Виробництво кабельного пластикату

Виробництво кабельного пластикату

Вступ

На Україні широко розповсюджуються виробництва полімерних матеріалів та конструкції. В наш час прогрес в галузі науки і техніки та будівництв неможливий без інтенсивного використання цих матеріалів. Полімерні матеріали та конструкції виготовляється методом екструзії із поліолефінів та полівінілхлориду.

Полімерні матеріали є відносно дешевими. Область застосування полімерних матеріалів дуже широка.

В останні роки на ринку полівінілхлоридних (ПВХ) матеріалів та конструкцій спостерігається стабільно високе зростання, що обумовлено рядом причин, серед яких можна назвати будівельний бум, сприятливу економічну ситуацію в країні, постійне зростання доходів населення, поширення постачальниками товару.

ПВХ композиції є напівпродуктів для отримання різного виду виробів. Найбільш широке застосування вони знаходять для ізоляції та оболонок електропроводів і кабелів, для виробництв труб та шлангів, лінолеуму і плиток для підлоги, матеріалів для оббивки меблів, профільних виробів і штучної шкіри.

Полівінілхлоридна оболонка для кабелів, проводів та шнурів виробляють із ПВХ пластикату різних марок з додаванням пластифікаторів та стабілізаторів, що підвищує стійкість проти старіння.

1. Вибір способу переробки пластмас і технологічного процесу

Екструзія це процес отримання із вихідного полімерного матеріалу виробу заданого поперечного перерізу шляхом безперервного продавлювання розплаву полімеру крізь формуючу голівку із послідуючим охолодженням виробу. Екструзією отримують листи, плівки, труби, прокладки, профілі; метод використовують для нанесення полімерної ізоляції на проводи та кабелі, для покриття полімерними матеріалами паперу, картону, фольги.

Гранульовані пластмаси, моноволокна, сітки також отримуються методом екструзії. Холодна синя екструзія - можливі тільки механічні зміни в матеріалі внаслідок повільного його переміщення під тиском і формуванням цього продукту з утворенням заданих форм.

Тепла екструзія - сухі компоненти сировини змішуються з певною кількістю води і подають в екструдер, де разом з механічним його піддають ще і тепловій дії. Продукт нагрівається ззовні. Отримуваний екструдат відрізняється невеликою щільністю, незначним збільшенням в об'ємі, пластичністю, а також комірчастою будовою. Іноді екструдату потрібне підсушування.

Гаряча екструзія - процес протікає при високих швидкостях і тисках, значному переході механічної енергії в теплову, що призводить до різних по глибині змін в якісних показниках матеріалу. Крім того, може мати місце регульоване підведення тепла як безпосередньо до продукту, так і через зовнішні стінки екструдера.

черв`ячний дисковий екструдер кабельний

2. Технологічна частина

.1 Характеристика готового продукту

Готовою продукцією є кабельний пластикат для виготовлення оболонки електричного кабелю. Підприємством виготовляються різноманітні марки пластикату в залежності від побажань замовника та вимог нормативних актів.

Характеристику готової продукції наведена в таблиці 2.1 відповідно достандартів і технічних умов виробництва ПВХ ізоляційної оболонки для електричних кабелів. Пластикат полівінілхлоридний для ізоляції і захисних оболонок дротів і кабелів випускається за ГОСТом 14332-78.

Таблиця 2.1- Характеристика готової продукції

J, NUM-0 на 660 В по ТУ 3521-004-59680332-04 Аналог NYM по DIN VDE 0250-204:2000-12

Силові кабелі з мідними жилами з полівінілхлорідною ізоляцією з крейдонаповненого термоєластопласу який придставлений на рисунку 2.1

Рисунок 2.1 - Силові кабелі з мідними жилами з ПВХ ізоляцією

Рецептура електроізоляційного пластикату марки И40-13А рецептури 8/2 згідно ГОСТу 5960-72 представлена в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2- Рецептура електроізоляційного пластикату марки NUM-J

2.2 Характеристика сировини та матеріалів

Полівінілхлоридні пластикати являють собою композиційні матеріали на основі ПВХ. В склад пластикатів разом із ПВХ входять пластифікатори, стабілізатори, наповнювачі, фарбники. Для отримання пластикатів користуються суспензійним або блочним ПВХ.

В якості пластифікаторів використовують диоктилфталат (ДОФ), диактилфталат (ДАФ789) та інші фталати, диоктилсебацинат (ДОС), поліефірні пластифікатори та ін.

В якості стабілізаторів використовують стеарати кальцію, барію, кадмію, свинцеві з`єднання, епоксидна смола та ін. Для наповнювачів використовують крейду, аеросил, тальк, діоксид титану, каолін.

Міжнародне позначення полівінилхлориду:

С-7059 М(РVC-S-7059М), С-6358 М(РVC-S-6358М),

С-6768 М(РVC-S-6768М), С-5868 ПЖ(РVC-S-5868PG).

У виробництві використовуються дві марки ПВХ «Vinnolit» Німеччина, та «Ongrovil» Угорщина.

Кабельний пластикат являє собою гранули однакові за геометричною формою та розмірами. колір гранул залежить від марки пластикату та подальшого його призначення. За нормативними вимогами усі гранули у партії повинні бути однакової форми, розмірів, та кольору, які представлені на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2 - Загальний вигляд кабельного пластикату

Пластикат розфасовується у спеціальну тару пі назвою «Біг беги», вони являють собою великі мішки. Пластикат упаковують за вагою по сімсот кілограмів. Кожен «Біг бег» повинен бути оформлений за такою схемою: марка, колір, номер партії, номер місця, вага брутто, вага нетто, бригада, начальник зміни та дата виготовлення (рисунок 2.3, 2.4)

Рисунок 2.3 - Склад готової продукції

Рисунок 2.4.- Фасування готової продукції

Прийом та підготовка сировини.

