روتاری مولدینگ یا قالب گیری چرخشی، فرایندی صنعتی برای تولید قطعات توخالی پلی اتیلنی با ضخامت یکنواخت است. برای پروژه های تاسیسات آب، فاضلاب و صنایع، این روش راه حل اقتصادی جهت ساخت مخزن، منهول، چمبر و قطعات خاص با ابعاد بزرگ و تیراژ متوسط فراهم می کند؛ بدون درز طولی و با دوام مناسب در فضای باز.
روتاری مولدینگ چیست و چگونه عمل می کند؟
در روتومولدینگ، پودر پلی اتیلن داخل قالب فولادی یا آلومینیومی ریخته می شود. قالب حول دو محور با سرعت های متفاوت می چرخد و هم زمان در کوره گرم می شود تا رزین ذوب و به دیواره ها بچسبد. سپس در مرحله سرمایش، قطعه سخت شده و بدون تنش های شدید جمع شدگی از قالب خارج می شود. نتیجه، بدنه ای یکپارچه با گوشه های تقویت شده و دیواره هم ضخامت برای کاربردهای غیر فشاری است.
نسبت دوران (محور اصلی:فرعی): 3:1 تا 5:1 دمای کوره: 250–300°C زمان چرخه: 20–60 دقیقه (بسته به ضخامت 6–20 mm) پراکنش ضخامت هدف: ±10%
مواد مناسب برای قالب گیری چرخشی و مشخصات رزین
پرکاربردترین ماده، LLDPE مخصوص روتومولدینگ با پودر یکنواخت و پایدارکننده های UV است. برای ضربه پذیری در اقلیم سرد و مقاومت شیمیایی فاضلاب، گریدهای پایه اتیلن هگزامر/اکتامر توصیه می شوند. برای دمای بالاتر یا سختی بیشتر می توان به PP روتومولد نیز فکر کرد، هرچند محدوده دما و ضربه آن متفاوت است.
رزین: LLDPE روتومولد – چگالی 0.935–0.939 g/cm³ شاخص جریان مذاب (190°C/2.16kg): 3–7 g/10min پایداری حرارتی (OIT, ISO 11357): ≥ 20 min پایداری UV: افزودنی HALS، رتبه UV8 یا بالاتر دمای کاری پیشنهادی: -20 تا +40°C (پیوشته)
مراحل فرآیند و کنترل کیفیت در تولید قطعات تاسیساتی
پس از بارریز رزین، زمان پخت با اندازه گیری دمای سطح قالب و رنگ سنجی پوسته کنترل می شود تا سوختگی یا پخت ناکامل رخ ندهد. سرمایش کنترل شده از تابیدگی جلوگیری می کند. در QC، ضخامت با آلتراسونیک، یکنواختی با کوپن برش، و آب بندی با تست نشتی بررسی می شود. برای مخازن و منهول، استحکام حلقوی و سختی موضعی در نواحی نازل ها ارزیابی می شود.
بازرسی ضخامت: ±10% نسبت به طراحی آزمون نشتی مخزن: 0.5 bar / 30 دقیقه (هیدرواستاتیک) آزمون ضربه محیطی: -20°C (نمونه برداری دوره ای) ردیابی مواد: شماره بچ رزین و چرخه قالب
مزایا و محدودیت ها برای آب، فاضلاب، گاز و صنایع
مزیت اصلی، تولید قطعات حجیم بدون درز و با گوشه های ضخیم شده برای مقاومت موضعی در خاک ریزی است. سطح داخلی صاف و بدون خط جوش، تشکیل بیوفیلم و گرفتگی را کاهش می دهد. هزینه قالب نسبت به تزریق بسیار پایین تر است و برای تیراژ متوسط مقرون به صرفه می شود. محدودیت مهم، عدم مناسب بودن برای خطوط تحت فشار دائمی است؛ قطعات روتومولد برای فشارهای بالا مانند PN10 یا PN16 طراحی نمی شوند و نباید جایگزین لوله اکستروژن یا اتصالات تزریقی در شبکه های آب و گاز شوند.
طراحی مهندسی قطعات روتومولد برای تاسیسات
طراحی باید یکنواختی ضخامت و تخلیه تنش را هدف بگیرد. گوشه ها با فیله های بزرگ تر از 3 برابر ضخامت دیواره طراحی شوند. برای تحمل بار خاک و ترافیک، ریب های خارجی و کمربندهای تقویتی تعبیه می شود. نازل ها بهتر است با پَد تقویتی و باکس توزیع تنش یکپارچه شوند تا تنش حلقوی در اتصال فلنجی کنترل گردد.
