วิธีสร้างท่อซิลิโคน: คำแนะนำทีละขั้นตอนในการผลิตท่อซิลิโคนมิเตอร์

วิธีทำท่อซิลิโคน: คำตอบสั้น ๆ

ท่อซิลิโคนทำโดยการห่อแผ่นยางซิลิโคนที่ยังไม่แห้งและเสริมผ้ารอบๆ แกนเหล็กทีละชั้น จากนั้นบ่มชุดประกอบด้วยความร้อนและความดันจนกระทั่งวัลคาไนซ์เป็นท่อแข็งและยืดหยุ่นได้ ขั้นตอนหลักคือ การผสมวัสดุ การรีด การห่อแมนเดรล การติดเทป การบ่มด้วยหม้อนึ่งความดัน การถอดแบบ และการตัดแต่ง . แบบฉบับ สายซิลิโคนมิเตอร์ — จำหน่ายความยาว 1 เมตรสำหรับท่อส่งน้ำหล่อเย็น ท่อไอดี และท่อส่งของเหลวทางอุตสาหกรรม — ใช้โพลีเอสเตอร์หรืออะรามิดเสริมแรง 3 ถึง 5 ชั้น และใช้เวลาประมาณ 45 ถึง 90 นาทีในการแข็งตัวอย่างสมบูรณ์ ขึ้นอยู่กับความหนาและเส้นผ่านศูนย์กลางของผนัง

ส่วนที่เหลือของบทความนี้จะแจกแจงรายละเอียดแต่ละขั้นตอนการผลิต วัสดุที่เกี่ยวข้อง ข้อมูลจำเพาะที่กำหนดสายยางมิเตอร์ที่มีคุณภาพ และวิธีการตัดสินว่าสายยางที่คุณกำลังซื้อหรือสร้างตรงตามมาตรฐานอุตสาหกรรม

วัสดุใดบ้างที่ใส่ลงในท่อซิลิโคน

ท่อซิลิโคนทุกเส้นเริ่มต้นจากยางซิลิโคนดิบ ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นอีลาสโตเมอร์ที่บ่มด้วยแพลตตินัมหรือเปอร์ออกไซด์ซึ่งเลือกใช้เพื่อความบริสุทธิ์ ความเสถียรทางความร้อน และความยืดหยุ่น วัสดุฐานนี้ผสมกับสารตัวเติมและสารเติมแต่งก่อนที่จะสัมผัสกับแมนเดรล

ส่วนประกอบหลัก

• ฐานยางซิลิโคน — ให้ความร้อน โอโซน และต้านทานรังสียูวีตามแบบฉบับของสายยาง
• เส้นใยเสริมความแข็งแรง — ตาข่ายโพลีเอสเตอร์ อะรามิด หรือไฟเบอร์กลาสที่ประกบอยู่ระหว่างชั้นซิลิโคนเพื่อควบคุมแรงดันระเบิด
• สารบ่ม — กระตุ้นการวัลคาไนซ์ ซึ่งเป็นกระบวนการทางเคมีที่เปลี่ยนสารประกอบอ่อนให้เป็นท่อยืดหยุ่นแข็ง
• เม็ดสีและสารตัวเติม — ควบคุมสีและเพิ่มคุณสมบัติ เช่น คาร์บอนแบล็คสำหรับการป้องกันรังสียูวี

จำนวนชั้นเสริมแรงเป็นปัจจัยเดียวที่ใหญ่ที่สุดในพิกัดแรงดันของสายยาง ตามกฎทั่วไป ท่ออ่อนที่มีขนาด ID ต่ำกว่า 50 มม. ใช้อย่างน้อย 3 ชั้น ท่อขนาดระหว่าง 50 มม. ถึง 102 มม. ใช้ 4 ชั้น และอะไรก็ตามที่สูงกว่า 102 มม. ต้องใช้ 5 ชั้นขึ้นไป เพื่อรักษาความกดดันในการทำงานที่เทียบเคียงได้

