A selecção da instalação química EBM em grande escala tem fundamentalmente a ver com o problema de fornecimento de material fundido, não com o de fixação. Uma vez que um recipiente atinja aproximadamente 60 a 80 litros de volume nominal, a máquina que você precisa deixa de ser uma máquina de garrafas dimensionada e torna-se um sistema de armazenamento de material fundido com uma fixação acoplada. O peso da injeção salta de gramas para dezenas de quilogramas, o parison permanece pendente por dezenas de segundos sob o seu próprio peso, e todas as decisões sobre a capacidade do acumulador, o espaçamento do cano, a resolução da programação do parison e o tonelagem de fixação são influenciadas por uma única questão: será capaz de entregar toda a injeção no molde antes que a gravidade destrua a distribuição da parede que você projetou? As instalações químicas que compram a classe de máquina errada descobrem isso da forma mais difícil, geralmente após a primeira prova de queda da UN falhar em uma parede que mediu perfeitamente na haste e tinha apenas 2 mm de espessura no diâmetro superior.
Este guia abrange a lógica de engenharia por trás da seleção de equipamentos de moldagem por sopro por extrusão para tanques, tambores e recipientes em massa intermediários com capacidade entre 100 e 1000 l: dimensionamento do cabeçalho de acumulação da classe de 5 kg até a classe de 60 kg, controle do espessamento da parede axial e radial, seleção da classificação de HMWHDPE com metas realistas de MFR e ESCR, estratégias de barreira para contenções aromáticas e agroquímicas, derivação da força de fixação a partir da área projetada e da carga de pinçamento, projeto do circuito de refrigeração, expectativas realistas em relação ao tempo do ciclo, variando entre 3 e 25 minutos, e a cadeia auxiliar que transforma uma máquina única numa célula de produção qualificada.
Apollo, a Wanplas factory, has manufactured automatic Máquina de moldagem por sopro e extrusão: A Zhangjiagang Apollo Machinery Co., Ltd. (Grup WANPLAS), localizada na cidade de Zhangjiagang, que fica convenientemente próxima à maior cidade da China, Shanghai. Nossa empresa ocupa uma área des 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 a 1500L containers and, for the companion small-pack lines that almost every chemical plant runs alongside its tank line, the ABLB Series covering 200ML a 20L. Every specification, selection table and failure-mode discussion below is written against that real equipment envelope rather than against a generic textbook machine.
Por que a produção de tanques de 100L-1000L é uma classe de máquina diferente
A linha divisória entre uma máquina de moldagem por injeção de média dimensão e uma máquina com grande tanque é o ponto no qual o extrusor não consegue mais fornecer o molde com a velocidade que a peça precisa. Abaixo dessa linha, o extrusor alimenta a cabeça de moldagem continuamente e a parison cai de maneira uniforme. Acima dela, a melaza deve ser armazenada num acumulador e disparada para baixo num único movimento rápido. Tudo o resto da máquina resulta dessa única mudança.
Use EXATAMENTE este formato: "1. " por linha, nada mais.
Uma parison de polietileno é um tubo oco de fusão quente suspendido na matriz. É mantida unida apenas pela própria força de fusão. Assim que sai da matriz, começa a alongar-se pelo seu próprio peso, afinando a seção superior e engrossando a seção inferior. Este processo é denominado "sag" e scale brutalmente com a massa. Uma parison de 300 gramas para uma garrafa de 5L soca alguns por cento durante uma queda de dois segundos. Uma parison de 55 kg para um tanque de 1000L, se extrudada continuamente a uma taxa que o extrusor possa realísticamente sustentar, levaria vários minutos para se formar e teria uma abertura estreita e rasgar-se muito antes de alcançar a total extensão.
A resposta técnica é reduzir o tempo que o parison passa pendurado. Uma cabeça do acumulador armazena todo o parado em um cilindro aquecido enquanto a peça anterior se resfria, e então um pistão hidráulico impulsiona toda essa massa pelo moldo em um único movimento, geralmente de 6 a 10 segundos para uma peça de 100L e de 18 a 25 segundos para uma de 1000L. A queda ainda ocorre, mas ocorre em um intervalo conhecido, curto e repetível, o que significa que pode ser compensada pelo perfil de programação do parison em vez de ser combatida.
Extrusão contínua versus cabeçote acumulador
A comparação abaixo é a decisão mais importante na seleção de EBM para instalações químicas de grande escala. É uma comparação de tecnologia, não de fornecedores, e o ponto de cruzamento depende do peso das peças e do ciclo desejado, e não apenas do volume do recipiente.
Tabela 1. Tecnologia de extrusão contínua versus tecnologia de cabeça acoplada
| Criterion | Cabeça de extrusão contínua | Cabeçote acumulador |
|---|---|---|
| Escala prático de peso das partes | 0,005 a 5 kg | 3 a 70 kg (5 a 60 kg é a faixa principal dos tanques) |
| Container volume served | 200 ml a cerca de 30 litros | 20L a 1500L |
| Tempo de formação da parison. | Controlado pela saída do extrusor, de segundos a minutos. | Controlado pela velocidade do pistão, de 4 a 25 segundos, independentemente da massa de injeção |
| Sensibilidade a uvas | Baixo em tiradas pequenas, inaceitável acima de 5 kg | Controlado e repetível, compensado por programação |
| Residência do fluxo e histórico térmico | Curto, uniforme | Mais longo; requer um design de fluxo primeiro-entrada-primeiro-saída para evitar a degradação |
| Janela de temperatura de fusão típica para HMWHDPE | 190 a 205 ºC | 180 a 200°C, mantida mais apertada para proteger o derretido armazenado |
| Resolução do controle do espessamento da parede. | 20 a 100 pontos axiais típicos. | De 100 a 200 pontos axiais, mais controle radial em grandes reservatórios |
| Índice relativo de investimento da máquina (referência = 100) | 100 | Entre 180 e 420, dependendo da classe do acumulador |
| Custo relativo por litro terminado do recipiente | Médio a alto | Baixo para tanques superiores a 100L |
Leia as duas últimas linhas juntas. Uma máquina acumuladora custa substancialmente mais para comprar, mas, no que se refere ao custo por litro do tanque, é a via mais barata para qualquer tanque superior a cerca de 100 l, porque uma cabeçote contínuo simplesmente não pode fabricar a peça com uma taxa aceitável de desperdício. O índice de investimento é expresso em relação a uma linha de base de 100 pontos para uma máquina de extrusão contínua de tamanho médio; é um número relativo para planejamento, e não uma cotação.
What Changes Mechanically Above 100L
Seis subsistemas mudam de caráter quando se passa da faixa de 100 a 1000 litros, e cada um é um lugar onde uma máquina insuficientemente especificada pode causar graves problemas dois anos depois da produção:
- Die head.O diâmetro da cabeça varia de 60 a 150 mm nas máquinas de tamanho médio a 250 a 600 mm nas máquinas de tanque. O mandril e o manguito do punção tornam-se componentes forjados e nitridados grandes, e o canal de fluxo deve ser de design elíptico ou em forma de coração, para que a mistura depositada saia sem bolsas de estagnação.
- Extrusor.o diâmetro do parafuso muda de 60 a 90 mm até 100 a 150 mm, com relações L/D de 25:1 a 30:1 e seções de alimentação ranhuradas para lidar com o HMWHDPE de baixa eficiência. A geometria de único parafuso permanece padrão; o de dois parafusos é uma solução de composto, não uma solução de moldagem por sopro.
- Unidade de fixação.A capacidade aumenta de 10 a 40 toneladas para a faixa de 60 a 250 toneladas, e o passo da pinça deve se abrir o suficiente para libertar uma peça cujo comprimento possa ser de 1,2 metros.
- Sistema de sopro e calibraçãoOs diâmetros do pino de expulsão aumentam, o volume de ar expulsado por ciclo sobe para centenas de litros e o refrigeração interna pelo intercâmbio de ar forçado torna-se uma necessidade econômica e não uma opção.
- Desflashing.Um flash de separação em um tanque de 1000 l pode pesar entre 8 e 15 kg. Ele deve ser removido, granulado e devolvido ao processo em um circuito fechado, ou seu modelo de custos de material vai entrar em colapso.
- Handling.As peças saem da máquina a 60 a 90 ºC, pesam até 55 kg e não podem simplesmente cair sobre uma correia transportadora. Dispositivos de derramamento, mesas de rolos e estruturas de resfriamento pós-moldagem fazem parte da especificação da máquina, não são uma depois-talha.
Selection rule of thumb:Se o peso da peça acabada superar 4 a 5 kg ou se o material de preparação demorasse mais de 30 segundos para se formar por extrusão contínua, especifique uma cabeça acumuladora. Em valores inferiores, uma cabeça contínua é mais rápida e mais barata por ciclo.
Dimensionamento da cabeça do acumulador: compatibilidade do armazenamento de fundição com o volume do tanque.
A capacidade do acumulador é o primeiro número da ficha de especificação e o único que com frequência é configurado incorretamente. Deve ser grande o bastante para manter todo o assunto, inclusive o flash, com espaço para deposição, mas não tão grande que o material fundido permaneça demasiado tempo e se degrade. A janela de dimensionamento correta é mais estreita do que aquilo que a maioria dos compradores espera.
Do volume do tanque ao peso da investida
Realize o trabalho em sentido retrogrado a partir da peça final. Estimem a área da superfície do recipiente, multipliquem por espessura média da parede, multipliquem por densidade do material, e acrescente a depressão de contato. Para um tanque retangular de 1000 L, que mede aproximadamente 1,0 x 1,0 x 1,1 metros, a área desenvolvida é de cerca de 6,4 metros quadrados. Com uma parede média de 7 mm e uma densidade de HMWHDPE de 0,948 g/cm3, o gelcoato pesa aproximadamente 42 kg. Flash em uma parte desta base acrescenta de 8 a 13 kg. O acumulador, portanto, tem que armazenar 50 a 55 kg de fusão, acrescido de um buffers de 15 a 30%, para variação no processo e para limpeza, o que faz com que a especificação caira para 60 a 70 kg.
A mesma aritmética para um tambor de 100L com uma parede média de 4 mm resulta em uma cápsula de aproximadamente 5,5 a 7,5 kg, um carregamento de 7 a 10 kg com flash e uma especificação de acumulador de 10 a 15 kg. A tabela abaixo consagra a faixa completa e é o ponto de partida prático para a seleção de EBM para plantas químicas de grande escala.
