Расчет производства ППУ-плит
Расчет производства скорлуп для труб
Расчет производства сэндвич-панелей
Расчет производства ППУ подушек
Организация производства ППУ-плит следующих габаритов и плотностей:
- Для изоляции пола – плотность 60 кг/м3, габариты 1500х1000х150мм и 1500х1000х130мм.
- Для изоляции стен – плотность 35 кг/м3, габариты 1200х600х50мм.
Обращаем Ваше внимание, что изготовление ППУ плиты толщиной более 70 мм связано с рядом технологических сложностей, а именно значительным увеличением времени выдержки изделия в форме (более 1 часа), соответственно уменьшением оборачиваемости опалубки, увеличением сроков изготовления изделий. Также потребуется использование сырья с высоким временем старта (до 3 минут), вследствие чего возможно ухудшение структуры пены.
При необходимости получения плит заданной толщины рекомендуем Вам осуществлять склейку из трех плит. Для этих целей используется специальный полиуретановый клей, например, фирмы КИМП (г. Владимир).
В связи с вышесказанным рекомендуем использовать форму одного типоразмера 1500х1000х50мм (при условии, что Вы готовы пойти на то, чтобы заменить плиту 1200х600х50 на 1500х1000х50). Для получения плиты толщиной 130 мм необходимо склеивать две плиты толщиной 40 мм и одну 50 мм. Получить изделие толщиной 40 мм можно в искомой форме, если на ее дно уложить вкладыш – лист металла толщиной 10 мм, т.е. поднять дно.
Приведенные ниже расчеты основаны на изготовлении плит 1500х1000х150 в объеме 225 кубов и 1500х1000х130 в объеме 225 кубов при использовании форм 1500х1000х50 и вкладышей.
1. Выбор модели оборудования
Выбор модели оборудования напрямую связан с габаритами изделия.
Суть технологического процесса в том, что два жидких компонента (изоционат и полиол) смешиваются и подаются в некую форму. Через некоторое время композиция «стартует», т.е. происходит заметное увеличение объема (в десятки раз), изменение цвета (побеление). Как правило «время старта» составляет 1825 секунд. Время в течение, которого жидкость подается в опалубку, называется «время впрыска».
Обязательным условием получения нормального изделия является прекращение впрыска композиции «А» и «Б» до начала старта. Запрещается продолжать впрыск в форму, если уже происходит увеличение объема пеномассы. В этом случае существует реальная опасность, что не удастся закрыть форму, а изделие будет испорчено (как внутренняя структура, так и геометрические обводы).
Одно из условий получения качественных изделий при заливке ППУ заключается в том, чтобы обеспечить за минимальный промежуток времени (меньше времени старта композиции) подачу в форму или полость всей массы смешанной композиции, которая требуется для заполнения заданного объема. Если получение одного и того же изделия можно обеспечить за впрыск, например, 7,5с и 15с при условии, что в первом случае производительность выше в два раза, следует выбрать первый вариант.
Максимально допустимое время впрыска не должно составлять более 80% от времени старта, т.к. требуется еще время на закрытие формы и фиксацию ее замков. Но этой процедуре следует уделить не менее 5 секунд.
Например, если время старта композиции 25 секунд, то допустимое время впрыска составляет 0,8х25=20 секунд.
Т.о. максимально возможная масса конечного изделия ограничена массой перемешанных в смесителе компонентов, которые насосная станция при максимальной производительности перекачивает за 20 секунд.
НПФ «НСТ» комплектует заливочные машины двумя типами насосных станций:
ПЕНА20П20УМ4, с производительностью от 1 до 6 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» и «Б» как 1 к 1);
ПЕНА20П75УМ, с производительностью от 8 до 24 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» и «Б» как 1 к 1).
Плотность полиола, как правило, составляет 1,04 кг/м3, плотность изоционата - 1,24 кг/м3. Тогда при весовом соотношении компонентов «А» и «Б» соответствующем 1 к 1, плотность смеси «А»+«Б» (в жидком состоянии, до начала старта) составляет 1,14 кг/м3. Т.о. максимально возможная масса изделия, полученного на различных насосных станциях, составляет:
2,28 кг для ПЕНА20П20УМ4 при производительности 6 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» и «Б» как 1 к 1);
9,12 кг для ПЕНА20П75УМ при производительности 24 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» и «Б» как 1 к 1).
Нормальная плотность пенопласта непосредственно в изделии составляет от 40 до 60 кг/м3.
Объем одной плиты составляет: 1,5 х 1 х 0,05 = 0,075 м3.
При плотности изделия 40 кг/м3, масса плиты составит: 0,075 х 40 = 3 кг.
При плотности изделия 60 кг/м3, масса плиты составит: 0,075 х 60 = 4,5 кг.
Таким образом, следует использовать заливочную машину на базе насосной станции ПЕНА-20П75УМ.
2. Перечень и стоимость основного оборудования
2.1. Насосная станция ПЕНА-20П75УМ, производительность от 8 до 24л/мин, имеет габариты 1250х650х1000мм и массу 180кг. Мощность двигателя 2,2кВт, напряжение питания 380В. Предназначение насосной станции: забрать из питающих емкостей сырье, отдозировать компоненты в заданном соотношении и подать под давлением в смеситель. Управление производительностью посредством электронного частотного регулятора. 11 вариантов соотношения компонентов «А» к «Б»: от 1 к 1 до 1 к 2, с шагом 0,1 по линии изоционата (имеется возможность изменения соотношения с шагом 0,1 и по линии полиола). Установка выполнена на колесной раме – передвижная. Машина реализована по принципу открытой архитектуры – обеспечивается максимально удобный осмотр, диагностика и обслуживание узлов и агрегатов. С насосной станцией поставляются все необходимые рукава и шланги, из расчета монтажа насосной станции и емкостей в радиусе 5 м от манипулятора. Эта модель может использоваться только в качестве стационарной насосной станции для заливки ППУ.
2.2. Механический смеситель низкого давления ЗГ016Б для заливки пенополиуретановой композиции. Габариты 500х180х140мм, при массе 25 кг. Мощность двигателя 0,55кВт, напряжение питания 380В. Смеситель подвешивается на манипуляторе в стационарных условиях. Время непрерывной работы не ограничено. Комплектуется гидропневмобаком (ГПБ), обеспечивающим промывку смесителя открытым циклом. Поставляются необходимые трубопроводы, из расчета монтажа ГПБ в радиусе 5 м до смесителя.
2.3. Пульт управления ЗГ016Б. предназначен для удобства управления процессом производства пенополиуретана с единого блока (ПЕНА-20П75УМ и ЗГ-016Б подключаются к этому пульту), автоматизации и контроля впрыска композиции, контроля процесса промывки. Блок крепится в непосредственной близи от ЗГ-016 таким образом, чтобы оператор мог управлять рычагами смесителя и кнопками пульта, не сходя с места.
2.4. Манипулятор (позволяет перемещать ЗГ-016 небольшим усилием руки по окружности и вверх-вниз). Манипулятор жестко крепится к полу. Высота манипулятора 2200 мм, длина стрелы 2500 мм. Угол по горизонтали перемещения кранбалки манипулятора, между граничными положениями составляет 120 град. Смеситель, закрепленный на кранбалке манипулятора, может переместиться по вертикали до 0,8 м. Исходная высота подвеса регулируется.
2.5. Две расходные емкости по 227 л для сырьевых материалов (снабжены фильтрующими элементами) и системой перемешивания полиола. Предусмотрена система рециркуляции по обоим компонентам.
2.6. Компрессорная станция К25М. Рабочее давление сжатого воздуха 4 кг/см2, расход от 500 литров в минуту. Воздух подается в ГПБ для промывки и продувки смесителя по окончанию работы. Допускается использование других источников сжатого воздуха, обеспечивающих заданные параметры по производительности и давлению.
Таблица1
| № | Наименование | Цена, руб. |
| 1 | Насосная станция ПЕНА-20П75УМ |
850 500
|
| 2 | Механический смеситель низкого давления ЗГ-016Б | |
| 3 | Пульт управления ЗГ016Б | |
| 4 | Манипулятор | |
| 5 | Комплект из двух расходных емкостей 227л, с системой перемешивания полиола | |
| 6 | Компрессорная станция К-25М |
34 000
|
|
ИТОГО
|
*884 500
|
*Данные актуальны на зиму 2018 года
ПРИМЕЧАНИЕ
Допускается исключить из перечня «Манипулятор» (на месте смонтируете устройство, максимально подходящее для Ваших целей). Экономически целесообразнее и технологически грамотнее сделать несколько впрысков (переходов от формы к форме) прежде, чем начнется цикл промывки. Заливочная машина позволяет осуществить 10 таких впрысков, разделенных между собою не более, чем 12 секундами, и лишь затем осуществить промывку смесительной камеры.
В самом первом приближении формы можно разложить на полу полукругом (или в линию), чтобы Заливочная Головка, подвешенная к балке манипулятора, была способна перемещаться по окружности (или вдоль) относительно стойки манипулятора. Тогда оператор, залив первую форму, перемещается ко второй, в это время его помощник закрывает заполненную форму и т.д. Последней точкой, куда оператор подводит смеситель, является емкость для сброса растворителя при промывке.
3. Выбор типоразмеров и количества форм
Формы являются необходимым элементом производства. Объем готовой продукции, сроки выполнения заказа напрямую связаны с количеством форм и их типоразмерами. Потребность в формах исходит из технологического процесса.
 |
 |
 |
 |
| Форма для изготовления ППУ-плиты | |
Основные требования к опалубке - это точное соответствие геометрических размеров формы размерам требуемой детали и высокие прочностные характеристики (пенополиуретан при расширении создаёт избыточное давление внутри формы - 24 атм.). Прессформа предварительно смазывается антиадгезионной смазкой.
Предположим, имеется в наличии 2 формы 1500 х 1000 х 50мм и два вкладыша 1500 х 1000 х 10мм.
ПРИМЕЧАНИЕ.
При склеивании трех плит следует получить одну плиту с разъемом «четверть». Для этого потребуется использовать дополнительные вкладыши. Если необходимо получить соединение высотой 75х75, то два вкладыша. Если достаточно получить соединение высотой 100х50, то один вкладыш.
Стадии технологического процесса, связанные с использованием форм, приведены ниже.
Таблица2
| Технологическая операция |
Расход времени
|
| Смазка формы |
2 мин.
|
| Сборка формы |
Не требуется
|
| Впрыск композиции в форму |
0,25 мин.
|
| Выдержка формы |
13 мин
|
| Открытие формы |
1 мин.
|
| Разборка формы для выемки изделия |
Не требуется
|
| Выемка изделия |
1 мин.
|
| Чистка формы |
1 мин.
|
| Частичная сборка формы |
Не требуется
|
|
ИТОГО
|
18,25 мин.
|
Таким образом, с формы осуществляется 1 съем каждые 20 полных минут, т.е. 3 плиты в час.
Искомая потребность – 225 кубов плит при толщине 150мм, что соответствует 1500 м2 плит. Соответственно, при размерах 1500х1000 мм это 1000 СКЛЕЕННЫХ плит. Чтобы их получить следует склеить 3000 плит 1500х1000х50 мм.
При восьми часовом рабочем дне с одной формы будет снято 24 плиты. С двух форм – 48 шт. Т.о., для получения искомого объема потребуется 3000 / 48 = 62,5 рабочих дня.
Если лимитировать срок изготовления вдвое (1 месяц), то потребуется 4 формы.
Потребность в плитах толщиной 130 мм также составляет 225 кубов, что соответствует 1730 м2 плит. Соответственно при размерах 1500х1000 мм - это 1154 СКЛЕЕННЫХ плит. Чтобы их получить, следует склеить 3462 плиты, из которых 2308 плит будет толщиной 40 мм, а 1154 – толщиной 50 мм.
Аналогично расчету приведенному выше, очевидно, что для получения 3462 плит, потребуется обеспечить заливку в две формы в течение 72 дней (при возможной производительности 48 плит в день).
Если лимитировать срок изготовления вдвое (36 дней), то потребуется 4 формы.
Если считать, что плиты толщиной 150 и 130 мм необходимо поставить одновременно в течение 1 месяца, то необходимо иметь 8 форм и не менее 4 вкладышей 1500 х 1000 х 10 мм.
Расходы на оснастку приведены ниже (положим, что разъем «четверть» обеспечивается с размерами 100х50).
| № | Наименование |
Количество
|
Цена, руб.
|
Сумма
|
| 1 | Форма 1500 х 1000 х 50мм |
8 шт.
|
76 582
|
612 656
|
| 2 | Вкладыш 1500 х 1000 х 10мм |
4 шт.
|
9 912
|
39 648
|
| 3 | Вкладыш формирования «четвертей» |
4 компл.
|
4 956
|
19 824
|
| 4 |
ИТОГО
|
X
|
X
|
672 128
|
4. Требования к производственному помещению
Для организации производства ППУ плит требуется помещение, которое следует разделить на 5 участков: склад сырья; участок раскроя облицовочного материала; участок заливки; склад готовой продукции; компрессорная.
Склад сырья
На складе должна иметься возможность приемки компонентов (погрузчик или эстакада), поступающих, как правило, в 200 литровых бочках. Склад сырья должен быть размещен поблизости от участка заливки. Возможно, что в одном и том же помещении. Температура для хранения компонентов +15…+220С.
Участок раскроя облицовочного материала
Теплоизоляционные плиты могут изготавливаться также с наружной защитной оболочкой, в частности распространено каширование фольгой, стеклопластиком. Чтобы получить такое покрытие, на дно формы укладывается и разглаживается соответствующий облицовочный материал.
Следует предусмотреть участок, желательно в непосредственной близи от места заливки, куда будет доставляться облицовочный материал (как правило, поступает в рулонах), и раскладываться (разматываться) на столе раскроя.
Участок заливки
На данном участке монтируется заливочная машина, манипулятор (иное обустройство обеспечения движением головки), емкость для сброса промывочной жидкости.
Также помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной системой вентиляции, обеспечивающей 10ти кратный обмен воздуха в час. температура воздуха на участке заливки +20…+220С.
На участке заливки необходимо предусмотреть место для временной выдержки изготовленных плит (не менее 3 часов при температуре не ниже +200С) и средства контроля за качеством изделий. Там же потребуется осуществлять склейку трех плит в одну.
Склад готовой продукции
Готовые плиты после выдержки и склейки переносятся на склад готовой продукции, где укладываются штабелями. При необходимости осуществляется упаковка. Температура воздуха на складе не ниже +150С.
Компрессорная
Небольшое помещение (желательно изолированное), не более 4 м2 или просторный деревянный короб, куда ставится компрессор. Данное помещение должно время от времени проветриваться.
5. Расчет затрат по сырью, смазке, растворителю, клею и электроэнергии.
Осуществим расчет потребного количества сырья, смазки, растворителя и клея применительно к рассматриваемой задаче.
Сырье
Предприятие должно поставить 4154 плит 1500х1000х50мм и 2308 плит 1500х1000х40мм.
Масса плиты 1500х1000х50мм при плотности 60 кг/м3 составляет:
60 х 1,5х 1 х 0,05 = 4,5 кг. Именно столько сырья следует израсходовать, чтобы получить одно изделие. Итого суммарный расход по сырью на 4154 плит 1500х1000х50мм: 18693 кг.
Масса плиты 1500х1000х40мм при плотности 60 кг/м3 составляет:
60 х 1,5х 1 х 0,04 = 3,6 кг. Именно столько сырья следует израсходовать, чтобы получить одно изделие. Итого суммарный расход по сырью на 2308 плит 1500х1000х40мм: 8307 кг.
Общий расход компонентов «А» и «Б» составит 27000 кг. Стоимость 1 кг варьируется от 110 до 130 руб. Примем цену 1 кг в 125 руб., соответственно общие расходы на сырье составят: 3375000 руб.
Смазка
Исходя из программы выпуска предполагается осуществить 6462 съема с 8 форм. Расход смазки на 1 изделие составляет 0,1 кг. Соответственно потребуется 646,2 кг смазки (например, «ПЕНТА-120», стоимостью 118 руб./кг). Т.о. расходы на смазку составят 76 252 руб.
Смывка (растворитель)
Исходя из программы выпуска предполагается осуществить 6462 съема с 8 форм. При оптимизации процесса следует за 1 цикл заливать все 8 форм, в этом случае будет иметь место лишь один цикл промывки по завершению заливки всех форм.
Т.о. будет иметь место 6462 / 8 = 808 циклов заливки, следовательно столько же промывок. Расход растворителя при одной промывке составляет 0,25кг. Т.е. потребуется 202 кг растворителя, по цене 60 руб./кг, т.е. 12 120 руб. Учитывая, что за 1 цикл изготавливается 8 плит и расходуется 0,25кг растворителя, следовательно, расход растворителя применительно на 1 изделие составляет 0,0313кг.
Клей
При склеивании трех плит в одно изделие потребуется израсходовать клей для соединения двух поверхностей. Расход клея составляет от 150 до 400 грамм на 1 м2 (в зависимости от качества поверхности – наличия раковин, трещин и т.д.). Примем нормальный расход (исходя из того, что качественные формы и соблюдение технологии позволяют получать качественные изделия) клея за 0,200 кг на 1 м2, т.е. для склеивания двух плит площадью 1,5 м2 потребуется 0.3 кг клея. 1 кг специального полиуретанового клея «КИМПАНАТ» стоит 131 руб.
Для получения 1000 СКЛЕЕННЫХ плит 1500х1000х150 мм следует склеить 3000 плит 1500х1000х50 мм, т.е. израсходовать 2000 х 0,3 = 600 кг, что эквивалентно 78 600 руб.
Для получения 1154 СКЛЕЕННЫХ плит 1500х1000х130 мм следует склеить 2308 1500х1000х40 мм и 1154 плит 1500х1000х50 мм, т.е. израсходовать 2308 х 0,3 = 692 кг, что эквивалентно 90 704 руб.
Итого, общий расход по клею составит 169 304 руб.
Электроэнергия
Расход электроэнергии, потребной для производства заданного объема можно рассчитать исходя из того, что имеет место 808 циклов с впрыском в 8 форм.
Энергопотребление насосной станции 2,2кВт/час, заливочной головки 0,55кВт/час, компрессора 5кВт/час.
При цикле с заполнением 8 форм насосная станция работает не более 2 минут, заливочная головка – 4 минуты, компрессор – не более 1 минуты. При осуществлении 808 циклов имеет место расход электроэнергии: 808х(2,2х2/60 + 0,55х4/60 + 5х1/60) = 808х(0,073+0,036+0,083) = 808х0,192= 155кВт.
Итого, общий расход электроэнергии (без учета освещения) для выполнения данного объема работ составляет 155кВт. Примем возможную поправку, исходя из коэффициента 1,5 (продували воздухом больше, чем положено, крутили ЗГ вхолостую, осуществляли рециркуляцию и т.д.). В результате получим расход электроэнергии на уровне 232 кВт.
Примем цену 1 кВт/час за 7 руб., тогда стоимость затраченной электроэнергии составит 1624 руб. Т.о. расход электроэнергии на изготовление 1 плиты составляет 0,036кВт.
Заработная плата
Следует также предусмотреть заработную плату рабочих. Рекомендуется 1 оператор заливочной машины и 2 (минимум) помощника.
Сведем воедино описанные выше расходы и определим себестоимость одного изделия и суммарную потребность в денежных средствах для производства искомого объема плит.
|
Затраты |
Цена за единицу затрат, руб. |
1000 плит 1500х1000х150мм |
Сумма расходов по статье затрат, руб. |
|
А+Б, кг |
125 |
4,5х3000=13500 |
1687500 |
|
Смазка, кг |
118 |
0,1х3000=300 |
35 400 |
|
Растворитель, кг |
60 |
0,031х3000=94 |
5 640 |
|
Клей, кг |
131 |
0,3х2000=600 |
78 600 |
|
Электроэнергия, кВт |
7 |
0,036х3000=109 |
1624 |
|
|
|
ИТОГО |
1808764 руб. |
Итого на 1 СКЛЕЕННУЮ ПЛИТУ 1500х1000х150мм при плотности 60 кг/м3, расходы (себестоимость, без учета заработной платы) составят 1808 руб. 76 коп.
|
Затраты |
Цена за единицу затрат, руб. |
1154 плит 1500х1000х130мм |
Сумма расходов по статье затрат, руб. |
|
А+Б, кг |
125 |
4,5х1154 + 3,6х2308=13 500 |
1687500 |
|
Смазка, кг |
118 |
0,1х3462=346,2 |
40 852 |
|
Растворитель, кг |
60 |
0,031х3462=108 |
6 480 |
|
Клей, кг |
131 |
0,3х2308= 692 |
90 652 |
|
Электроэнергия, кВт |
7 |
0,036х3462=123 |
861 |
|
|
|
ИТОГО |
1826345 |
Итого на 1 СКЛЕЕННУЮ ПЛИТУ 1500х1000х150мм при плотности 60 кг/м3, расходы (себестоимость, без учета заработной платы) составят 1582 руб. 62 коп.
Затраты на приобретение оборудования составят:
|
Наименование |
Сумма, руб. |
|
Заливочная машина |
884 500 |
|
Формы |
672 128 |
|
ИТОГО |
1556628 |
Итого, для самостоятельного производства заданного объема ППУ плит потребуется 1 556 628 руб. для приобретения оборудования и 3 635 109 руб. для приобретения сырья, смазки, смывки, клея. Итого, общий объем капитальных вложений 5 191 737 руб.
|
|
|
| ППУ-плита | Кровельная ППУ-плита с облицовкой |
Организация производства теплоизоляционных полуцилиндров (скорлуп) из пенополиуретана
1. Общие сведения
Теплоизоляционные полуцилиндры (скорлупы) из пенополиуретана (ППУ) применяются для теплоизоляции газо- нефтепроводов, трубопроводов горячего и холодного водоснабжения, инженерных сетей химических и нефтехимических производств, цистерн, хранилищ, емкостей и других промышленных объектов, оборудования рефрижераторной и криогенной техники и диапазоне температур от -190С до +140С.
Горючесть ППУ – изделий определяется по ГОСТ 12.1.044-84, класс горючести Г2 (горючий, трудновоспламеняемый)). Применяя огнезащитные добавки при производстве ППУ – изделий, имеется возможность повысить диапазон рабочей температуры. Такого же эффекта можно достичь, если внутренняя часть скорлупы производится из более теплостойкого материала.
ППУ устойчив к растворителям, кислотам и щелочам, не поражается грибком, не разрушается, не подвержен воздействию горячей воды, грызунов.
Теплоизоляционные изделия из пенополиуретана для изоляции трубопроводов изготавливаются в виде полуцилиндров (для больших диаметров – сегменты 120 или 90 градусов), тройников, отводов и других изделий по техническим требованиям Заказчика.
Наиболее распространенной продукцией, полученной методом заливки ППУ, являются теплоизоляционные полуцилиндры, используемые в качестве теплоизоляции участков труб при надземной и канальной прокладке трубопроводов. Если предполагается подземная и бесканальная прокладка, то трубопровод со смонтированными скорлупами должен быть обработан сплошным (без разрывов) гидроизоляционным и -защитным покрытием, например, лентой ТЕРМА.