กระบวนการผลิตท่อซิลิโคนทีละขั้นตอน

การผลิตท่อซิลิโคนเป็นกระบวนการสร้างตามลำดับ ไม่ใช่การขึ้นรูปแบบครั้งเดียว แต่ละขั้นตอนต้องทำอย่างถูกต้อง ไม่เช่นนั้นท่อสุดท้ายจะแสดงจุดอ่อน กับดักอากาศ หรือผนังไม่เรียบ

ขั้นตอนที่ 1: การกัดและการผสม

ยางซิลิโคนดิบและเม็ดสีจะถูกป้อนผ่านโรงสีแบบสองลูกกลิ้ง ซึ่งจะกดสารประกอบระหว่างลูกกลิ้งจนกลายเป็นแผ่นที่สม่ำเสมอ ขั้นตอนนี้เรียกว่าการกัดเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุมีความหนาสม่ำเสมอและไม่มีอากาศติดอยู่ก่อนที่จะดำเนินการต่อ

ขั้นตอนที่ 2: การปฏิทิน

สารประกอบที่บดแล้วจะถูกส่งผ่านเครื่องรีดซึ่งจะรีดให้เป็นแผ่นบางและวัดได้อย่างแม่นยำ แผ่นเหล่านี้จะกลายเป็นแต่ละชั้นที่ถูกพันรอบๆ แกนหมุนในภายหลัง ดังนั้นความแม่นยำของความหนาในขั้นตอนนี้จะกำหนดความหนาของผนังท่อสุดท้ายโดยตรง

ขั้นตอนที่ 3: การห่อและสร้างแมนเดรล

แกนเหล็กมีรูปทรงเพื่อให้เข้ากับรูปทรงภายในของท่อ ไม่ว่าจะเป็นแบบตรง ข้อศอก หรือส่วนโค้งแบบกำหนดเอง คนงานพันแผ่นซิลิโคนสลับชั้นและเสริมผ้ารอบแกนด้วยมือหรือด้วยเครื่องพัน เพื่อสร้างผนังตามจำนวนชั้นที่ระบุ นี่คือขั้นตอนที่กำหนดว่าท่ออ่อนสำเร็จรูปเป็นแบบธรรมดาหรือไม่ สายซิลิโคนมิเตอร์ หรือศอกแบบหล่อที่มีมุมโค้งงอหลายมุม

ขั้นตอนที่ 4: การอัดเทป

เทป Binder ถูกพันให้แน่นรอบชั้นที่ห่อไว้เพื่ออัดเข้าด้วยกันก่อนที่จะบ่ม วิธีนี้จะยึดทุกชั้นให้เข้าที่และขับไล่อากาศที่ติดอยู่ออกไป ซึ่งช่วยป้องกันฟองอากาศหรือการหลุดล่อนในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย หลังจากการบ่มแล้ว เทปจะถูกลอกออกและทิ้งไป

ขั้นตอนที่ 5: การบ่ม (วัลคาไนซ์)

การประกอบแมนเดรลแบบติดเทปจะเข้าไปในหม้อนึ่งความดันหรือเตาอบ ซึ่งความร้อนและความดันทำให้เกิดการหลอมโลหะ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาเคมีที่เชื่อมโยงโมเลกุลของซิลิโคนเข้ากับโครงสร้างแข็งและยืดหยุ่น โดยทั่วไปอุณหภูมิในการบ่มจะอยู่ระหว่าง 150°C และ 200°C โดยมีรอบเวลาตั้งแต่ 30 นาทีสำหรับท่ออ่อนเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กผนังบาง ไปจนถึงมากกว่า 90 นาทีสำหรับท่ออุตสาหกรรมเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ผนังหนา

