification est comprise entre 200 et 250 tonnes.
Tableau 6. Développement de la force de serrage dans l'ensemble de la gamme des tank
| Capacité du réservoir | Zone de projection typique | Composante à pression de soufflage. | Composant de fermeture par pincement | Force de serrage spécifiée. | Déplacement du cliquet |
|---|---|---|---|---|---|
| 100 L. | 2 600 à 3 400 cm2 | 21 to 27 t | 16 à 24 t | 60 to 80 t | 600 à 800 mm |
| 200 L | 4 200 à 5 200 cm² | De 34 à 42 t | De 26 à 36 t. | De 90 à 120 t | 3. De 800 à 1000 mm. |
| 300 L | 5 500 à 6 800 cm2 | 44 to 54 t | 34 à 46 t | La force de serrage sur une machine à grands réservoirs n'est pas indépendante de la force de serrage sur une machine de moulage par injection. La pression d'aspiration est faible, généralement comprise entre 0,6 et 1,0 MPa, mais la surface projetée est énorme et la coupe doit percer et souder une paroi de parison pouvant présenter une épaisseur de 15 mm. Les deux composantes de la charge doivent être ajoutées, et non choisies. | 900 à 1 100 mm |
| 500L | 7 000 à 8 500 cm2 | 56 à 68 t | De 44 à 58 t | De 160 à 200 t. | De 1 000 à 1 300 mm |
| 1000 L. | De 10 000 à 12 000 cm2. | 80 à 96 t | 62 à 82 t | De 26 à 35 tonnes. | 1 300 à 1 600 mm |
Deux détails de spécification sont tout aussi importants que le tonnage déclaré. La distance de déplacement du fermoir doit dépasser la plus grande dimension de la pièce, sur l'avers de la surface de scellement, plus une marge de libération suffisante ; une machine de tonnage suffisant mais dont la distance de déplacement est insuffisante ne peut pas exécuter votre pièce. Et la parallélisme de la plaque de fermeture sous charge, idéalement maintenu à moins de 0,10 mm par mètre, détermine si la zone de flexion ferme uniformément autour d'un périmètre de 4 m. Une fermeture inégale donne une soudure forte d'un côté de la cuve et marginale de l'autre côté, ce qui est invisible lors d'un test de fuite et est fatal lors d'un test de grossoir.
Station unique contre station double
Les machines à une station disposent d'un seul moule directement sous la tête de matriusque. Elles sont plus simples, moins chères, plus faciles à entretenir et constituent la configuration type pour les cuves de plus de 300 litres, où le temps de refroidissement domine si fortement le cycle que la tête de matriusque serait inutilisée quel que soit le cas. Les machines à deux stations alternent deux pinces sous la tête, de sorte qu'une pièce se refroidit tandis que le prochain parison est extrudé. Pour les cuves comprises entre 100 litres et 250 litres avec des cycles de 3 à 8 minutes, une machine à deux stations peut ajouter jusqu'à 40 à 70 % de la production, car le temps de remplissage et d'évacuation de l'accumulateur représente une fraction significative du cycle. Au-delà de 500 litres, avec des cycles de 12 à 25 minutes, la production supplémentaire procurée par une seconde station chute rapidement, tandis que l'investissement, l'espace requis et le coût des moules doublent, c'est pourquoi la plupart des usines chimiques optent correctement pour une machine à une station et un deuxième appareil lorsque la production augmente.
Concept de circuit de refroidissement du moule
Le refroidissement est la phase la plus importante. Sur un réservoir de 1000 litres, 75 à 85 % du cycle est la dissipation de la chaleur ; la conception du circuit de refroidissement est donc l'ingénierie la plus critique dans la cellule entière. Les moules pour les réservoirs de petite taille sont normalement fabriqués dans un alliage d'aluminium en raison de sa conductivité thermique, avec des inserts en acier aux zones d'écrouissage et au col où la pièce est sujet à l'usure.
- Espacement et profondeur du canal.Canaux perçés de 12 à 16 mm de diamètre, à une distance de 45 à 70 mm les uns des autres, positionnés à 18 à 30 mm derrière la surface de la cavité. Une distance plus faible est préférable, mais elle ne doit pas compromettre la rigidité du moule sous une charge de serrage de 250 tonnes.
- Circuit de zonage.Fractionner le moule en 6 à 14 zones indépendamment cylindrées, afin de pouvoir refroidir plus fort des sections épaisses, comme les rayons des coins, le plateau et la zone de pincement, que les panels plates. Le refroidissement non uniforme d'une paroi non uniforme engendre un déformation du réservoir.
- Température de l'eau. L'eau refroidie circulant à une température comprise entre 8 et 15°C est la norme. Descendre en dessous de 8°C risque de provoquer la condensation sur la surface de la cavité, ce qui imprimera des défauts de surface et pourra provoquer des déflagrations au niveau de la zone de fusion ; monter au-dessus de 18°C allonge inutilement la durée du cycle sur des parois épais.
- Flux turbulent. Réglez la pompe et le manifold pour obtenir un nombre de Reynold supérieur à 10 000 dans chaque circuit. Un flux laminaire dans un grand canal retire beaucoup moins de chaleur que ne le suppose la plupart des ingénieurs, et c'est la raison la plus fréquente pour laquelle un moule qui apparait bien refroidi sur le dessin nécessite en réalité un cycle 30 % plus long.
- Rafraîchissement interneL'échange d'air forcé par le pin de soufflage, dans lequel l'air de refroidissement pénètre par le tube intérieur et s'évapore par l'anneau, évacue la chaleur de la surface intérieure et réduit généralement le temps de cycle de 20 à 35 %. Sur les cuves au-dessus de 500 L, cela représente la différence entre un cycle de 25 minutes et un cycle de 18 minutes.
Tableau 7. Prévision réaliste des temps de cycle et des résultats par décalage
| Capacité du réservoir | Épaisseur du mur | Cycles sans refroidissement interne | Cycle de refroidissement avec échange d'air | Pièces par demi-heure (85 pour cent d'OEE). |
|---|---|---|---|---|
| 100 L. | 3,5 à 4,5 mm | 4,5 à 6 min | 3 à 4 minutes | 102 to 136 |
| 200 L | De 4,0 à 5,5 mm. | 7 à 9 min | 5 à 6,5 min | 63 à 82 mm² |
| 300 L | 4,5 à 6,0 mm | 9 à 12 min | 7 à 9 min | 45 à 58 kgf/cm² |
| 500L | De 5,5 à 7,0 mm | De 14 à 18 min | 10 à 13 min | De 31 à 40 t |
| 800 L | De 6,0 à 7,5 mm | De 18 à 23 minutes. | 13 à 17 min | 24 à 31 secondes |
| 1000 L. | 6,5 à 8,5 mm. | 21 à 25 min | 15 à 19 min | 21 to 27 |
Utilisez ces données pour la planification des capacités plutôt qu'en guise de garanties. Le temps de cycle d'un élément spécifique est défini par la section la plus épaisse et non par la paroi moyenne, ainsi qu'un réservoir avec un approfondissement moulé lourd ou un boss de poignée épais se refroidira au rythme de cette caractéristique. Lorsque Apollo fournit une garantie de capacité, celle-ci est basée sur le dessin concret de l'élément et de la résine, testée lors de la réception en usine et couverte par la garantie de capacité de production de Wanplas.
Plateformes Apollo Machine pour la production de cuves de 100 L à 1000 L.
Apollo conçoit dix séries de machines comprenant plus de quatre-vingt modèles, et, pour les cuves chimiques industrielles, la plate-forme pertinente est la série ABLD, conçue pour les conteneurs de 20 L à 1 500 L. Les deux blocs de configuration ci-dessous couvrent l'échelon pratique de la production de cuves en plantes chimiques, et un troisième bloc s'adresse à la ligne de cuves de petite taille qui prend place à coté de presque chaque opération de cuve.