شعاع گوشه ها: ≥ 3t زاویه خروج از قالب (Draft): 3–5° ضخامت طراحی منهول/مخزن: 8–20 mm بر اساس عمق دفن و بار ترافیکی فاصله ریب ها: 0.8–1.2 برابرتُرش سازه ای ناحیه
انتخاب و استانداردها؛ ارجاعات فنی و آزمون ها
برای خرید مهندسی، مطابقت با استانداردهای کاربردی ملاک است. در مخازن روزمینی پلی اتیلن، ASTM D1998 معیار شناخته شده برای الزامات ابعادی، مکانیکی و آزمون های عملکردی است. برای منهول ها و چمبرهای دفنی غیر تحت فشار، الزامات EN 13598-2 مبنای طراحی و تست حلقوی است. اتصال های فلنجی باید با استانداردهای فلنج PN10/PN16 هم خوان باشد تا به لوله های HDPE و UPVC متصل شود.
مخازن پلی اتیلن: ASTM D1998 منهول و محفظه های بازرسی: EN 13598-2 فلنج ها: EN 1092-1 / ISO 7005 (PN10, PN16) لوله های اتصال: HDPE آب ISO 4427، گاز ISO 4437، UPVC آب ISO 1452
اتصال قطعات روتومولد به شبکه لوله کشی
برای اتصال به خطوط HDPE و UPVC، روش های فلنجی یا مکانیکی توصیه می شود. در خروجی مخزن یا منهول، پَد تقویتی با گردن نازل روتومولد شده و یک گردن فلنجی با رینگ پشتیبان نصب می گردد. استفاده از لاستیک آب بند EPDM با کلاس فشار مناسب اهمیت دارد. در صورت نیاز به اتصال جوشی، بهتر است از بوشن ها و گردن فلنج های اکستروژن گرید (PE100 SDR11) به صورت جوش لب به لب یا الکتروفیوژن به نازل تقویت شده متصل و سپس فلنج شوند.
کلاس فشار اتصال: PN10 یا PN16 (بسته به شبکه) گسکت: EPDM مطابق EN 681-1 گشتاور پیچ: طبق قطر و کلاس فلنج، به صورت ضربدری و مرحله ای الکتروفیوژن: کوپلرهای تأییدشده با ولتاژ/زمان روی برچسب سازنده
نصب مخازن و منهول های روتومولد؛ دفنی و روزمینی
در نصب دفنی، بستر هموار با ماسه شسته و تراکم کنترل شده لازم است. باید از اثر شناوری در سطح آب زیرزمینی بالا جلوگیری شود؛ مهاربندی با دال بتنی و تسمه های مقاوم توصیه می شود. برای نصب روزمینی، شاسی فولادی تراز و توزیع یکنواخت بار زیر کف مخزن اهمیت دارد. تهویه مناسب جهت جلوگیری از خلأ داخلی و تغییر شکل الزامی است.
بستر: ماسه شسته 10–15 cm کاور بالاسری دفنی: ≥ 60 cm (ترافیک سبک)، ≥ 90 cm (ترافیک سنگین با دال توزیع) تراکم بک فیل: ≥ 90% Proctor مهار شناوری: دال بتن مسلح + تسمه های PP/پلی استر تهویه: حداقل یک ونت DN110 برای منهول/مخزن
نگهداری، بازرسی و ایمنی بهره برداری
بازرسی دوره ای نواحی نازل و فلنج برای کنترل نشتی و ترک های تنشی ضروری است. برای مخازن روزمینی، تست ضربه چشمی و ارزیابی گچی شدن سطح در اثر UV انجام شود و در صورت نیاز پوشش ضد UV تمدید گردد. از ایجاد خلا یا شوک حرارتی ناگهانی هنگام تخلیه سیالات گرم خودداری شود. شیر اطمینان یا وِنت شکست خلأ در مخازن بسته نصب گردد.
انتخاب کاربردی برای خریداران عمده
روتومولدینگ برای ساخت مخزن پلی اتیلن ذخیره آب خام، تانک سپتیک، منهول پلی اتیلن دفنی، باکس شیر، چمبر شیر فشارشکن (بدون فشار داخلی)، حوضچه کابل و فلوترها انتخابی اقتصادی است. برای مدارهای تحت فشار و گازرسانی، لوله های اکستروژن گرید و اتصالات تزریقی مطابق PN و SDR تعیین شده انتخاب شوند تا الزامات ایمنی و دوام برآورده گردد.
مقایسه کاربردی روتومولدینگ با اکستروژن و تزریق
روتومولدینگ قطعات بزرگ و توخالی با تیراژ متوسط را با هزینه قالب پایین تولید می کند؛ گوشه ها قوی و تنش پسماند کم است، اما چرخه تولید طولانی و تلرانس ها بازتر است. اکستروژن برای لوله های HDPE/UPVC استاندارد با کلاس فشار مشخص (PN10–PN16، SDR11–SDR17) مناسب است. تزریق، اتصالات دقیق و فشارقوی مانند سه راهی، زانو و فلنج ادپتور را با تلرانس بسته می سازد. انتخاب صحیح ترکیب این سه فناوری، هزینه چرخه عمر پروژه را کاهش می دهد. برای مشاهده و خرید عمده انواع لوله و اتصالات استاندارد، و دریافت مشاوره تخصصی می توانید به AbrahPipe مراجعه کنید.