На виробництво ПВХ прибуває у пакетах, кожен палет містить по 36 мішків (місць) вагою 25 кілограмів. Після розвантаження палети зберігаються на складі. Зі складу до виробничого цеху вони переплавляються спеціальними погрузчиками в залежності від потрібної кількості (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 - Пакети для зберігання сировини

Після того як пакети з ПВХ потрапляють до цеху відбувається процес завантаження ПВХ до бункерів (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 - Система пневматичного транспортування «Мотан - 1»

Інші сипучі матеріали та сировина можуть прибувати на підприємство як у пакетах так і у поліпропіленових контейнерах. Сировина у вигляді рідини прибуває у бочках, або привозиться у автоцистернах після чого перекачується у цистерни зберігачі (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 - Цистерни для зберігання рідкої сировини.

.3 Вибір технологічного обладнання

Одночерв’ячні преси. Ці машини отримали найбільше розповсюдження. В залежності від розташування циліндра вони бувають горизонтальними та вертикальними. Одночерв`ячний прес з горизонтальним розташуванням циліндра схематично зображений на рисунку 2.8.

Рисунок 2.8 - Одночерв`ячний прес з горизонтальним розміщенням циліндра: 1- електродвигун; 2-гільза; 3- електронагрівач; 4- циліндр; 5- черв`як; 6-завантажувальна воронка; 7-вузол упорного підшипника; 8-редуктор

Циліндр преса 4 кріпиться до вузла підшипника. Зовнішня частина циліндра виготовленна із товстостінної званої труби, в яку запресована зносостійка гільза 2 з азотованої сталі. Обігрів циліндра відбувається за рахунок електронагрівачів 3, формуючих декілька теплових зон. Завантажувальна частина циліндра ізольована від першої зони нагріву оболонкою для запобігання передчасного плавління та зависання термопласту під час роботи пресу та для захисту упорного підшипника редуктора від нагріву.

Електродвигун 1 через еластичну муфту приводить у обертання зубчасті пари редуктора 8 та черв`як 5. Регулювання частоти обертання черв`яка відбувається за допомогою змінних шестерней редуктора або безступінчато-тиристорним електроприводом. На вихідному валу редуктора змонтований вузол упорного підшипника, сприймаючий вісьові зусилля, виникаючі при екструзії розплаву. Для завантаження до екструдера термопласту використовують завантажувальну воронку 6 з наглядовим вікном для спостереження за рівнем матеріалу. На зовнішній поверхні циліндра розташовані трубчасті змійовики для охолоджуючої води. Системи обігріву та охолодження черв`ячних пресів призначені для автоматичного регулювання та підтримання теплового режиму по зонам.

Двочерв`ячні преси. В циліндрі таких машин паралельно розташовані два черв`яка. По характеру розташування та напрямку обертання черв`яків розрізняють двочерв`ячні машини з зачеплюючимися черв`яками; з однаковим або зустрічним та незачеплюючимися черв`яками; з однаковім або зустрічним напрямком обертання черв`яків.

Дискові екструдери- це вид екструдера, де основний робочий елемент - диск - обертається в масивному корпусі, в якому є завантажувальний отвір, розташований тангенціально до кола диска.

Полімерний матеріал захоплюється таким, що обертається з частотою до 45 c - 1 мірі диском і захоплюється в кільцевий конічний проміжок. Під дією сили тертя матеріалу у поверхні диска і корпусу відбувається його швидкий нагрів і розплавлення. Розплав випробовує як пластичну, так і вязкоэластическую деформації. Остання викликана розпрямленням макромолскулярных ланцюгів і тому є оборотною. Результуюча мікрозусиль в розпрямлених макромолекулах діє по радіусу до центру обертання диска(ефект Вейсен-берга). В результаті розплав зазнає тиску, що зміщує його до центру обертання і видавлює його через отвір, що формує. На вихідному вузлі дискового встановлюють кільцевий.

Основою теоретичного аналізу роботі черв`ячного екструдера є встановлення закономірностей руху полімеру в циліндрі під впливом обертаючого ся черв`яка. На малюнку 2.9 зображений черв`як загального призначення з трьома зонами: завантаження, стиску та дозування.

Рисунок 2.9 - Черв`як загального призначення: h3 - глибина нарізки у зоні завантаження та дозування відповідно; t - крок; φ - кут під`йому гвинтової лінії нарізки; e - ширина гребення нарізки

Зона завантаження - це ділянка черв`яка від завантажувального отвору до місця появлення розплаву на поверхні циліндра або черв`яка.

Зона стиску - наступна за зоною завантаження ділянка черв`яка. Розм`якшені та частково розплавлені гранули термопласту із ділянки завантаження потрапляють в ділянку стиску або плавлення. За рахунок тепла нагрівачів циліндра і тепла внутрішнього тертя матеріал остаточно переходить у в`язкотекучій стан.

Зона дозування - остання ділянка черв`яка перед головкою. Ця ділянка має постійну, але не меншу ніж в зоні загрузки, глибину каналу. За рахунок розвиваємих у зоні дозування великих з рухових деформацій відбувається остаточна пластикація та гомогенізація розплаву та утворюється однорідний за структурою, температурою та в`язкістю розплав. В цій зоні відбувається вирівнювання швидкості течії розплаву. Зона дозування працює як насос із постійними об`ємними витратами та визначає фактичну виробничість машини.

До основних технологічних параметрів екструзії відносяться: температура розплаву в циліндрі та головці; тиск розплаву в головці; частота обертання черв`яка. Вибір оптимального режиму переробки залежить від багатьох факторів: виду термопласту, його молекулярної маси, складу композиційного матеріалу, від виду, розмірів та конфігурації виробу, від типу використовує мого обладнання.