Bloc de produit 1 : Plateau robuste de la série ABLD pour les réservoirs de 100 à 250 L
Cette configuration de base convient aux installations chimiques produisant des bacs de 100 L, 160 L, 200 L et 220 L, à tête ouvert et à tête serré, en station unique ou en station double. Elle comporte un accumulateur dans la tête de la presse, un extrudeur à une vis de 100 à 120 mm avec un guide d´alimentation à rainure pour le HDPE HMWHDPE à forte fréquence et un parfait programme axial du parison. Un collage de deux stations est disponible et est généralement justifié dans cette gamme de dimensions, car le temps de vol et de rechargement constitue une fraction importante du cycle de 4 à 8 minutes.
Tableau 8. Spécifications de la série ABLD, configurations de 100 à 250 L
| Paramètre | Configuration. 100 L | Configuration. de 160 L à 200 L. | Configuration. 250 L |
|---|---|---|---|
| Gamme de volume du conteneur | 60 à 120 L | 120 à 220 l | 200 à 280 L |
| Capacité de la tête d'accumulateur | 10 à 15 kg | 20 to 25 kg | 25 à 32 kg |
| Force de fermeture | 60 to 80 t | De 90 à 120 t | 120 à 145 t |
| Pourcentage d'ouverture de l'agrafe | 600 à 800 mm | 3. De 800 à 1000 mm. | 900 à 1 100 mm |
| Diamètre de l´ancre de l´extrudeur | De 90 à 100 mm | 100 à 120 mm. | 120 mm. |
| Rapport L/D de la vis | 25 : 1 à 28 : 1 | 25 : 1 à 30 : 1 | De 28 : 1 à 30 : |
| Sortie de plastification, HMWHDPE | De 150 à 220 kg/h | 200 à 300 kg/h | De 250 à 350 kg/h. |
| Diamètre de la tête de presse | 250 à 320 mm | 320 à 400 mm | 380 à 450 mm |
| Points de programmation pour le paramètre axial | 100 | 100 à 128 | 128 à 160 Vd |
| Contrôle mural radial | Facultatif | Facultatif, conseillé pour les réservoirs rectangulaires | Recommandé |
| Configuration. de la station | Unique ou double. | Unique ou double. | Unique ou double. |
| Puissance installée | 90 à 130 kW | 130 à 180 kW | 170 à 210 kW |
| Poids de la machine | 18 à 25 t | 25 to 35 t | 33 à 42 tonnes |
| Cycle typique, HMWHDPE | 3 à 6 min | 5 à 9 minutes | 7 à 11 min |
| Matières pouvant être façonnées | PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU, PETG | PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU, PETG | PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU, PETG |
Bloc de produits 2 : Plateforme à grande latéralité de la série ABLD pour les cuves de 300 à 1 000 L
Cette configuration couvre l'extrémité lourde de l'enveloppe de la série ABLD, qui s'étend jusqu'à 1500 l. Elle est construite autour d'une tête à accumulateur à gros diamètre de 35 à 70 kg, d'un extrudeur de 120 à 150 mm, d'une mâchoire de station unique lourde avec barrettes de fixation renforcées, et d'un ajustement hydraulique du parallélisme et du contrôle standard des épaisseurs radiales et axiales, au lieu d'être optionnel. Le refroidissement par échange d'air forcé est monté de manière automatisée, car à ces épaisseurs, il est rentable après seulement quelques semaines d'utilisation.
Table 9. ABLD Series Spécification, 300L to Configuration. 1000 Ls
| Paramètre | Configuration. de 300 à 500 L | 600L to 800L Configuration. | Configuration. 1000 L |
|---|---|---|---|
| Gamme de volume du conteneur | 280 à 560 L | 550 à 850 L | 850 à 1 200 L |
| Capacité de la tête d'accumulateur | 35 à 50 kg | De 50 à 60 kg. | 60 à 70 kg |
| Force de fermeture | 140 à 200 t | De 180 à 220 t. | De 26 à 35 tonnes. |
| Pourcentage d'ouverture de l'agrafe | De 1 000 à 1 300 mm | 1 200 à 1 450 mm | 1 300 à 1 600 mm |
| Diamètre de l´ancre de l´extrudeur | De 120 à 135 mm | 135 à 150 mm | 150 mm ou alimentation double |
| Rapport L/D de la vis | De 28 : 1 à 30 : | De 28 : 1 à 30 : | 30:1 |
| Sortie de plastification, HMWHDPE | 300 à 450 kg/h | De 380 à 520 kg/h | De 420 à 600 kg/h |
| Diamètre de la tête de presse | 420 à 500 mm | 480 à 560 mm | 520 à 600 mm |
| Gamme de crevasse de matrice | 5 à 12 mm | 6 à 14 mm | 8 à 16 mm |
| Points de programmation pour le paramètre axial | De 128 à 200 t. | 160 à 200 | 200 |
| Contrôle mural radial | Standard | Standard | Standard |
| Durée de la création du col. | 10 à 15 s | 14 to 20 s | 18 à 25 secondes |
| Réfrigération par échange d'air interne | Standard | Standard | Standard |
| Puissance installée | 200 à 280 kW | 250 à 330 kW | 280 à 400 kW |
| Poids de la machine | 40 à 55 t | De 50 à 68 t. | De 1,55 à 80 t |
| Cycle typique, HMWHDPE | De 9 à 14 minutes | 13 à 18 min | 15 à 25 min |
| Capacité de co-extrusion. | Capot accessible en option à plusieurs couches | Capot accessible en option à plusieurs couches | Capot accessible en option à plusieurs couches |
Bloc de produits 3 : Série ABLB pour la ligne de cuves de petite taille
Très peu d'usines chimiques expédient uniquement des conteneurs bruts. Le même produit est généralement emballé dans des contenants de 1 L, 5 L, 10 L et 20 L pour les clients les moins importants, et ces emballages sont fabriqués sur une classe de machines différente. La série ABLB d'Apollo couvre la gamme de 200 ml à 20 L sur huit types de machines, y compris l'ABLB 55 destinée à la bande de 2 L à 3 L, et constitue le compagnon naturel d'une ligne de cuves ABLD. L'utilisation de deux fournisseurs laisse la philosophie de contrôle, la logique des pièces de rechange et la formation des opérateurs cohérentes dans l'ensemble de l'usine.
Tableau 10. Vue d'ensemble de la série ABLB pour les lignes d'emballage complémentaires
| Attribute | Détails |
|---|---|
| Séries | Série ABLB, huit types de machines |
| Gamme de volume du conteneur | De 200 ml à 20 l |
| Exemple de modèle nommé | ABLB 55, couvrant la bande de contenants de 2L à 3L |
| Type d'appareil : | Extrusion continue, à une ou plusieurs cavités |
| Types de produits normalement utilisés dans les usines chimiques | Flacons de solvants de 1 à 5 litres, bidons de 10 et 20 litres, packs d'additifs, contenants de prélèvements. |
| Matières pouvant être façonnées | PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU, PETG |
| Option entièrement électrique | La série entièrement électrique d´Apollo couvre 200 ML à 20 L pour les installations qui exigent des exigences strictes en termes d´énergie ou de propreté. |
| Consommation d'énergie relative par rapport à l'énergie hydraulique | Faible, avec les économies les plus importantes sur les petits conteneurs à cycle court |
Le point stratégique pour une installation chimique est la couverture du portefeuille. Apollo produit dix séries et plus de quatre-vingts modèles, de 200 ml à 1 500 l, ce qui signifie que chaque partenaire de matériel peut couvrir tout le classement des emballages, depuis une bouteille d'échantillon de 500 ml jusqu'à une bouteille intérieure IBC de 1 000 l, sans vous imposer de gérer deux architectures de machines non liées dans un même atelier.
