Производство плит из пенополиуретана

       Необходимый для производства воздух, сжимаемый  компрессором 14, охлаждается в холодильнике 15, проходит очистку и сушку в аппарате 16 и из ресивера 17 подается в мерники и промежуточные емкости. Технологическая схема смешения компонентов, вспенивания и формования блоков, термообработки и механической обработки показана на рис. 16, б.

       

Рис. 17. Конструкция смесительной камеры:

1 – мешалка; 2, 3, 4 – сопла;5 – выпускное отверстие

        Смешение компонентов  происходит непрерывно при помощи специальной машины, основной частью которой является смесительная головка 18. Смесительная головка (рис. 17) представляет собой цилиндрический сосуд с мешалкой, имеющей 3000–5000об/мин.Средняя производительность смесителя 1,0–2,0м³/мин (по пенопласту).

       Компоненты  рабочей смеси, поступая в смесительную головку, перемешиваются, и полученная смесь непрерывной струей вытекает из сливного патрубка 19 в бесконечную бумажную коробку, движущуюся по наклонному пластинчатому транспортеру 20 соскоростью 3–5 м/мин.

       Смеситель находится на каретке, совершающей  возвратно-поступательное движение поперек  движущейся формы. Таким образом, получается равномерный налив реакционной  смеси в форму. В результате взаимодействия компонентов реакционной смеси выделяется СО₂ и масса начинает вспениваться. Реакция экзотермична, поэтому температура внутри блока повышается до 70°С, что ускоряет процесс отверждения. Продолжительность операций вспенивания и отверждения полиуретана приведена в таблице10. 

Таблица 10. Продолжительность операций вспенивания и отверждения пенополиуретана (сек)

       При перемещении блока с наклонного транспортера20 на горизонтальный рольганг 21 с боковых и нижних частей его обдирается бумага. Для устранения липкости поверхностной пленки блока и улучшения физико-механических свойств пенополиуретана производится термообработка на обогреваемом участке рольганга при температуре 90°С.

       Этот  участок рольганга имееттуннельное  ограждение22 с теплоизоляцией, паровым калорифером и приточно-вытяжной вентиляцией 23. Длина участка термообработки достигает 50–70 м (время вызревания 12–16 мин). После этого блок пенополиуретана проходит по рольгангу через укрытие 24 с обдувом холодным воздухом. При выходе из укрытия с блока при получении эластичного пенополиуретана на специальном агрегате 25 срезают длинномерную пленку, которая наматывается на барабан (длина пленки до 700 м).

       После срезки пленки оставшийся блок поступает  к станкам 26 для разрезки на пластины различной длины. Пластины подъемником 27 опускаются на нижний этаж, комплектуются на платформе 28 и подаются в камеру вызревания 29. Выдержанные в течение 1–3 суток в камере вызревания пластины поступают на линию для переработки на листы различной толщины. Эта линия состоит из агрегата30, имеющего режущие головки, ленточных транспортеров и укладчиков готовой продукции. Переработка пластин в различные изделия производится на станках 31 для горизонтальной резки с приспособлением для профилирования и станках 32 для вертикальной резки. Отходы производства в виде обрезков измельчают на мельницах. Готовую продукцию упаковывают в пакеты. Для уменьшения объема перевозок и экономии тары эластичный пенополиуретан сжимают на упаковочных машинах до 55% по высоте и в таком виде упаковывают. [1] 

 

3. Контроль производстваи качества выпускаемой продукции

Входной контроль компонентов  для производства пенополиуретана

       Компоненты  для получения пенополиуретана  должны соответствовать техническим  условиям на них и иметь паспорт  на продукцию.

       Компоненты  «А» и «Б» проверяются на соответствие техническим условиям по цвету и  на наличие посторонних примесей. Определение посторонних примесей в компонентах осуществляется путем  визуального осмотра в проходящем свете пробы продукта в пробирке или стакане из прозрачного бесцветного  стекла.

       Физико-механические характеристики пенополиуретана определяются на партию компонентов. Образцы для  определения физико-механических характеристик (кажущаяся плотность, предел прочности  при сжатии, водопоглощение, коэффициент  теплопроводности) изготавливают из пенополиуретана технологической  пробы. Определение физико-механических характеристик необходимо проводить  в соответствии с требованиями технических  условий на пенополиуретан.

       Контроль  производства изделий из пенополиуретана  приведен в таблице11.

Таблица11. Контроль производства изделий из пенополиуретана

       [2] 

 

4. Охрана труда на предприятии

       Технологический процесс получения пенополиуретанов связан с применением значительного количества горючих и токсичных веществ и представляет значительную пожарную и санитарную опасность. Сам пенополиуретан – легкогорючее вещество, при горении и разложении которого выделяется большое количество токсичных паров и газов.