Главными преимуществами теплоизоляции из ППУ являются: низкая трудоемкость монтажа, возможность многоразового использования, быстрый доступ к поврежденным участкам.
Теплоизоляционные скорлупы могут быть выполнены с дополнительной облицовкой из стеклопластика, стеклоткани, фольги и других материалов.
На трубопровод полуцилиндры монтируются с помощью проволочных или ленточных хомутов, стяжек, скоб или клеевых составов.
В случае применения ленты ТЕРМА надобность в облицовке скорлуп, а также надобность в хомутах отпадает - изделия ТЕРМА надежно защищают скорлупу от любых внешних факторов (влага, солнце, вандалы). Узнать подробнее о ленте ТЕРМА и о применении при монтаже ППУ-скорлум - жмите сюда.
2. Выбор модели оборудования
Выбор модели оборудования напрямую связан с внутренним диаметром и толщиной скорлупы, которые предполагается изготавливать (точнее – массы скорлупы). Это обуславливается технологическим процессом изготовления ППУ-изделий методом заливки.
Два жидких компонента смешиваются и подаются в форму.
Очень быстро композиция «стартует», т.е. происходит увеличение объема (в десятки раз). Как правило «время старта» составляет 18-25 секунд. Время в течение, которого жидкость подается в опалубку, называется «время впрыска».
Запрещается продолжать впрыск компонентов в форму, если увеличение объема пеномассы началось. В этом случае можно не успеть закрыть форму, а изделие будет испорчено.
Максимально допустимое время впрыска не должно составлять более 80% от времени старта, т.к. требуется еще время на закрытие формы и фиксацию ее замков. Но этой процедуре следует уделить не менее 5 секунд.
Например, если время старта композиции 25 секунд, то допустимое время впрыска составляет 0,8х25=20 секунд.
Т.о. максимально возможная масса конечного изделия ограничена массой перемешанных в смесителе компонентов, которые насосная станция при максимальной производительности перекачивает за 20 секунд.
НПФ «НСТ» комплектует заливочные машины двумя типами насосных станций:
- ПЕНА-20П20УМ4, с производительностью от 1 до 6 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» к «Б» - 1 к 1);
- ПЕНА-20П75УМ, с производительностью от 8 до 24 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» к «Б» - 1 к 1).
Плотность полиола, как правило, составляет 1,04, плотность изоционата 1,24 кг/м3. Тогда, при весовом соотношении компонентов «А» и «Б», соответствующем 1 к 1, плотность смеси «А»+«Б» (в жидком состоянии, до начала старта) составляет 1,14 кг/м3.
Т.о. максимально возможная масса изделия, полученного на различных насосных станциях, составляет:
- 2,28 кг для ПЕНА-20П20УМ4 при производительности 6 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» и «Б» как 1 к 1), время впрыска 20 секунд;
- 9,12 кг для ПЕНА-20П75УМ при производительности 24 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» и «Б» как 1 к 1), время впрыска 20 секунд.
Нормальная плотность пенопласта непосредственно в изделии составляет от 40 до 50 кг/м3. При этом скорлупы имеют хорошую механическую прочность, низкий коэффициент теплопроводности. Увеличение плотности изделия не позволяет улучшить качество продукции, а приводит лишь к росту себестоимости полуцилиндров.
Если принять максимальную плотность пенопласта в изделии за 50 кг/м3, то можно рассчитать максимальный объем готовых изделий, исходя из максимально возможной массы впрыска для каждой из насосных станций:
- ПЕНА-20П20УМ4 – 2,28кг / 50 кг/м3 = 0,045м3 за 1 впрыск протяженностью 20 секунд;
- ПЕНА-20П75УМ – 9,12кг/ 50 кг/м3 = 0,182м3 за 1 впрыск протяженностью 20 секунд.
В табл.1 приведены параметры различных полуцилиндров длиной 1м при плотности 50 кг/м3. Т.е. рассмотрен «плохой» вариант, при максимальной плотности (на практике производители скорлуп стараются выдерживать плотность в диапазоне 40-45).
Таблица 1
|
Внутренний диаметр скорлупы, мм
|
Толщина скорлупы, мм
|
Объем 1 полуцилиндра, м3
|
Плотность, кг/м3
|
Масса, кг
|
|
57
|
40
|
0,006092
|
50
|
0,3046
|
|
76
|
40
|
0,007285
|
50
|
0,3643
|
|
89
|
40
|
0,008101
|
50
|
0,4051
|
|
108
|
40
|
0,009294
|
50
|
0,4647
|
|
114
|
40
|
0,009671
|
50
|
0,4836
|
|
133
|
40
|
0,010864
|
50
|
0,5432
|
|
159
|
40
|
0,012497
|
50
|
0,6249
|
|
219
|
40
|
0,016265
|
50
|
0,8133
|
|
273
|
40
|
0,019656
|
50
|
0,9828
|
|
325
|
50
|
0,029438
|
50
|
1,4719
|
|
426
|
50
|
0,037366
|
50
|
1,8683
|
|
530
|
50
|
0,04553
|
50
|
2,2765
|
|
630
|
50
|
0,05338
|
50
|
2,6690
|
|
720
|
50
|
0,060445
|
50
|
3,0223
|
|
820
|
50
|
0,068295
|
50
|
3,4147
|
|
1020
|
50
|
0,083995
|
50
|
4,1998
|
Таким образом, заливочная машина на базе насосной станции ПЕНА-20П20УМ4 без ограничений может использоваться для отливки скорлупы с внутренним диаметром до 426мм включительно, в случае, если впрыск осуществляется в форму «полуцилиндр», время старта композиции 25 секунд, а плотность конечного пенопласта не выше 50 г/м3.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ:
Теоретически «проходит» и 530-ая скорлупа, т.к. 2,2765 кг МЕНЬШЕ, чем 2,28 кг. Но разница составляет всего 3,5 грамма, что ничтожно относительно производительности установки в секунду (114 гр./с), соответственно гарантировать на 100%, что скорлупа Ду530 при толщине 50мм будет получена при заданных условиях впрыска нельзя. Задача может быть решена, если увеличить время впрыска на 1-2 секунды или увеличить время старта на 1-2 секунды или уменьшить плотность скорлупы, например, до 45кг/м3.
Если же использовать заливочную машину на базе насосной станции ПЕНА-20П75УМ, то никаких ограничений по диаметру и толщине скорлупы нет, т.к. масса полуцилиндра при Ду1020 составляет 4,1998 кг, что значительно МЕНЬШЕ, чем 9,12.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ:
Насосная станция ПЕНА-20П20УМ4 может также использоваться для НАПЫЛЕНИЯ ППУ. Поэтому, если Вы не предполагаете производить скорлупы выше Ду530, то этот вариант более правильный. При необходимости можно заменить Заливочную Головку на распылитель и выполнять работы по теплоизоляции на стройплощадке (в т.ч. напыление ППУ на трубопроводы).
ПРИМЕЧАНИЕ:
При необходимости допустимо увеличить время старта до 30 секунд. Тогда время впрыска составляет 24 секунды, соответственно масса впрыска также увеличится.
3. Перечень и стоимость основного оборудования
3.1. Модель П20УМ4-ЗГ016М. Производство скорлуп (Ду426 [530]мм)
3.1.1. Насосная станция ПЕНА-20П20УМ4, производительность от 1 до 6л/мин, имеет габариты 1150х550х900мм и массу 85кг. Мощность двигателя 0,75кВт, напряжение питания 220В. Предназначение насосной станции: забрать из питающих емкостей сырье, отдозировать компоненты в заданном соотношении и подать под давлением в смеситель. Управление производительностью посредством электронного частотного регулятора. 11 вариантов соотношения компонентов «А» к «Б»: от 1 к 1 до 1 к 2, с шагом 0,1 по линии изоционата. Эта модель может также использоваться в качестве насосной станции для ведения работ по напылению ППУ. В этом случае следует доукомплектовать ее распылителем. Установка выполнена на колесной раме - передвижная (легко транспортируется, в т.ч. по пересеченной местности). Машина реализована по принципу открытой архитектуры – обеспечивается максимально удобный осмотр, диагностика и обслуживание узлов и агрегатов. С насосной станцией поставляются все необходимые рукава и шланги, из расчета монтажа насосной станции и емкостей в радиусе 5м от манипулятора.
3.1.2. Механический смеситель низкого давления ЗГ-016М для заливки пенополиуретановой композиции. Габариты 500х180х140мм, при массе 24кг. Мощность двигателя 0,55кВт, напряжение питания 380В. Смеситель подвешивается на манипуляторе в стационарных условиях. Время непрерывной работы не ограничено. Комплектуется гидропневмобаком (ГПБ), обеспечивающим промывку смесителя открытым циклом. Поставляются необходимые трубопроводы, из расчета монтажа ГПБ в радиусе 5м до смесителя.
3.1.3. Пульт управления ЗГ-016М предназначен для удобства управления процессом производства пенополиуретана с единого блока (ПЕНА-20П20УМ4 и ЗГ-016М подключаются к этому пульту), автоматизации и контроля впрыска композиции, контроля процесса промывки. Блок крепится в непосредственной близи от ЗГ-016 таким образом, чтобы оператор мог управлять рычагами смесителя и кнопками пульта, не сходя с места.
3.1.4. Манипулятор (позволяет перемещать ЗГ-016 небольшим усилием руки по окружности и вверх-вниз). Манипулятор жестко крепится к полу. Высота манипулятора 2200мм, длина стрелы 2500мм. Угол по горизонтали перемещения кран-балки манипулятора, между граничными положениями составляет 120град. Смеситель, закрепленный на кран-балке манипулятора, может переместиться по вертикали до 0,8м. Исходная высота подвеса регулируется.
3.1.5. Две расходные емкости по 227л (или 67л – по выбору Заказчика) для сырьевых материалов (снабжены фильтрующими элементами) и системой перемешивания полиола. Предусмотрена система рециркуляции по обоим компонентам.
3.1.6. Компрессорная станция К25-М. Рабочее давление сжатого воздуха 4кг/см2, расход от 240 литров в минуту. Воздух подается в ГПБ для промывки и продувки смесителя по окончанию работы. Допускается использование других источников сжатого воздуха, обеспечивающих заданные параметры по производительности и давлению.
Таблица 2
| № п/п | Наименование |
Цена, руб.
|
| 1 | Насосная станция ПЕНА-20П20УМ4 | 462 500 |
| 2 | Механический смеситель низкого давления ЗГ-016М | |
| 3 | Пульт управления ЗГ-016М | |
| 4 | Манипулятор | |
| 5 | Комплект из двух расходных емкостей 65 л с системой перемешивания полиола | |
| 6 | Компрессорная станция К-25М |
34 000
|
| ИТОГО |
496 500*
|
*Стоимость оборудования приведена по состоянию на зиму 2018 года и может отличаться от фактической стоимости на текущий момент. Действующие цены приведены в разделе «Прайс-лист».
3.2. Модель П75УМ-ЗГ016Б.
3.2.1. Насосная станция ПЕНА-20П75УМ, производительность от 8 до 24л/мин, имеет габариты 1250х650х1000мм и массу 180кг. Мощность двигателя 2,2кВт, напряжение питания 380В. Предназначение насосной станции, управление производительностью, изменение соотношения компонентов, конструкция установки, комплектность поставки – аналогичны модели ПЕНА-20П20УМ4. Имеется отличие – невозможность использования данной насосной станции для напыления пенополиуретана (из-за большой производительности). Эта модель может использоваться только в качестве стационарной насосной станции для заливки ППУ.