La chaîne d'équipements auxiliaires autour d'une cellule EBM de grand réservoir.
Une unité de stockage de grande capacité représente environ 55 à 70 % du coût d'installation d'une cellule de production. Le reste correspond à la chaine auxiliaire, et c'est à cet endroit que la plupart des acheteurs débutants sous spécifient. Chaque élément ci-dessous a un effet direct sur le coût des pièces, la qualité des pièces ou la certification.
Tableau 11. Spécification de l’équipement secondaire pour une cellule de réservoir de 100 L à 1000 L
| Équipement | Fonction | Guide de dimensionnement pour une cellule de 500L | Priorité. |
|---|---|---|---|
| Broyeur en pied de machine | Granulés : flash de coupure immédiat pour le retour dans le circuit fermé. | 100 à 160 kg/h, enceinte acoustique, rotor lourd pour le flash de 15 mm d'épaisseur | Essentiel |
| Presse de rectification ou station de finition | Élimine le début et la fin de la lumière avec netteté, sans rainurer la ligne de soudure | Presse hydraulique adaptée à la zone couverte par la pièce, ou routeur guidé par robot | Essentiel |
| Système de pesage gravimétrique et de chargement | Mélange de résine vierge, de résine recyclée et de masterbatch de couleur dans un ratio défini | Mélangeur gravimétrique à 4 composants, de 400 à 600 kg/h, avec une précision de plus ou moins 0,5 pour cent | Essentiel |
| Contrôleur de température du moule | Maintenir chaque zone de refroidissement à sa température de consigne de manière indépendante | Appareils à eau multisecteurs, de 6 à 14 circuits, plage de contrôle de 8 à 15 degrés C. | Essentiel |
| Réfroidisseur thermoélectrique. | Alimente l'eau refroidie pour le refroidissement du moule et de l'huile hydraulique | Capacité de refroidissement de 120 à 200 kW, compresseur à vis, réservoir tampon | Essentiel |
| Compresseur d'air et séchoir | Les équipements tirent de l'air et de l'air de refroidissement interne | Sans huile, de 10 à 12 bar, dimensionné pour une pression d'insertion maximale et une demande d'échange d'air continue | Essentiel |
| Station de test contre les fuites | Contrôle 100 % de l'intégrité par décompression sous pression ou par traçage au hélium pour les services critiques | Atténuation de la pression à 30 à 50 kPa ; détection de l’hélium pour les tanks à barrière co-extrudés | Essentiel pour l'emballage des Nations Unies |
| Mesure de l'épaisseur des parois. | Vérifie la distribution interne et externe des murs sans découper de pièces. | Mesure à ultrasons avec fixation à plusieurs points ou audit de section destroyable par shift. | Haut niveau |
| Détecteur de poids | Détecte les déviations de processus en surveillant la masse de la pièce dans la ligne | Poids maximal : 60 kg, bande d'alarme plus ou moins 1,5 % | Haut niveau |
| Ensemble d'essais de chute et d'empilage | Qualification et vérification périodique pour la certification des Nations Unies | Appareil de déposé à 1,8 m, chambre de conditionnement à moins 18 degrés C, support d'empilage pour des tests de 24 heures et de 28 jours | Requis pour les emballages certifiés |
| Manipulation des pièces et refroidissement postérieur | Échange des pièces de 25 à 55 kg hors de la pince et maintien de celles-ci jusqu'à leur prise de dimension | Dispositif de renversement, convoyeur à rouleaux, fixations de refroidissement pour un arrêt de 30 à 90 minutes | Haut niveau |
| Packaging de fluorage ou de traitement par flamme. | Traitement de barrière ou modification de l'énergie de surface avant l'étiquetage. | Module de gaz intégrant un scrubber ou un tunnel de traitement par flamme pour l'adhérence de l'étiquette | Dépend de l'application |
Le cycle de recyclage est un centre de coût, pas un détail
Un réservoir de 1 000 L contenant 12 kg de flash par charge nécessite, avec une cellule exploitée en 24 heures, une production d'environ 288 kg de flash par journée, soit environ 860 kg par jour en trois services. Dans le cas d'une mauvaise gestion de ce flux, il devient des déchets contaminés, ce qui élève les coûts matériels de chaque réservoir de 15 à 25 %. Dans le cas d'une gestion correcte, au sein d'un circuit fermé avec granulation à température élevée, séparation magnétique, réintroduction dosée et un ratio de réfusion maximal documenté, il devient un matériau gratuit dont les propriétés peuvent être vérifiées. Ce sous-système unique produit souvent une influence plus importante sur le coût par réservoir que toute autre décision dans la cellule après le choix de la résine.
Planification de l'énergie
La consommation d'énergie spécifique pour l'extrusion-bombe de grandes pièces varie généralement entre 0,35 et 0,55 kWh par kilogram de débit sur une machine hydraulique bien configurée dotée de pompes servo-commandées, contre 0,55 à 0,85 kWh par kilogram pour les systèmes hydrauliques de génération précédente à débits fixes. Trois mesures fournissent la plupart des économies disponibles : les drives de pompes servo-variable qui s'arrêtent en idle pendant la longue phase de refroidissement, le chauffage des cuves à haute efficacité avec des appareils de chauffage en céramique ou en aluminium moulé et des gilets d'isolation complets, ainsi que le bon dimensionnement du compresseur avec un refroidisseur à récupération de la chaleur pour les installations à climat frais. Comme la phase de refroidissement représente 75 à 85 % du cycle d'un grand réservoir, l'efficacité du régime de pointe dans le cas des machines à petites cuves est beaucoup plus importante ici que dans le cas des machines à grande cuve.
Industries d'application et produits finaux réels
Le récipient moulé sous pression de 100 l à 1000 l est l'un des formats d'emballage industriels les plus utilisés dans le monde, et les exigences techniques varient considérablement d'un marché final à l'autre. Les machines Apollo servent l'industrie alimentaire et des boissons, les produits de consommation quotidienne, l'industrie chimique, le secteur des matériaux de construction, le domaine médical et pharmaceutique, la production automobile, les transports ainsi que les applications culturelles et sportives. Pour les tailles de réservoirs concernées par ce guide, cinq marchés dominants se démarquent.
Industrie chimique : acides, alcalins, solvants et intermédiaires
Ce marché correspond aux réservoirs moulés par soufflage de 200 à 1000 litres. Les produits finaux courants sont des tambours de 200 litres à anneau L pour le transport des solvants et des produits intermédiaires, des tambours à étanchéité hermétique de 220 litres pour le service des acides et des substances caustiques, des flacons intérieurs de 1000 litres placés dans une cage en acier sur une base palettisée, ainsi que des réservoirs de transport de 500 litres pour le transport de produits chimiques aux différents sites. Les normes à respecter sont strictes : certification UN pour le contenu spécifique et le groupe d'emballage, émulsion stabilisante chimiquement résistant à plusieurs années de contact, stabilité dimensionnelle pour que le flacon continue à s'insérer dans sa cage après un cycle thermique et résistance fiable des soudures au point de compression. De l'acide chlorhydrique, du chlorate de sodium, de l'acide sulfurique à concentration modérée, du hydroxide de sodium, du peroxyde d'hydrogène à concentration contrôlée et une large gamme d'intermédiaires de processus sont tous habituellement transportés dans du HDPE moulé par soufflage, c'est pourquoi les usines chimiques constituent le plus grand groupe d'acheteurs d'un équipement de tête à accumulateur.
