مواد اولیه، فرمولاسیون و تجهیزات مورد استفاده در تولید لوله‌ فاضلابی PVC

لوله‌های فاضلابی PVC، به‌دلیل خواص مکانیکی، شیمیایی و دوام بالا، یکی از پرکاربردترین محصولات پلیمری در صنعت ساختمان هستند. برای تولید این لوله‌ها با کیفیت مناسب و ماندگاری بالا، انتخاب مواد اولیه، طراحی دقیق فرمولاسیون و استفاده از تجهیزات مناسب، حیاتی است. در این مقاله، به بررسی کامل این سه عامل کلیدی می‌پردازیم.

فرآیند تولید لوله‌های PVC

• کامپاندینگ: رزین پی وی سی و افزودنی ها، در فرآیندی به نام ترکیب، برای ایجاد یک ترکیب همگن به طور کامل با هم مخلوط می شوند
• اکستروژن: سپس مواد ترکیب شده (کامپاند) به یک اکسترودر وارد می‌شود، در آنجا حرارت داده می‌شود، ذوب می‌شود و از طریق یک قالب برای تشکیل شکل لوله مورد نظر عبور می‌کند.
• خنک کننده و برش: لوله اکسترود شده خنک و جامد می شود و سپس به طول های مورد نیاز برش داده می شود.

مواد اولیه مورد استفاده در تولید لوله فاضلابی PVC در مرحله کامپاندینگ

برای انجام کامپاندینگ نیاز به یک میکسر دارید. ظرفیت تجهیزات و میزان مواد اولیه مصرفی بستگی به ظرفیت تولید شما دارد. دقت کنید که در هر زمان ظرفیت تولید بستگی به میزان تقاضا، قیمت فروش زمان بازگشت سرمایه و عوامل مختلف دیگری دارد که از قبل باید بررسی گردد. با فرض سودده بودن این کارخانه به مواد اولیه زیر برای تولید کامپاند لوله نیاز است.

الف) رزین PVC

• پایه اصلی تولید لوله، پودر PVC نوع S65 یا K=67 است.
• رزین با ویسکوزیته مناسب برای فرایند اکستروژن انتخاب می‌شود.
• ویژگی‌ها: سختی بالا، چقرمگی خوب، فرآیندپذیری مناسب.

برای تهیه پی وی سی می‌توانید از سایت بورس کالا اقدام فرمایید.

ب) استابلایزر حرارتی (Stabilizer)

• جهت جلوگیری از تخریب PVC در دمای بالا (در اکسترودر).
• انواع رایج: کلسیم-زینک (Ca-Zn) یا سرب‌دار (Pb-based).
• Ca-Zn گزینه زیست‌محیطی‌تر و صادرات‌پذیر است.

در بازار ایران و بین‌المللی، برندهای معتبر و پرکاربردی برای تأمین استابلایزر حرارتی مناسب برای لوله‌های PVC فاضلابی وجود دارند که به لحاظ کیفیت، پایداری حرارتی، سهولت فرآیند، و قیمت رقابتی شناخته شده‌اند. در ادامه، ۵ برند برتر در این حوزه را معرفی می‌کنم:

• Baerlocher (آلمان)
• REAGENS (ایتالیا)
• Valtris (آمریکا)
• Novista (چین)
• Songwon (کره جنوبی)

اگر در بازار ایران فعال باشید، بسته به اینکه هدف شما تولید صادراتی باشد یا داخلی، می‌توانید بین گزینه‌های Baerlocher و REAGENS برای کیفیت بالا یا Novista و برندهای مشابه چینی برای قیمت پایین‌تر انتخاب کنی.

ج) روان‌کننده‌ها (Lubricants)

• شامل روان‌کننده‌های داخلی و خارجی هستند.
• نقش:
  • کاهش اصطکاک بین PVC و فلزات اکسترودر (روان‌کننده خارجی)
  • بهبود جریان ذوب و افزایش چسبندگی بین ذرات (روان‌کننده داخلی)
• مثال‌ها: پارافین واکس، استئارات‌ها، پلی‌اتیلن واکس

د) پرکننده‌ها (Fillers)

• رایج‌ترین آن‌ها کربنات کلسیم (CaCO₃) است.
• به کاهش قیمت و افزایش سختی کمک می‌کند.
• دانه‌بندی و سطح پوشش بسیار مهم است؛ نوع coated با استئارات کلسیم ترجیح دارد.