Гранулювання - це процес перетворення полімерного матеріалу в сипучій зернистий продукт, які складаються з однорідних за розміром частинок - гранул. Використання гранульованих пластмас дозволяє забезпечувати рівномірне завантаження литтєвих та екструзійних машин та збільшити виробничість основного обладнання. Гранули можуть мати форму циліндра, кулі, прямокутної пластинки, або зерна печериці. В одній партії форма гранул і їх розміри повинні бути однаковими. Розміри гранул впливають на насипну густину полімеру і задаються при гранулюванні в залежності від методу переробки полімеру.

Найчастіше використовуються методи отримання гранул з використанням черв`ячних та дискових екструдерів. Конструкції грануляторів розрізняються за способом різки та охолодження гранул; при цьому використовуються: різка гранул на решітці з повітряним охолодженням; різка гранул на решітці з водяним охолодженням; різка охолоджених прутків.

На рисунку 2.10 представлена схема гранулюючої голівки з повітряним охолодженням.

Рисунок 2.10 - Схема гранулюючої голівки з повітряним охолодженням гранул: 1- циліндр; 2- черв`як; 3- ніж; 4- решітка; 5- кожух.

Розплав з циліндра 1 екструдера продавлюється через отвори решітки 4 у вигляді жгутів, котрі розрізаються обертаючимся ножем 3. Зрізані частини екструдата підхоплюються потоком стиснутого повітря і транспортується за допомогою пневмотранспорту в бункер. Охолодження гранул при цьому відбувається повітрям за час руху їх від гранулятора до бункера. Якість гранулята в значному ступені залежить від конструкції решітки. Гранулюючий ніж повинен переміщуватися по торцю решітки без значного зазору. Гранулятори такого типу використовуються в виробництві пластикатів, етролів, поліефірів, та інших полімерів.

В гранулюючій голівці з водяним охолодженням зрізані на решітці гранули відводяться водою. Обезводжування гранул відбувається на центрифугах, циклонах та на віброситах.

Гранулятори, працюючі по принципу різки охолоджених прутків, широко використовуються для гранулювання поліамідів, полістиролу, АВС-пластиків, поліетиленфталата. До основних технологічних параметрів процесу гранулювання відносяться: виробничість екструдера, температура та тиск розплаву на вході у філь`єру, температура розплаву на виході з філь`єри, частота обертання гранулюючого ножа, температура води у ванні та швидкість відводу прутків в агрегатах, гранулюючих охолодженні прутки.

Приблизна рецептура приведена у вагових частинах на будь який об`єм пластикату або його вагу.

Лінії для накладення ізоляції.

В процесі виробництва кабелів і дротів з пластмасовою і гумовою ізоляцією широке поширення отримали екструдери (черв'ячні преси), які дозволяють здійснювати безперервний процес накладення ізоляції або оболонки і випускати кабельну продукцію практично необмеженої довжини. Процес такого безперервного виробництва ізоляції або оболонки називають екструзією або витискуванням, а самі преси- екструдерами.

Закачка ПВХ до бункерів відбувається за допомогою пневматичної системи транспортування. Також на виробництві використовуються вакуумні системи транспортування але вони використовуються нечасто тому що закачка сипучих матеріалів за її допомогою є більш повільною

Найширше шляхом екструзії переробляються такі термопластичні високомолекулярні з'єднання, як поліетилен, поліпропілен, поліаміди, полівінілхлоридні пластикати, деякі види фторопластов, а також різні гумові суміші.

Однією з основних переваг переробки полімерів в екструдерах є безперервність процесу, а це у свою чергу відкриває широкі можливості для поєднання процесу ізолювання(чи накладення оболонки) з іншими операціями при виготовленні кабелів і дротів(наприклад, волочінням і відпалом струмопровідної жили, контролем ізольованої жили, скручуванням ізольованих жил в групи або кабель і т. п.). Крім того, безперервний процес виробництва кабелів і дротів відкриває широкі можливості для автоматизації виробничих процесів, що сприяє ефективнішому і якіснішому їх здійсненню.

Сучасний агрегат для накладення ізоляції і оболонок з пластмас складається з екструдера, що віддає, тягового і приймального пристроїв, охолоджувальної ванни, контрольної і пускорегулирующей апаратури (рисунок 2.1 <#"788004.files/image015.gif">

Рисунок. 2.11 - Схема екструзійного агрегату для накладення ізоляції та оболонок із пластмас: 1, 8, 9, 11- отдающее, сушильне, тягове и приймальний пристрій; 2- компенсатори, 8, 4- пристрій для вирівнювання дроту і підігріва жил: 5- екструдер, 6 - вимірювач діаметру ізольованої жили безконтактного типу: 7-охолоджувальна ванна, 10 - ЗАСИ

Стадії процесу

1 Прийом, транспортування, розтарювання і зберігання сировини;

Вхідний контроль сировини;

3 Приготування суспензії стабілізаторів і пластифікаторів;

4 Подача гранульованого полімеру в бункер екструдера;

Пластикація і отримання розплаву полімеру;

Обволочення розплавом полімеру проволоки з міді;

Охолодження кабелю;

Вимірювання діаметру кабельної оболонки;

Вимірювання кабельної оболонки на цілісність;

Намотка на барабан;

Пакування та транспортування до складу;

Збір, транспортування та переробка відходів.

.4 Опис технологічного процесу

Сировина, ПВХ пластикат на підприємство надходить в м’яких полімерних контейнерах у залізничних вагонах (поз. 1). На території підприємства проходить митний і вхідний контроль, після чого відбувається розвантаження. Розвантажені м`які контейнера (поз.3) відбувається автокраном (поз. 2), до пересувної підвісної кран-балки (поз. 4), яка транспортує сировину до розтарочного пристрою (поз. 5). Кожну партію сировини доцільно складати окремо. Допускається витримка сировини перед пуском в переробку менше 12 годин, якщо температура матеріалу не нижче температури виробничого приміщення сировину перед переробкою піддають на сушці (підігрівання).