Industrie agrochimique : concentrés d'herbicides, de pesticides et de fertilisants
Le service agrochimique est le test le plus difficile pour une citerne en polyéthylène, car les formulations combinent des agents tensio-actifs, qui attaquent au travers des risques de microfissuration environnementale, avec des supports aromatiques ou hydrocarbonés, qui pénètrent. Les produits finaux comprennent des navettes de 100, 200 et 640 L qui peuvent être utilisées à nouveau et des flacons intérieurs de 1000 L destinés à la distribution d'herbicides à l'état sec. Trois exigences sont intransigeantes : une résine de copolyamide hexénique présentant la plus grande SSCR disponible, une stratégie de création d'une barrière adaptée au solvant porteur et une distribution sur les parois suffisamment satisfaisante pour que le point le plus étroit de la citerne respecte la limite de sollicitations conçues, car la microfissuration commence toujours là où la paroi est la plus mince et où la sollicitation résiduelle est la plus élevée.
Lubrifiants et huiles de base.
Les mélangeurs de lubrifiant sont expédiés dans des bidons de 200 L et des bouteilles IBC de 1000 L à des volumes très élevés. La pénétration des fractions de hydrocarbures légers est une réalité, mais un problème gérable, généralement résolu par une fluorure plutôt que par une co-extrusion. La pression commerciale réside ici dans le poids, car l'emballage de lubrifiant est une branche à haute volume et sensible aux coûts. C'est donc dans cette branche que le contrôle de l'épaisseur du mur radial donne le rendement le plus rapide : une réduction de 6 à 12 % du poids des pièces sur des dizaines de milliers de bidons par an est une augmentation de marge directe, et ce n'est possible qu'avec une distribution murale de précision.
Caissons de grande capacité en qualité alimentaire
Les livraisons d'huile comestible, de concentré de jus de fruits, d'amidon liquide, de vinaigre et d'additifs alimentaires utilisent des bidons de 200 L et des fûts IBC de 1000 L conformes aux exigences en matière de contact avec les aliments. Ici, les spécifications de la machine varient de manière à dépasser les caractéristiques de la résine : le trajet de coulée doit éviter les zones de stagnation où se produisent des taches noires dégradées, la discipline de purge entre les changements de couleur doit être documentée, le cycle de remélange doit être plus strictement séparé, et, dans les structures co-extrudées, la couche de remélange doit être positionnée loin de la surface de contact. Les références de conformité incluent généralement le règlement FDA 21 CFR pour les polymères d'oléfine et l'UE 10/2011 pour les matériaux plastiques destinés à entrer en contact avec les aliments, et le fabricant du réservoir doit être en mesure de tracer chaque couche de la structure à une finition conforme.
Traitement de l'eau et produits chimiques municipaux
Les installations de traitement des eaux consomment de gros volumes d'hypochlorite, de coagulants, de floculants polymériques, de produits chimiques d'ajustement du pH et d'acides minéraux, la plupart arrivant dans des barils de 200 litres ou des bouteilles IBC de 1000 litres. L'hypochlorite de sodium pose un défi spécifique car il est dégradé avec le calcium et l'oxyde de propylène avec le temps, de sorte que les citernes à hypochlorite utilisent généralement un grade spécifiquement stabilisé et une paroi plus épaisse, et que le conditionnement est classé pour une durée de vie définie au lieu d'être considéré comme réutilisable indéfiniment. Les réservoirs de dosage, les citernes journalières et les embaseaux de confinement secondaire de la gamme 300 à 1000 litres sont également moulés par soufflage, et ce sont des pièces de structure et non pas de transport. Cela pousse l'accent du test de chute vers la résistance à la déformation hydrostatique à long terme et la capacité de chargement en haut.
Matériaux de construction, transport et pièces industrielles
Au-delà des conteneurs pour liquides, la même technologie de tête d'accumulateur fournit de grandes pièces industrielles : réservoirs de stockage d'eau et éléments de traitement des eaux usées pour des sites de construction, réservoirs de carburant et conducteurs d'air pour la production de véhicules, barrières de sécurité routières et poteaux de signalisation remplis d'eau ou de sable sur place, palettes et coffrets d'équipement. Ces pièces partagent les mêmes exigences d'appareils que les cuves chimiques, à savoir un poids des graines important, un entraînement contrôlé et une distribution exacte des parois, d'où le fait qu'une usine qui installe une ligne ABLD pour des bidons chimiques trouve souvent une autre source de revenus dans les pièces industrielles pendant les périodes de faible demande pour les emballages.
Matrice de sélection : exigence vs configuration recommandée d'Apollo.
Le tableau ci-dessous convertit les besoins réels d'une usine dans une configuration de machine de départ. Le volume du réservoir détermine la classe d'accumulateur et de pince, la matière et le contenu définissent la stratégie de barrière et de résine, et la sortie demandée par change permet de déterminer si une simple station suffit ou s'il faut un double station ou une deuxième machine.
Tableau 12. Configuration. recommandée de la machine Apollo
| Tank Volume and Type | Contenu et matériaux | Sortie de décalage requise. | Configuration. recommandée d'Apollo | Options clés à définir |
|---|---|---|---|---|
| Tambour cylindrique de 100 L | Produits chimiques de traitement de l'eau, homopolymère ou copolymeré de HMWHDPE | De 80 à 110 par poste | Configuration. de la série ABLD 100L, station unique, accumulateur de 10 à 15 kg, pince de 60 à 80 t. | Programmation 100 points, refroidissement par échange d'air interne |
| Tambour de 100 litres, à volume élevé. | Detergent concentré, copolymère à forte rétention d'eau (ESCR). | 140 à 190 par changement de poste | Configuration. de la série ABLD de 100 L, double station, accumulateur de 15 kg | Poignées de poste double, pesage de façonline, circuit de remanufacturation fermé |
| Tambour à anneau L de 200 L. | Solvants et intermédiaires, copolyamide HMWHDPE. | 60 à 80 par changement de poste | Configuration. de la série ABLD de 160 à 200 l, station unique, accumulateur de 20 à 25 kg, pince de 90 à 120 t | Programmation à 128 points, contrôle des parois radiales, station de contrôle des fuites |
| Bassine à tête étroite de 220L | Formulation de solvants aromatiques, polyéthylène de haute densité (PEHD) avec barrière | 55 à 75 par poste | Configuration. de la série ABLD de 160 à 200 litres avec tête à plusieurs couches, accumulateur de 25 kg. | Stratification exotergique pour la détection des fuites au dioxyde de helium. |
| Cuve rectangulaire de 250 à 300 litres | Lubrifiant, huile de base, HDPE HMWHDPE, fluoré. | De 40 à 58 par poste de fabrication | Configuration. de 250 ou 300 litres de la Série ABLD, station unique, accumulateur de 25 à 40 kg, grappe de 120 à 160 t | Contrôle du mur radial, packant de fluorure dans le moule avec séparateur |
| Bétonnière de transport de 500 l | Concéntré agrochimique, copolymère de hexène, ESCR élevée | 30 à 40 par changement de shift | Configuration. de la série ABLD de 300 à 500 l, station simple, accumulateur de 40 à 50 kg, bride de 160 à 200 t | Programmation 200 points, contrôle de la paroi radiale, refroidissement du moule en 14 zones |
| Navette retournable de 640 litres. | Herbicide avec support aromatique, stratifié pour la protection. | 25 à 32 par changement de poste | Configuration. de la série 600L à 800L avec tête à plusieurs couches, accumulateur de 50 à 60 kg. | Structure à six couches avec couche de remanufacturation dédiée, jauge à ultrasons de la paroi |
| Bidon intérieur IBC de 1000 L. | Service chimique général, copolyamide HMWHDPE. | 21 à 27 par changement de poste | Configuration. de la série ABLD de 1 000 l, station unique, accumulateur de 60 à 70 kg, pince de 200 à 250 t | Programmation à 200 points plus contrôle radial de série, refroidissement par échange d'air interne, monte-caisses de taille exacte |
| Bouteille de blé de 1000 L de qualité alimentaire | Huile comestible ou concentré de jus, polyéthylène (PE) conforme au contact alimentaire | 21 à 27 par changement de poste | Configuration. série ABLD 1000L avec gestion séparée du remoulage | Chemin d'écoulement de la tête sans stagnation, procédure de purge documentée, couche de contact vierge. |
| Packs compères de 1L à 20L. | Produit identique dans les conditionnements de détail et de petite distribution | Plusieurs centaines à plusieurs milliers par poste de travail. | Série ABLB, de 200 ML à 20 L, y compris l'ABLB 55 pour la série de 2 L à 3 L | Tête à plusieurs cavités, automatisation de la déflashage, Série entièrement électrique lorsque les objectifs en énergie sont stricts. |
Traitant le tableau comme un point de départ plutôt qu'une spécification définitive. Les trois paramètres qui provoquent en général des modifications de la recommandation sont : la densité de contenu, qui détermine le groupe d'emballage ONU et donc l'épaisseur de la paroi ; la température ambiante de l'installation, qui influence à la fois la capacité de refroidissement et le cycle réalisable ; et le fait que le tank doit s'adapter à une cage ou une armature de plateforme existantes, sachant que cela entraîne une élargissement des tolérances dimensionnelles et peut impérativement imposer le contrôle des parois radiales sur une machine qui, sans cela, ne serait pas touchée.