       При получении пенополиуретана операция подготовки сырья специфических  источников воспламенения не имеет. Применяемое сырье несклонно к самовозгоранию, но пожар может возникнуть при наличии разлившихся жидкостей за счет переполнения емкостей, повреждений и аварий от источников открытого огня в период ремонтных работ, неисправности электрооборудования и при перегрузке электродвигателей смесителей и насосов. Это обусловливает необходимость устройства на емкостях сигнальных и защитных устройств, а также систем аварийного слива. Для снижения пожарной, а также и санитарной опасности ввиду токсичности изоцианатов необходимо строго следить за состоянием аппаратов, оборудовать помещение приточно-вытяжной вентиляцией с кратностью воздухообмена не менее 10, а также систематически контролировать среду производственного помещения. Для соблюдения санитарных норм помещение оборудуют автоматическими газоанализаторами, связанными с аварийной вентиляцией. По пожарной опасности помещение процесса подготовки сырья относится к категории Б, а по ПУЭ – к классу П-1. Пожар можно тушить пеной и водой, при этом обязательно применять кислородные изолирующие противогазы.

       Операции  вспенивания и обработки полученных блоков пенополиуретана характеризуются  разливом смеси горючих жидкостей  в открытые бумажные формы, экзотермическими реакциями с выделением огнеопасных и токсичных паров и газов, наличием процессов механической обработки пенопласта и сосредоточением большого количества пенополиуретана в производственном помещении.

       С начала реакции вспенивания начинает выделяться значительное количество тепла, в результате чего температура массы повышается до 70–90°С и количество паров изоцианатов, катализаторов и углекислого газа увеличивается. Хотя в этом случае смесь паров с воздухом не будет взрывоопасной, в помещении может создаться концентрация всотни раз выше допустимой по санитарным нормам. Для этого необходимо устраивать мощные и эффективные местные отсосы вентиляции. Скорость воздуха у вспенивающих или заливочных головок принимается не менее 0,8–1,0м/сек. Нарушение рецептуры, прекращение работы местных отсосов, поступление сырья, нагретого до более высокой температуры, может привести к образованию местной концентрации взрывоопасных пределов.

       Над конвейером необходимо устраивать укрытия с надежным отсосом и аварийной вентиляцией, так как в этих местах температура пенопласта может достигать 140°С, что ведет к выделению большого количества пожароопасных и токсичных паров.

       При механической обработке полученных блоков выделяется значительное количество паров, образуются отходы в виде крошки и кусков ППУ, а также бумаги с прилипшими частичками пенопласта, способных к самовозгоранию. Для удаления паров помещение оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией с 10–12-кратным обменом воздуха в час. Отходы нужно быстро удалять из помещения и не допускать скопления материала. Привод резальных станков и состояние ножей необходимо регулярно проверять.

       В камере вызревания, где сосредоточивается  до 30–50 т пенопласта, создаются благоприятные для самовозгорания условия. Во избежание этого камеры созревания оборудуют мощной вытяжной вентиляцией.

       Разрезка  блоков на листы различной толщины  и профиля является одной из наиболее пожароопасных операций. Станки для резки блоков при неисправном техническом состоянии или неправильной эксплуатации могут явиться причиной возникновения пожара.

       Не  исключена возможность самовозгорания сложенных в кучу блоков пенополиуретана  и его отходов, если они длительное время будут находиться в неподвижном  состоянии и особенно вблизи нагретых поверхностей.

       Процессы  термообработки, резки и созревания блоков целесообразно размещать в изолированных помещениях. Помещения, в которых находится пенополиуретан, по пожарной опасности относятся к категории В, а по ПУЭ – к классу П-IIa. Строительные конструкции должны быть несгораемыми, а здание в целом, учитывая большие тепловыделения и трудность тушения пожара, должно иметь первую степень огнестойкости.

       Тушить  пенополиуретан рекомендуется водой, при этом обязательно применяют изолирующие или фильтрующие противогазы с патронами Б и М, так как при его разложении и прении выделяются пары изоцианатов, цианистый водород и другие токсичные пары и газы.[1]

 

5. Теплотехнический расчет ограждающей конструкции 

       Данный  теплотехнический расчет ограждающей конструкции (наружной стены) выполнен для одноэтажного промышленного здания в г. Саратов. 

Условия эксплуатации

       Зона  влажности – сухая (СНиП 11-3-79, стр. 17)

       t_н = -27°С (СНиП 2.01.01-82, стр. 18-19)

       t_в = 18°С (СНиП 2.08.01-89* п. 3.3)

       φ = 60% (СНиП 2.04.05-91)

       Влажностный режим помещений – нормальный (СНиП 11-3-79, табл. 1)

       Условия эксплуатации – А (СНиП 11-3-79, прил. 2) 

Определение требуемого сопротивления  теплопередаче из условий энергосбережения

       Требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены из условий энергосбережения определяются по табл. 1б изменений  №3 к СНиП 11-3-79* в зависимости от градусо-суток относительного периода (ГСОП):

       ГСОП = (t_в – t_{от. пер}) ∙ z_{от. пер},

       ГСОП = (18 + 5) ∙ 198 = 4554 °С∙сут,

       где  t_{от. пер} = -5°С,

             z_{от. пер} = 198сут (СНиП 2.01.01-82).

       По  табл. 1б изменений №3 к СНиП 11-3-79* при ГСОП = 4554°С∙сут      R_{0 энерг} = 2,99 м²·°С/Вт.

       Приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены принимается в соответствии с табл. 1б изменений №3 к СНиП 11-3-79* не менее R_o^тр _сан и R_o^тр_энерг: