Extrusión De Tuberias

1. EN QUE CONSISTE EL PROCESO DE EXTRUSIÓN DE TUBERÍA.

Es una adaptación del proceso de extrusión normal. La boquilla que se utiliza en esta aplicación consiste en un cuerpo con un mandril central y un anillo exterior. El polímero fluye entre ambos por lo que el mandril regula el diámetro interno y el anillo el diámetro externo. El mandril y el tornillo van sujetos por tomillos que permiten su centrado durante la extrusión.

Normalmente existe una conducción de aire que llega hasta el centro del mandril de modo que taponando el extremo del tubo extruído e inyectando aire a través del mandril se consigue presurizar la tubería. Al pasar el polímero por la boquilla se produce una orientación molecular. Si se pierde esta orientación aparecerán ondulaciones por lo que, para evitarlo, se sitúa junto a la boquilla un dispositivo de calibración consistente en un tubo refrigerado por agua cuyo diámetro interno es igual al diámetro externo de la tubería acabada. La presión interna suministrada origina un ligero estiramiento circunferencial hasta que se produce contacto con el calibrador externo por lo que la superficie externa se enfría. Esto permite el paso de la tubería por el baño de enfriamiento sin que sufra deformaciones. Una variante del proceso consiste en sustituir la presión interna su-ministrada por la presión atmosférica y aplicar vacío desde el calibrador externo. En el caso de tubos flexibles (PVC plastificado o LDPE), éstos se recogen en bobinas. Para los tubos rígidos se suele utilizar arrastre de orugas y cortador de tubos.

1.1. MENCIONE LOS COMPONENTES MÁS IMPORTANTES QUE POSEE LA MAQUINA EXTRUSORA PARA EL PROCESO DE TRANSFORMACIÓN DE POLÍMEROS A TRAVÉS DEL PROCESO EXTRUSIÓN DE TUBERÍAS.

• EL MOTOR: El motor de la extrusora es el componente del equipo responsable de suministrar la energía necesaria para producir: la alimentación de la resina, parte de su fusión (70 a 80%), su transporte y el bombeo a través del cabezal y la boquilla.

Los motores incorporados en las líneas de extrusión son eléctricos y operan con voltajes de 220 y 440 V. Las extrusoras modernas emplean motores DC (corriente continua), ya que permiten un amplio rango de velocidades de giro, bajo nivel de ruido y un preciso control de la velocidad. Se recomienda que la potencia de diseño sea de 1 HP por cada 10 a 15 Ib/h de caudal, sin embarco para las aplicaciones fíe alto requerimiento de mezclado esta relación puede llegar a ser de 1HP porcada 3a5 lb/h. La velocidad alcanzada por los motores resulta más elevada que la requerida por el tornillo. Las cajas reducen la velocidad hasta en un 20:1.

• TOLVA

La tolva es el depósito de materia prima en donde se colocan los pellets de material plástico para la alimentación continua del extrusor.

Debe tener dimensiones adecuadas para ser completamente funcional; los diseños mal planeados, principalmente en los ángulos de bajada de material, pueden provocar estancamientos de material y paros en la producción.

En materiales que se compactan fácilmente, una tolva con sistema vibratorio puede resolver el problema, rompiendo los puentes de material formados y permitiendo la caída del material a la garganta de alimentación.

Si el material a procesar es problemático aún con la tolva con sistema vibratorio puede resolver el problema, rompiendo puentes de material formados y permitiendo la caída del material a la garganta de alimentación.

Si el material a procesar es problemático aún con la tolva en vibración, la tolva tipo crammer es la única que puede formar el material a fluir, empleando un tornillo para lograr la alimentación.

Las tolvas de secado son usadas para eliminar la humedad del material que está siendo procesado, sustituyen a equipos de secado independientes de la máquina. En sistemas de extrusión con mayor grado de automatización, se cuenta con sistemas de transporte de material desde contenedores hasta la tolva, por medios neumáticos o mecánicos. Otros equipos auxiliares son los dosificadores de aditivos a la tolva y los imanes o magnetos para la obstrucción del paso de materiales ferrosos, que puedan dañar el husillo y otras partes internas del extrusor.

• GARGANTA DE ALIMENTACIÓN

El cilindro puede estar construido en dos partes, la primera se sitúa debajo de la tolva y se denomina garganta de alimentación. Suele estar provista de un sistema de refrigeración para mantener la temperatura de esta zona lo suficientemente baja para que las partículas de granza no se adhieran a las paredes internas de la extrusora. La garganta de alimentación está conectada con la tolva a través de la boquilla de entrada o de alimentación. Esta boquilla suele tener una longitud de 1.5 veces el diámetro del cilindro y una anchura de 0.7 veces el mismo y suele estar desplazada del eje del tornillo para facilitar la caída del material a la máquina.

Importancia de la temperatura en la fase de alimentación de la resina: Sistema de enfriamiento de la garganta:

Con la mayor parte de los materiales poliméricos, y en especial las poliolefinas, es necesario mantener la temperatura de la zona de alimentación al tornillo, conocida como "garganta de alimentación", al menos a 50°C por debajo de la temperatura de fusión del polímero. Una temperatura muy baja en la zona de alimentación impide que la fusión de la resina produzca la adhesión de la misma a la superficie del tornillo; minimizando el flujo de material por arrastre, y por lo tanto el caudal extruído.

Generalmente, el uso de agua corriente permite mantener la temperatura de la garganta en los límites deseados (Tm-50°C); sin embargo, en ambientes calientes y con equipos de alto caudal de producción puede requerirse el uso de agua enfriada en torres o incluso, refrigerada.

• BARRIL O CAÑÓN: Es un cilindro metálico que aloja al husillo y constituye el cuerpo principal de una máquina de extrusión, conforma, junto con el tornillo de extrusión, la cámara de fusión y bombeo de la extrusora. En pocas palabras es la carcaza que envuelve al tornillo. El barril debe tener una compatibilidad y resistencia al material que esté procesando, es decir, ser de un metal con la dureza necesaria para reducir al mínimo cualquier desgaste.

La dureza del cañón se consigue utilizando aceros de diferentes tipos y cuando es necesario se aplican métodos de endurecimiento superficial de las paredes internas del cañón, que son las que están expuestas a los efectos de la abrasión y la

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