Cadre relatif des investissements et des coûts d'exploitation
Puisque les chiffres absolus dépendent de la configuration, de la spécification et de la logistique, la manière la plus pratique de comparer les options au stade de la planification est un cadre indexé. La ligne de base de 100 points d'index ci-dessous représente une machine de stockage de classe 100L à station unique dans la configuration standard ; toutes les autres entrées sont relatives à cette ligne de base.
Tableau 13. Indice relatif des coûts d'investissement et d'exploitation
| Configuration.. | Indice d'investissement dans les machines | Indice d'investissement Mold. | Energie par pièce. | Espace au sol |
|---|---|---|---|---|
| Station unique de 100 L (base). | 100 | 100 | Faible | Faible |
| Poste double de 100 L | 145 à 165 t/h. | 190 à 210 | Faible | Moyen |
| Station unique de 200 l | De 140 à 170 | 150 à 180 | Moyen | Moyen |
| Station unique de 500 l | 215 à 265 | De 240 à 300 litres. | Haut niveau | Haut niveau |
| 1000L single station | 300 à 380 | 330 to 420 | Haut niveau | Très élevé |
| 1000 L avec tête de barrière par co-extrusion | 420 à 520 | 330 to 420 | Très élevé | Très élevé |
| Option de contrôle des parois radiales | plus 12 à 22 | Pas de changement | Réduit le matériel par pièce de 6 à 12 pour cent | Pas de changement |
| Option de refroidissement par échange d'air intérieur | plus 6 à 12 | De 5 à 10 litres supplémentaires. | Réduction du cycle de 20 à 35 pour cent. | Pas de changement |
Partie éjectée trop chaude ; cristallisation poursuivant après l'éjection ; zone de refroidissement inégale d'une zone à l'autre ; température excessive du moule sur les sections épais
Certifications, normes et tests de qualification
Un réservoir industriel constitue un produit réglementé sur la plupart des marchés dans lesquels il est mis en service et l'équipement doit répondre aux spécifications permettant de garantir que le réservoir instrumenté satisfait aux normes de certification. Récupérer un machine qui n'est pas adaptée pour assurer la tenue des parois pendant un essai de chute est une dépense importante.
Tableau 14. Normes et exigences de qualification pour les réservoirs industriels
| Norme ou essai | S'applique à | Ce dont il est question | Implication de l'équipement |
|---|---|---|---|
| Une certification de conditionnement, bidons | Tambours en plastique de 100 à 450 l, marqués 1H1 ou 1H2 | Test de chute, test d'étanchéité, test de pression hydraulique, test d'empilement, acclimatement à -18 °C | Distribution uniforme des parois et résistance de la ligne de soudage ; installation d'un appareil de test et de chambre froide sur site |
| Certifications d'emballage UN, IBC. | Système de qualité de fabrication | Lift au fond, lift en haut, stacking, étanchéité aux pertes, pression hydraulique, chute, vibration. | Contrôle strict des dimensions pour que la bouteille s'adapte et se charge correctement dans le cageot après rétraite |
| Hauteurs d'essai par groupe d'emballage | Tous les types d'emballage certifiés ONU | Généralement 1,8 m pour le groupe I, 1,2 m pour le groupe II, 0,8 m pour le groupe III, ajusté à la densité spécifique du contenu | La densité de la paroi au niveau des angles et des bases doit être contrôlée, c'est pourquoi le contrôle radial est important |
| Test de superposition | Tambours et IBC | Test de 24 heures à température ambiante ou test de 28 jours à 40 °C pour la crépiture à long terme | Capacité à monter de la charge de manière directe, grâce à la paroi latérale et à la géométrie spécifique ; une programmation uniforme de la paroi latérale est nécessaire |
| ISO 9001 | Utilisez CECI format : « | Contrôle fiable du processus, traçabilité, étalonnage, mesures correctives. | Enregistrement des données de machine et gestion des recettes afin que les paramètres de processus soient enregistrés par lot |
| Marquage CE | Machines mises sur le marché européen | Sécurité des machines, protection, arrêt d'urgence, rideaux lumineux, évaluation des risques, dossier technique | Spécifier la configuration de la CE au stade de la commande ; la rétroconception du dispositif de protection sur une machine livrée est coûteuse |
| 10. FDA 21 CFR. | Photopolymères oléfiniques en contact avec les aliments | Classes de résines conformes et additifs contrôlés dans la couche de contact | Manipulation nette des régénérats et procédures de purge documentées |
| UE 10/2011 | Cracking sous pression environnementale, méthode internationale | Lignes de migration, déclaration de conformité, traçabilité de chaque couche. | Traçabilité au niveau de couches dans les structures co-extrudées |
| ASTM D1693 | Cracking sous stress environnemental des plastiques à l'éthylène | Temps de panne de l'appareil F50 dans des conditions avec bande recourbée dans une solution surfactante | Vérifiez les pièces fabriquées avec le rapport de recyclage maximal, et non seulement la résine vierge. |
| ASTM D2561 | Résistance aux fissures issues des contraintes de l'environnement des récipients moulés par soufflage | Test sur un conteneur complet plutôt que sur une plaque | Représente directement la distribution dans les parois et les contraintes imputées, ce qui en fait le meilleur test d'acceptation |
| ISO 22088 | Fissure de craquage sous stress environnemental, méthode internationale | Méthodes à la traction constante ou à bandes courbées avec réactifs définis. | Souvent spécifié par les clients européens au lieu de la méthode ASTM |
Deux précautions. Premièrement, la certification appartient au conteneur fini et à sa conception, et non à la machine, mais la machine détermine si la conception peut être produite de manière répétée ; les organismes de certification testent des échantillons, et votre production doit correspondre à ces échantillons pendant toute la durée de la certification. Deuxièmement, intégrez la capacité d'essais de qualification dans le projet dès le départ. Une installation qui doit envoyer chaque itération de conception à un laboratoire externe consacrera plus de temps au développement qu'une installation dotée d'un appareil de chute, d'une chambre de conditionnement et d'un support d'empilement dans ses locaux.