ขั้นตอนที่ 6: การรื้อถอน การตัดแต่ง และการตกแต่งขั้นสุดท้าย

เมื่อหายแล้ว สายยางจะถูกดึงออกจากแมนเดรล เทปยึดประสานจะถูกลอกออก และวัสดุส่วนเกินจะถูกตัดออกจากปลายทั้งสองข้าง จากนั้น สายยางจะต้องผ่านการตรวจสอบด้วยภาพและขนาดเพื่อตรวจสอบข้อบกพร่องของพื้นผิว ความสม่ำเสมอของผนัง และความแม่นยำของ ID/OD ก่อนที่จะได้รับการอนุมัติสำหรับการขาย

ข้อมูลจำเพาะของสายยางซิลิโคนมิเตอร์ที่คุณควรรู้

"สายยางเมตร" หมายความถึงส่วนท่อซิลิโคนตรงที่จำหน่ายความยาว 1 เมตร ซึ่งเป็นรูปแบบมาตรฐานสำหรับระบบจ่ายน้ำหล่อเย็น ท่อไอดี และท่อสุญญากาศแบบกำหนดเอง โดยผู้ติดตั้งจะตัดและต่อส่วนต่างๆ ให้พอดีกับเค้าโครงของตัวเอง ข้อมูลจำเพาะจะแตกต่างกันไปตามเส้นผ่านศูนย์กลาง แต่ตารางด้านล่างแสดงตัวเลขทั่วไปสำหรับขนาดทั่วไป

โปรดสังเกตรูปแบบ: เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในเพิ่มขึ้น แรงดันใช้งานจะลดลงแม้ว่าจำนวนชั้นจะเพิ่มขึ้นก็ตาม นี่คือความเป็นจริงเชิงโครงสร้างของวิศวกรรมท่อ ไม่ใช่ทางลัดในการผลิต เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าจะมีพื้นที่ผิวสำหรับให้แรงดันภายในทำงานมากกว่า ดังนั้นโครงสร้างผนังแบบเดียวกันจึงให้แรงดันในการทำงานที่ปลอดภัยต่ำกว่า โดยทั่วไปแรงดันใช้งานจะคำนวณที่ประมาณหนึ่งในสามของแรงดันระเบิด โดยให้ความปลอดภัยในตัวเพื่อการใช้งานต่อเนื่อง

ช่วงอุณหภูมิและความทนทานต่อสารเคมี

สาเหตุหลักประการหนึ่งที่ผู้ผลิตเลือกซิลิโคนมากกว่า EPDM หรือยางมาตรฐานคือช่วงความร้อน สายยางซิลิโคนที่ผ่านการบ่มอย่างเหมาะสมจะมีความยืดหยุ่นและให้เสียงตามโครงสร้างบนแถบที่กว้างกว่าสารประกอบยางทั่วไป

• สายยางซิลิโคนมาตรฐาน: -50°ซ ถึง 180°ซ (-76°F ถึง 356°F) บริการต่อเนื่อง
• เกรดอุณหภูมิสูง: สูงถึง 200°ซ ถึง 250°ซ สำหรับการใช้งานเทอร์โบและท่อไอเสียที่อยู่ติดกัน
• เกรดสภาพอากาศหนาวเย็น: ลงไป -65°F (-54°C) สำหรับเครื่องบินและอุตสาหกรรมในสภาพอากาศหนาวเย็น

สายยางซิลิโคนมาตรฐานไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อต้านทานของเหลวที่มีส่วนประกอบจากปิโตรเลียม เช่น เชื้อเพลิงหรือน้ำมัน แต่จะบวมและเสื่อมสภาพเมื่อสัมผัส หากท่อจำเป็นต้องส่งน้ำมันเชื้อเพลิงหรือน้ำมัน ก็จำเป็นต้องมี ซับในฟลูออโรซิลิโคน ยึดติดกับชั้นนอกของซิลิโคนในระหว่างขั้นตอนการห่อซึ่งเป็นการตัดสินใจเกี่ยวกับวัสดุก่อนเริ่มการก่อสร้าง ไม่ใช่สิ่งที่สามารถเพิ่มได้ในภายหลัง

