Las propiedades inherentes del propio material forman la base.
Ciertas características intrínsecas del PP determinan fundamentalmente la dificultad y la naturaleza del proceso de enfriamiento. Como polímero semi-cristalino, el PP posee una baja conductividad térmica, lo que significa que el calor se transfiere lentamente dentro de las paredes de la tubería. Además, el PP posee una alta capacidad calorífica específica y contiene calor latente de cristalización durante la fusión. Esto requiere la eliminación de una cantidad sustancial de calor durante el enfriamiento desde el estado fundido. En consecuencia, las tuberías de PP requieren una disipación lenta y uniforme de grandes cantidades de calor durante el enfriamiento. Una refrigeración inadecuada puede provocar fácilmente la generación de tensiones internas.
El diseño de equipos de refrigeración y moldes es fundamental.
El diseño del manguito de dimensionamiento es primordial: sirve como componente central para enfriar y dar forma a la tubería. Su longitud es un parámetro clave: demasiado corta puede provocar un enfriamiento y una conformación insuficientes, lo que podría provocar la deformación de la tubería; demasiado tiempo puede inducir una resistencia de fricción excesiva, aumentando la potencia de tracción y potencialmente generando tensiones internas en la tubería. Normalmente, su longitud requiere una selección cuidadosa en función del diámetro de la tubería. Además, el manguito de dimensionamiento debe estar fabricado con metales con excelente conductividad térmica (como aleaciones de cobre resistentes al desgaste). El diseño estructural de su cámara de vacío interna afecta directamente la eficiencia de enfriamiento y la calidad de la superficie del tubo.
Espaciado entre matriz y casquillo dimensionador: Durante la producción se debe mantener una distancia específica entre ambos. Esto permite que el tocho extruido se someta a un pre-enfriamiento por aire antes de entrar en el manguito de dimensionamiento, lo que facilita el enfriamiento al vacío y la conformación del tocho fundido. También evita el intercambio de calor inducido por contacto directo-, lo que evita caídas de temperatura en el troquel o aumentos de temperatura en la manga de dimensionamiento que podrían comprometer la estabilidad del proceso.
La selección de los métodos de enfriamiento es crucial.
Para las tuberías de PP, el enfriamiento implica principalmente dos métodos: enfriamiento por inmersión y enfriamiento por aspersión. La elección del método afecta significativamente la eficiencia de la refrigeración.
Enfriamiento por inmersión: este método se utiliza normalmente para tuberías-de diámetro pequeño. Sus principales problemas incluyen posibles diferencias verticales de temperatura dentro del tanque de enfriamiento y fuerzas de flotación que pueden causar deformación, particularmente en tuberías de gran-diámetro.
Enfriamiento por aspersión: para tuberías de PP, se prefiere el enfriamiento por aspersión, especialmente para tuberías de gran-diámetro. El enfriamiento por aspersión emplea boquillas distribuidas uniformemente alrededor de la circunferencia de la tubería, lo que brinda no solo una mayor intensidad de enfriamiento sino también una transferencia de calor más uniforme, evitando efectivamente los inconvenientes del enfriamiento por inmersión. Para lograr una mayor eficiencia de enfriamiento, se puede emplear enfriamiento por niebla, utilizando vaporización de agua para disipar una cantidad sustancial de calor.
El control preciso de los parámetros del proceso es esencial para garantizar la calidad.
Incluso con equipos superiores, los parámetros de proceso inadecuados pueden provocar problemas de refrigeración.
Temperatura y caudal del agua de refrigeración: como polímero cristalino, el PP normalmente requiere un enfriamiento gradual para minimizar la tensión interna en el producto terminado. Esto requiere tanques de enfriamiento segmentados con temperaturas variables para crear un gradiente de temperatura, lo que permite que el producto se enfríe y fragüe progresivamente-por ejemplo, a través de etapas de agua caliente, agua tibia y agua fría. El caudal de agua de refrigeración también requiere un ajuste preciso: un flujo excesivo puede provocar rugosidades, manchas o picaduras en la superficie; Un flujo insuficiente o desigual puede provocar puntos brillantes, susceptibilidad a roturas, inconsistencias en el espesor de la pared u ovalidad excesiva.
Nivel de vacío: Controlar el nivel de vacío en el tanque de dimensionamiento al vacío también es fundamental. Generalmente, el nivel de vacío debe mantenerse lo más bajo posible manteniendo al mismo tiempo una calidad de apariencia aceptable de la tubería. El vacío excesivo aumenta la tensión interna en la tubería, haciendo que el producto sea más propenso a deformarse durante el almacenamiento.
Velocidad de extracción: La velocidad de extracción afecta directamente el tiempo de permanencia de la tubería en el tanque de agua de refrigeración. Velocidades más rápidas dan como resultado tiempos de permanencia más cortos, lo que potencialmente deja más calor residual dentro de la tubería y aumenta las tasas de contracción posteriores.