Tabela 2 - Dimensionamento do acumulador e do extrusor pelo volume do tanque (HMWHDPE)
| Volume do tanque | Média da parede | Peso da peça | Foto tirada com flash | Classe do acumulador | Diâmetro do parafuso | Extruder Output |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100L. | De 3,5 a 4,5 mm | 5,5 a 7,5 kg | 7 a 10 kg | De 10 a 15 kg | Entre 90 e 100 mm | De 150 a 220 kg/h |
| 160L a 200L | 4,0 a 5,5 mm | 9 to 13 kg | 12 a 17 kg | 20 to 25 kg | De 100 a 120 mm. | De 200 a 300 kg/h |
| 250L a 350L | 4,5 a 6,0 mm | 14 a 19 kg | Entre 18 e 25 kg | De 25 a 35 kg | 120 mm | 250 a 350 kg/h |
| 500L | De 5,5 a 7,0 mm | 24 to 32 kg | De 30 a 42 kg. | De 40 a 50 kg | 120 a 150 mm | 300 a 450 kg/h |
| 800L | Entre 6,0 e 7,5 mm | 35 a 45 kg | 43 a 56 kg | 50 a 60 kg | 150 mm | De 380 a 520 kg/h |
| 1000L | De 6,5 a 8,5 mm. | De 42 a 55 kg | 50 a 65 kg | 60 a 70 kg | 150 mm ou alimentação dupla | Entre 420 e 600 kg/h |
Esta tabela aplica-se a duas advertências. Em primeiro lugar, as suposições de espessura da parede dominam o resultado; um tanque certificado pela ONU para o grupo de embalagem II com um teor de específica gravidade de 1,8 possui uma parede mais pesada do que um tanque de serviço de água do mesmo volume, e o peso da bala pode aumentar em 20 a 35 por cento. Em segundo lugar, a saída do extrator deve ser ajustada ao tempo de reabastecimento do acumulador, e não à média de consumo. O extrator deve reabastecer o acumulador durante a fase de resfriamento da peça anterior. Se o resfriamento demorar 12 minutos e a bala tiver 55 kg, o extrator precisa apenas de uma taxa de reabastecimento real de 275 kg/h, mas você deve especificar ainda assim uma margem de 30 a 40 por cento, para que o extrator nunca seja o elemento limitador de ciclo nas variantes com paredes finas.
Velocidade do plunger e compensação do movimento lateral
O conflito central no projeto do head do acumulador refere-se à injeção rápida, que limita a afundação, e à injeção controlada, que limita a fratura do material fundido e a pele de tubarão. Empurre o pistão demasiado rápido e a velocidade de corte na parte superior do moldo excede o valor crítico para a resina, criando uma superfície matte e ondulada do parison que se mantém no tanque acabado. Empurre demasiado lentamente e a parte superior do parison se torna mais fina antes que a parte inferior seja formada.
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.
Configurações multi-camada e multi-cabeça
Duas arquiteturas de acumuladores servem a bandeja do tanque. O acumulador de um cilindro integrado na cabeça, em que o anel de armazenamento é integral à cabeça do moinho, proporciona o caminho de fluxo mais curto e limpo e é a escolha padrão até cerca de 40 a 50 kg. Acima disso, ou quando é necessária uma estrutura de barreira coextrudida, um cilindro de acumulador separado fornecendo uma cabeça de moinho de coextrusão se torna a configuração prática, porque cada camada precisa de seu próprio tanque de armazenamento de fusão medido. Tanques coextrudados com capacidade entre 200 L e
Controle de parição: Axial and Radial Espessura da parede Programming
O controle do espessamento das paredes é onde uma grande máquina de tanque ganha ou perde a sua vantagem de custo de material. Num tanque de 1000L, uma redução de um milímetro na espessura média da parede poupa aproximadamente 6 kg de resina por peça. Atinge-se isso de forma segura apenas com a capacidade de colocar o material exatamente onde a peça o precisa e em nenhum outro lugar, o que significa controle axial e radial.
Programação de parison axial: por que 100 a 200 pontos
O controle do espessamento da parede axial, geralmente chamado programação de parafusagem, funciona movendo o cabo-mandril verticamnete durante a investida, abrindo e fechando a fenda anular do punhado numa curva programada. O controlador divide a travessia da investida em num número fixo de pontos e interpreta um comando de posição servo-hidráulica entre eles.
O número de pontos não é um número de marketing. Define a resolução espacial do perfil da parede ao longo da altura da peça. Um tanque de 1000L com 1,1 metros de altura, e com um programa de 100 pontos, oferece um ponto de controle a cada 11 mm da altura da peça acabada; um programa de 200 pontos divide isso por dois, para 5,5 mm. Recursos que exigem alta resolução incluem a transição do gargalo para o ombro, os raios dos ângulos superior e inferior, a área do tanque ou da boca de descarga e qualquer placa estampada ou ranhurada. Uma programação grosseira força o engenheiro do processo a espessar zonas inteiras apenas para manter o ponto mais fino na especificação, que é exatamente o desperdício de material que você comprou a máquina para evitar.
Tabela 3. Requisitos de resolução de programação de comparadores por classe de tanques
| Classe de tanque | Pontos Axiais Mínimos | Pontos axiais recomendados | Controlo radial necessária | Typical Wall Tolerance Achievable |
|---|---|---|---|---|
| Tambor cilíndrico de 100L | 64 | 100 | Opcional | Mais ou menos 12 por cento |
| tambor de 200L com anel L | 100 | 128 | Recomendado | Mais ou menos 10 por cento |
| Tanque retangular de 300 l | 100 | 160 | Forte recomendação | 000 L geralmente utilizam uma estrutura de três ou seis camadas e o acumulador da camada de barreira é proporcionalmente pequeno, muitas vezes 2 a 5 por cento da massa total do chorume, o que impõe exigências extremas à repetibilidade da dosagem. |
| Tanque retangular de 500L | 128 | 200 | Requerido | Mais ou menos 8 por cento |
| garrafa interna de 1000L IBC | 128 | 200 | Requerido | mais ou menos 7% |
| Tanque de forma complexa com sump e divisões | 160 | 200 | Requerido | Mais ou menos 8 por cento |
Controle do espessamento da parede radiante: PWDS e SFDR
A programação axial controla a parede ao longo da altura da peça, mas aplica o mesmo espaçamento em torno da circunferência do molde. Isto é suficiente para um cilindro. Não é suficiente para um tanque retangular, pois a fusão tem de viajar muito mais para chegar a uma esquina do que para chegar ao centro de um painel plano, por isso as esquinas ficam mais finas enquanto os painéis permanecem mais pesados.
Os sistemas de distribuição de parede radial resolvem este problema. Dois mecanismos dominam. Os sistemas de distribuição parcial da parede, geralmente abreviados como PWDS, deformam um anel flexível de matriz em pontos discretos utilizando um conjunto de atuadores servomotores ou hidráulicos, abrindo ou fechando localmente o intervalo da matriz em posições angulares escolhidas em um perfil estático. Os sistemas de anel de deformação flexível estático, geralmente abreviados como SFDR, utilizam o mesmo princípio de deformação do anel elástico com um conjunto de pontos de ajustamento que podem ser reconfigurados entre produtos.
Em um tanque retangular de 500L ou 1000L, o controle radial não é uma refinaria, é a diferença entre a aprovação e a reprovação de um teste de empilhamento. O espessamento da parede dos cantos em um tanque retangular sem apoio está habitualmente entre 30 e 45 por cento abaixo do espessamento das paredes panelado. Com o controlo radial, esta dispersão é tipicamente mantida em valores entre 10 e 15 por cento. Os benefícios práticos se acumulam:
- A espessura média da parede pode ser reduzida, pois não é mais necessário espessar toda a peça para proteger os cantos, resultando numa redução da massa da peça de 6 a 12 por cento em uma geometria retangular típica.
- A cristalização nas cantos e o arrefecimento tornam-se mais uniformes, o que reduz a distorção após a contracção e melhora a repetibilidade dimensional nos tanques que devem se encaixar em uma gaiola de aço ou em um quadro de paletes.
- O desempenho de carga e empilhamento aumenta, pois a falha sempre inicia no canto mais fino.
- O desempenho do teste de descida melhora no raio da borda da base, o único ponto de falha mais comum do teste de descida da ONU em tanques retangulares.
Correspondência da distância entre as ventosas e da força do fundido
O espaço entre os formadores e a força de fusão da resina devem ser selecionados em conjunto. O espaço entre os formadores em uma cabeceira do tanque varia de cerca de 4 a 8 mm para peças de 100 L, até 8 a 16 mm para peças de 1000 L, e o comportamento de dilatação da resina determina a relação entre o espaço e a parede final. Usando as graduações de HMWHDPE, que apresentam uma ampla distribuição de peso molecular, é possível obter um diâmetro de dilatação de 1,15 a 1,45 e uma espessura de dilatação de 1,3 a 1,9 em velocidades de corte normais, ou seja, um espaço de 9 mm é capaz de produzir uma parede de parison de 12 a 16 mm antes da injeção.
Três consequências práticas decorrem aqui. Primeiro, nunca especifique uma cabeça da matriz cuja distância máxima seja apenas a suficiente para a peça mais pesada prevista, porque perde a capacidade de executar os mais elevados graus de expansão posteriormente. Em segundo lugar, quando uma resina é alterada, todo o programa de paríson tem de ser re-optimizado; a expansão é específica do grau e o perfil anterior não se transfere. Em terceiro lugar, a resistência do derretimento tem de ser suficientemente elevada para que o paríson suporte o seu próprio peso pelo intervalo completo de desengarfar e fechar a moldagem. Uma resina com um MFR aceitável, mas com baixa resistência de derretimento, parecerá que está em boas condições a 100L, e que se rompe ao chegar a 600L.
Medida de parede em loop fechado
Os produtores sérios fecham o ciclo. A medição ultrassônica do espessamento da parede na peça acabada ou a medição capacitiva no parison retornam a correção para o perfil de programação. Em um tanque de 1000L com um ciclo de 20 minutos, a correção da deriva importa: as variações de temperatura ambiente entre uma mudança de turno diurno e um turno noturno mudam a temperatura da massa fundida e engrossam o espessamento da parede o suficiente para que a média oscile de 3% a 6%, quantidade suficiente para tirar um projeto leve dos requisitos especificado. O monitoramento automático do peso da peça em uma pesagem em linha, com uma faixa de alarmes de mais ou menos 1,5%, é a versão mais eficaz desta controle e é fortemente recomendada para qualquer produção certificada pela ONU.
Seleção de materiais para tanques químicos: HMWHDPE, ESCR e sistemas de barreira
A escolha da máquina e a selecção de materiais são uma decisão única para tanques químicos. A resina define a janela de temperatura de fusão, o comportamento de inchaço, a resistência à fusão requerida e, portanto, a cabeça de matriz e a geometria do parafuso; o conteúdo químico define a resistência à rachadura de estresse ambiental e a estratégia de barreira exigidas, o que, por sua vez, determina se é necessário uma máquina de camada única, uma máquina de coextrusão ou uma máquina de camada única, mais uma fase de tratamento de superfície em linha.