Modes de défaillance courants dans la soufflage de formes en grandes cuves
La plupart des problèmes de qualité des tanks sont le résultat de cinq causes principales ; et chacun d'entre eux revêt une signature reconnaissable. Le tableau ci-dessous constitue un point de départ diagnostique ; la discussion qui suit traite des deux problèmes qui coûtent le plus aux producteurs.
Tableau 15. Modes d'échec, causes sous-jacentes et mesures correctives
| Mode d'échec. | Signature. | Causes primaires | Actions correctives |
|---|---|---|---|
| Ligne de soudage faible au point de pincement | Faisceau de soudure qui se divise le long de la couture inférieure lors d'un test de chute ou en exploitation ; surface de fracture fragile avec une ligne visible non fondue. | Matériaux plastiques en contact avec des aliments, marché européen | Réglez la distance de pincement à 0,5 à 1,0 mm à une dette de 15 à 30 degrés ; augmenter la température de fusion de la zone de couture ; accélérer la vitesse de fermeture des serruriers ; épaisser le programme de transformation en pâre dans la zone de pincement ; réduire le refroidissement sur les insertions de pincement uniquement. |
| Retrait de la poignée ou du manchon | Fissure qui éclate à la base de la poignée sous la charge ou après la chute | Paroi fine à la transition de la poignée ; rayon interne abrupt agissant comme un facteur de stress ; soudure à froid à l'endroit où se rejoignent deux fronts de fusion autour du noyau de la poignée. | Ajouter de l'épaisseur locale avec une programmation axiale ou radiale ; augmenter le rayon intérieur à au moins 3 mm ; régler la géométrie de la rétraction de la poignée ; vérifier par section de la base de la poignée |
| Une paroi irrégulière entraînant une défaillance due à la pression ou au surcharge supérieur. | Balle ou rupture à un panneau spécifique ; érosion d'un coin lors du chargement. | Résolution insatisfaisante des programmes axiaux ; pas de contrôle radial sur une pièce rectangulaire ; centrage du moule défectueux ; défaut de compensation de l'apesanteur du parison après un changement de résine | Augmentation du nombre de points de programmation ; ajout du contrôle de la paroi radiale ; repositionnement du moule à 0,05 mm près du centre ; réoptimisation du profil pour la nouvelle résine plutôt que pour la précédente |
| Distorsion post-contraction | Le réservoir mesure correctement à la machine et ne correspond pas à l'emplacement du boîtier 48 heures plus tard ; les panneaux sont concavés vers l'intérieur. | IBC composite à 1000L ou plus, ayant le marquage 31HA11 ou équivalent | Étendre le refroidissement en moule ou ajouter un échange d'air interne ; maintenir les pièces dans un dispositif de refroidissement pendant 30 à 90 minutes ; rééquilibrer les circuits de refroidissement ; mesurer les dimensions au bout de 24 heures et 168 heures, et non lors de l'éjection. |
| Cracking par agressions environnementales en fonctionnement. | Micaudes sont apparues après des mois de contact, le plus souvent à l'endroit le plus fin et le plus fortement sollicité | Densité de résine trop élevée ou ESCR trop faible pour le contenu ; surmoulage excessif ; stress élevé intégré du moulage à froid ; paroi fine aux angles. | Faire le pas vers un copolymère en hexène avec une plus haute valeur ECR ; recouvrir la regrind et re vérifier l'ECR à ce ratio ; augmenter légèrement la température du moule pour éliminer les contraintes ; améliorer la paroi des coins avec la régulation radiale |
| Fracture de fusion ou peau de requin sur le parasite. | Surface de parement mate, ondulée ou striée reproduite sur le réservoir. | Vitesse du plongeur trop élevée ; surface du moule trop courte ; température de fusion trop basse ; surface du moule usée ou rayée. | Réduire la vitesse de pointe du piston et utiliser une montée en vitesse de la vitesse ; augmenter la longueur du fond de la matrice ; augmenter la température de fusion dans la plage de température de la résine ; polir et nitrurer la matrice à nouveau ; |
| Taches noires et rayures dégradées | Des points foncés ou des bandes brunes dans la paroi, pire après une interruption. | Zones de stagnation dans le trajet de la coulée, temps de séjour du fond en fusion dans l'accumulateur, zone du réservoir surchauffée, regrind contaminé. | Spécifier un système de tête à premier arrivé, premier servi ; réduire le temps d'attente ou la taille du lot dans l'accumulateur ; auditer les températures des zones ; ajouter une séparation magnétique et un système de dépoussiérage dans la boucle de recyclage. |
| Moteau de parison ou chute hors centre. | Le parison dérive d'un côté et vient atterrir de bord dans le moule | Température inégale de la tête autour de la circumference ; la paroi n'est pas conique ; courant provenant d'une porte ou d'un ventilateur voisin. | Nourriture des zones de chauffage du bloc de flexions ; récentrer le moule ; enfermer la zone de chute du grain pour éliminer les courants d'air |
La résistance de la ligne de soudure est un problème de conception avant d'être un problème de processus.
La soudure pincée est la région la plus fragile de n'importe quelle cuve moulée par soufflage et c'est là où les tests à la déversation des U. S. se perdent le plus fréquemment. Trois détails géométriques la gouvernent. La largeur de la zone pincée détermine la quantité de matière extirpée et de matière fondu, une valeur comprise entre 0,5 et 1,0 mm étant habituelle pour le HDPE HMWH. Des zones plus larges laissent de la matière non fondu, des zones plus étroites quant à elles coupent le mur. L'angle de relèvement situé derrière la zone pincée, généralement de 15 à 30 degrés, contrôle la formation de la poche de torche et détermine si la soudure est comprimée ou simplement coupée. Et la température de l'instrument de pincement détermine si les deux faces de fusion sont suffisamment chaudes pour interdiffuser lorsqu'elles viennent en contact, raison pour laquelle le surrefroidissement de la zone pincée est une défaillance courante. Les paramètres de procédés tels que la vitesse de fermeture de la presse et la température de la fusion peuvent améliorer une soudure marginelle, mais ils ne peuvent pas remédier à une soudure pincée mal conçue.
Crystallinité, contraction et règle des 48 heures.
Le polyéthylène continue à cristalliser une fois que la pièce quitte la matrice, et sur une paroi de 7 mm, le processus dure pendant des jours. La réduction totale sur l'HMWHDPE varie entre 1,8 et 3,2 pour cent, et une part significative de celle-ci intervient après l'éjection. C'est pourquoi une cuve peut être mesurée dans les limites de la tolérance à la machine et ne répondre pas aux exigences de l'ajustage deux jours plus tard. La discipline est simple et souvent ignorée : définir la mesure d'acceptation dimensionnelle à 24 heures et à nouveau à 168 heures après la moulage, maintenir les pièces dans un dispositif plutôt que librement suspendues si la géométrie est plutôt soumise à un resserrement des panneaux, et ne jamais régler la matrice en fonction des mesures prises lors de l'éjection. Les producteurs qui respectent cette règle économisent l'onéreux travail de remise en état de la matrice dans presque tous les nouveaux programmes de cuves.
Service, soutien et vérification en usine
Une machine de réservoir de 1000 l est un active qui occupe une place de choix dans une usine de chimie et dont la durée d'utilisation est estimée à 15 ans ou plus. Le modèle de service qui s'y rattache joue ainsi un rôle aussi important que la spécification. Apollo opère dans le cadre du système de partage du service de la marque Wanplas et les engagements ci-dessous s'appliquent à chaque machine qui sort de l'usine.