3.2.2. Механический смеситель низкого давления ЗГ-016Б для заливки пенополиуретановой композиции. Габариты 550х180х140мм, при массе 25кг. Предназначение, конструкция и прочие параметры совпадают с моделью ЗГ-016М.
3.2.3. Пульт управления ЗГ-016Б. В отличие от пульта ЗГ-016М оснащен электронной системой регулировки времени впрыска с точностью до 0,1с. Управление производительностью насосной станцией также осуществляется с пульта. Рассчитан для подключения насосной станции мощностью 2,2кВт при напряжении питания 380В.
3.2.4. Манипулятор абсолютно идентичен модели П20УМ4-ЗГ016М.
3.2.5. Две расходные емкости по 227л абсолютно идентичны модели П20УМ4-ЗГ016М.
3.2.6. Компрессорная станция К25-М. Предназначение и параметры сжатого воздуха абсолютно идентичны модели П20УМ4-ЗГ016М.
Таблица 3
| № | Наименование |
Цена, руб.
|
| 1 | Насосная станция ПЕНА-20П75УМ |
850 500 |
| 2 | Механический смеситель низкого давления ЗГ-016Б | |
| 3 | Пульт управления ЗГ-016Б | |
| 4 | Манипулятор | |
| 5 | Комплект из двух расходных емкостей 67 (или 227)л, с системой перемешивания полиола | |
| 6 | Компрессорная станция К-25М |
34 000
|
|
ИТОГО
|
*884 500
|
|
*Стоимость оборудования приведена по состоянию на зиму 2018 года и может отличаться от фактической стоимости на текущий момент. Действующие цены приведены в разделе «Прайс-лист».
4. Выбор типоразмеров и количества форм
Формы являются необходимым элементом производства. Объем готовой продукции, сроки выполнения заказа напрямую связаны с количеством форм и их типоразмерами. Потребность в формах исходит из технологического процесса, суть которого в том, что для получения пенополиуретанового полуцилиндра, смешанную композицию компонентов «А» и «Б» заливают в ограничительную оснастку (рис. 1).
 |
 |
 |
 |
| Рис. 1. Форма «полуцилиндр», используемая для производства ППУ-скорлуп | |
Основные требования к опалубке - это точное соответствие геометрических размеров формы размерам требуемой детали и высокие прочностные характеристики - пенополиуретан при расширении создаёт избыточное давление внутри формы 2-4 атмосфер.
Прессформа предварительно смазывается антиадгезионной смазкой. Количество типоразмеров форм напрямую зависит от спроса на конкретный диаметр ППУ-скорлупы. Следует определить наиболее востребованные диаметры, чтобы не вкладывать средства в формы, которые не понадобятся или будут редко использоваться.
Количество форм каждого типоразмера следует рассчитать исходя из сроков, в течение которых следует изготовить конкретную партию изделий.
 |
 |
| Рис. 2. Набор форм различных типоразмеров | |
Различают два типа форм: на полуцилиндр и цилиндр. Из форм первого типа отливают соответственно одну половинку скорлупы, а из форм второго типа соответственно две половинки.
Из-за конструктивных особенностей этих двух типов форм, затраты времени на выполнение операций технологического процесса, связанных с их использованием, различны. В качестве примера ниже в таблице приведены экспертные оценки затрат времени для двух видов форм при внутреннем диаметре скорлупы больше 133 мм, но меньше 219 мм.
Таблица 4
| Наименование |
Форма «полуцилиндр»
|
Форма «цилиндр»
|
| Смазка формы |
0,5 мин.
|
2,25 мин.
|
| Сборка формы |
Не требуется
|
0,5 мин.
|
| Впрыск композиции в форму |
0,20 мин.
|
0,35 мин.
|
| Выдержка формы |
13 мин
|
13 мин.
|
| Открытие формы |
0,25 мин.
|
0,25 мин.
|
| Разборка формы для выемки изделия |
Не требуется
|
3,5 мин.
|
| Выемка изделия |
0,5 мин.
|
3,5 мин.
|
| Чистка формы |
0,5 мин.
|
1,5 мин.
|
| Частичная сборка формы |
Не требуется
|
2,0 мин.
|
|
ИТОГО |
14,95 мин.
|
26,85 мин.
|
Таким образом, с формы «полуцилиндр» осуществляется 1 съем каждые 15 минут, т.е. 2 п.м. скорлупы в час. Форма «цилиндр», на первый взгляд, более производительная: она позволяет получить 2 п.м. скорлупы за 54 минуты. Т.е. в среднем за одну рабочую смену дополнительно получить 2 п.м. скорлупы.
Но следует учитывать, что обслуживать форму «цилиндр» сложнее, понадобятся дополнительные приспособления для ее разборки, сборки. Вынуть изделие непосредственно на месте заливки не получится, потребуется переносить форму с участка заливки, потом соответственно транспортировать ее обратно. Все это может увеличить время обработки формы «цилиндр» настолько, что преимущества в дополнительные 2п.м. в смену может и не оказаться.
Помимо этого следует учесть, что обрабатывать форму «цилиндр» одному человеку сложно (особенно начиная со 159-го диаметра), это делают двое, в то время как все операции с формой «полуцилиндр» может осуществить один человек (помощник оператора заливочной машины). Поэтому более рациональным выбором является использование форм «полуцилиндр».
Выдержка в форме скорлупы с внутренним диаметром ниже 159 мм может быть сокращена до 10 минут, тогда полный цикл использования формы сократится до 12 минут, соответственно одна форма позволит получить 5 п.м. за 2 часа. Выдержку в форме скорлупы с внутренним диаметром выше 426мм рекомендуется увеличить до 18 минут, тогда полный цикл использования формы вырастет до 20 минут, соответственно одна форма позволит получить 3 п.м. за 2 часа.
Таким образом, одна форма с 57-го по 133-ий диаметр при 8-ми часовом рабочем дне позволяет получить 20п.м. скорлупы. Одна форма со 159-го по 426-ой диаметр при 8-ми часовом рабочем дне позволяет получить 16п.м. скорлупы. Одна форма со 530-го по 1020-ый диаметр при 8-ми часовом рабочем дне позволяет получить 12 п.м. скорлупы.
Исходя из определенных нормативов, объема и сроков выполнения среднего заказа, следует определить количество потребных форм каждого типоразмера. Эта задача тем проще, если заранее известен основной потребитель продукции. Например, оборудование закупается под конкретный заказ или подписано долгосрочное соглашение с ЖКХ, водоканалом или иной организацией, которая заранее может сообщить те диаметры труб, которые предстоит утеплить.
В противном случае следует осуществить маркетинговые исследования рынка и оценить потребность скорлупы каждого диаметра по 10-ти бальной шкале, применительно к конкретному региону сбыта.
1) Если потребность на скорлупу того или иного диаметра меньше 5 баллов, то приобретать изначально опалубку для ее производства нецелесообразно. Вероятность заказа небольшая и форму или формы правильнее докупить непосредственно при наличии спроса.
В этом случае клиенту можно объяснить, что интересующая его продукция мало востребована и редко спрашиваема, поэтому желательно получить аванс, например, 50% от стоимости заказа. В противном случае, если заказчик передумает (закупит скорлупы в другом месте, использует другие способы изоляции), можно остаться с мало ликвидным товаром на складе, на производство которого были затрачены средства.
Такой подход не следует применять к давним партнерам, к постоянным клиентам.
Следует быть осторожным, прежде чем объяснить заказчику, что специально для него будут изготовлены (закуплены) формы. Если в регионе работает конкурент, имеющий опалубку нужного диаметра, он сможет предложить более сжатые сроки выполнения заказа. Тогда удержать потенциального заказчика можно только более низкой ценой.
Следует учитывать, что срок изготовления форм НПФ НСТ составляет от 5 до 10 дней, Затем требуется время на доставку.
2) Если потребность на скорлупу того или иного диаметра оценивается от 5 до 7 баллов, то рекомендуется изначально приобрести 1 форму данного типоразмера. Этого будет достаточно, чтобы начать выполнять заказ, а если потребуется, то докупить дополнительную оснастку.
3) Если потребность на скорлупу того или иного диаметра оценивается от 8 до 10 баллов, то количество приобретаемых форм напрямую зависит от объема среднего заказа и допустимых сроков его исполнения.
В табл. 5 приведен выбор типоразмеров и количества форм, осуществленный одной из фирм московского региона, на основании проведенных маркетинговых исследований рынка.
Таблица 5
|
Внутренний диаметр скорлупы, мм
|
Норма «съема» скорлупы за смену с одной формы
|
Потребность скорлупы по 10-ти бальной шкале
|
Средний объем заказа на скорлупу данного диаметра
|
Максимальный срок поставки, дней
|
Количество форм, которые требуется закупить одновременно с оборудованием
|
|
57
|
20
|
9
|
300
|
4
|
4
|
|
76
|
20
|
7
|
|
|
1
|
|
89
|
20
|
6
|
|
|
1
|
|
108
|
20
|
7
|
|
|
1
|
|
114
|
20
|
5
|
|
|
1
|
|
133
|
20
|
6
|
|
|
1
|
|
159
|
16
|
8
|
320
|
4
|
6
|
|
219
|
16
|
8
|
200
|
5
|
3
|
|
273
|
16
|
4
|
|
|
По необходимости
|
|
325
|
16
|
5
|
|
|
1
|
|
426
|
16
|
3
|
|
|
По необходимости
|
|
530
|
12
|
3
|
|
|
По необходимости
|
|
630
|
12
|
1
|
|
|
По необходимости
|
|
720
|
12
|
1
|
|
|
По необходимости
|
|
820
|
12
|
1
|
|
|
По необходимости
|
|
1020
|
12
|
1
|
|
|
По необходимости
|
Дальнейшие расчеты будут строиться исходя из номенклатуры выбранных в табл. 5 форм. Также положим, что фирма подписала Договор на поставку скорлуп указанных выше типоразмеров в объеме 300, 320 и 200 п.м. и перед ней стоит задача выбрать модель установки, закупить оборудование, формы, смонтировать его и поставить заказчику продукцию.
5. Оценка затрат на приобретение оборудования, оснастки и дополнительных приспособлений
Текущая потребность фирмы заключается в производстве скорлуп 57-го, 159-го и 219-го диаметров. Производство скорлуп с 426-го по 1020-ый диаметр оценивается как маловероятное.
Следует учитывать, что трубопроводы диаметром выше 426-го удобно утеплять методом напыления. Если будет иметь место заказ на скорлупы больших диаметров, можно предложить выполнить его методом напыления ППУ (понадобится приобрести сырье для напыления). Это будет быстрее и проще, чем докупать новую оснастку, которой затем возможно не придется пользоваться. Для напыления пенополиуретана используется установка ПЕНА-20П20УМ4, укомплектованная распылителем. Для работы понадобится компрессор К-25М.
Исходя из пункта 2 и оценки спроса на различные типоразмеры скорлуп (Табл. 5), делается выбор в пользу заливочной машины на базе насосной станции ПЕНА-20П20УМ4. Эта модель при любых условиях и любом сырье позволит получать скорлупы до 426-го диаметра, а при определенном сырье (время старта не менее 25 секунд и плотность свободного вспенивания не более 45 кг/м3), получать скорлупы до 530-го диаметра.
Затраты на оборудование (без компрессора) в соответствии с пунктом 3 составляют 377 487,01 руб. Затраты на формы оцениваются исходя из необходимой номенклатуры опалубки (Табл. 6) и стоимости оснастки.