HMWHDPE: A resina de base para tanques industriais
Polietileno de alta densidade e alto peso molecular é o material padrão para recipientes industriais de 100 a 1000 L, pois combina alta resistência à fusão, boa ESCR e ampla compatibilidade química. As propriedades relevantes para o sopro de grande parte são estreitas e específicas.
Tabela 4. Propriedades da resina para tanques químicos de 100L a 1000L
| Propriedade | Test Condition | Intervalo de objetivos | Por que é importante |
|---|---|---|---|
| Velocidade de fluxo de fusão, MFR. | 190 graus C/2,16 kg | 0,03 a 0,35 g/10 min | Menos MFR proporciona maior resistência da massa fundida e menor afundamento; abaixo de 0,03, o torque do extrusor e a pressão da cabeça tornam-se impraticáveis |
| Índice de fusão elevado, HLMI | 190 graus C/21,6 kg | De 3 a 12 g/10 min | A figura de processabilidade prática para os graus de tanque; 4 a 8 é o ponto ideal acima de 300L |
| Relação de taxa de fluxo, FRR | 21,6 kg dividido por 2,16 kg | De 60 a 130 | Indica uma ampla distribuição de peso molecular, o que confere uma dilatação pelo corte durante a jateamento e a recuperação da força do fundido posteriormente |
| Densidade. | ISO 1183 | 0,944 a 0,952 g/cm3 | Acima de 0,952, a rigidez aumenta, mas o ESCR se desmorona; abaixo de 0,944, as paredes do tanque flexionam-se sob a carga hidrostática |
| ESCR, F50 | ASTM D1693 Condição B, 10 por cento de etoxilato de nonilfenol | Maior do que 1000 h, com objetivo de não falhar em 1000 h para serviços agroquímicos | O único número mais preditivo para a sobrevivência a longo prazo de tanques químicos; os conteúdos contendo surfactante são o caso mais rigido |
| Crescimento lento das fissuras, NCLS ou PENT | ASTM F2136 ou ASTM F1473 | maior que 100 h NCLS para classes exigentes | Prevê propagação de rasgos a partir de saliências de arrancamento e dos riscos de tensão incorporados |
| Impacto Izod. | 23 graus C e menos 18 graus C | superior a 20 kJ/m2 a 23 graus C | As análises de queda a frio a uma temperatura de menos 18°C são um requisito de embalagem da ONU para muitos conteúdos |
| Fração de resistência à tração | ISO 527 | De 23 a 29 MPa | Combina capacidade de empilhar e capacidade de carregamento superior, juntamente com a espessura da parede e a geometria |
| Contração do molde | Contração livre em 24 horas e 168 horas | 1,8 a 3,2 por cento | O pós-contração continua durante dias nas paredes espessas e controla a tolerância do encaixe da caixa |
Bloco de Produto 1: Placa de Utilização Densas da Série ABLD para Tanques de 100L a 250L
Grados de Copolimero de Hexeno para Serviço Químico Agressivo
Grau do copolímero de hexeno HDPE bimodal construído para moldeamento por sopro de grandes peças proporciona a melhor combinação disponível numa estrutura de uma única camada. A ramificação de cadeia curta do comonomero de hexeno está concentrada na fração de alto peso molecular, onde as moléculas de ligação se formam; o resultado é o desempenho ESCR muito além do que pode ser entregue por um homopolímero da mesma densidade, mantendo ao mesmo tempo um Índice de deformabilidade a alta temperatura (HLMI) que se situa entre 4 e 8 g/10 min de processamento. Para tanques que transportarão ácidos oxidantes, soluções de hipoclorito, surfactantes concentrados ou formulários agroquímicos com portadores aromáticos, especifique um grau de copolímero e exija que o folheto do fornecedor indique tanto a condição de ESCR como a condição do índice de fusão, uma vez que os números referidos sem condições não significam nada.
Estratégias de proteção: fluorinação, EVOH e PA6
O polietileno é permeável a hidrocarbonetos, solventes aromáticos e diversos veículos agroquímicos. Um tanque de LDPE de uma camada, cheio de uma formulção com base em xileno, perde produto, incha, distorce-se e, finalmente, não cumpre os requisitos de planaridade do painel num teste de empilhamento. Três estratégias de barreira dominam a produção de tanques industriais, e a escolha altera de maneira material a especificação da máquina.
Tabela 5. Comparação da tecnologia de separação para tanques químicos
| Estratégia | Como Funciona | Redução típica de permeação | Machine Impact | Custo relativo |
|---|---|---|---|---|
| Fluorinação em molde | O gás de flúor introduzido com o ar pulsante reage com a superfície interna, substituindo o hidrogênio pela flúor em uma camada superficial fina | De 30 a 200 vezes em relação a aromáticos e combustíveis | Requere um pacote de manuseio de gás, um filtro de limpeza, um circuito de sopro dedicado e sistemas melhorados de interligação de segurança; não há alteração na cabeça da matriz | Medium |
| Fluoração pós-moldagem | Tanques concluídos tratados em uma câmara por lotes sob atmosfera controlada de flúor | De 20 a 200 vezes, trata tanto as superfícies internas como externas | Sem mudança de máquina; adiciona uma estação offline separada e logística de lote | Médio a alto |
| Camada de barreira EVOH co-extrudida | Camada contínua de EVOH de 2 a 5 por cento do espessamento da parede, empacotada entre camadas de ancoragem em uma estrutura de seis camadas | 100 a 1000 vezes contra hidrocarbonetos e oxigênio | Requer cabeçalho de coextrusão multi-camada, extruders adicionais para barreira e ancoragem e medição precisa de acumulação de camadas | Very High |
| Camada de barreira de PA6 co-extrudida | Camada de poliamida 6 com camadas de amarração engraftadas com anhídrido maleico; tolera melhor a umidade do que a EVOH | Design do Circuito de Refrigeração do Molde | Cabeça de várias camadas necessária; o PA6 necessita de seu próprio secador e de uma zona de temperatura de derretimento mais alta do que as camadas de PE | Materiais de alta qualidade |
| Barreira laminar misturada | PA6 disperso em plaquetas sobrepostas na matriz de PE usando um compatibilizador | De 5 a 30 vezes, menos consistente do que uma camada contínua | A máquina de uma camada única pode executar isso, mas a torção e o corte da cabeça devem ser controlados para preservar a orientação das plaquetas. | Baixo a médio |
Para a maioria das aplicações em fábricas químicas de 100 a 1000 litros, o pragmático arból de decisões é breve. Os produtos químicos inorgânicos à base de água, os ácidos minerais em concentração moderada, a causticidade e os produtos de tratamento de água não precisam de barreira alguma, apenas de um copolímero de alto ESCR. Os lubrificantes, os óleos básicos e os hidrocarbonetos não aromaticos são tratados economicamente por fluoruração. Os solventes aromáticos, as formulações agroquímicas com xileno ou portadores aromáticos-100, e as aplicações que entram em contacto com combustível justificam uma estrutura coextrudada. Mova-se para a coextrusão apenas quando o conteúdo o exige, porque ambos o passo de capital e a complexidade do processo são grandes.
Manuseamento de resina reciclada e seu efeito nas propriedades
Configuração de 300 a 500 L
Força de prensagem, Mold Engineering and Cycle Time
A força de fixação em uma grande máquina de tanque não é derivada da mesma forma que em uma máquina de moldagem por injeção. A pressão de sopro é baixa, normalmente de 0,6 a 1,0 MPa, mas a área projetada é enorme e a ruptura tem de cortar e soldar a parede de um parimão que pode ter 15 mm de espessura. Os dois componentes de carga devem ser somados, não escolhidos entre eles.
Obter a força de fixação a partir da área projetada e da carga de enfraquecimento
O componente da pressão de ponta é simples: multiplique a área projetada da peça no plano de separação pela pressão de ponta. Um tanque de 1000 l com uma área de 1,0 por 1,1 metro apresenta cerca de 11.000 centímetros quadrados. A 0,8 MPa, isso equivale a cerca de 88 toneladas de força de separação. O componente de apêndice adiciona a força necessária para cortar e comprimir a trama ao redor de todo o perímetro da linha de separação, o que, para uma parede de parafinas de 15 mm e um perímetro de 4 metros, corresponde aproximadamente a uma mesma ordem de grandeza. Adicione um fator de segurança de 1,4 a 1,6 para a deflexão do molde, o desgaste da linha de separação e picos de pressão de ponta, e a especificação se ajusta a 200 a 250 toneladas.
Tabela 6. Derivação da força de fixação ao longo da faixa do tanque
| Volume do tanque | Área projetada típica | Componente de pressão de sopro | Componente de desligamento | Força de fixação especificada | Intensidade do fôlego |
|---|---|---|---|---|---|
| 100L. | 2.600 a 3.400 cm2 | 21 to 27 t | 16 a 24 s | 60 to 80 t | 600 a 800 mm |
| 200L | 4.200 a | 34 a 42 t | 26 a 36 t | 90 a 120 t | 800 a 1.000 mm |
| 300L | 5.500 a 6.800 cm2 | 44 to 54 t | 34 a 46 s | 120 a 160 t | 900 a 1100 mm |
| 500L | 7.000 a 8.500 cm2 | 56 a 68 t | 44 a 58 t | 160 a 200 t | 1.000 a 1.300 mm |
| 1000L | 10.000 a 12.000 cm2 | De 80 a 96 t | 62 a 82 t | 200 a 250 t | 1.300 a |
Dois detalhes da especificação são tão importantes quanto a tonelagem da cabeça. A distância de movimento da pega deve exceder a maior dimensão da peça através do plano de separação, bem como ter uma margem de liberação adequada; uma máquina com tonelagem suficiente, porém com estágio insuficiente, não pode processar sua peça. E o paralelismo da placa de pega sob carga, idealmente com uma variação de 0,10 mm por metro, determina se a fechamento com estiramento se fecha uniformemente ao redor de um perímetro de quatro metros. Um fechamento irregular produz uma linha de solda forte em um lado do tanque e marginal no outro, o que é invisível em um teste de vazamento e fatal em um teste de queda.
Estação simples versus esteção dupla
As máquinas de uma estação colocam um molde diretamente abaixo do cabeçalho do punção. São mais simples, mais baratas, mais fáceis de manter e constituem a configuração padrão para tanques com capacidade superior a cerca de 300L, em que o tempo de resfriamento domina integralmente o ciclo, o que significa que o cabeçalho ficaria inativo mesmo que as condições o permitissem. As máquinas de duas estações transportam duas garras alternadamente para baixo do cabeçalho, de modo que uma peça cozinho enquanto a outra é extrudada. Nos tanques de 100 a 250L, com ciclos de 3 a 8 minutos, uma estação dupla pode aumentar a produção em 40 a 70%, pois o tempo de enchimento e descarga do acumulador é uma fração significativa do ciclo. Acima de 500L, com ciclos de 12 a 25 minutos, a produção incremental de uma segunda estação desce bastante, enquanto o custo capital, da área do chão e do molde dobra. Por isso, a maioria das empresas químicas opta por máquinas de uma estação e inclui uma máquina adicional quando o volume cresce.