Гранульований первинний і вторинний ПВХ пластикат до цеху надходить за допомогою пневмотранспорту і зберігається в силосах (поз. 6,7), яки проектуються з розрахунку 8 - 10 діб добового запасу до подальшого його використання.

Певна кількість первинного і вторинного ПВХ пластикату за допомогою пневмотранспорту надходить до вагового дозатору. При необхідності додають стабілізатори, барвники та інші добавки (0,2-1,5%) через ваговий дозатор що розташований над змішувачем (поз. 8). Композиція суміші ретельно перемішується в змішувачі ЦЛ - 400 ВРК. Кабельний пластикат подається до пересувної ємкості (поз. 9/1-6) з якої за допомогою вакууму завантажується до бункеру екструзійного агрегату PS A1 (поз. 13/1-6) проходить пристрій для виявлення металевих часток, щоб виключити можливість виникнення дефектів виробів та неполадки обладнання і розвантажується до бункеру для підсушки та підігріву гранул На бункері контролюється час завантаження та доза матеріалу.

Технологічні лінія для нанесення ізоляції PS A1 складається з раскаточного пристрою SVE 800 DM (поз. 10/1-6), на якому встановлюється бабина з мідною жилою. Раскаточні пристрої можуть бути як осьового, так і пінольного типу, причому пінольні півосі можуть переміщатися у вертикальному і горизонтальному напрямках, що необхідно для установки барабан різних габаритів. Максимальний діаметр барабана - 2600 мм, максимальна ширина барабана - 1900 мм, максимальна маса барабана з кабелем - 10000 кг. Крім того, широко використовуються разкаточні пристрої безінерційного типу.

Гальмівне пристосування разкаточного пристрої служить для постійного натягу жили і запобігання розкручування барабана або котушки з дротом при зупинці агрегату або зменшенні швидкості екструзії. На відрегульованому гальмівному пристосуванні натяг мідного дроту не повинно перевищувати 30 - 40, алюмінієвої, 10 - 20 МПа; для скрученої жили натяг повинне бути на 10 - 20% менше. Надмірне затягування гальмівного пристрою призводить до витяжки дроту.

Далі металева жила, що змотується з бобіни надходить до випрямляючого пристрою (поз 11/1-6), що усуває нерівність жили, та прямує до пристрою для попереднього підігрівання мідної жили (поз 12/1-6), де жила підігрівається до температури 90-100 0С. Пристрій для підігріву жили має контактні ролики, через які підводиться струм до ділянки рухомої жили, огинаючи ці ролики. Попередній підігрів жили забезпечує кращу адгезію ізоляції до жили і дозволяє підняти швидкість ізолювання завдяки тому, що виключається неприпустиме охолодження розплаву полімеру в головці екструдера при вході в головку неізольованої жили.

У кабельній промисловості використовуються одночерв'ячні екструдери, які в залежності від взаємного положення центральних осей черв'яка і струмопровідної жили або заготовки, що проходить через головку, можуть бути розділені на екструдери з прямокутною головкою, з косокутною головкою, прямоточні. Найбільш широко застосовуються прямокутні головки, які зручні в експлуатації, легко виконуються відкидними, що полегшує зміну формуючого інструмента, фільтруючих сіток і грат, чищення.

З бункера композиція самопливом потрапляє в завантажувальну зону екструдера захвачується черв’яком і транспортується до циліндру екструдера. В процесі транспортування матеріал ущільнюється, розплавляється та гомогенізується. Екструдери обладнанні системою вакуумної дегазації, за допомогою якої гази які утворилися в процесі переробки виділяються із матеріалу, що сприяє покращенню якості продукції. Потрапляючи з циліндра в кабельну головку(поз. 14/1-6) і проходячи через кільцевий зазор між дорном і матрицею, полімер формується в циліндричний шар ізоляції або оболонки. Стінки черв'яка і циліндра, канали головки, різні деталі, зустрічаються на шляху потоку (фільтруючі сітки, решітки, вирівнювачі напрямку потоку) чинять опір течією розплаву. Це веде до збільшення тиску всередині екструдера, яке стає максимальним приблизно в кінці дозуючої зони перед голівкою. Таким чином, між кінцем циліндра (максимальний тиск) і початком циліндра (атмосферний тиск) існує різниця тиску, що перевищують у кілька десятків разів атмосферний. За рахунок тиску матеріал стискається і виходить монолітна маса без повітряних включень.

Розплавлений матеріал видавлюється крізь щілину кабельної голівки, що утворюється матрицею і дорном. Розм'якшений пластикат видавлюється через кільцевий зазор. Так формується оболонка, яка накладається на мідну жилу. Найбільше застосування в кабельній промисловості отримала головка прямокутної конструкції, легко доступна для чищення, заправки та контролю температур, що має невеликий розмір і масу в порівнянні з косокутній і малий вільний обсяг усередині головки. Інструмент екструдера (дорн і матриця) утворює кільцевий отвір, розміри і форма якого визначають основні параметри накладається оболонки, і суттєво впливає на роботу екструдера. Від конструкції і взаємного розташування інструменту залежать щільність накладення матеріалу на жилу або кабель та якість.

Процеси накладення ізоляції і оболонки на екструдерах вельми схожі, проте мають і відмінності.

Насамперед розрізняють формуючий інструмент(дорн і матрицю) при ізолювання і ошланговувані. При накладенні ізоляції звичайно потрібно її щільне прилягання до струмопровідної жили, що забезпечує відсутність повітряних включень у поверхні жили. Це можна досягти взаємним розташуванням між дорном і матрицею. Чим більше відстані між дорном і початком циліндричної частини матриці, тим більшим обтисненням накладається ізоляція. Однак збільшується тиск при цьому може призвести до порушення ексценрісітетаі обриву жили. Кут між конусними поверхнями дорна і матриці становить 1-3°. При накладенні оболонки звичайно потрібно її накладення у вигляді трубки, вільно розташовується поверх виробів. Тут уже навпаки, чим більше відстань між дорном і матрицею, тим менше обтиснення оболонки.