Таблица 6
|
Диаметр трубы, мм
|
Толщина скорлупы, мм
|
Угол сегмента скорлупы, град.
|
Допуск по размерам сегмента, мм
|
Цена, руб.
|
|
57
|
40
|
180
|
5
|
договорная
|
|
76
|
40
|
180
|
3
|
|
|
89
|
40
|
180
|
2
|
|
|
108
|
40
|
180
|
3
|
|
|
114
|
40
|
180
|
3
|
|
|
133
|
40
|
180
|
3
|
|
|
159
|
40
|
180
|
3
|
|
|
219
|
40
|
180
|
3
|
|
|
273
|
40
|
180
|
3
|
|
|
325
|
50
|
180
|
3
|
|
|
426
|
50
|
180
|
4
|
|
|
530
|
50
|
180
|
5
|
|
|
630
|
50
|
180
|
7
|
|
|
720
|
50
|
120
|
7
|
|
|
820
|
50
|
120
|
9
|
|
|
1020
|
50
|
120
|
15
|
ПРИМЕЧАНИЕ: формы для диаметров 720, 820 и 1020 изготавливаются с углом сегмента 120 град, т.е. один цилиндр стыкуется на трубе из трех частей.
Таблица 7
|
Диаметр трубы, мм
|
Количество, шт.
|
Цена за 1шт., руб.
|
Стоимость, руб.
|
|
57
|
4
|
договорная
|
договорная
|
|
76
|
1
|
||
|
89
|
1
|
||
|
108
|
1
|
||
|
114
|
1
|
||
|
133
|
1
|
||
|
159
|
6
|
||
|
219
|
3
|
||
|
325
|
1
|
||
|
|
|
Следующая статья расходов – дополнительные приспособления, позволяющие облегчить процесс подвода Заливочной Головки к формам. Экономически целесообразнее и технологически грамотнее сделать несколько впрысков (переходов от формы к форме) прежде, чем начнется цикл промывки. Заливочная машина позволяет осуществить 10 таких впрысков, разделенных между собою не более, чем 12 секундами, и лишь затем осуществить промывку смесительной камеры.
Первый, наиболее простой способ, - это разложить формы на столах полукругом, т.к. Заливочная Головка, подвешенная к балке манипулятора, способна перемещаться по окружности относительно стойки манипулятора. Тогда оператор, залив первую форму, перемещается ко второй, в это время его помощник закрывает заполненную форму и т.д. Последней точкой, куда оператор подводит смеситель, является емкость для сброса растворителя при промывке.
Другой способ предполагает монтаж на участке заливки конвейера карусельного типа, который обеспечивает подвод и фиксацию в зоне заливки пресс-форм. На этом приспособлении компактно размещаются несколько форм.
Карусель вращается вокруг своей оси, перемещая по окружности установленные на ней формы. Нет необходимости перемещать головку. Она неподвижна. После впрыска в первую форму помощник оператора осуществляет поворот конвейера так, что под Заливочной Головкой оказывается вторая форма. При этом первая оказывается напротив него, - он закрывает форму и фиксирует ее замки. В это время оператор осуществляет впрыск во вторую форму. Цикл повторяется до тех пор, пока все формы, смонтированные на карусели не пройдут под головкой. После этого оператор может переместить головку по окружности ко второй карусели, где также будут заполнены все формы. Затем головка уводится в зону промывки, фиксируется над емкостью и промывается. Технологическая цепочка перемещения Заливочной Головки между двумя каруселями и емкостью для промывки показана на рис. 3.
 |
| Рис. 3. Очередность перемещения Заливочной Головки при использовании двух каруселей |
Габариты (диаметр) и масса карусели зависят от количества устанавливаемых форм, Например, для карусели на четыре формы это 1200 мм и 120 кг; для карусели на шесть форм это 1600 мм и 160 кг.
Такой конвейер обеспечивает возможность размещения и эксплуатации даже в неподготовленном производственном помещении.
Технологически удобнее заливать подряд формы одного и того же типоразмера (т.к. при каждом изменении типоразмера следует корректировать время впрыска на пульте управления). Поэтому для рассматриваемого варианта организации производственного участка, где предполагается использовать типоразмеры форм, в количестве, определенном в табл. 7, имеет смысл приобрести и смонтировать 2 карусели, соответственно на 6 и на 4 гнезд. Стоимость первой 58 262 рублей, второй 45 578 рублей. Итого, расходы на такую оснастку составят 103 840 рублей.
Еще одним из дополнительных приспособлений может быть термошкаф, где осуществляется подогрев форм до температуры +27…+30град.С. Но на начальном этапе от этой опции можно отказаться, если хранить формы на участке заливки, где поддерживается постоянная температура +20…+22град.С. Более того, если процесс производства скорлуп постоянен, т.е. форма после выемки скорлупы (опалубка еще теплая) тут же вновь заливается, то надобность в принудительном подогреве отсутствует.
6. Требования к производственному помещению
Для организации производства ППУ-скорлуп требуется помещение, которое следует разделить на 5 участков: склад сырья; участок раскроя облицовочного материала; участок заливки; склад готовой продукции; компрессорная.
Склад сырья.
На складе должна иметься возможность приемки компонентов (погрузчик или эстакада), поступающих, как правило, в 200 литровых бочках. Для работы полиол и ПИЦ должны быть перелиты из тарных емкостей в питающие емкости. Перекачка может осуществляеться в т.ч. и посредством насосной станции заливочной машины. Для этого всасывающие патрубки (при необходимости удлиняются) из питающих емкостей вынимаются и погружаются в тарные бочки, затем осуществляется пуск в режиме рециркуляции и сырье переливается в рабочие резервуары. Возможно использование насосов НМШ 8-25-6,3/109АИР00Л4 для перекачки компонентов из тарных бочек в рабочие емкости.
Склад сырья должен быть размещен поблизости от участка заливки. Возможно, что в одном и том же помещении. Температура для хранения компонентов +15…+22град.С.
Участок раскроя облицовочного материала.
Теплоизоляционные скорлупы по требованию заказчика могут изготавливаться также с наружной защитной оболочкой, в частности распространено каширование фольгой, стеклопластиком, стеклотканью или оцинкованным кожухом.
Чтобы получить такое покрытие на дно формы укладывается и разглаживается соответствующий облицовочный материал.
Следует предусмотреть участок, желательно в непосредственной близи от места заливки, куда будет доставляться облицовочный материал (как правило, поступает в рулонах), и раскладываться (разматываться) на столе раскроя. Для каждого теплоизоляционного элемента выкраивается по лекалу кусок облицовочного материала в форме прямоугольника, длина которого соответствует длине теплоизоляционного элемента (1м), а ширина соответствует наружному сегменту поверхности скорлупы.
Количество заготовок определяется, исходя из планируемого объема работы в смену, и готовится заранее. Подготовленный материал хранится в расправленном состоянии, исключающем его повреждение (порывы и образование складок). Участок раскроя размещается поблизости от участка заливки. Возможно, что в одном и том же помещении.
Участок заливки.
На данном участке монтируется заливочная машина, карусели, емкость для сброса промывочной жидкости.
В качестве этой емкости можно использовать металлическую 200 литровую бочку, в крышке которой должно быть два отверстия: диаметром 60-80мм (стандартный выход из бочки) и диаметром 150-200мм (следует прорезать дополнительно).
В это второе, большое отверстие следует смонтировать гибкий или жесткий трубопровод, выходящий за пределы помещения (на улицу). На конце этого трубопровода должно быть смонтировано вытяжное устройство, которое, таким образом, будет отсасывать из бочки пары метиленхлорида и удалять их из здания. В целях экологии следует смонтировать на выходе указанного трубопровода систему фильтров, улавливающих вредные вещества.
В начале рабочей смены вытяжка из емкости для сброса включается, а выключается по завершению всех работ, в конце дня.
Бочка должна располагаться таким образом, что при повороте стрелы манипулятора заливочная головка фиксировалась вертикально непосредственно над малым отверстием. Причем сопло заливочной головки должно при этом располагаться на высоте 20-30 мм от плоскости отверстия, чтобы при промывке весь поток растворителя попал в емкость для слива.
Также помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной системой вентиляции, обеспечивающей 10-ти кратный обмен воздуха в час. Температура воздуха на участке заливки +20…+22град.С.
На участке должно быть предусмотрено место для складирования всех неиспользуемых форм. Возможно вдоль стен, в непосредственной близи от радиаторов отопления. Там же на участке заливки необходимо предусмотреть место для временной выдержки изготовленных скорлуп (не менее 4 часов при температуре не ниже +20град.С) и средства контроля за качеством изделий.
Склад готовой продукции.
Готовые полуцилиндры после выдержки переносятся на склад готовой продукции, где укладываются штабелями. При необходимости осуществляется упаковка. Температура воздуха на складе не ниже +15град.С.
Компрессорная.
Небольшое помещение (желательно изолированное), не более 4м2 или просторный деревянный короб, куда ставится компрессор. Данное помещение должно время от времени проветриваться.
Примерный план производственного цеха изображен на рис. 4.
 |
| Рис. 4. План цеха по отливке ППУ-скорлуп |
Площадь каждого конкретного участка определяется исходя из производственных мощностей и максимальной нагрузки на каждый технологический участок. Применительно к рассматриваемой задаче (табл. 6) предприятие должно поставить в течение 4-х дней 300м.п. скорлупы Ду57, 320м.п. скорлупы Ду159 и в течение 5-ти дней 200м.п. скорлупы Ду219. Предположим, что весь этот заказ поступил и принят к производству одновременно.
Таким образом, максимальное количество скорлуп, которое накопится на начало 5-го дня на складе готовой продукции (в день отгрузки Ду57 и Ду159) составляет: 300м.п. Ду57, 320м.п. Ду159 и 192м.п. Ду219.
Примем высоту потолков помещения 3м. Внешний диаметр скорлупы Ду57мм равен 137мм, внешний радиус 69мм. Тогда на 1м2 площади можно уложить 7 полуцилиндров. Исходя из удобства складирования, максимальная высота укладки штабеля принимается 1,5м, тогда всего можно уложить на 1м2 21 ряд. Итого 21х7=147 полуцилиндров или иначе 73 п.м. скорлупы Ду57мм. Учитывая, что общий объем скорлупы данного диаметра, подлежащий складированию, составляет 300м.п., то на складе для этого потребуется 5 м2.
Внешний диаметр скорлупы Ду159мм равен 239мм, внешний радиус 120мм. Тогда на 1м2 площади можно уложить 4 полуцилиндра. Исходя из удобства складирования, максимальная высота укладки штабеля принимается 1,5м, тогда всего можно уложить на 1м2 13 рядов. Итого 13х4=42 полуцилиндра или иначе 21 п.м. скорлупы Ду159мм. Учитывая, что общий объем скорлупы данного диаметра, подлежащий складированию, составляет 320м.п. очевидно, что на складе для этого потребуется 16 м2.
Внешний диаметр скорлупы Ду219мм равен 299мм, внешний радиус 150мм. Тогда на 1м2 площади можно уложить 3 полуцилиндра. Исходя из удобства складирования, максимальная высота укладки штабеля принимается 1,5м, тогда всего можно уложить на 1м2 10 рядов. Итого 10х3=30 полуцилиндра или иначе 15 п.м. скорлупы Ду219мм. Учитывая, что общий объем скорлупы данного диаметра, подлежащий складированию, составляет 192м.п. очевидно, что на складе для этого потребуется 13 м2.