200 cm2
O ciclo de resfriamento é o mais importante. Em um tanque de 1000 litros, de 75 a 85 por cento do ciclo consiste na remoção de calor, portanto, o projeto do circuito de resfriamento é a mais importante engenharia na célula inteira. Moldes para grandes tanques são normalmente trabalhados a partir de ligas de alumínio devido à sua condutividade térmica, com pequenas peças de aço nos pontos de apuramento e na parte do pescoço onde ocorre o desgaste.
- Espaçamento e profundidade do canalCanais perfurados de 12 a 16 mm de diâmetro, com centros de 45 a 70 mm, posicionados entre 18 e 30 mm atrás da superfície da cavidade. Uma espaçamento mais próximo é melhor, mas não deve comprometer a rigidez do molde sob uma carga de fixação de 250 toneladas.
- Zoneamento do circuito.Divida o molde em 6 a 14 zonas de controle independente, de forma que seções mais espessas, como os raios de curva, a calha e a área de compactação, possam ser resfriadas com maior rigidez do que os painéis planos. O resfriamento uniforme de uma parede não uniforme produz um tanque deslocado.
- Temperatura da água. Água refrigerada circulante a 8 a 15 graus Celsius é a janela padrão. Descer abaixo de 8 graus Celsius corre o risco de condensação na superfície da cavidade, o que se impressa como defeitos de superfície e pode provocar falhas no fechamento com estiramento; subir acima de 18 graus Celsius estende o tempo do ciclo de forma desproporcional em paredes grossas.
- Fluxo turbulento. Dimensionar a bomba e o manifold para um número de Reynolds acima de
- Refrigeração interna.A troca de ar forçada através do chicote, em que o ar de refrigeração entra através de um tubo interno e sai através do anel, também remove o calor da superfície interna e geralmente reduz o tempo do ciclo em 20 a 35 por cento em paredes superiores a 5 mm. Em depósitos superiores a 500L, esta diferença corresponde a um ciclo de 25 minutos frente a um ciclo de 18 minutos.
Tabela 7. Expectativas realistas sobre o tempo do ciclo e a produção por turno
| Volume do tanque | Espessura da parede | Ciclo sem refrigeração interna | Ciclo com refrigeração de troca de ar | Partes por turno de 8 horas (85% de OEE) |
|---|---|---|---|---|
| 100L. | De 3,5 a 4,5 mm | 4,5 a 6 min | 3 a 4 min | 102 to 136 |
| 200L | 4,0 a 5,5 mm | 7 a 9 min | 000 em cada circuito. O fluxo laminar em um grande canal tira muito menos calor do que a maioria dos engenheiros assume e é a principal razão pela qual um molde que parece bem refrigerado no desenho corre um ciclo 30% mais longo na realidade. | 63 a 82 |
| 300L | 4,5 a 6,0 mm | 9 a 12 min | 7 a 9 min | 45 a 58 |
| 500L | De 5,5 a 7,0 mm | 14 a 18 min | 10 a 13 min | 31 a 40 |
| 800L | Entre 6,0 e 7,5 mm | De 18 a 23 min | 13 a 17 min | 24 a 31 |
| 1000L | De 6,5 a 8,5 mm. | 21 a 25 min | 15 a 19 min | 21 to 27 |
Utilize essas figuras para o planeamento de capacidade, em vez de como garantias. O tempo de ciclo para uma peça específica é definido pela seção mais espessa, e não pela média da parede, e um tanque com uma cuba pesada ou um chuveiro grossa coz um sistema em que de repressão. Quando o Apollo cita uma garantia de capacidade, esta é derivada do desenho real da peça e do resina, testada durante a aceitação da fábrica e coberta pela garantia de capacidade de produção da Wanplas.
Plataformas de máquinas Apollo para produção de tanques de 100 L a 1000 L.
A Apollo fabrica dez séries de máquinas com mais de oitenta modelos, e para tanques químicos industriais, a plataforma relevante é a Série ABLD, projetada para tanques de 20 a 1500 litros. Os dois blocos de configuração abaixo cobrem a ampla gama prática da produção de tanques de fábricas químicas, e um terceiro bloco abrange a linha de embalagem de pequenas quantidades que funciona junto a quase todas as operações de tanques.
De 10 a 100 vezes em relação a hidrocarbonetos e aromáticos
Esta é a configuração básica para plantas químicas que produzem tambores de 100 l, 160 l, 200 l e 220 l, de cabeça aberta e de cabeça fechada, em estação única ou dupla. Utiliza um acumulador em cabeça com pistão de um cilindro, um extrusor com uma única hélice, de 100 a 120 mm, com seção de alimentação ranhurada para o HMWHDPE de baixa MFR, e programação completa do parison axial. A fixação em duas estações está disponível e é geralmente justificada nesta faixa de dimensões, porque o tempo de descarga e de reabastecimento representa uma quota significativa de um ciclo de 4 a 8 minutos.
Tabela 8. Especificação da série ABLD, configurações de 100L a 250L
| Parâmetro | Configuração de 100L | Configuração de 160L a 200L | Configuração 250L |
|---|---|---|---|
| Container volume range | 60 a 120 L | 120 a 220 L | 200 a 280 L |
| Accumulator head capacity | De 10 a 15 kg | 20 to 25 kg | De 25 a 32 kg |
| Força de fechamento | 60 to 80 t | 90 a 120 t | 120 a 145 t |
| Círculo de acoplamento | 600 a 800 mm | 800 a 1.000 mm | 900 a 1100 mm |
| Diâmetro da roda do extrusor | Entre 90 e 100 mm | De 100 a 120 mm. | 120 mm |
| Relação L/D da rosca | 25:1 a 28:1 | 25:1 a 30:1 | 28:1 a 30:1 |
| Saída de plasticização, HMWHDPE | De 150 a 220 kg/h | De 200 a 300 kg/h | 250 a 350 kg/h |
| Diâmetro do cabeçote | 250 a 320 mm | 320 a 400 mm | 380 a 450 mm |
| Pontos de programação do parison axial | 100 | 100 a 128 | 128 a 160 |
| Controle da parede radial | Opcional | Opicional, recomendado para tanques retangulares | Recomendado |
| Configuração da estação | Simples ou duplo | Simples ou duplo | Simples ou duplo |
| Potência instalada | 90 a 130 kW | 130 a 180 kW | De 170 a 210 kW |
| Machine weight | 18 a 25 t | 25 to 35 t | De 33 a 42 t |
| Ciclo típico, HMWHDPE | 3 a 6 minutos | 5 a 9 min | 7 a 11 min |
| Materiais processáveis | 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 |
Bloco de produtos 2: Plataforma grande da série ABLD para tanques de 300L a 1000L
Esta configuração abrange o extremo pesado do envelope da Série ABLD, que se estende até 1500L. Ela é construída ao redor de uma cabeça de acumulação de grande calibre, de 35 a 70 kg, de um extrusor de 120 a 150 mm, de uma ferramenta de fixação única pesada, com barras de fixação reforçadas e compensação de paralelismo hidráulico, e com o controle padrão da espessura da parede axial e radial, em vez de ser opcional. O refrigeração interna por troca de ar forçada é equipada automaticamente, porque, a essas espessuras de parede, é rentável em semanas de produção.
Table 9. ABLD Series Especificação, 300L to Configuração de 1000Ls
| Parâmetro | 600 mm | 600L to 800L Configuração | Configuração de 1000L |
|---|---|---|---|
| Container volume range | 280 a 560 L | 550 a 850 l | 850 a 1.200 L |
| Accumulator head capacity | 35 a 50 kg | 50 a 60 kg | 60 a 70 kg |
| Força de fechamento | 140 a 200 t | 180 a 220 t | 200 a 250 t |
| Círculo de acoplamento | 1.000 a 1.300 mm | De 1.200 a 1.450 mm | 1.300 a |
| Diâmetro da roda do extrusor | 120 a 135 mm | 135 a 150 mm | 150 mm ou alimentação dupla |
| Relação L/D da rosca | 28:1 a 30:1 | 28:1 a 30:1 | 1:30 s |
| Saída de plasticização, HMWHDPE | 300 a 450 kg/h | De 380 a 520 kg/h | Entre 420 e 600 kg/h |
| Diâmetro do cabeçote | 420 a 500 mm | 480 a 560 mm | 520 a 600 mm |
| Alcance da distância do formigueiro | 5 a 12 mm | 6 a 14 mm | 8 a 16 mm |
| Pontos de programação do parison axial | 128 a 200 | 160 a 200 | 200 |
| Controle da parede radial | Padrão | Padrão | Padrão |
| Shot-out time | De 10 a 15 s | 14 to 20 s | 18 a 25 s |
| Refrigeração por troca de ar interno | Padrão | Padrão | Padrão |
| Potência instalada | 200 a 280 kW | 250 a 330 kW | 280 a 400 kW |
| Machine weight | 40 a 55 t | 50 a 68 t | 55 a 80 t |
| Ciclo típico, HMWHDPE | 9 a 14 min | De 13 à 18 minutos. | De 15 a 25 min |
| Co-extrusion capability | Cabeça opcional de várias camadas | Cabeça opcional de várias camadas | Cabeça opcional de várias camadas |
Bloco de produtos 3: Série ABLB para a linha de pequenos pacotes
Muito poucas fábricas químicas embarcavam apenas recipientes a granel. O mesmo produto normalmente é vendido em embalagens de 1L, 5L, 10L e 20L para clientes menores, e estas embalagens são produzidas em uma classe de máquina diferente. A série ABLB da Apollo abrange desde 200 ml até 20 L, através de oito tipos de máquinas, incluindo a ABLB 55 para a faixa de 2 a 3 L e é o companheiro natural de uma linha de tanques ABLD. O fato de utilizar apenas um fornecedor mantém coerente o paradigma de controle, a lógica de peças sobressalentes e o treinamento do operador em toda a fábrica.