Випресовування оболонки.

Дорн являє собою порожнистий циліндр, що переходить у конус. Внутрішній діаметр дорна Dд завжди більше діаметра жили, щоб через нього могли проходити місця пайок або зварювання жил, а при накладенні оболонок - місця зв'язувань жил. Рекомендується внутрішній діаметр робочої частини дорна при накладенні ізоляції на жилу брати на 0,1 - 0,2 мм більше фактичного діаметра жили, а при накладенні оболонки - на 0,5 - 1,5 мм більше діаметра заготовки. Для забезпечення тривалої роботи дорна на його вихідну частину наварюють наконечник з твердого сплаву. Для регулювання взаємного розташування дорна і матриці дорн можна переміщати в головці екструдера в поздовжньому напрямку за допомогою різьби на дорнодержачі, а матрицю, за допомогою спеціального кільця або гвинтів в площині, перпендикулярно осі дорна. Завдяки цьому переміщенню можлива центровка матриці щодо дорна, отримання равностенного коаксіального покриття для круглих заготовок кабелю.

За головкою екструдера розташовується охолоджуюча ванна JR 50 (поз. 15/1-6), в яку потрапляють жили майбутнього кабелю після нанесення на них ізоляції. Ця ванна, наповнюється водопровідною водою, має значну довжину, завдяки чому ізольована жила при стандартній швидкості нанесення ізоляції встигає охолонути до 60-70 °С. Довжина охолоджуючої ванни-20 м. Зниження температури до вказаних значень перед виконанням наступних технологічних етапів необхідно для запобігання деформації ізоляційної оболонки. Дальше кабель проходить через систему сушки AC 50.

Після цього кабель проходить пристосування для виміру діаметру (поз 16/1-6). Контроль діаметра в гарячому і холодному стані дозволяє максимально точно дотримуватися потрібну товщину ізоляції по всій довжині ізольованої жили. Вимірювач діаметра кабелю LG 1075 - 1-75 мм. Метод вимірювання-лазерний. Вимірювач діаметра кабелю використовується при накладенні ізоляції на одножильні кабелі.

Дальше кабель проходить камери для контролю сплошної ізоляції (поз 17/1-6); , пристрій випробування на пробій. Прилад «ЗАСИ» або «ИАСИ» для контролю на прохід герметичності ізоляції жил одножильних кабелів з пластмасовою ізоляцією, захисного пластмасового шланга, накладеного поверх металевої оболонки, поверх броні або під броню, а також розподілу пластмасового шару, накладеного поверх мідного екрану в одножильних кабелях на напругу 3 кВ. Пробій ізоляції вказується світловим сигналом.

Маркеруючий пристрій та. Пристрій передбачено для нанесення опуклого маркування на ще не затверділу оболонку кабелю, безпосередньо при виході його з екструзійної головки. На оболонку кабелю наноситься таке маркування: рік виготовлення кабелю, завод-виробник. При накладенні оболонки або захисного шланга з ПВХ пластикату, що не поширює горіння повинна бути нанесена додаткова манкіровка з індексом «нг».

Наприклад, кабель марки МНС - це кабель маслонаповнений, низького тиску, в свинцевій оболонці з зміцнюючих і захисним покривом або кабель марки МВДТ - маслонаповнений кабель високого тиску в сталевому трубопроводі.

В - оболонка з ПВХ пластикату наприклад: АПвВ 3´150/25-10

Внг - оболонка з ПВХ пластикату пониженої грючисті наприклад: АПвВнг

Тягнучий барабаний пристрій TR 1200 C (поз 19/1-6) лічильник метражу. Зусилля тяги, не більше-16 кН. Тяговий пристрій забезпечує поступальний рух вироби в машині із заданою постійною швидкістю. При скрутці жили з окремих дротів в основному застосовують колісні та гусеничні тягові пристрої. Ширина обода тягового колеса 20 - 40 мм з конусністю 2 - 4 °. Діаметр тягового колеса тим більше, чим більше діаметр виробу, і становить 0,25-3,5 м. Для зближення або розведення гусениць в залежності від діаметру пропускається через них вироби гусеничні тягові пристрої забезпечені ручним, пневматичним або гідравлічним механізмами. У лініях екструдерів для накладення ізоляції застосовують приймальний пристрій безперервної дії у вигляді здвоєного приймача або контейнерів

Приймальний пристрій AV 800 (поз 21/1-6) (інакше, приймач) призначено для установки приймальні тари (обертових барабанів або котушок, нерухомих контейнерів або бухт) і правильної укладки на (в) приймальну тару виготовленого виробу. Приймальний пристрій портального типу складається з двох приймачів, які пересуваються по рейкам. Пінолі, розташовані на каретці, можуть переміщатися у вертикальному і горизонтальному напрямку. Розкладка кабелю проводиться шляхом переміщення каретки в бічному напрямку за допомогою електроприводу постійного струму. Приймальні пристрої можуть бути вбудованими в станину машини (агрегату) або встановлюватися автономно. Приймальні пристрої здійснюють прийом виготовленого виробу на барабан (котушку), а також в контейнер або в бухту.

Приймальний пристрій при великих швидкостях не може працювати без компенсатора (накопичувача) (поз 20/1-6), призначеного для синхронізації роботи тягового і приймального пристроїв. Компенсатор складається з двох нерухомих і двох рухомих блоків-роликів. Блок рухливих роликів укріплений на осі, з'єднаної з електричним регулятором частоти обертання барабана. Провід, що виходить з тягового пристрою, обвиває кілька разів рухомі і нерухомі ролики. У міру заповнення барабана швидкість прийому дрота збільшується, рухливі ролики починають підніматися внаслідок скорочення запасу дроти між тягової шайбою, частота обертання якої постійна, і приймачем. При цьому положення регулятора змінюється так, що частота обертання двигуна приймача зменшується.Велике значення має робота компенсатора при перекладі дроти з повного приймального барабана на порожній. У цьому випадку швидкість прийому дроту зменшується пропорційно зменшенню діаметра порожнього барабана, на який він приймається. Вивільнений при цьому кабель збирається на компенсаторі.