Необходимо предусмотреть 2-ух кратный запас по площади склада, т.е. 64 м2 площади, помимо этого необходимо предусмотреть проходы между штабелями и площадку перед дверью. План организации склада готовой продукции показан на рис. 5. Площадь склада 10х11=110м2.
 |
| Рис. 5. План размещения штабелей готовой продукции на складе |
Ниже на фото показан склад готовой продукции ООО «СовТех» - одного из самых крупных и передовых производителей скорлупы в Сибирском регионе.
 |
| Рис. 6. Склад готовой продукции ООО «Современные Технологии», г. Новосибирск |
Участок раскроя облицовочного материала подразумевает монтаж стола 3х1,5м, устройства для разматывания рулонов, монтаж подставок для раскроенных и подготовленных облицовочных элементов. Следует также предусмотреть возможность свободного перемещения на участке и возможность подхода к столу, подставкам с любой стороны.
Оптимальная площадь участка 4х6=24 м2.
На складе сырья достаточно иметь место для единовременного размещения 3т сырья, 200 кг растворителя, 3 рулонов облицовочных материалов. Следует также предусмотреть возможность свободного перемещения между бочками. План организации склада сырья показан на рис. 7. Площадь склада 7х8=56м2.
 |
| Рис. 7. План размещения бочек на складе сырья |
Участок первичной выдержки изделий (при температуре не ниже +20град.С) подразумевает накопитель готовой продукции в течение первых 3 часов с момента выемки из формы. Учитывая, что максимальное количество «съемов» с одной формы в час – это 4 изделия, т.е. 12 полуцилиндров за 3 часа, а всего может быть задействовано на двух каруселях 10 форм или при постоянной ротации форм – не более 20, то данный участок должен вмещать до 120м.п. скорлупы. Достаточно предусмотреть 6м2, где будет вестись предварительная выдержка или чтобы обеспечить удобство прохода на участке рекомендуется площадь 3х7=21м2. План организации участка показан на рис. 8.
 |
| Рис. 8. План размещения штабелей готовой продукции на участке первичной выдержки |
Для участка заливки (непосредственного монтажа оборудования, каруселей), чтобы обеспечить удобство эксплуатации и обслуживания достаточно 7х7=42м2. Там же может располагаться и компрессор.
Таким образом, общая площадь производственного цеха должна составлять не менее 110 + 24 + 56 + 21 + 42 = 253м2.
7. Расчет затрат по сырью, смазке и растворителю
Осуществим расчет потребного количества сырья, смазки и растворителя применительно к рассматриваемой задаче (табл. 5). Предприятие должно поставить 300м.п. скорлупы Ду57, 320м.п. скорлупы Ду159 и 200м.п. скорлупы Ду219.
Положим, что имеющееся сырье и условия технологического процесса позволяют получить пенопласт в форме плотностью 45кг/м3, тогда (см. табл. 1) следует, что масса 1 м.п. скорлупы Ду57 составляет 0,549кг; скорлупы Ду159 составляет 1,125кг; скорлупы Ду219 составляет 1,464кг.
Масса скорлупы соответствует массе сырья, затраченного на е получение.· Для получения 300м.п. скорлупы Ду57 необходимо 300х0,549=165кг компонентов:
- для получения 320м.п. скорлупы Ду159 необходимо 320х1,125=360кг компонентов;
- для получения 200м.п. скорлупы Ду219 необходимо 200х1,464=293кг компонентов.
Общая масса сырья составляет 818 кг.
Каждую форму перед заливкой композиции следует смазать. Расход смазки для формы Ду57 составляет 10гр, для Ду159 составляет 20гр, а для Ду219 – 25гр.
Для производства 300м.п. скорлупы следует воспользоваться формой 600раз, 320м.п. – 640 раз, 200м.п. – 400 раз. Соответственно потребный расход смазки: 0,01х600 + 0,02х640 + 0,025х400 = 6 + 12,8 + 10 = 28,8кг.
По завершению цикла заливки головку следует промыть растворителем. Расход жидкости 0,2кг за цикл. Чтобы минимизировать расходы по данной статье следует осуществлять одну промывку после нескольких впрысков. Для этого следует оптимизировать технологическую последовательность выполнения данного заказа.
Имеется две карусели на 4 и 6 гнезд соответственно. Имеется 4 формы Ду57, которые следует использовать каждую 150 раз. Имеется 6 форм Ду159, которые следует использовать каждую 107 раз. Имеется 3 формы Ду219, которые следует использовать каждую 134 раз.
Рекомендуется на карусель с 6 гнездами установить формы Ду159, на карусель с 4 гнездами устанавливаются три формы Ду219 и 1 форма Ду57. Осуществляется 107 циклов заливки в формы, расположенные на двух каруселях, при этом расходуется 107х0,2=21,4кг растворителя. В итоге получается 640 полуцилиндров скорлупы Ду159 (т.е. 320м.п.); 107 полуцилиндров скорлупы Ду57 (т.е. 53м.п.); 321 полуцилиндр скорлупы Ду219 (т.е. 160м.п.).
После чего остается получить: 493 полуцилиндра скорлупы Ду57мм и 79 полуцилиндров скорлупы Ду219мм. На первую карусель монтируются 4 формы Ду57мм, а на вторую 3 формы Ду219мм, затем осуществляется 26 циклов заливки, во время которых расходуется 26х0,2=5,2кг растворителя. В результате произведено 79 полуцилиндров скорлупы Ду219 (т.е. 40м.п.) и 104 полуцилиндра скорлупы Ду57 (т.е. 52м.п.). В результате остается доделать 195м.п. скорлупы Ду57. В наличии 4 формы Ду57, они устанавливаются на малую карусель. Осуществляется 98 циклов заливки, в ходе которых расходуется 98х0,2=19,6кг растворителя.
Таким образом, суммарный расход жидкости для промывки 21,4+5,2+19,6 = 46,2кг.
8. Расчет прочих затрат
Также следует учесть заработную плату рабочих. Рекомендуется 1 оператор заливочной машины и 2 помощника. Положим оклад оператора 26 000 рублей, а помощников по 20 000 рублей, итого фонд зарплаты обслуживающего персонала 66 000 рублей. Если считать, что в месяце 4 рабочих недели, а данный заказ выполняется в течение 4-5 дней, поэтому расходы по данной статье применительно к себестоимости произведенной продукции можно принять как 16500 рублей.
Расход электроэнергии, потребной для производства заданного объема можно рассчитать исходя из того, что имеет место 107 циклов с впрыском в 10форм, 26 циклов с впрыском в 7 форм и 98 циклов с впрыском в 4 формы.
Энергопотребление насосной станции 0,75кВт/час, заливочной головки 0,55кВт/час, компрессора 5кВт/час.
При цикле с заполнением 10 форм насосная станция работает не более 2минут, заливочная головка – 4 минуты, компрессор – не более 0,25минуты. При осуществлении 107 циклов имеет место расход электроэнергии: 107х(0,75х2/60 + 0,55х4/60 + 5х0,25/60) = 107х(0,025+0,036+0,02) = 8,75кВт.
При цикле с заполнением 7 форм насосная станция работает не более 1,5минут, заливочная головка – 3 минуты, компрессор – не более 0,15минуты. При осуществлении 26 циклов имеет место расход электроэнергии: 26х(0,75х1,5/60 + 0,55х3/60 + 5х0,15/60) = 26х(0,018+0,027+0,012) = 1,5кВт.
При цикле с заполнением 4 форм насосная станция работает не более 0,8минут, заливочная головка – 1,6 минуты, компрессор – не более 0,1минуты. При осуществлении 98 циклов имеет место расход электроэнергии: 98х(0,75х0,8/60 + 0,55х1,6/60 + 5х0,1/60) = 98х(0,01+0,014+0,008) = 3,14кВт.
Итого, общий расход электроэнергии (без учета освещения) для выполнения данного объема работ составляет 13,39. Примем возможную поправку, исходя из коэффициента 1,5 (продували воздухом больше, чем положено, крутили ЗГ вхолостую, осуществляли рециркуляцию и т.д.). В результате получим расход электроэнергии на уровне 20кВт.
 |
 |
 |
 |
Организация производства сэндвич-панелей с пенополиуретаном - ППУ
1. Выбор модели оборудования
Выбор модели оборудования напрямую связан с габаритами изделия.
Суть технологического процесса в том, что два жидких компонента (изоционат и полиол) смешиваются и подаются в некую форму. Через некоторое время композиция «стартует», т.е. происходит заметное увеличение объема (в десятки раз), изменение цвета (побеление). Как правило «время старта» составляет 18-25 секунд. Время в течение, которого жидкость подается в опалубку, называется «время впрыска».
Обязательным условием получения нормального изделия является прекращение впрыска композиции «А» и «Б» до начала старта. Максимально допустимое время впрыска не должно составлять более 80% от времени старта. Запрещается продолжать впрыск в форму, если уже происходит увеличение объема пеномассы. В этом случае существует реальная опасность, что не удастся закрыть форму, а изделие будет испорчено (как внутренняя структура, так и геометрические обводы).
Например, если время старта композиции 25 секунд, то допустимое время впрыска составляет 0,8х25=20 секунд.
Т.о. максимально возможная масса конечного изделия ограничена массой перемешанных в смесителе компонентов, которые насосная станция при максимальной производительности перекачивает за 20 секунд.
НПФ «НСТ» комплектует заливочные машины двумя типами насосных станций:
- ПЕНА-20П20УМ4, с производительностью от 1 до 6 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» и «Б» как 1 к 1);
- ПЕНА-20П75УМ, с производительностью от 8 до 24 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» и «Б» как 1 к 1).
Плотность полиола, как правило, составляет 1,04, плотность изоционата 1,24 кг/м3. Тогда, при весовом соотношении компонентов «А» и «Б», соответствующем 1 к 1, плотность смеси «А»+«Б» (в жидком состоянии, до начала старта) составляет 1,14 кг/м3. Т.о. максимально возможная масса изделия, полученного на различных насосных станциях, составляет:
- 2,28 кг дляПЕНА-20П20УМ4 при производительности 6 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» и «Б» как 1 к 1);
- 9,12 кг дляПЕНА-20П75УМоизводительности 24 литров в минуту (при соотношении компонентов «А» и «Б» как 1 к 1). Доза впрыска за 1 секунду составляет 0,456кг.
Нормальная плотность пенопласта непосредственно в изделии составляет от 40 до 60 кг/м3. При этом теплопроводность пенопласта от плотности практически не зависит. А плотность 40 предполагает достаточную механическую прочность. Большинство производителей стремятся минимизировать плотность в изделии, так это позволяет минимизировать себестоимость. Изделия с плотностью 60 изготавливаются только в том случае, если это требуется заказчиком. Или же плотность в изделии увеличивается при нарушении технологии.
Для дальнейших расчетов положим, что конечная плотность ППУ в плите составит 45 кг/м3.
Оценим этапы технологического процесса с технической и экономической точки зрения, исходя из того, что следует изготовить панель длиною 6000мм, шириною 1200мм и толщиною 100мм. Облицовка панели с обоих сторон – металлический лист 1мм. Положим, что потребность в панелях составляет 2150 кв.м. в месяц.
Объем ППУ в панели составляет плиты составляет: 6 х 1,2 х 0,1 = 0,72 м3.
При плотности изделия 45 кг/м3, масса ППУ составит составит: 0,72 х 45 = 32,4 кг. Поэтому следует использовать модель оборудования ПЕНА-20П75УМЗГ-016Б, но заливку необходимо осуществить за несколько впрысков.
2. Технологическая последовательность заливки ППУ
Максимальный впрыск заливочной машины составляет 9,12кг, в то время как требуется 32,4кг. Типовым решением в данном случае является рассечение панели на несколько изолированных объемов. В данном случае необходимо не менее трех секций.