Tabela 10. Visão geral da série ABLB para linhas de embalagem complementares
| Attribute | Detalhe |
|---|---|
| Série de produtos | Série ABLB, 8 tipos de máquinas |
| Container volume range | 200ML a 20L |
| Exemplo de modelo nomeado | O ABLB 55, que cobre a faixa de recipientes de 2L a 3L. |
| Tipo de cabeça | Extrusão contínua, monovazia ou multicavidade. |
| Produtos tipicos de instalações químicas | Garrafas de solvente de 1L a 5L, contentores de 10L e 20L, embalagens de aditivos, recipientes de amostras |
| Materiais processáveis | PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU, PETG |
| Opção totalmente elétrica | A série Apollo Totalmente elétrica cobre desde 200 ml a 20 litros para plantas com rígimos requisitos de energia ou limpeza |
| Consumo energético relativo em comparação ao hidráulico | Baixo, com o maior desconto em recipientes pequenos de ciclo curto |
O ponto estratégico de uma instalação química é a cobertura do portfólio. A Apollo produz dez séries e mais de oitenta modelos, que variam de 200ML a 1500L. Isto significa que um só parceiro de equipamentos pode cobrir toda a cadeia de embalagens, desde uma garrafa de amostra de 500ML a uma garrafa interna de 1000L, sem que seja necessário gerir duas arquiteturas de máquinas não relacionadas na mesma oficina.
A cadeia de equipamento auxiliar ao redor de uma célula de tanque EBM de grande dimensão
Uma máquina de tanque grande constitui aproximadamente 55 a 70 por cento do custo de instalação de uma célula operacional. O restante é a cadeia auxiliar, e é onde a maioria dos compradores pela primeira vez especifica insuficientemente. Cada item abaixo tem um efeito direto no custo das peças, na qualidade das peças ou na certificação.
Tabela 11. Especificação do equipamento auxiliar para uma célula de tanque de 100 L a 1000 L
| Equipment | Função | Guia de dimensão para uma célula de 500L. | Prioridade |
|---|---|---|---|
| Granulador ao lado da máquina | Os granulados desativam instantaneamente o flash para o retorno em circuito fechado | 100 a 160 kg/h, embalagem acusticamente blindada, rotor pesado para flash de 15 mm de espessura | Essencial |
| Máquina de desbaste ou estação de correção de tamanhos | Remove o sobressalto superior e inferior de forma limpa, sem entalhamento na linha de solda | Prensa hidráulica adaptada ao molde da peça ou router guiado por robot | Essencial |
| Sistema de pesagem e carregamento gravométrico | Mistura de resina virgem, resina reciclada e mestra de cor em uma proporção definida | Blender gravimétrico de 4 componentes, de 400 a 600 kg/h, com precisão de mais ou menos 0,5%. | Essencial |
| Controlador de temperatura do molde | Mantém cada zona de resfriamento em sua temperatura estável de maneira independente. | Unidades de água multi-zonais, de 6 a 14 circuitos, banda de controle de 8 a 15 graus C | Essencial |
| Resfriador refrigerado a água | Fornece água refrigerada para o molde e arrefecimento do óleo hidráulico | Capacidade de refrigeração de 120 a 200 kW, compressor de engrenagens, tanque de buffer | Essencial |
| Compressor de ar e secador | Equipado para fornecer ar de sopro e ar de refrigeração interno | Sem óleo, de 10 a 12 bares, dimensão adequada para o pico de sopro e a demanda contínua pelo intercâmbio de ar | Essencial |
| Estação de teste de vazamento | Verificação de integridade de 100% por decadência de pressão ou pelo uso de um rastreador de helio para serviços críticos | Decaimento de pressão entre 30 e 50 kPa; detecção de helio para tanques de barreira coextrudidos. | Essencial para embalagem de UN |
| Wall thickness measurement | Verifica a distribuição da parede interna e externa sem cortar partes | Medidor ultrassônico com fixação em vários pontos ou auditoria destrutiva do fragmento por turno | Materiais de alta qualidade |
| Balança de verificação de peso | Detecta a deriva de processos monitorando o peso das peças durante o processo | O interval para 60 kg, faixa de alarme mais ou menos 1,5%, o óleo comestível, o concentrado de suco de fruta, o adoçante líquido, o vinagre e as cargas de aditivos alimentares utilizam tambores de 200L e garrafas IBC de 1000L construídas de acordo com os requisitos de contato com os alimentos. Aqui, as especificações da máquina mudam em formas que vão além da resina: o caminho de fluxo em temperatura de fusão deve evitar zonas de estagnação que geram manchas pretas degradadas, a disciplina de limpeza entre as alterações de cor deve estar documentada, o ciclo de reciclagem necessita de uma segregação mais rigorosa e, em estruturas coextrudidas, a camada de reciclagem deve estar posicionada de modo a distanciar a superfície de contato. As referências de conformidade geralmente incluem o FDA 21 CFR | Materiais de alta qualidade |
| Sistema de testes de derrepente e empilhamento | Qualificação e verificação periódica para a certificação da ONU | Rig de queda até 1,8 m, câmera de condicionamento a menos 18 graus C, estrutura de empilhamento para testes de 24 horas e 28 dias | Necessário para embalagens certificadas |
| Manipulação de peças e resfriamento após a operação. | Move peças de 25 a 55 kg para fora da mordaza e as mantém até que se estabilizem dimensionalmente | Dispositivo para desalinhamento, transportador de rolos, acessórios de resfriamento para período de 30 a 90 minutos. | Materiais de alta qualidade |
| Pacote de tratamento com enxofre ou fogo | Tratamento da barreira ou modificação da energia de superfície antes da etiquetagem | Pacote de gás no molde com escoramento ou túnel de tratamento com chama para adesão das etiquetas | Dependente da aplicação |
O ciclo de reciclagem é um centro de custos, não um detalhe.
Num tanque de 1000L com 12 kg de flash por arco, uma célula que realiza 24 partes por turno gera cerca de 288 kg de flash por turno, ou cerca de 860 kg por dia em três turnos. Se este fluxo é tratado de forma inadequada, torna-se sucata contaminada e o custo do material de cada tanque aumenta entre 15 e 25%. Se for tratado corretamente, num loop fechado com granulação quente, separação magnética, reintrodução medido e uma relação máxima de recarga documentada, torna-se um material gratuito com propriedades verificadas. Este único subsistema frequentemente tem um efeito maior no custo por tanque do que qualquer outra decisão na célula após a escolha da resina.
Planejamento energético
O consumo específico de energia para a extrusão de grandes peças, que normalmente está entre 0,35 e 0,55 kWh por quilograma de produção em uma máquina hidráulica bem configurada com bombas acionadas por servo, comparado com 0,55 a 0,85 kWh por quilograma em sistemas hidráulicos de volume fixo de gerações anteriores. Três medidas fornecem a maior parte das economias disponíveis: motores de bomba de velocidade variável acionados por servo que param durante a longa fase de refrigeração, aquecimento de cilindros de alta eficiência com aquecedores de cerâmica ou de alumínio fundido e jaquetas de isolamento total, e um chiller adequadamente dimensionado com um economizador de arrefecimento livre para instalações em climas frescos. Como a fase de refrigeração representa 75 a 85 por cento de um ciclo de tanque grande, a eficiência de inércia hidráulica importa muito mais aqui do que num pequeno aparelho de pequenas estações.
Indústrias de aplicação e produtos finais reais
O recipiente tubular de 100L a 1000L é um dos formatos de embalagem industrial mais utilizados no mundo, e os requisitos técnicos variam significativamente entre os mercados finais. As máquinas Apollo servem a indústria de alimentos e bebidas, produtos químicos diários, a indústria química, material de construção, médico e farmacêutica, produção automóvel, transporte e aplicações culturais e desportivas. Para os tamanhos de tanques cobertos por esta guia, cinco mercados finais dominam.
Indústria química: Acids, Alkalis, Solvents and Intermediates
Este é o mercado principal para tambores moldados por sopro com capacidade de 200 a 1000L. Os produtos finais típicos são tambores de 200L para transporte de solvente e intermediários, tambores de 220L para serviços de ácido e cáustico, embalagens 1000L IBC que ficam em um cesto de aço no suporte de paletes e tambores de transporte de 500L para transporte entre locais de produtos químicos elaborados. Os requisitos são severos: certificação da ONU para o conteúdo específico e o grupo de embalagem, atributos que sobrevivem a anos de contacto, estabilidade dimensional de modo que as garrafas continuem a se enquadrar na gaiola após o cicle de ciclagem térmica e força confiável da linha de solda no ponto em que se corta. Ácido clorídrico, hipoclorito de sódio, ácido sulfúrico em concentração moderada, hidrxidro de sódio, peróxido de hidrogênio em concentração controlada e uma ampla gama de intermediários de processo são todos transportados rotineiramente em HDPE plastificado por sopro, o que explica porque as unidades químicas são o maior grupo de compradores para equipamento de cabeças acumuladoras.
Concentrados agroquímicos: herbicidas, pesticidas e fertilizantes.
O serviço agroquímico é a prova mais difícil de um tanque de polietileno, porque as formulações combinam surfactantes, que agem através de fissuras causadas por estresse ambiental, com veículos aromáticos ou hidrocarbonetados, que penetram. Os produtos finais incluem transportes retornáveis de 100L, 200L e 640L e garrafas interiores de IBC de 1000L para a distribuição em massa de herbicidas. Três pontos de especificações são inegociáveis: uma resina de copolímero de hexeno com o ESCR mais alto disponível, uma estratégia de barreira adequada ao solvente veiculador e uma distribuição da parede que seja boa o suficiente para que mesmo o ponto mais fino do tanque atenda ao limite de estresse de projeto, porque a fissuração causada por estresse sempre começa onde a parede é mais fina e a tensão residual é maior.
Lubrificantes e óleos de base
Os misturadores de lubrificantes são enviados em tambores de 200 litros e garrafas IBC de 1000 litros em volumes muito elevados. A permeação de frações de hidrocarbonetos leves é um problema real, mas controlável, geralmente resolvido pela fluorinação em vez da coextrusão. A pressão comercial aqui é o peso, porque o empacotamento de lubrificantes é um negócio de alto volume com sensibilidade aos custos, portanto este é o segmento em que o controle de espessura da parede radial paga mais rapidamente: uma redução de 6 a 12% no peso da peça em centenas de milhares de tambores por ano é um ganho direto de margem, e é apenas alcançável com a distribuição de paredes precisas.
Contêineres em massa de grau alimentar
1520 para os polímeros olefínicos e a UE 10/2011 para os materiais plásticos destinados a entrar em contacto com os alimentos, e o produtor do tanque deve ser capaz de rastrear todas as camadas da estrutura até um grau de conformidade.
Tratamento de água e produtos químicos municipais
As instalações de tratamento de água consomem grandes quantidades de hipoclorito, coagulantes, floculantes poliméricos, produtos químicos para ajuste do pH e ácidos minerais, a maioria dos quais chega em tambores de 200L ou garrafas IBC de 1000L. O hipoclorito de sódio é um desafio específico porque degrada o polietileno com o passar do tempo através de ataque oxidativo, portanto, os tanques destinados ao serviço de hipoclorito geralmente utilizam uma categoria especificamente estabilizada e uma parede mais robusta, e o empacotamento é qualificado para uma vida útil definida em vez de ser tratado como reutilizável indefinidamente. Os tanques de dosagem, tanques diários e bancadas de conetividade secundária na faixa de 300L e 1000L também são moldados por sopro, e estes são peças estruturais e não transportes, o que realoca o foco do desempenho em testes de queda para a resistência ao creep hidroestático de longo prazo e capacidade de carregamento por cima.