1520.
Chaque machine est inspectée et mise en route à l'usine d'Apollo avant l'envoi. Dans le cas des machines à cuve, cela signifie que la cellule complète, y compris le moule du client, fourni par Apollon, est assemblée et mise en route pour produire des pièces réelles. La commission d'installation d'usine vérifie la répétabilité du poids des particules, le temps de cycle par rapport à la valeur indiquée, la distribution de l'épaisseur de paroi sur des échantillons sectionnés, la parallélisme des colliers sous charge complète, la stabilité du système hydraulique à la température d'utilisation et l'ensemble de la séquence des interrupteurs de sécurité. Les clients sont les bienvenus pour assister à cette commission et sont encouragés à apporter leur propre résine afin que l'essai d'acceptation soit effectué avec la composition exacte que l'usine utilisera en production.
Installation et mise en service
Les ingénieurs d'Apollo se rendent sur place pour l'installation et la mise en service. Pour une cellule de cuve de grande taille, cela inclut la vérification de la base et du niveau, la révision des connexions aux réseaux d'alimentation en eau refroidie, d'air comprimé et d'électricité, le montage du moule et l'équilibrage du circuit de refroidissement, le développement du premier programme de parison pour la partie du client, l'optimisation du cycle pour obtenir le rendement garanti et la remise de la recette du processus. La personnalisation de la machine, notamment la conception du moule et la configuration de la tension, est organisée au stade de la commande, et non improvisée sur place.
Politique de pièces de rechange et garantie
La politique de Wanplas concernant les pièces gratuites d'une valeur de 500 USD par an s'applique aux machines Apollo, ainsi que le remplacement gratuit des pièces endommagées pendant la période de garantie. Pour une grande cellule de cuve, les pièces les plus importantes pendant les premières années de fonctionnement sont les joints hydrauliques sur le plaqueminier de l'accumulateur, les bandes de chauffage de tête de moule et les thermocouples, les joints de batterie, les inserts de pincement et les composants d'usure de la station de désherbage. Apollo recommande d'avoir une série définie de ces pièces sur place, de telle sorte que le remplacement d'une bande de chauffage défectueuse ne coûte qu'une heure et non un quart de journée de travail.
Formation de l'opérateur et de la maintenance
La formation est dispensée pendant la mise en service et se divise en trois niveaux. Les opérateurs apprennent les séquences de démarrage et d'arrêt, la procédure de purge et de changement de couleur, l'ajustement du programme de paramétrage dans les limites définies ainsi que les routines d'inspection quotidienne. Les techniciens de maintenance s'occupent du service du système hydraulique, du remplacement du réchauffeur et du thermocuivre, de l'inspection des pinces et des barres de liaison, de la maintenance du circuit de refroidissement des moules et du calendrier d'huile. Les ingénieurs du procédé travaillent sur l'optimisation de la distribution du mur, la réduction du cycle, la détection des défauts et la gestion du remaltage. Puisque Apollo détient plus de 20 ans d'expérience dans l'extrusion par injection sous pression et qu'elle dispose de plus de 4 000 machines opérationnelles dans plus de 90 pays, la formation se base sur des expériences concrètes de production plutôt que sur une simple répétition des procédures.
Assistance à distance et suivi continu.
Apollo suit l'état d'utilisation de la machine après la livraison et effectue des visites chez les clients de manière permanente. L'accès à la diagnostique à distance permet aux ingénieurs d'examiner les données du contrôleur, l'historique des alarmes et les tendances du processus sans attendre une visite sur site, ce qui réduit considérablement le temps de résolution des problèmes de commande et de procédé. Étant donné que la plupart des problèmes liés aux grandes cuves se manifestent par une dérive progressive dans la distribution de la paroi ou dans le temps de cycle, plutôt que par une panne soudaine, les données de tendance examinées à distance sont souvent plus précieuses qu'un appel d'urgence.
Ouverture des méthodes de fabrication et des audits.
Apollo respecte la politique d'usine ouverte de Wanplas. Cette usine de 8 000 mètres carrés située à Zhangjiagang, à environ deux heures de Shanghai, est ouverte aux inspecteurs des clients à toutes les étapes d'un projet : avant la commande, pour vérifier la qualité de la fabrication et la capacité de production ; pendant la fabrication, pour examiner les progrès ; et lors de l'acceptation de l'usine, pour assister à la production des pièces par la machine. Les entreprises chimiques ayant mis en place des programmes formels de qualification des fournisseurs sont les bienvenues pour effectuer des audits complets, y compris l'examen du système de qualité, la documentation des procédés et les contrôles de traçabilité. Les engagements plus généraux de la marque Wanplas s'appliquent également : garantie du transport, garantie de la capacité de production et garantie des normes de qualité, assortie d'un remboursement et d'une indemnisation de 10 % si les obligations en matière de qualité ne sont pas respectées.
Questions fréquemment posées
Quelle capacité d'accumulateur dois-je choisir pour un réservoir de 1000 litres ?
Un réservoir industriel de 1 000 L en HMWHDPE possède généralement une masse du produit fini de 42 à 55 kg et un poids du résidu de 50 à 65 kg. La capacité de l'accumulateur doit être évaluée à 1,15 à 1,30 fois la masse du résidu, ce qui place la plupart des applications de 1 000 L dans la catégorie de 60 à 70 kg. Un dimensionnement trop grand n'est pas une valeur par défaut sécuritaire, car un stockage trop volumineux prolonge le temps de séjour du mélange et augmente le risque de dégradation thermique et de taches noires.
Pourquoi ne puis-je pas simplement utiliser une machine d'extrusion continue plus grande pour les réservoirs de 500 litres ?
Parce que la formation du paroirait serait trop longue. Un récipient de 500 litres nécessite un chargement de 30 à 42 kg ; même un extrudeur de grande taille fonctionnant à 400 kg/h nécessitera plus de cinq minutes pour déposer le chargement en continu. Pendant ce temps, le haut du paroît s'amincirait et se déchireriait sous son propre poids bien avant que le fond ne touche le moule. Un capuchon d' accumulation stocke la matière fondante lors de la phase de refroidissement précédente et propulse le chargement dans son ensemble en 10 à 15 secondes, c'est la seule manière pratique de contrôler la déformation à cette masse.
Combien de points de programmation pour le parison ai-je vraiment besoin ?
Pour les tambours cylindriques de jusqu'à 100 L, 64 à 100 points axiaux sont admissibles. Pour les cuves rectangulaires de 300 L et plus, spécifiez 200 points et ajouter le contrôle de la paroi radiale. La raison en est la résolution : un programme de 200 points sur une pièce haute 1,1 m donne un point de contrôle tous les 5,5 mm de hauteur finie, ce qui est suffisant pour modeler individually les épaules, les rayons de coins et les transitions de fond plutôt que d'épaissir trop les zones entières pour protéger la partie la plus mince.
Quelles sont les avantages de la régulation de l'épaisseur des parois radiales ?
Le contrôle radial, qui peut être mis en œuvre par PWDS ou SFDR, est justifié chaque fois que la pièce n'est pas circulaire ou doit subir un test de chute exigeant ou un test d'empilement. Sur un réservoir rectangulaire sans contrôle radial, l'épaisseur des murs des coins se situe typiquement de 30 à 45 % en dessous de l'épaisseur des panneaux ; en y attribuant un contrôle radial, la différence s'amenuise à 10 à 15 %. Cela permet de réduire en moyenne l'épaisseur des murs de 6 à 12 %, ce qui sur un programme de bacs ou de caddies à volume élevé rentabilise rapidement le coût de cette option tout en améliorant la marge de manoeuvre du test de chute.