هـ) افزودنی‌های دیگر

• فرآیند کمک‌ها (Processing Aids): مثل ACRها جهت بهبود ذوب و شکل‌دهی.
• رنگدانه‌ها: معمولاً برای لوله‌های فاضلابی از رنگ خاکستری یا نارنجی استفاده می‌شود.
• اصلاح کننده‌های ضربه‌ (Impact Modifiers): برای لوله‌های بزرگ‌تر یا مناطق سردسیر گاهی اضافه می‌شوند.

نکته: به منظور کاهش هزینه های تولید می توان از ضایعات و لوله های بازیافتی در ترکیب درصد مواد اولیه نیز استفاده نمود.

فرمولاسیون رایج برای لوله فاضلابی PVC

پس از آشنایی با مواد اولیه مورد نیاز برای تولید لوله های پی وی سی باید بدانیم چه مقدار از هر ماده‌ای در تولید مقدار مشخصی (برای مثال: یک متر) از لوله استفاده نمود. در زیر، یک فرمولاسیون عمومی برای تولید لوله فاضلابی آورده شده است. البته این اعداد بسته به شرکت تولیدکننده و نوع دستگاه ممکن است تغییر کنند. معمولا این ترکیب درصد توسط فروشنده دستگاه‌ها در اختیار خریدار دستگاه قرار داده می‌شود.

ماده اولیه	درصد وزنی تقریبی
رزین PVC S65	100
استابلایزر Ca-Zn	2–3
کربنات کلسیم Coated	20–40
روان‌کننده خارجی	0.5–1.2
روان‌کننده داخلی	0.3–0.8
کمک فرآیند (ACR)	0.5–1
رنگدانه	0.2–0.5

نکته: مصرف زیاد کربنات باعث کاهش مقاومت ضربه‌ای و افت کیفیت جوش می‌شود.

دستگاه‌ها و تجهیزات مورد استفاده در تولید لوله فاضلابی PVC

پس از تهیه کامپاند مواد اولیه داخل دستگاه ریخته می شود و فرآیند تولید آغاز می‌گردد.

۱. اکسترودر (Extruder)

• نوع: اکسترودر دومارپیچ مخروطی (Conical Twin Screw)
• برندهای معروف: Krauss Maffei، Cincinnati، Coperion، Jinhu
• پارامترهای مهم:
  • کنترل دقیق دما در مناطق مختلف
  • سرعت مارپیچ متناسب با قطر لوله

۲. دای هد (Die Head)

• ابزار شکل‌دهی به مقطع لوله
• طراحی آن باید دقیق باشد تا ضخامت لوله یکنواخت شود

۳. کالیبراتور و تانک خلأ (Vacuum Calibration Tank)

• وظیفه ایجاد قطر خارجی دقیق و صاف کردن سطح لوله
• جنس کالیبراتور معمولاً از برنج یا استیل ضدزنگ است

۴. تانک خنک‌کننده (Cooling Tank)

• شامل چند مرحله خنک‌کاری با آب
• باید به‌طور کامل دمای لوله را کاهش دهد تا از تغییر شکل جلوگیری شود

۵. کشنده (Haul-off Unit)

• کنترل سرعت یکنواخت خروج لوله
• هماهنگی کامل با خروجی اکسترودر دارد

۶. اره یا برش‌زن (Cutter)

• برای قطع لوله در طول‌های دلخواه (مثلاً ۶ متری)
• می‌تواند دستی، پنوماتیکی یا اتوماتیک باشد

۷. دستگاه سوکت‌زن (Socketing Machine)

• مخصوص ساخت قسمت مادگی (سوکت) انتهای لوله
• معمولاً با المنت گرمایی و قالب شکل‌دهی کار می‌کند

نکات کلیدی در کنترل کیفیت تولید

• ضخامت لوله باید یکنواخت باشد (عدم یکنواختی باعث ضعف در تحمل فشار و شکستگی می‌شود).
• جوش سوکت و بدنه باید تمیز و کامل باشد.
• مقاومت در برابر ضربه، مواد شیمیایی، و دمای بالا بررسی شود.
• آزمایش‌هایی مانند: Vicat softening point، تست چقرمگی، تست فشار هیدرواستاتیک انجام شود.