Material de construção, transporte e peças industriais
Além de tanques líquidos, a mesma tecnologia do cabeçote acumulador produz grandes peças industriais: tanques de armazenagem de água e componentes de esgotos para obras de construção, tanques de combustível e dutos de ar para a produção de veículos, barreiras de segurança rodoviária e postes de trânsito preenchidos com água ou areia no local, paletes e caixas de equipamentos. Estas peças partilham os mesmos requisitos da máquina que os tanques químicos, nomeadamente a grande massa de detritos, o descaimento controlado e a distribuição exata das paredes, motivo pelo qual uma fábrica que instala uma linha ABLD para tambores químicos geralmente encontra uma segunda fonte de rendimento em peças industriais durante períodos de menor demanda de embalagens.
Matriz de seleção: exigências para a configuração recomendada do Apollo
A tabela abaixo converte as necessidades reais de uma fábrica para uma configuração inicial da máquina. O volume do tanque define o tipo de acumulação e da trava, o material e o conteúdo definem a estratégia de barreira e resina, e a produção necessária por turno determina se uma única estação é suficiente ou se é necessário uma estação dupla ou uma segunda máquina.
Tabela 12. Requisitos para a configuração da máquina Apollo recomendada
| Tank Volume and Type | Conteúdo e Materiais | Saída da mudança requerida | Configuração recomendada do Apollo | Opções principais para especificar |
|---|---|---|---|---|
| Tambor cilíndrico de 100L | Produtos químicos para tratamento de água, homopolímero ou copolímero de HMWHDPE. | 80 a 110 por turno | Configuração da série ABLD 100L, estação única, acumulador de 10 a 15 kg, fixação de 60 a 80 t | Programação de parison de 100 pontos, refrigeração por troca de ar interior |
| Tambor de 100L, alto volume | Detergent concentrate, high-ESCR copolymer | De 140 a 190 por turno | Configuração da Série ABLD de 100L, duas estações, acumulator de 15 kg. | Fixador de dupla estação, pesador em linha, circuito de retomada fechado |
| tambor de 200L com anel L | Dissolventes e intermediários, copolímero de HMWHDPE | 60 a 80 por turno | Série ABLD, configuração de 160 a 200 L, estação única, acumulador de 20 a 25 kg, garra de 90 a 120 t | Programação de 128 pontos, controle de parede radiante, estação de teste de fugas. |
| Tambor 220L de cabeça fechada | Formulação de solvente aromático, HMWHDPE com barreira | 55 a 75 por turno | Configuração da Série ABLD, de 160L a 200L, com cabeçote multiparalelo, acumulador de 25 kg | Camada de barreira co-extrudida de EVOH ou PA6, detecção de vazamentos de Hélio |
| Tanque retangular de 250L a 300L | Lubrificante e óleo de base, HMWHDPE, fluorado | De 40 a 58 por turno | Configuração da série ABLD de 250L ou 300L, estação única, acumulador de 25 a 40 kg, cinta de 120 a 160 t | Controlo de paredes radiais, pacote de fluorinação em moldagem com scrubber |
| Tanque de transporte de 500L | Concentrado agroquímico, copolímero de hexeno, ESCR elevado. | De 30 a 40 por turno | Configuração da série ABLD de 300 a 500 L, estação única, acumulador de 40 a 50 kg, prêmio de 160 a 200 t | Programação de 200 pontos, controle de parede radial, refrigeração de moldes em 14 zonas |
| Transferidor recarregável de 640L | Herbicida com veículo aromático, barreira co-extrudida | De 25 a 32 por turno | Configuração da linha ABLD Série 600L a 800L com cabeça multi-camada, acumulador de 50 a 60 kg | Estrutura de seis camadas com camada de recalque dedicada, medidor de espessura ultrassônico |
| garrafa interna de 1000L IBC | Serviço químico geral, copolímero de HMWHDPE | 21 a 27 por turno | Configuração da série ABLD 1000L, estação única, acumulador de 60 a 70 kg, fixação de 200 a 250 toneladas | Programação de 200 pontos, além de controle radiante, como padrão, refrigeração por troca de ar interna, fixação dimensional para gaiola. |
| Garrafa em massa de grau alimentar de 1000L | Óleo comestível ou concentrado de suco, PE compatível com contato alimentar | 21 a 27 por turno | Configuração da série ABLD 1000L com processamento separado do resíduo reciclado | Caminho de fluxo sem estagnação do cabeçote, procedimento documentado de limpeza, camada de contacto virgem |
| Embalagens de companhia de 1L a 20L | O mesmo produto em embalagens de varejo e comércio reduzido | Várias centenas a vários milhares por turno | Série ABLB, de 200 mL a 20 L, incluindo o ABLB 55 para a faixa de 2 L a 3 L | Cabeça multicavidade, automação de desfresamento, série totalmente elétrica, nas quais os objetivos energéticos são estritos |
Trate a tabela como um ponto de partida, em vez de uma especificação final. Os três fatores que mais frequentemente alteram a recomendação são a gravidade específica do conteúdo, que afeta o grupo de embalagem da ONU e, consequentemente, o espessamento da parede; a temperatura ambiente da instalação, que afecta tanto a capacidade de refrigeração como o ciclo atingível; e se o tanque deve se adequar a uma gaiola ou estrutura de palete existente, o que restringe a tolerância dimensional e pode obrigar o controle da parede radial em uma máquina que, de outra forma, não precisaria dele.
Quadro de custos de investimento e operação relativos
Porque os números absolutos dependem da configuração, dos especificações e da logística, a forma prática de comparar as opções na fase de planeamento é um quadro indexado. A linha de base de 100 pontos de índice abaixo representa uma máquina acumuladora de classe 100L de uma única estação e em configuração padrão. Todas as outras entradas são relativas a esta linha de base.
Tabela 13. Índice relativo de investimento e custo de operação
| Configuração | Índice de investimento na máquina | Indice de Investimento de Formas | Energy per Part | Espaço do piso |
|---|---|---|---|---|
| 100L single station (baseline) | 100 | 100 | Baixo | Baixo |
| Estação dupla de 100L | 145 a 165 | 190 a 210 | Baixo | Medium |
| 200L estação única | 140 a | 150 a 180 | Medium | Medium |
| Estação única de 500 L | 215 a 265 | 240 a 300 litros | Materiais de alta qualidade | Materiais de alta qualidade |
| 1000L single station | De 300 a 380 | 330 to 420 | Materiais de alta qualidade | Very High |
| 1000L com cabeça de barreira de coextrusão | 420 a 520 | 330 to 420 | Very High | Very High |
| Opção de controle de parede radial | mais 12 a 22 | Não houve alterações. | Reduz o material por peça em 6 a 12 por cento | Não houve alterações. |
| Opção de refrigeração por troca de ar interna | mais 6 a 12 | mais 5 a 10 | Reduz o ciclo em 20 a 35 por cento. | Não houve alterações. |
Terra de corte muito ampla ou muito estreita; liga demasiado frio na junção; clamp que fecha muito lentamente; parede deficiente no pincel; pinos de corte com resfriamento excessivo
Certificação, normas e testes de qualificação
Um tanque industrial é um produto regulamentado na maioria de seus mercados, e as especificações do equipamento devem suportar a certificação que o recipiente acabado precisará. Comprar uma máquina que não pode manter a distribuição das paredes de forma suficientemente firme para passar num teste de queda é uma forma cara de aprender isto.
Tabela 14. Normas e requisitos de qualificação para tanques industriais
| Padrão ou Teste | Aplica-se a | O que é necessário | 3. Impacto no equipamento. |
|---|---|---|---|
| Certificação de embalagem da ONU, tambores | Tambores plásticos de 100 a 450 L, marcados 1H1 ou 1H2 | Teste de queda, teste de estanquidade, teste de pressão hidráulica, teste de empilhamento, condicionamento a -18 graus C | Distribuição repetível da parede e resistência da linha de solda; instalação do carrinho de deslocação e da câmara fria no local |
| UN packaging certification, IBC | IBC de ligação de | Elevador inferior, elevador superior, empilhamento, estanquicidade, pressão hidráulica, queda, vibração | Controlo dimensional apertado para que a garrafa se encaixe e se carregue corretamente na gaiola após a contração |
| Alturas de teste de queda por grupo de embalagem | Todas as embalagens certificadas pela ONU | Normalmente 1,8 m para o grupo I de embalagem, 1,2 m para o grupo II e 0,8 m para o grupo III, ajustado pela gravidade específica do conteúdo | É necessário controlar o espessamento da parede de canto e base, o que é o motivo pelo qual o controle radiante é importante. |
| Teste de empilhamento | Tambores e IBCs | Teste de 24 horas em temperatura ambiente ou teste de 28 dias a 40 graus C para creep a longo prazo | Capacidade de carregamento superior impulsionada pela parede dos ombros e pela geometria; exige programação consistente dos ombros |
| ISO 9001 | Sistema de qualidade da fabricação | Utilize EXATAMENTE este formato: "1. " por linha, nada mais. | Gravação de dados da máquina e gestão de receitas para que os parâmetros do processo sejam registrados por lote |
| Marcagem CE | Máquinas colocadas no mercado europeu | Segurança das máquinas, proteção, paragem de emergência, cortinas luminosas, avaliação de riscos, ficheiro técnico | Especificar a configuração CE na fase de encomenda; a inclusão de proteção a uma máquina entregue é cara. |
| FDA 21 CFR 177.1520 | Polímeros olefínicos em contato com alimentos | Graus de resina conformes e aditivos controlados na camada de contacto | Manipulação de resíduos segregados e procedimentos de limpeza documentados |
| EU 10/2011 | 000 litros ou mais, marcado 31HA1 ou similar | Limites de migração, declaração de conformidade, rastreabilidade de cada camada | Rastreabilidade a nível de camadas em estruturas co-extrusadas |
| ASTM D1693 | Riscos causados pelo stress ambiental em plásticos de etileno | Tempo para falha sob condições de faixa dobrada em uma solução de surfactante | Verifique nas peças fabricadas com a relação de reciclagem máxima, não apenas na resina virgem |
| ASTM D2561 | Resistência às chagas provocadas por estresse ambiental dos recipientes moldados a beira de corte | Testo de buracos de container em vez de testa de placa | Reflecte diretamente a distribuição da parede e o estresse interno, sendo assim a melhor prova de aceitação |
| ISO 22088 | Fratura por estresse ambiental, método internacional | Métodos constantes de tensão ou de folheada curvada com reagentes definidos | Muitas vezes especificado pelos clientes europeus em lugar do método ASTM |
Dois pontos práticos: primeiro, a certificação pertence ao recipiente acabado e ao seu projeto, e não à máquina, mas a máquina determina se o projeto pode ser produzido com repetibilidade; os órgãos de certificação testam amostras, e sua produção deve corresponder a essas amostras durante o tempo de validade do certificado. Em segundo lugar, construa a capacidade de testes de qualificação no projeto desde o início. Uma fábrica que precisa enviar cada iteração de projeto para um laboratório externo passará mais tempo em desenvolvimento do que uma fábrica com uma instalação de perfuração, uma câmara de condicionamento e uma estrutura de estocagem no próprio local.