Механізм розкладки. Д ля забезпечення постійної швидкості в міру наповнення барабана або котушки, в приводі приймального пристрою передбачена механічна або електромагнітна муфта ковзання. Для пошарової рівномірної укладання вироби на приймальний барабан використовують механізм розкладки, що складається з привода та розкладчика. Укладання вироби відбувається в результаті зсуву розкладчика уздовж осі приймальні котушки за один її оборот, рівний діаметру прийнятого вироби. Тому в міру зменшення числа обертів приймальні котушки відповідно повинна зменшуватися і швидкість переміщення розкладчика. Для цього привід механізму розкладки повинен здійснюватися від приводу приймальні котушки. Межі переміщення розкладчика повинні відповідати відстані між щоками котушки.

Технологічні відходи, які утворюються на виробництві (браковані, некондиційні кабелі, маломірні відрізки) сортуються по маркам та типам ПВХ пластикату і накопичуються для подальшої переробки на дільниці вторинної переробки ПВХ пластикату. При необхідності зняття ПВХ оболоки з кабелю відбувається на станокі для оброблення електричного кабелю МiniStrip 0010. За технологією з відходів отримують крихту на дробарці типу SM 152 (поз. 22), а потім отримують гранульовану сировину на лінії типу SRJ - 65 (поз. 24-26), Отримана гранульована сировина надходить до основного виробництва і додається до первинного ПВХ пластикату у визначених кількостях в залежності від рецептури та норм виробництва.

2.5 Норми технологічного режиму

До технологічних параметрів нанесення оболонки на кабель методом екструзії відносять: температуру зон циліндра та головки; температура в калібруючому пристрої та охолоджувальній ванні; швидкість відводу кабелю; тиск розплаву в головці; частоту обертання черв’яка. При наладці процесу отримання кабелю значення температур для ПВХ пластикату приведені в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 - Температурний режим циліндру та голівки

При недотриманні технологічних параметрів або в разі їх порушень кабель виготовляють з браком. Види і причини браку, способи його усунення для виробів з ПВХ пластикату вказані в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 - Види и причини браку, способи його усунення

.6 Методи аналізу та контроль виробництва

Випробування кабельних виробів

Визначення геометричних розмірів кабельних виробів

Визначення електричного опору струмопровідної жили

Вимірювання електричного опору та ємності ізоляції

Методи визначення електричної міцності кабельної ізоляції

Контрольним випробуванням піддається кожна будівельна довжина кабелю. Таким чином перевіряється відсутність в кабелях тих чи інших дефектів, які могли виникнути при їх виготовленні. Контроль виробництва та керування технологічного процесу виготовлення шлангу з ПВХ пластикату представлені в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 - Контроль виробництва та керування технологічного процесу

2.7 Охорона навколишнього середовища

Гранична кількість твердих відходів, що утворюються у виробництві кабельного пластикату і розміщуваних на території цеху, визначається за узгодженням з санітарно-епідеміологічною службою і Державним управлінням екології і природних ресурсів в Луганській області на основі класифікації.

Ввідходи по класу небезпеки речовин - компонентів відходів, по їх физико-хімічних властивостях - агрегатному стані, летючості, можливості хімічних реакцій, спрямованості біологічної дії.

Відходи з території цеху вивозяться відповідно до договорів, увязнених із спеціалізованими підприємствами.

Виробництво по виготовленню кабелю марок NUM-J, NUM-0 пов’язано з утворенням твердих та газоподібних відходів.

Для виготовлення виробів з полімерних матеріалів застосовують полівінілхлоридний пластикат за ГОСТом 14332-78. Гранульований ПВХ пластикат - при кімнатній температурі не виділяє в навколишнє середовище токсичних речовин й не оказує при безпосередньому контакті вплив на організм людини. При нагріванні в процесі переробки вище 150 оС можливе виділення в повітря летючих продуктів термоокислюючої деструкції. Легкий пил ПВХ пластикату при вдиханні та потраплянні у легені може визвати в’ялотекучі фіброзні зміни у легенях.

Кабель марок NUM-J, NUM-0 з ПВХ оболонкою - не токсичний, при температурах, які перевищують температуру плавлення полівінілхлоридного пластикату, можливе виділення окису вуглецю, ненасичених вуглеводнів, вінілхлориду. Шкідливих речовин, які виділяються в процесі переробки, не перевищує ГДК тому вловлюються місцевими підсосами, інші - видаляються системою витяжної вентиляції і розсіюються в атмосфері. Приміщення повинно бути оснащено загально обмінною, місцевою проточною й витяжною вентиляцією.

Кратність обміну повітря повинна бути не менше 8-10. Загально обмінна витяжка приймається рівною 1,1 від місцевої, при швидкості повітря в витяжнійвентиляції 2 м/с.

Стічних вод у виробництві кабельної оболонки методом екструзії відсутні, тому що вода не доторкається до шкідливих речовин і є умовно-чистою, тому воду можна використовувати як систему зворотного водозабезпечення.

Тверді відходи. В цеху по виробництву оболонки для електричного кабелю з ПВХ пластикату відходи у вигляді бракованих виробів складають в спеціально відведеному для них місці. Після цього їх переробляють на вторинній переробці, отримують гранульовану сировину (вторинну), яку змішують з ПВХ пластикатом ГОСТ 14332-78 (первинним) у відповідності, яка забезпечує отримання якісної продукції.

3. Охорона праці і протипожежна техніка безпеки

Перелік основних нормативних документів:

Гігієнічні нормативи ГН 3.3.5-8-6.6.1-2002 «Гігієнічна класифікація праці за показниками шкідливості та небезпечності факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу». Наказ Міністерства охорони здоров’я України від 27.12.2001 № 528.