การตรวจสอบคุณภาพที่แยกท่อที่ดีออกจากท่อที่ไม่ดี

เนื่องจากท่อซิลิโคนถูกสร้างขึ้นด้วยมือทีละชั้น การควบคุมคุณภาพจึงมีความสำคัญมากกว่าชิ้นส่วนที่อัดขึ้นรูปหรือฉีดขึ้นรูป การตรวจสอบที่มองเห็นและวัดผลได้บางส่วนจะบอกคุณว่าท่อถูกสร้างขึ้นอย่างถูกต้องหรือไม่

1. ใช้นิ้วลากไปตามรูด้านใน — ควรให้ความรู้สึกเรียบเนียนโดยไม่มีสัน รอยยับ หรือเส้นทับกันตั้งแต่ขั้นตอนการห่อ
2. ตรวจสอบความหนาของผนังหลายจุดรอบๆ เส้นรอบวง — ความแปรผันที่มากกว่า 0.5 มม. แสดงว่าการรีดหรือการห่อไม่เท่ากัน
3. มองหาฟองอากาศหรือตุ่มพองใต้พื้นผิว ซึ่งบ่งบอกถึงอากาศที่ติดอยู่ซึ่งไม่ได้ถูกกดออกระหว่างการติดเทป
4. ยืนยันว่าจำนวนชั้นเสริมแรงตรงกับเส้นบอกแนวเส้นผ่านศูนย์กลางในตารางข้อมูลจำเพาะด้านบน
5. ขอข้อมูลการทดสอบแรงดันระเบิด ไม่ใช่แค่ระดับแรงดันใช้งาน — ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงทำการทดสอบและจัดทำเอกสารทั้งสองอย่าง

สายยางที่ข้ามเทปที่เหมาะสมหรือเร่งรอบการบ่มอาจดูดีเมื่อมองจากภายนอก ในขณะที่ซ่อนการยึดเกาะที่อ่อนแอระหว่างชั้นต่างๆ ข้อบกพร่องประเภทนี้มักจะแสดงเฉพาะภายใต้แรงดันที่ต่อเนื่องหรือการหมุนเวียนของความร้อน ซึ่งเป็นสภาพที่ท่อจะต้องคงอยู่ได้อย่างแน่นอน ดังนั้นขั้นตอนการตรวจสอบข้างต้นมีความสำคัญมากกว่าการมองผ่านสายตาอย่างรวดเร็ว

การเลือกสายยางซิลิโคนมิเตอร์ที่เหมาะกับการใช้งานของคุณ

การจับคู่ท่ออ่อนกับงานนั้นมีตัวแปรสามประการ: เส้นผ่านศูนย์กลาง จำนวนชั้น และความเข้ากันได้ของของเหลว การทำผิดอย่างใดอย่างหนึ่งอาจเสียเงินไปกับการเสริมกำลังโดยไม่จำเป็นหรือเสี่ยงต่อความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร

สำหรับงานประดิษฐ์ตามสั่ง การซื้อส่วนตรงยาวเป็นเมตรแล้วต่อเข้ากับข้อต่อสายยางจะให้ความยืดหยุ่นมากกว่ารูปทรงที่ขึ้นรูปไว้ล่วงหน้า เนื่องจากเมตรตัวเดียวสามารถตัดเป็นตัวเชื่อมต่อสั้นๆ หลายชิ้น หรือต่อจากต้นถึงปลายเพื่อการวิ่งที่ยาวนานขึ้น ด้วยเหตุนี้เอง รูปแบบทางตรง 1 เมตร ยังคงเป็นหน่วยสต็อกมาตรฐานสำหรับซัพพลายเออร์ด้านยานยนต์ ทางทะเล และอุตสาหกรรมเบา