Quel grade HMWHDPE spécifier pour les réservoirs agricoles ?
Spécifiez un copoly-mère bimodale d'hexène ayant une densité comprise entre 0,944 et 0,950 g/cm3, une MFR à 190 degrés Celsius d'environ 2,16 kg entre 0,03 et 0,35 g/10 min, une HLMI à 190 degrés Celsius d'environ 21,6 kg entre 4 et 8 g/10 min et un ESCR ne présentant pas de défaillance à 1 000 heures selon la norme ASTM D1693 Condition B. Vérifiez le chiffre d'ESCR sur des pièces moulées à votre rapport maximal de recyclage, et non sur des plaques vierges, car le recyclage et les contraintes incorporées réduisent la résistance aux fentes dans les conditions réelles.
Ai-je besoin de co-extrusion ou la fluoration suffit-elle pour le service à solvants ?
Cela dépend du solvant. Les hydrocarbures non aromatiques, les huiles de base et la plupart des formulations de lubrifiants peuvent être traités de manière économique par fluoration en moulage ou après moulage, ce qui permet une réduction de la perméation de 10 à 200 fois sans modifier la tête du clone. Les solvants aromatiques tels que le xylène et le toluène, les agrochimiques aromatiques vecteurs et les applications en contact avec le carburant justifient généralement une couche de barrière constituée en co-extrusion d’EVOH ou de PA6, qui réduit la perméation de 30 à 1000 fois, mais nécessite une tête multicouches, des extrudeurs supplémentaires et un dosage précis par couche.
Quel temps de cycle dois-je attendre sur un réservoir de 500 litres ?
Avec une paroi de 5,5 à 7,0 mm et aucun garnissage interne, comptez 14 à 18 minutes. Avec le garnissage interne de circulation d'air forcée, 10 à 13 minutes est réalisable. À 85 % d'efficacité de l'équipement global, cela correspond à environ 31 à 40 réservoirs par 8 heures de travail. La durée de cycle pour une pièce donnée est déterminée par la section la plus épaisse plutôt que par la paroi moyenne, de sorte qu'un limiteur de décharge ou un boss de poignée imposent le rythme, peu importe la finesse des panneaux.
Dois-je choisir une machine à une ou deux stations ?
En dessous d'environ 250 litres, lorsque les cycles durent de 3 à 9 minutes, une station double peut augmenter la production de 40 à 70 %, car les opérations de vidage et de rechargement de l'accumulateur occupent une part significative du cycle. Au-dessus de 500 litres, lorsque le refroidissement domine un cycle de 12 à 25 minutes, la seconde station augmente beaucoup moins la production tout en doublant les frais d'acquisition du moule et les besoins en place. La plupart des usines chimiques utilisant des cuves de plus de 500 litres choisissent avec raison la station unique et ajoutent une seconde machine lorsque la production augmente.
Quelle quantité de remilieu puis-je utiliser en toute sécurité dans un réservoir certifié UN ?
Suivez en général la règle suivante : résiliez le bouchon à une densité comprise entre 25 et 35 %, puis validez la limite réelle en exécutant le programme complet des essais UN sur des pièces moulées à ce ratio. Maintenez le boucle fermée, maintenez la température du grain fraîchement enrobé élevée, retirez le métal et la poussière et mesurez la résiliation kilométriquement plutôt que par volume. Dans les structures co-extrudées, routez la résiliation dans une couche dédiée de résiliation, de manière à ce qu'elle ne touche pas la surface de contact ni la couche barrière adjacente.
A quelle température d'eau doivent être conditionnés les circuits de refroidissement du moule ?
L'eau refroidie entre 8 et 15 degrés C constitue la plage de fonctionnement normale des cuves en HMWHDPE. En dessous de 8 degrés C, la condensation peut se former sur la surface de la cavité et entraîner des défectuosités de gravure dans la pièce, ou générer des éversions à rétrécissement ; au-delà de 18 degrés C, le cycle s'allonge disproportionnellement sur les parois épaisses. Tout aussi important que le point de réglage est le courant turbulent dans chaque circuit, avec un nombre de Reynolds supérieur à 10 000, et une zonage indépendant de 6 à 14 circuits, afin que les angles épais puissent être refroidis plus terriblement qu'il n'est nécessaire pour les panneaux plats.
Conclusion.
Dans l'élaboration d'une usine chimique à grande échelle, l'optimisation de l'installation EBM résulte d'un court nombre de décisions, qui doivent être prises dans l'ordre approprié. Commencez par la pièce : volume, géométrie, contenu et exigence de certification. A partir de la pièce, établissez le poids par jet et par conséquent la classe d'accumulateur, qui varie en général de 10 à 70 kg pour les pièces allant de 100 à 1000 L. A partir de la géométrie, établissez la surface projetée et le périmètre de pincement, qui déterminent la force de serrage, comprise entre 60 et 250 tonnes. A partir du contenu, choisissez la résine et la stratégie de barrière, en considérant l'ESCR comme une contrainte plutôt que comme un objectif. A partir de l'épaisseur de paroi, évaluez le cycle à dominance de refroidissement, qui dure 3 à 6 minutes pour une pièce de 100 litres et 15 à 25 minutes pour une pièce de 1000 litres. À ce stade, il n'a plus lieu de parler de modèles de machines, et à ce moment, la spécification se compose presque toute seule.
Les deux options qui permettent de rembourser le plus systématiquement leurs coûts sont le contrôle de l'épaisseur latérale des murs et le refroidissement par échange d'air interne. La première réduit le matériau utilisé par pièce de 6 à 12 %, améliore la marge de chute et de rangement sur les réservoirs non circulaires ; la seconde réduit le temps de cycle de 20 à 35 % sur les parois épaisses. Les deux options augmentent modestement l'investissement dans la machine et génèrent des économies tout au long de la durée de vie de l'équipement. À l'inverse, les décisions qui conduisent le plus souvent à des erreurs sont la programmation peu approfondie des matrices, la course de serrage sous-évaluée, une coupe inadaptée et le circuit de recyclage traité en dernier lieu.
Apollo, une usine Wanplas, compte plus de 20 ans d’expérience dans la fabrication de moulage par soufflage par extrusion et est dotée de dix séries de machines et de plus de 80 modèles couvrant les tailles de 200 ML à 1500 L, d’une usine de 8 000 m² à Zhangjiagang, d’une capacité de production annuelle de 100 machines et de plus de 4 000 ensembles en fonctionnement dans plus de 90 pays. Pour les cuves industrielles de 100 L à 1 000 L, la série ABLD constitue la plateforme, soutenue par les engagements de Wanplas concernant 500 pièces gratuites par an, la garantie de transport, la garantie de la capacité de production et la garantie des normes de qualité. Pour la production de petites quantités, de 200 ML à 20 L, la série ABLB, y compris l’ABLB 55, ainsi que la série entièrement électrique quand les objectifs énergétiques sont stricts, peuvent être utilisées.
Si vous envisagez de monter une ligne de réservoirs, envoyez le dessin de la pièce ou une description du container, le contenu prévu et sa masse spécifique, la certification que vous devez posséder, ainsi que la production cible par poste. Les ingénieurs d'Apollo procèderont en suivant la même logique présentée dans ce guide et vous proposeront une configuration adaptée, comprenant la classe d'accumulateurs, la force d'accroche, la taille de l'extrudeur, la résolution de programmation, la stratégie de refroidissement et la chaîne auxiliaire. Des essais préliminaires sur votre propre résine peuvent être organisés à l'usine avant de tenir vos engagements, et vous êtes invité à vous rendre à Zhangjiagang pour inspecter la construction, assister à la course d'acceptation et auditer le système de qualité en personne.