Modos comuns de falha na moldagem por sopro de tanque grande
A maioria dos problemas de qualidade de tanques grandes remonta a cinco causas fundamentais, e cada uma tem uma "assinatura" reconhecível. A tabela abaixo é um ponto de partida para diagnóstico; a discussão que o segue abrange as duas que custam mais dinheiro aos produtores.
Tabela 15. Modos de falha, causas raiz e ações corretivas
| Modo de falha | Assinatura | Causas primárias | Ações corretivas |
|---|---|---|---|
| Linha de solda fraca no friso | Separação longitudinal no curso da costura durante o teste com queda ou em serviço; superfície de cisalhamento frágil com linha não fundida visível | Peça emitem quente demais; cristalização que continua após a emissão; zona de resfriamento desigual de uma zona para outra; temperatura excessiva do molde em seções mais grossas | Definir o encravamento em 0,5 a 1,0 mm e com um alívio de 15 a 30 graus; aumentar a temperatura de fundição da zona de costura; acelerar a velocidade de fecho da trava; engrossar o programa do meio em curso na zona de encravamento; reduzir o resfriamento apenas nas inserções de encravamento |
| Manter ou agarrar a página de desligamento | Fração inicial na raiz da alavanca sob carga ou após queda | Parede fina na transição de suporte; raio interno bem pronunciado, que produz tensão; solda fria onde dois frentes de fusão se encontram ao redor do suporte. | Adicionar espessura local com programação axial ou radial; aumentar o raio interno para pelo menos 3 mm; ajustar a geometria da elevação da alavanca; verificar por seçãoção da raiz da alavanca. |
| Parede desigual que causa falha por pressão ou supercarga | Inchaço ou ruptura em um painel específico; colapso de empilhamento em um canto | Resolução insuficiente de programação axial; nenhuma controle radial em uma peça retangular; centramento da matriz fora do padrão; desvio de parison não compensado após a troca da resina | Aumento dos pontos de programação; adição de controle de parede radial; recenterização do molde dentro de 0,05 mm; re-optimização do perfil para a nova resina em vez de transferir a antiga |
| Distorção pós-encolhimento | A caixa mede corretamente na máquina e não se encaixa na gaiola 48 horas depois; os painéis estão recuados para dentro | Materiais plásticos em contacto com alimentos, mercado europeu | Estender o resfriamento em molde ou adicionar troca de ar interna; manter as peças em um aparelho de resfriamento durante 30 a 90 minutos; reequilibrar os circuitos de resfriamento; medir as dimensões após 24 horas e 168 horas, e não em momento da jactoração |
| Cracking devido a estresse ambiental durante o funcionamento. | Racores finas que aparecem após meses de contato, normalmente no local mais fino e mais stressado | Densidade da resina muito elevada ou ESCR muito baixa em relação ao conteúdo; reciclagem excessiva; alto desconforto introduzido na peça durante o moldagem a frio; parede fina nos cantos. | Passar para um copolímero de hexeno com classificação maior de ESCR; tampa a reciclagem e re-verifique o ESCR nessa proporção; aumente ligeiramente a temperatura do molde para aliviar o estresse;melhore a parede do canto com controle radial. |
| Fractura da massa fundida ou pele de tubarão na parison | Superfície do parison com revestimento mate, ondulado ou escamoso reproduzida no tanque | Velocidade do picotrador muito elevada; plano de fixação muito curto; temperatura de fundição muito baixa; superfície do molde desgastada ou com riscos. | Reduzir a velocidade de revestimento máxima e utilizar um ângulo de aceleração; aumentar a extensão do fundo da matriz; elevar a temperatura da mistura na janela de aplicação da resina; polir e nitridar novamente a matriz. |
| Manchas pretas e riscos degradados | Manchas escuras ou faixas marrons na parede, piores após uma parada | Zonas de estagnação na trajetória do fluxo de cabeça; residência excessiva de matéria fundida no acumulador; zona do recipiente superaquecido; resina recircular recontaminada. | Especificar um projeto de cabeça "first-in-first-out"; reduzir o tempo de espera ou o tamanho do estopim; auditar as temperaturas das zonas; adicionar separação magnética e remoção de poeira ao ciclo de reciclagem |
| Anelição de protótipo ou queda fora do centro. | O parison desliza para um lado e aterrava desalinhado no molde | Temperatura irregular no topo, ao longo da circunferência; molde não concêntrico; arraio vindo de uma porta próxima ou de um ventilador. | Acalmar as zonas de aquecimento da cabeça do balanço; re-centrar o estreito; isolar a área de queda do parison para eliminar as correntes de ar. |
A resistência da linha de solda é um problema de projeto antes de ser um problema do processo
A solda de desbaste é a região mais fraca de qualquer tanque moldado por injeção e o local onde os testes de queda da ONU são mais frequentemente perdidos. Três detalhes geométricos a governam. A largura da área de desbaste define a quantidade de material que é espremido e a quantidade que é fundida, e 0,5 a 1,0 mm é a faixa habitual para HMWHDPE; áreas mais largas deixam material não fundido, áreas mais estreitas cortam a parede. O ângulo de desbaste atrás da área, normalmente de 15 a 30 graus, controla a forma da cavidade do «flare» e se a sobredurante é comprimida ou simplesmente cortada. E a temperatura do empingador de desbaste determina se as faces fundidas estão ainda suficientemente quentes para interdiffundir quando se encontram, o que é a razão pela qual o sobre-arrefecimento da área de desbaste é uma falha comum. Ilhotes de processo, como a velocidade de fechamento das garras e a temperatura do material fundido, podem melhorar uma solda marginal, mas não podem salvar uma solda de desbaste mal projetada.
Cristalicidade, contração e a regra de 48 horas.
O polietileno continua a cristalizar depois de a peça sair da matriz, e em uma parede de 7 mm, este processo dura dias. A retração total do HMWHDPE varia entre 1,8% e 3,2%, e uma fração significativa deste valor ocorre após a expulsão. É por isso que uma tanque pode medir dentro das tolerâncias na máquina e falhar na adaptação à gaiola dois dias depois. A disciplina é simples e muitas vezes ignorada: defina a medição de aceitação dimensional em 24 horas e novamente em 168 horas após o moldagem, deixe as peças resfriarem em um fixo em vez de em posição livre se a geometria é propensa a deslocamento dos painéis, e nunca ajuste a matriz baseando-se nas medições tomadas quando a peça é expelida. Os produtores que seguem esta regra evitam um caro ciclo de retrabalho da matriz em quase todos os novos programas de tanque.
Serviço, suporte e verificação de fábrica
Uma máquina tanque de 1000L é um ativo fixo que uma fábrica química espera operar por 15 anos ou mais, portanto, o modelo de serviço relacionado com ela é tão importante quanto a ficha de especificações. A Apollo opera dentro do quadro de serviços compartilhados da marca Wanplas, e os compromissos abaixo se aplicam a todas as máquinas que deixam a fábrica.
Testing Before Shipment
Todas as máquinas são inspecionadas e testadas na fábrica Apollo antes do envio. No caso de máquinas de tanque, isto significa que a célula completa, incluindo o molde do cliente, fornecido pela Apollo, é montada e testada para produzir peças reais. A corrida de aceitação verifica a repetibilidade do peso da perda, o tempo de ciclo em relação à figura cotada, a distribuição do espessamento das paredes em amostras seccionadas, a paralelismo das alavancas em carga máxima, a estabilidade do sistema hidráulico à temperatura de operação e a sequência completa dos bloqueadores de segurança. Os clientes são bem-vindos a participar e são incentivados a trazer sua própria resina, para que a corrida de aceitação seja realizada na cor correta que a planta usará na produção.
Instalação e Comissionamento
Os engenheiros da Apollo viajam até o sítio para a instalação e comissionamento. Em uma célula de tanque grande, isto inclui a verificação da fundação e do alinhamento, a revisão das conexões de utilidades para água resfriada, ar comprimido e fornecimento elétrico, a montagem do molde e o equilibro do circuito de refrigeração, o desenvolvimento do primeiro programa de parison para a peça do cliente, a otimização do ciclo até a saída garantida e a entrega da receita do processo. A personalização da máquina, incluindo o projeto do molde e a configuração de tensão para o país de destino, é organizada na fase de encomenda, e não improvisada no local.
Política de peças de reposição e garantia
A política da marca Wanplas de fornecer peças gratuitas no valor de USD 500 por ano aplica-se às máquinas Apollo, juntamente com a troca gratuita de peças danificadas no período de garantia. Para uma célula de tanque grande, as peças que são mais importantes nos primeiros anos de operação são as selos hidráulicos no pistão do acumulador, as bandas de aquecimento da cabeça do matriz e os termopares, os selos de pinos de sopro, os inserts de desativação e os componentes de desgaste na estação de remoção das peças de fora. A Apollo recomenda que se tenha em mãos um kit definido desses itens, para que uma falha na banda de aquecimento custe uma hora em vez de uma mudança.
Treinamento de operação e manutenção.
A formação é fornecida durante a comissionamento e abrange três níveis. Os operadores aprendem as sequências de inicialização e desligamento, o procedimento de limpeza e mudança de cor, o ajuste do programa de parison dentro dos limites definidos e as rotinas diárias de inspeção. Os técnicos de manutenção abrangem o serviço do sistema hidráulico, a substituição do aquecedor e do termopar, a inspeção das palmilhas e das barras de amarração, a manutenção do circuito de refrigeração do molde e os esquemas de lubrificação. Os engenheiros de processo trabalham na otimização da distribuição na parede, na redução do ciclo, no diagnóstico de defeitos e no gerenciamento da reciclagem. Pois a Apollo tem mais de 20 anos de experiência em extrusão e formação a empalhação e mais de 4.000 máquinas em funcionamento em mais de 90 países, a formação baseia-se na experiência real da produção, e não em recitações manuais.