Рассечение осуществляется с помощью ППУ-брусков (определить наличие вкладыша после заливки ППУ будет невозможно), тот же материал, что заливается, длина которых соответствует ширине панели, а высота – толщине панели. Для данного случая предлагается использовать бруски 1200х100х200 (увеличенная ширина – для надежной (по большой плоскости) фиксации бруска к листу оболочки). Для получения трех секций необходимо использовать два бруска.
В этом случае объем заливки панели уменьшится на объем ППУвкладышей, т.е. на 2х1,2х0,1х0,2=0,048 м3. Соответственно реальный объем заливки составит: 0,720,048=0,672м3, что при плотности ППУ 45кг/м3 составит 0,672х45=30,24кг, т.е. масса ППУ в одном отсеке 10,08кг.
Исходя из максимальной массы впрыска (при 20 секундах) 9,12кг, имеем необходимость дополнительного впрыска массой 0,96кг. Решить данный вопрос можно двумя способами:
1. Увеличить время впрыска. Дополнительно потребуется 2,1 секунды, т.е. впрыск в течение 22,1 секунды, что, в принципе, допустимо.
ПРИМЕЧАНИЕ
Возможно увеличить время старта до 30 секунд, в этом случае расчетное максимальное время впрыска составит 24 секунды.
2. Увеличить ширину вкладыша таким образом, чтобы дополнительный объем вкладыша компенсировал 0,96 кг ППУ, что эквивалентно 0,0213м3. 1,2х0,1хS=0,0213, т.е. S=0,17м, т.е 17см. Иными словами необходимо использовать два вкладыша размерами 1,2х0,1х(0,2+0,17).
Для данного примера выберем второй вариант.
На первом этапе оба листа оболочки покрываются специальным праймером, предназначенным для обеспечения повышенной адгезии ППУ к оболочке. Некоторые предприятия (например, Липецкий металлургический завод) поставляют для производства сэндвичпанелей металл уже обработанный составом, обеспечивающим повышенную адгезию.
Как вариант, однокомпонентный (с растворителем) грунт АДВ23, цена 117 руб./кг, расход 150 300 гр. на кв.м.
 |
| Рис. 1. Нанесение праймера (грунта) |
На втором этапе на первый лист (после высыхания грунта) наносится полоса клея (например, АДВ-15Л или КИМПАНАТ) на расстоянии 1753мм от левого и правого конца, после чего укладываются два ППУ бруска. Бруски сверху прижимаются грузом, вследствие чего осуществляется склеивание.
 |
| Рис. 2. Приклеивание ППУ-брусков |
Затем клеем промазывается верхняя плоскость ППУ-брусков. После чего этот лист и второй (уже обработан грунтом) устанавливаются в опалубку (между двумя листами ДСП толщиною 30мм). При этом ППУ бруски приклеиваются и ко второй поверхности. Опалубка обеспечивает размещение листов оболочки друг напротив друга.
 |
| Рис. 3. Расположение заготовки сэндвичконструкции между направляющими опалубки |
Также необходимо «закрыть» торцы панели. При вспенивании ППУ будет создавать в конструкции давление. Чтобы предотвратить «выдавливание» опалубки, что деформирует панель, необходимо обеспечить жесткую фиксацию конструкции.
 |
| Рис. 4. Фиксация панелей оснастки с заложенным остовом заготовки |
 |
|
 |
 |
| Опалубки для заливки закрытых сэндвич-конструкций (в данном случае используется для заполнения дверей) | |
 |
|
 |
 |
| Опалубки для заливки открытых сэндвичей (в данном случае используется для заполнения конструкции ЦСП+ППУ+гипсокартон) | |
Затем начинается процесс заливки.
Сначала оператор на пульте управления выставляет время впрыска. В нашем случае это 20 секунд. Однако следует учитывать, что после выключения Заливочной головки и перекрытия кранов, в полости камеры остается небольшое количество сырья, которое целесообразно также подать форму. В связи с чем на пульте устанавливается несколько меньшее время, а именно 19 секунд.
Затем заливочная головка устанавливается над опалубкой, в точке 1 и начинается впрыск. Задача оператора плавно и равномерно переместить головку в направлении точки 2 в течение 19 секунд. Через 19 секунд пульт автоматически отключит подачу сырья, а оператору следует повернуть рукоятку «отсечных кранов», выждать 23 секунды, пока остатки перемешанной композиции не вытекут из камеры ЗГ. Затем Головка переводится в точку 3. В это время начиная с точки 1 в полости уже начинается старт.
 |
| Рис. 5. Начинается заливка. Фиксация панелей оснастки с заложенным остовом заготовки |
Чтобы не допустить выхода композиции наружу и обеспечить небольшое переуплотнение, необходимо приложить сверху над первой секцией и закрепить плиту, внутренняя сторона которой может иметь конфигурацию, обеспечивающую образование разъема «четверть». Чтобы эту панель впоследствии можно было снять, она проклеивается полиэтиленом и слегка смазывается разделительной смазкой (например, ПЕНТА-122-12).
 |
| Рис. 6. Укрытие первой секции верхней крышкой |
Проблему формирования «четвертей» (соединения «шиппаз») можно решить и иным способом, с этой целью следует использовать специально подготовленный профиль (рис.7).
 |
| Рис. 7. Соединение двух панелей при использовании специального профиля |
При этом следует учитывать, что используемый металл может иметь сложную форму – это позволяет получить дополнительные профильные ребра жесткости (рис. 8). Но при этом несколько усложняется задача приклеивания ППУвкладышей. Задача грунтовки в этом случае, как правило, не стоит, так как такой специализированный профиль поставляется уже подготовленным для использования в сэндвичпанелях.
Металл с профильными ребрами жесткости можно использовать как с одной стороны (рис. 8), так и с обоих.
 |
| Рис. 8. Профильные ребра жесткости для различных облицовочных листов |
Включается заливочная головка и осуществляется подача жидкости во вторую полость. По завершению головка переводится в точку 5 и цикл повторяется.
После того, как впрыск завершен (достигнута точка 6), следует принять решение: продолжить заливку (если имеются еще формы) либо осуществить промывку. Суть в том, что после выключения головки в камере остается немного смешанной композиции, следовательно она может «стартовать». Поэтому при остановке (прекращении впрыска) в течение 15 секунд, необходимо принять решение – либо продолжить заливку (переход на следующую секцию) либо осуществить промывку. 0,6 от времени старта это гарантированное безопасное время нахождения в камере ЗГ смешанной композиции, которая может быть удалена при начале следующего впрыска либо промывке.
Поэтому перевод головки из точки 2 в точку 3, из точки 4 в точку 5 должен осуществляться не более, чем за 15 секунд.
Чтобы обеспечить бесперебойную заливку панелей, оптимально иметь конвейер, когда на нем установлены несколько форм, непрерывно движущихся под головкой. При этом скорость конвейера должна быть 1750мм/20секунд, т.е. 5,26м/мин. Эта скорость позволит конвейеру переместить панель из точки 1 в точку 2 под ЗГ за 20 (19) секунд.
В этом случае потребуется синхронизировать работу конвейера с работой насосной станции, иными словами, чтобы при отключении на 19 секунде насосной станции (автоматически, пультом) останавливался конвейер.
Стандартный пульт для заливочной машины для этого не предназначен, но при необходимости НПФ НСТ может изготовить такое изделие под конкретного заказчика.
Если сложно или дорого подготовить конвейер, то допустимо расставить панели в ряд, например, по три друг за другом, тогда по завершению впрыска в первую панель (точка 6) осуществляется переход ко 2 панели и т.д.
НПФ НСТ рекомендует ограничивать количество впрысков до промывки 9. Т.е. после завершения заливки третьей панели следует головку промыть. С этой целью головка переводится в зону промывки и осуществляется подача растворителя в камеру смешения в течение 15-20 с.
В случае с конвейером головка подвешивается на манипуляторе и для промывки стрела «гуся» уводится по окружности в сторону и смеситель устанавливается над емкостью для сброса, которая таким образом, располагается по окружности, радиус которой не более длины стрелы манипулятора.
 |
| Рис. 9. Перевод ЗГ в зону промывки при случае, когда формы расположены на транспортере, ЗГ монтируется на манипуляторе, поставляемом НПФ НСТ: 1 – транспортер; 2 – форма N со вспененным ППУ; 3 – форма N+1 со вспененным ППУ; 4 Заливочная Головка; 5 – стойка манипулятора; 6 – штанга манипулятора; 7 – емкость для сброса. |
Во втором случае, потребуется перемещать Заливочную головку по прямой вдоль (над) тремя формами, заканчивающимися емкостью для сброса. Необходимо обеспечить перемещение смесителя, например, по рельсу, смонтированному под потолком со скоростью 0,526м/мин. Очевидно, что человеку контролировать такое перемещение будет сложно, поэтому оптимально обеспечить автоматическое перемещение ЗГ по рельсу и также синхронизировать перемещение в моментами начала и завершения впрыска.
 |
| Рис. 10. Перевод ЗГ в зону промывки при случае, когда формы расположены последовательно на полу, а ЗГ перемещается по рельсу: 1 – рельс; 2 – форма N со вспененным ППУ; 3 – форма N+1 со вспененным ППУ; 4 Заливочная Головка; 5 – точка начала заливки; 6 – точка завершения заливки; 7 – емкость для сброса. |
После завершении заливки следует стадия выдержки, учитывая габариты и толщину изделий, должна составить не менее 30 минут. Лишь после этого допустимо приступить к распалубке панелей, начиная с той, которая была заполнена раньше.
Затем панели укладываются на участке вылежки, где должны храниться при температуре от +18 до +24 не менее 36 часов.
Объем готовой продукции, сроки выполнения заказа напрямую связаны с количеством форм и их типоразмерами. Потребность в формах исходит из технологического процесса.
Рассчитаем количество опалубки требуется, чтобы обеспечить заданные объемы (2150 кв.м.) производства. Площадь одной панели 7,2кв.м., соответственно всего необходимо 299 панелей.
Оценим время полного цикла на изготовления одной панели.
Стадии технологического процесса, связанные с использованием форм, приведены ниже.
Таблица 1
| Технологическая операция |
Расход времени
|
| 1. Нанесение праймера на оба листа |
12 мин.
|
| 2. Ожидание испарения растворителя из грунтовки |
180 мин.
|
| 3. Нанесение клея и укладка двух ППУ-брусков на один лист |
6 мин.
|
| 4. Удерживание ППУ-брусков под грузом (приклеивание) |
20 мин.
|
| 5. Укладка облицовочных листов в форму |
5 мин
|
| 6. Фиксация и затяжка опалубки |
8 мин.
|
| 7. Заливка ППУ в форму (без учета остановок между впрысками) |
1 мин.
|
| 8. Выдержка в форме |
30 мин.
|
| 9. Разборка формы |
8 мин.
|
| 10. Выемка панели из формы и перенос на участок вылежки |
15 мин
|
|
ИТОГО
|
285 мин.
|
ПРИМЕЧАНИЕ
Чтобы уменьшить количество технологических операций можно позиции 3, 4 и 5 осуществить при выполнении операции 6.
Исключим технологические операции, где опалубка напрямую не задействована.
Таблица 2
| Технологическая операция |
Расход времени
|
| Укладка облицовочных листов в форму |
5 мин
|
| Фиксация и затяжка опалубки |
8 мин.
|
| Заливка ППУ в форму (без учета остановок между впрысками) |
1 мин.
|
| Выдержка в форме |
30 мин.
|
| Разборка формы |
8 мин.
|
| Выемка панели из формы и перенос на участок вылежки |
15 мин
|
|
ИТОГО
|
67 мин.
|
Таким образом, в течение 8ми часового рабочего дня одна форма позволяет осуществить 7,16 съемов, т.е. 7 панелей в смену. Количество рабочих дней в месяце, в среднем, 22, соответственно одна форма позволит изготовить 154 панели. Тогда, при потребности 299 панелей в месяц достаточно двух единиц опалубки.