НПАОП 0.00-4.03-04 «Положення про Державний реєстр нормативно-правових актів з питань охорони праці». Наказ Держнаглядохоронпраці від 08.06.2004 р. № 151.

3 НПАОП 0.00-4.33-99 «Положення щодо розробки планів локалізації та ліквідації аварійних ситуацій і аварій. Наказ Держнаглядохоронпраці від 17.06.1999 р. № 112.

ГОСТ 12.0.001-82. Система стандартів безпеки праці (ССБП).

5 НПАОП 40.1-1.32-01 «Правила будови електроустановок. Електрообладнання спец установок» (ПУЭ, Украина);

НАПБ Б. 03.002-2007 «Норми визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною небезпекою»;

1       СНиП 2.01.02-85 «Противопожарные нормы»;

2       СНиП 2.09.04-87 «Адміністративні та побутові будівлі»;

         ДБН В.2.5-28-2006 «Природне і штучне освітлення»;

4             СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование с учетом дополнений и изменений. Сборник 2003г.»;

         СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооруженния»;

         СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжения. Наружные сети и сооруженния»;

         СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

ДСТУ 7239.2011. Засоби індивідуального захисту. Загальні вимоги та класифікація (ССБП) .

До роботи на даному виробництві допускаються особи не молодше 18 років, що не мають медичних протипоказань, що пройшли спеціальне навчання, інструктаж і що склали іспит по охороні праці на допуск до самостійної роботи.

Всі робочі місця повинні бути забезпечені відповідними інструкціями, розробленими відповідно до НПАОП 0.00-4.03-04 «Положення про Державний реєстр нормативно-правових актів з питань охорони праці» та «Положення про розробку інструкцій по охороні праці».

Заходи щодо забезпечення безпеки процесів, захисту персоналу від травм та забезпечення евакуації працюючих при можливих аваріях і пожежах. Передбачені наступні технічні рішення:

захист від статичної електрики і вторинного прояву блискавки. Заземлення устаткування і система блискавозахисту повинне перевірятися електролабораторією не рідше одного разу на рік. Всі засоби вимірювальної техніки повинні мати паспорт і клеймо про перевірку;

матеріальне виконання технологічного обладнання відповідає характеристиці середовища. Обертаючі частини устаткування (сполучні напівмуфти зчеплення електродвигунів, ремінні передачі), а також всі фланцеві з'єднання повинні бути закриті захисними кожухами. Все устаткування повинне бути заземлено;

засоби запобігання виходу параметрів технологічного процесу за критичні значення.

Евакуаційні шляхи визначенні із урахуванням вимог СНиП 2.01.02-85 і забезпечують евакуацію всіх людей, що перебувають у переміщеннях будівлі.

Передбаченні заходи щодо захисту обслуговуючого персоналу від механічних травм, від опіків, електричного струму та отруєння:

відповідна освітленість робочих місць;

вільні проходи у місцях обслуговування обладнання;

огородження технологічних майданчиків та сходів;

надійна герметизація обладнання;

ізоляція гарячої та холодної поверхні обладнання;

наявність електричної ізоляції;

заземлення;

засоби індивідуального і колективного захисту;

допуск до роботи робітників, які не пройшли перевірку знань з техніки безпеки та пожежної безпеки ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ.

Таблиця 3.1 - Токсикологічні, пожежновибухонебезпечні характеристики матеріалів, продуктів, напівфабрикатів, відходів виробництва

4. Компоновка обладнання цеха

Виробництво оболонки для електричного кабелю методом екструзії розташували на будівельній площадці ПАО «РКТК». Район будівництва відноситься до 3-ої кліматичної зони з глибиною промерзання ґрунту 1,2 м від поверхні ґрунту землі. Розрахункова абсолютна зимова температура - (-27°С). Розрахункова температура найбільш холодної п`ятиденки дорівнює - (-23°С). Основою під фундаменти служить пісочний грунт з допустимим тиском 0,3 МПа. Проектуємо будівля представляє прямокутник з розмірами 54 х 25 в вісях 5÷13, А - Д. Будівля одноповерхова загальна висотою 8,4 м. Крок колон - 6 м, прольот - 24 м.

3а основу конструктивного рішення будівлі прийняти залізобетонний каркас з збірних елементів (колони, рігелі, плити, панельні блоки та цегляна кладка). Фундаменти під колони збірні, залізобетонні.

Стіни виконані із залізобетонних панелей, які приєднуються до колон за допомогою зварювання з металевими закладними деталями. Мініповерхове покриття та крівля виконані по ребристим залізобетонним плитам. Покриття крівлі рубироїдне трьохшарове на бітумі по передчасно закладеному пінопласту. Стіни у виробничому приміщенні пофарбовані масляною фарбою, а у допоміжних - водоемульсійною.

Віконні рами, двері, ворота виконані з дерева та метала у відповідності з будівельними нормами. Поли у виробничому приміщенні покриті кислотостійкою плиткою на бітумній мастиці. У допоміжному приміщенні поли виконані з керамічної плитки. Навколо будівлі передбачена асфальтова відмостка. У будівлі передбачені наступні внутрішні водопроводи: господарсько-питні, протипожежні, виробничі. Для скорочення витрат води запроектовано зворотній водопровід для повторного використання води. Внутрішні пожежні крани встановлені у коридорі, при цьому їхнє розташування не заважатиме евакуації людей.

Якість холодної і гарячої води на господарсько-питні потреби повинна відповідати СНиП 2.04.02-84, СНиП 2.04.01-85, а на виробничі потреби - технологічним вимогам.