Apoio remoto e monitoramento contínuo
Após a entrega, a Apollo acompanha o estado de utilização da máquina e realiza visitas aos clientes em tempo real. O acesso remoto à diagnóstica permite que os engenheiros revisem os dados do controlador, o histórico dos alarmes e as tendências do processo sem esperar pela visita no local, o que reduz consideravelmente o tempo de resolução dos problemas de controle e processo. Algumas grandes questões com os tanques surgem em quadros de degradação gradual da distribuição da parede ou do tempo de ciclo, e não em catástrofes repentinas, pelo que os dados de tendência analisados remotamente são muitas vezes mais valiosos do que as chamadas de emergência.
Política de fábrica e auditorias
A Apollo mantém a política de fábrica aberta da Wanplas. A unidade de 8.000 metros quadrados em Zhangjiagang, aproximadamente duas horas de Shanghai, está aberta para a inspeção dos clientes em qualquer etapa de um projeto: antes do pedido, para verificar a qualidade da construção e a capacidade; durante a fabricação, para revisar o progresso; e na aceitação da fábrica, para testemunhar a máquina produzindo peças. As empresas químicas com programas formais de qualificação de fornecedores estão convidadas a realizar auditorias completas, incluindo revisão do sistema de qualidade, documentação do processo e verificações de rastreabilidade. Os mais amplos compromissos da marca Wanplas também se aplicam: garantia de transporte, garantia de capacidade de produção e garantia de padrões de qualidade com reembolso e compensação de 10% se as obrigações de qualidade não forem atendidas.
Perguntas Frequentes
Quão grande é a capacidade da cabeça de acumulação necessária para um tanque de 1000 litros?
Um tanque industrial de 1000L em HMWHDPE geralmente carrega um peso da peça acabada de 42 a 55 kg, e o material de bombardeamento, incluindo a corrente de reação, chega a 50 a 65 kg. A capacidade do acumulator deve ser dimensionada em 1,15 a 1,30 vezes o peso do bombardeamento, o que coloca a maioria das aplicações de 1000L na classe de 60 a 70 kg. Dimensionar com um valor muito grande não é uma opção segura, porque o armazenamento excessivo prolonga o tempo de residência do fundido e aumenta o risco de degradação térmica e manchas pretas.
Por que eu não poderia simplesmente utilizar uma máquina de extrusão contínua maior para tanques de 500 litros?
Porque a formação do parison levaria muito tempo. Um tanque de 500L requer 30 a 42 kg de parison; mesmo um grande extrusor que funcione a 400 kg/h seria necessário mais de cinco minutos para entregá-lo de forma contínua. Durante esse tempo, o topo do parison vai esvaindo-se e rasgando-se sob o próprio peso, muito antes de o fundo chegar ao molde. Um cabeçote- acumulador armazena o melto durante a fase de resfriamento anterior e dispara todo o parison em 10 a 15 segundos, o que é a única maneira prática de controlar a elevação a essa massa.
Quantos pontos de programação de parição realmente necessito?
Para tambores cilíndricos com capacidade até 100L, são utilizáveis entre 64 e 100 pontos axiais. Para tanques retangulares a partir de 300L, especifique 200 pontos e adicione controle de parede radial. A razão é a resolução: um programa de 200 pontos em uma peça de 1,1 metro de altura fornece um ponto de controle a cada 5,5 mm de altura final, o que é suficiente para formar as cabeças, raios das arestas e transições da base individualmente, em vez de espessar zonas inteiras para proteger a mais fina.
Quando o controle da espessura da parede radial compensa o investimento adicional?
O controle radial, implementado como PWDS ou SFDR, vale a pena sempre que a parte não seja circular ou precise passar um teste exigente de queda ou empilhamento. Em um tanque retangular sem controle radial, o espessamento das paredes nas extremidades geralmente fica de 30% a 45% abaixo do espessamento do painel; com este, a variação fica entre 10% e 15%. Isso permite que a parede média diminua de 6% a 12%, o que num programa de tambores ou IBC de alto volume recupera rapidamente o custo da opção, enquanto simultaneamente melhora a margem do teste de queda.
Que grau de HMWHDPE devo especificar para tanques agroquímicos?
Especifique um copolímero de hexeno bimodal com densidade entre 0,944 e 0,950 g/cm3, MFR a 190 °C e 2,16 kg entre 0,03 e 0,35 g/10 min, HLMI a 190 °C e 21,6 kg entre 4 e 8 g/10 min, e ESCR que não apresente falhas após 1000 horas sob as condições da norma ASTM D1693. Verifique o valor da ESCR em peças moldadas com a relação máxima de reciclagem, em vez de em lâminas novas, pois tanto o reciclagem quanto o stress incorporado reduzem a resistência à fratura em condições reais.
Preciso de co-extrusão ou a fluorinação é suficiente para o serviço com solvente?
Depende do solvente utilizado. Hidrocarbonetos não aromáticos, óleos de base e a maioria das formulações de lubrificantes são tratados de forma econômica pela fluorização em matéria-prima ou pós-moldagem, o que proporciona uma redução de 10 a 200 vezes na permeação sem alterar a cabeça do mold. Solventes aromáticos, como xileno e tolueno, agroquímicos aromáticos e aplicações que entram em contato com combustível normalmente justificam uma camada barreira de EVOH ou PA6 coextrusada, que oferece uma redução de 30 a 1000 vezes, mas é preciso uma cabeça multifuncional, extrusores adicionais e dosagem exata de camadas.
Quais são os tempos de ciclo que posso esperar em um tanque de 500 litros?
Com uma parede de 5,5 a 7,0 mm e sem refrigeração interna, espera-se de 14 a 18 minutos. Com refrigeração interna de troca de ar forçada, 10 a 13 minutos é realista. Com uma eficiência geral do equipamento de 85%, isso se traduz em cerca de 31 a 40 tanques por turno de 8 horas. O tempo de ciclo em qualquer parte específica é governado pela seção mais espessa, e não pela parede média, portanto, um grande tampo ou punho determinam o ritmo, independentemente do quanto os painéis sejam finos.
Devo escolher uma máquina de uma estação ou de duas estações?
Em volumes inferiores a cerca de 250 l, quando os ciclos duram de 3 a 9 minutos, uma estação dupla pode aumentar a produção entre 40 e 70%, pois o enchimento da câmara de injeção e o enchimento do acumulador ocupam uma parte significativa do ciclo. Acima de 500 l, onde o resfriamento domina um ciclo entre 12 e 25 minutos, a segunda estação acrescenta uma produção bem menor, ao mesmo tempo que duplica os custos com a molde e o espaço. A maioria das instalações químicas que operam tanques acima de 500 l opta de forma correta por uma estação única e adiciona outra máquina quando o volume aumenta.
Quanto regrind posso usar em segurança em um tanque certificado pela ONU?
Como regra de trabalho, regrande o cappel de 25 a 35%, na parede de sustentação, e valide o limite real, executando todo o programa de teste UN nas peças moldadas nessa proporção. Mantenha o ciclo fechado e imediato, aqueça o flash de granulação, remova o metal e a poeira, e regrande a massa gravimetricamente, e não por volume. Em estruturas coextrudadas, direcione o regrande para uma camada dedicada de regrande, para que não se posicione contra a superfície de contato ou junto à camada de barreira.
Em que temperatura da água os circuitos de resfriamento do molde devem funcionar?
A água refrigerada entre 8 e 15 graus C é a janela de operação padrão para tanques de HMWHDPE. Abaixo de 8 graus C, pode formar-se condensação na superfície da cavidade e produzir defeitos na peça ou provocar derramamento gênico; acima de 18 graus C, o ciclo estende-se desproporcionalmente nas paredes mais espessas. Igual de importante quanto a variação de temperatura é o fluxo turbulento em todos os circuitos, com um número de Reynolds acima de 10.000, e a zonificação independente de 6 a 14 circuitos para que os cantos mais espessos possam ser refrigerados mais intensamente do que as placas planas.
Conclusão
A seleção de uma instalação química de grande escala reduz-se a uma lista curta de decisões que precisam ser tomadas na ordem correta. Comece pela parte: volume, geometria, conteúdo e exigência de certificação. A partir da parte, derive o peso da bala e, portanto, a classe do acumulador, que para a faixa de 100 L a 1000 L varia entre cerca de 10 kg e 70 kg. A partir da geometria, derive a área projetada e o perímetro de estrita, que define a força de fixação na faixa de 60 a 250 toneladas. A partir do conteúdo, escolha a resina e a estratégia de barramento, tratando o ESCR como uma restrição rígida e não como um objetivo. A partir do espessamento da parede, estime o ciclo dominado pelo resfriamento, que dura 3 a 6 minutos para 100 L e 15 a 25 minutos para 1000 L. Só então faz sentido falar sobre modelos de máquina, e até esse ponto, a especificação quase se escreve sozinha.
As duas opções que mais consistentemente reembolsam o seu custo são o controle da espessura da parede radial e o resfriamento com troca de ar interno. O primeiro reduz o material por peça em 6 a 12 por cento em tanques não circulares, ao mesmo tempo que melhora a margem de queda e de empilhamento; o segundo reduz o tempo de ciclo em 20 a 35 por cento em paredes grossas. Ambas aumentam modestamente o investimento na máquina e continuam a pagar-se durante todo o período de vida do equipamento. Por outro lado, as decisões que mais frequentemente falham são a programação insuficientemente resolvida do preparar, a distância de curso insuficiente da pinça, uma pega mal concebida e um ciclo de reciclagem tratado como um fator secundário.
A fábrica Apollo, da Wanplas, apresenta mais de 20 anos de experiência em fabricação de moldagem por sopro de extrusão, com dez séries de máquinas e mais de oitenta modelos que variam de 200ML a 1500L, uma fábrica de 8.000 m², em Zhangjiagang, uma capacidade de construção anual de 100 máquinas e mais de 4.000 conjuntos em operação em mais de 90 países. Para os tanques industriais de 100L a 1000L, a série ABLD é a plataforma, acompanhada pelos compromissos da Wanplas de fornecer peças gratuitas no valor de USD 500 por ano, garantia de transporte, garantia de capacidade de produção e garantia de padrões de qualidade. A produção em pequenas embalagens, de 200ML a 20L, é suportada pela série ABLB, incluindo o ABLB 55, e pela série totalmente elétrica, onde as metas de consumo de energia são rigorosas.
Se está a planejar uma linha de tanques, envie o desenho da parte ou uma descrição do recipiente, o conteúdo pretendido e sua gravidade específica, a certificação que precisa possuir, e a produção alvo por turno. Os engenheiros da Apollo trabalharão de volta à mesma lógica descrita neste guia e devolverão uma configuração personalizada que inclui a classe de acumulador, a força de fixação, o tamanho do extrusor, a resolução de programação, a estratégia de refrigeração e a correia auxiliar. Pode ser organizado um teste de demonstração do seu próprio resino na fábrica antes de se comprometer, e está convidado a visitar Zhangjiagang para inspecionar a construção, testemunhar a corrida de aceitação e auditar o sistema de qualidade em pessoa.