Стоимость опалубки рассчитывается индивидуально для каждого Заказчика, исходя из габаритов панели.
3. Перечень и стоимость основного оборудования
3.1. Насосная станция ПЕНА-20П75УМ, производительность от 8 до 24л/мин, имеет габариты 1250х650х1000мм и массу 180кг. Мощность двигателя 2,2кВт, напряжение питания 380В. Предназначение насосной станции: забрать из питающих емкостей сырье, отдозировать компоненты в заданном соотношении и подать под давлением в смеситель. Управление производительностью посредством электронного частотного регулятора. 11 вариантов соотношения компонентов «А» к «Б»: от 1 к 1 до 1 к 2, с шагом 0,1 по линии изоционата (имеется возможность изменения соотношения с шагом 0,1 и по линии полиола). Установка выполнена на колесной раме – передвижная. Машина реализована по принципу открытой архитектуры – обеспечивается максимально удобный осмотр, диагностика и обслуживание узлов и агрегатов. С насосной станцией поставляются все необходимые рукава и шланги, из расчета монтажа насосной станции и емкостей в радиусе 5м от манипулятора. Эта модель может использоваться только в качестве стационарной насосной станции для заливки ППУ.
3.2. Механический смеситель низкого давления УМ-ЗГ-016Б, для заливки пенополиуретановой композиции. Габариты 500х180х140мм, при массе 25кг. Мощность двигателя 0,55кВт, напряжение питания 380В. Смеситель подвешивается на манипуляторе в стационарных условиях. Время непрерывной работы не ограничено. Комплектуется гидропневмобаком (ГПБ), обеспечивающим промывку смесителя открытым циклом. Поставляются необходимые трубопроводы, из расчета монтажа ГПБ в радиусе 5м до смесителя.
3.3. Пульт управления УМ-ЗГ-016Б,. предназначен для удобства управления процессом производства пенополиуретана с единого блока (ПЕНА-20П75УМ УМ-ЗГ-016Б, подключаются к этому пульту), автоматизации и контроля впрыска композиции, контроля процесса промывки. Блок крепится в непосредственной близи от ЗГ-016 таким образом, чтобы оператор мог управлять рычагами смесителя и кнопками пульта, не сходя с места.
3.4. Манипулятор (позволяет перемещать ЗГ-016 небольшим усилием руки по окружности и вверхвниз). Манипулятор жестко крепится к полу. Высота манипулятора 2200мм, длина стрелы 2500мм. Угол по горизонтали перемещения кранбалки манипулятора, между граничными положениями составляет 120град. Смеситель, закрепленный на кранбалке манипулятора, может переместиться по вертикали до 0,8м. Исходная высота подвеса регулируется.
3.5. Две расходные емкости по 227л для сырьевых материалов (снабжены фильтрующими элементами) и системой перемешивания полиола. Предусмотрена система рециркуляции по обоим компонентам.
3.6. Компрессорная станция К25М. Рабочее давление сжатого воздуха 4кг/см2, расход от 500 литров в минуту. Воздух подается в ГПБ для промывки и продувки смесителя по окончанию работы. Допускается использование других источников сжатого воздуха, обеспечивающих заданные параметры по производительности и давлению.
| № | Наименование |
Цена, руб.
|
| 1 | Насосная станция ПЕНА-20П75УМ | 850 500 |
| 2 | Механический смеситель низкого давления ЗГ-016Б | |
| 3 | Пульт управления ЗГ016Б | |
| 4 | Комплект из двух расходных емкостей 227л, с системой перемешивания полиола | |
| 5 | Манипулятор | |
| 6 | Компрессорная станция К-25М |
34 000
|
| 7 |
ИТОГО
|
884 500
|
*Данные актуальны на зиму 2018 года
ПРИМЕЧАНИЕ: если планируется осуществлять заливку по 2й схеме (рис. 8), то манипулятор из комплекта следует исключить.
4. Требования к производственному помещению
Для организации производства ППУ-плит требуется помещение, которое следует разделить на 5 участков: склад сырья; участок подготовки облицовочных листов панелей; участок заливки; склад готовой продукции; компрессорная.
Склад сырья
На складе должна иметься возможность приемки компонентов (погрузчик или эстакада), поступающих, как правило, в 200 литровых бочках. Склад сырья должен быть размещен поблизости от участка заливки. Возможно, что в одном и том же помещении. Температура для хранения компонентов +15…+220 °С.
При заданной программе выпуска 299 панелей (с общей массой ППУ изоляции 30,24 кг/панель) потребуется около 9 тонн сырья, что эквивалентно 36 стандартным 220-ти литровым бочкам. Бочки рекомендуется ставить только одним этажом. На 1,5 кв.м. можно разместить 4 бочки, итого потребуется 13,5 кв.м. Эту площадь следует увеличить вдвое, чтобы иметь возможность маневра и доступа к каждой бочке, итого 27 кв.м.
Участок подготовки облицовочных листов панелей
Этот участок должен располагаться в непосредственной близости от места заливки. Здесь необходимо иметь передвигающийся стол, на который укладывается облицовочный лист (крашенной стороной вниз), затем наносится праймер.
Стол оптимально должен иметь возможность подниматься – опускаться, а его поверхность выполнена из мягкого материала, например дерево (гладкое) или пластик, и снабжена прорезиненными роликами. Это необходимо, чтобы после грунтовки можно было перекатить лист с рабочего стола на полку стеллажа. Если не предусмотреть стеллажей, то придется предусмотреть под каждый лист площадь, как минимум, соответствующую площади листа. Расстояние между полками стеллажа – 0,4…0,6м. Т.о. при высоте стеллажа 2,4м имеется возможность разместить до 6 листов.
Время эксплуатации стола для нанесения праймера на 1 лист составляет 6 минут, еще 4 минуты на перенос листа на стеллаж. Итого 1 стол позволит подготовить 6 листов в месяц. Минимальное время выдержки одного листа на стеллаже после грунтовки – 180 минут.
Тогда, при суточной норме производства 13,6 панелей (округлим до целого, 14), необходимо в начале каждого рабочего дня иметь 28 подготовленных (прогрунтованных) облицовочных листов. Тогда потребуется 5 стеллажей, на 4 из которых будет 24 листа и на одном – 4.
Пять стеллажей займут площадь (без учета проходов) 36 кв.м. Учитывая небольшую программу выпуска достаточно одного рабочего стола. Для обмазки 28 листов его потребуется задействовать на 4 часа. Площадь стола 7,2 кв.м.
Стеллажи правильно расположить в одну линию, чтобы стол имел возможность передвигаться вдоль них на направляющих. Соответственно площадь для передвижения стола идентична площади стеллажей.
Т.о. ориентировочная площадь участка подготовки облицовочных панелей – 72 кв.м.
Участок заливки
На данном участке монтируется заливочная машина, манипулятор (иное обустройство обеспечения движением головки), емкость для сброса промывочной жидкости.
Также помещение должно быть оборудовано приточновытяжной системой вентиляции, обеспечивающей 10ти кратный обмен воздуха в час. Температура воздуха на участке заливки +20…+220 °С.
Исходя из ранее определенной потребности в опалубке, известно, что необходимо 2 единицы. Размещение – последовательное, соответственно в длину участок заливки должен иметь не менее 15м (см. рис. 10), в ширину – не менее 4 метров (потребуется пространство при укладке листов в опалубку и при съеме). Итого 60 кв.м.
На участке заливки необходимо предусмотреть место для временной выдержки изготовленных плит (не менее 8 часов при температуре не ниже +200°С) и средства контроля за качеством изделий. В данном случае необходимости в стеллажах нет, панели можно укладывать друг на друга. При высоте укладки 1,5 м (чтобы обеспечить удобство съема) имеем 10 панелей на площади 7,2 кв.м., таким образом, для размещения 14 панелей потребуется 14,4 кв.м. В этом случае высоту укладки рекомендуется уменьшить вдвое. Для обеспечения удобства обработки панелей площадь места для временной выдержки также следует увеличить вдвое.
Итого, общая площадь участка заливки 90 кв.м.
Склад готовой продукции
Месячная потребность в панелях – 299 штук. Маловероятно, что требуется отгружать их всех одновременно. Предположим, что отгрузка осуществляется раз в неделю, соответственно площадь склада должна позволять разместить там до 75 панелей. При высоте укладки 1,5м потребуется 54 кв.м. Также рекомендуется предусмотреть небольшой избыток свободной площади – до 40%, чтобы обеспечить удобство при обработке (складирование, отгрузка) панелей, а также иметь небольшой резерв для дополнительного размещения продукции. Итого 76 кв.м.
Компрессорная
Небольшое помещение (желательно изолированное), не более 4м2 или просторный деревянный короб, куда ставится компрессор. Данное помещение должно время от времени проветриваться.
Итого, общая потребность в площади: 27 + 72 + 90 + 76 + 4 = 269 кв.м.
5. Расчет затрат по грунтовке, клею, сырью, растворителю.
Осуществим расчет потребного количества грунтовки, клея, сырья, смазки и растворителя применительно к рассматриваемой задаче (в данном расчете не учитывается стоимость металла – облицовочных листов панели).
Грунтовка АДВ23
Цена 117 руб./кг, расход 150300гр. на кв.м. Месячная потребность: 299 х 2 х 7,2 х 0,3 = 1291,68кг, итого общий расход праймера на 151126,56 руб.
Сырье – система «А» + «Б»
Цена 125 руб./кг, расход на панель 30,24кг (с учетом как заливки, так и ППУвставки). Месячная потребность 299 х 30,24 х 85 1130220,00 руб.
ПРИМЕЧАНИЕ: стоимость 1 кг сырья в России (на июнь 2015 года) варьируется от 110 до 130 руб.
Смывка (растворитель)
Исходя из программы выпуска предполагается осуществить 149 циклов с заливкой 2 панелей (впрыск – переход – впрыск – переход – впрыск – переход на 2-ую панель впрыск – переход – впрыск – переход – впрыск – переход к емкости для сброса – промывка) и 1 цикл с заливкой одной панели. Т.о. предполагается 150 раз промыть Заливочную Головку.
Сведем воедино описанные выше расходы и определим себестоимость одного изделия и суммарную потребность в денежных средствах для производства искомого объема панелей (299 шт. 6х1,2х0,1м).
| Статья затрат |
Расход, кг
|
Цена за единицу затрат, руб.
|
Сумма расходов по статье затрат, руб.
|
| Праймер |
1291,68
|
117
|
151126,56
|
| Клей |
88,5
|
131
|
11594,02
|
| А+Б |
9041,76
|
125
|
1130220
|
|
ИТОГО
|
1 292 940, 58
|
||
Итого, расходы (без металла, электроэнергии, заработной платы и прочих расходов) на 1 панель 6х1,2х0,1 при плотности ППУ 45 кг/м3, составят 4324 руб. 16 коп.
 |
 |
| ППУ-панели перед монтажом на объекте | |
Специалисты НПФ «Н.С.Т.» помогут Вам осуществить расчет себестоимости Вашего заказа, помогут подобрать наиболее оптимальную модель оборудования, марку сырья, наиболее эффективную для решения Вашей задачи, а также проконсультируют Вас по любым вопросам технологии получения пенополиуретана методом заливки.
Вконтакте 
Телеграм 
YouTube 
Whatsapp