В будівлі передбачена система внутрішньої каналізації СНиП 2.04.03-85: побутова для відведення стічних вод від санітарно-технічних приладів (унітазів, умивальників, душів); внутрішні водостоки для відведення дощових і поталих вод з покрівлі будинку. Санітарно-технічні прилади приєднані до каналізації обладнані гідравлічними затворами (сифонами). Воду із систем внутрішніх водостоків відводяться у зовнішні мережі дощової каналізації.

Будівля оснащена повітряним опалення. Середня температура у виробничому приміщенні становить за СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»: у теплий період року - від 20 до 22 0С при відносній вологості від 40 до 60 %, у холодний і перехідний - від 17 до 19 0С при відносній вологості від 40 до 60 %. В будівлі є теплова повітряна завіса воріт виробничого приміщення

Будівля обладнана проточно - витяжною вентиляцією СНиП 2.04.05-91. Витяжні вентилятори встановлені на даху будівлі. Припливні вентилятори встановлені в приміщені венткамери.

Освітлення приміщень виконано за ДБН В.2.5-28-2006 «Природне і штучне освітлення». В виробничому приміщені - сполучене робоче освітлення, в допоміжних приміщеннях - штучне. В цеху передбачені додаткові види освітлення: аварійне - у реакційному відділені, кімнаті КВП, електрощитові; ремонтне - в електрощитові; евакуаційне - в місцях евакуаційних проходів

Опалення, водопровід, промислова та господарчо-побутова каналізації, а також електропостачання прив’язані до існуючих мереж заводу.

Технологічне обладнання розташовано з у рахуванням потоку технологічного процесу, зручності його обслуговування, вимог до монтажу і демонтажу обладнання, можливостей евакуації обслуговуючого персоналу в разі пожежі або аварійної ситуації. Раціональна компоновка обладнання дозволяє зменшити довжину усіх внутрішніх цехових комунікацій і будівельний об’єм виробничого відділення.

4.1 Характеристика виробничого приміщення

Відповідно до НАПБ Б. 03.002-2007 визначення категорії виробничого приміщення здійснено через послідовну перевірку належності приміщення до певної категорії за характеристикою речовин і матеріалів, які перебувають у приміщенні, та розрахунок надлишкового тиску. Встановлена категорія приміщення В за характеристикою ПВХ пластикату. Клас вибухонебезпечної зони за ДНАОП 0.00.-1.32-01 (ПУЕ-01) - П-ІІа. Група виробничих процесів за санітарною характеристикою прийнята 3б з урахуванням вимог СНиП 2.09.04-87.

Таблиця 4.1 - Характеристика виробничих приміщень

Перелік норм спецодягу надано відповідно до ДСТУ 7239.2011. Засоби індивідуального захисту. Загальні вимоги та класифікація (ССБП) та Норм безоплатної видачі спеціального одягу, спеціального взуття та інших засобів індивідуального захисту працівникам хімічних виробництв.

Приступаючи до роботи обслуговуючий персонал повинен бути одягнений в покладену по нормах чистий і справний спецодяг і спецвзуттю, мати при собі індивідуальні засоби захисту

Таблиця 4.2 - Найменування спецодягу, спецвзуття та інших а засобів індивідуального захисту

Стандарти

1 ГОСТ 14332-78 Полівінілхлорид суспензійний. Технічні умови.

ГОСТ 7119-77 Триксиленілфосфат - первинний пластифікатор

ГОСТ 8980-59 Стеарокс 6

ГОСТ 19627-74 Трехосновний сульфат свинцю (ТОСС)

ТУ 3521-004-59680332-04 Силові кабелі

6 ГОСТ 12.1.005-88 Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-технические требования.

ОСТ 12.1.007-76 Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

ГОСТ 2105-68 Общие требования к текстовым документам.

9 ГОСТ 21101-93 Основные требования к рабочей документации.

10 ДСТУ Б А.2.4-4-95 (ГОСТ 21.101-97 СПДС) Основні вимоги до проектної і робочої документації.

ГОСТ 21.109-80 СПДС Ведомости в потребности материалов.

ГОСТ 21.206-93 СПДС Условные обозначения трубопроводов.

ГОСТ 21.401-88 СПДС Технология производства. Основные требования к рабочим чертежам.

Основні положення:

ДНАОП 0.00.-1.32-01 Правило устрою електроустановок (ПУЕ);

НАПБ Б. 03.002-2007 Норми визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухо пожежною небезпекою;

СНиП 2.01.02-85 Противо пожежні норми;

СНиП 2.09.04-87 Адміністративні та побутові будівлі та інші будівельні норми і правила проектування будинків, споруд, мереж і норми органів державного нагляду.

Бібліографія

1 Регламент по виготовленню пластикату полівініл-хлоридного поливального шлангу підприємства ТОВ «РКТК».

Швецов Г.А., Алімова Д.У., Барішнікова М.Д. технологія переробки

пластичних мас: Навчальний посібник для технікумов.-М.: Хімія, 1988.-512с.

Торнер Р.В., Акутін М.С. Устаткування заводів з переробки

пластмасс.-М.: Хімія, 1986. - 400с.

Шембель А.С., Антіпіна О.М. Збірник задач і проблемних ситуацій

за технологією переробки пластичних мас: Навчальний посібник для

технікумів. - Л.: Хімія, 1990. - 272 с.

Брацихін Е.А., Шульгіна Е.С. Технологія пластичних мас: Навчальний

посібник для технікумов.-3-е вуздечок., перераб. і доп. - Л.: Хімія, 1982.-328с.

Переробка пластмас: Довідковий посібник / За ред .. В.І.Брагінского.

Л.: Хімія, 1985.-296с.

7 Оленев Б.А., Мордкович Е.М., Калошин В.Ф «Проектирование производств по переработке пластичесских масс.» - М.:Химия, 1982 - 256с.

8 Левина Э. Н., Гаданский И.Д. Вредные вещества в промышленности:

Справочник, -Л. : Химия, 1985. - 461с.

Рябов И.В. Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности: Справочник. -М. : Химия, 1970. - 335с.