Проектирование резинового завода Главная  —   Информация  —   Информационные статьи

Проектирование резинового завода

Резиновые заводы относятся к химической промышленности, выпускают изделия из натурального и синтетического каучука для промышленности и бытового использования. Видов изделий из резины огромное количество, основные технологические схемы отличаются составом смеси и приемами обработки. При проектировании современного завода резины требуется оснащение самым современным оборудованием. Выбор зависит от ассортимента продукции, которую выпускает конкретный резиновый завод.

• 

Технология производства резины

Резину производят из каучука (чаще синтетического, реже натурального), на данный момент выпускается более 250-и видов.

Самый простой вариант — сырая резина (полуфабрикат), технологическая линия состоит из смесителей, вальцев, охладительного оборудования, предотвращающего скорчинг (подвулканизацию).

Кроме каучука в резиновую смесь добавляются:

• вулканизирующие агенты (чаще всего серу);
• наполнители;
• антиоксиданты (неозон Д, альдоль, замедляющие старение);
• пластификаторы (до 8-30 % по отношению к массе каучука).

Вулканизирующий агент «сшивает» молекулы каучука, образует поперечные связи. При объеме до 5% образуется очень пластичный полимер. Твердость повышается увеличением объема агента, при 30% получается твердый эбонит. Кроме серы заводы резины используют оксиды металлов или селен.

Оксид цинка и сажа в качестве наполнителей улучшают устойчивость к механическим воздействиям, при необходимости снизить себестоимость используется тальк, барит, мел, старые изделия из резины, отходы производства. В качестве пластификаторов применяется битум, парафин, вазелин, растительное масло.

На первом этапе производства с каучука убирается упаковка, материал режется, ингредиенты взвешиваются. Для размягчения куски пропускаются через валки при температуре 50оС. Пластичное состояние требуется для хорошего смешивания с остальными компонентами (изготовления сырой резины).

Для вулканизации требуется пресс и котел с двойным днищем. Смесь при помощи тележки перемещается в котел, крышка закрывается, повышается давление и температура (до +250-+290оС). Через определенное время параметры уменьшаются, днище открывается. При использовании холодной вулканизации для изготовления герметиков температура +20-+30оС. Для производства автомобильных камер, велосипедных покрышек, туристической/армейской обуви применяется серная вулканизация с добавлением в смесь катализаторов.

Роль смесителя выполняют вальцы. На шприц-машины подается листовой материал. При использовании метода прессования для изготовления формовочных изделий на заводе устанавливаются червячные машины и станки для нарезания отрезков определенной длины. Заготовки направляются в бункер, затем под вулканический пресс.

Чтобы получить листы резины или прорезиненную ткань, материал обрабатывается в каландарах, оснащенных системой подогрева или охлаждения. Чтобы листы в рулонах не слипались, их обрабатывают мелом или тальком. Для изготовления изделий со сложными формами резиновые заводы используют литье под давлением (формование), прессование, экструзию. Современное оборудование резиновых заводов оснащено терморегуляторами и регуляторами давления, работает с полуавтоматическом режиме.

Независимо от технологии меняются свойства каучука, значительно повышается прочность и эластичность. От второго показателя зависит устойчивость к растрескиванию. Степень эластичности зависит от объема пластификатора.

Кроме сырого материала резиновые заводы производят различные формовочные и неформовые изделия. В первой группе более 30-и тыс. наименований, во второй 12 тысяч.

К формовым изделиям относятся:

• уплотнительные кольца;
• манжеты;
• амортизаторы;
• другие мелкие детали, обеспечивающие эластичность, герметичность, подвижность соединений механизмов.

Технология включает в себе литье или прессование в форме.

Самые распространенные неформовые изделия:

• рукава;
• шланги;
• трубки;
• уплотнители, прокладки для поездов,трамваев, автобусов;
• квадратные кольца для производителей консервов;
• решетки, рамки;
• технические пластины.

Для изготовления отдельных видов резиновых изделий в смесь добавляются клеи и вещества, защищающие от кислот, химических реактивов, огня, связывающие компоненты, обеспечивающие однородность материала.

Существует огромное количество резиновых смесей, состав зависит от характеристик готовых изделий, чаще всего определяется экспериментальным путем. В процессе вулканизации протекают сложные химические процессы, разрушающие старые молекулярные связи и создающие новые. Меняются физические и химические свойства. Для запуска на заводе серийного производства проводятся эксплуатационные испытания.

Классификация резиновых смесей:

• не вулканизированные;
• фторкаучуковые;
• кадандрованные;
• пищевые.

По категориям резиновые смеси делятся на мягкие (А), твердые (Б), очень твердые (В).

12 групп резиновых смесей:

1. Для изготовления уплотнителей, прокладок, которые будут использоваться в стандартных условиях, контактировать с воздухом, водой, слабыми растворами кислот, щелочей, солей.
2. Для выпуска изделий, которые будут использоваться при минусовых температурах.
3. Для применения в контакте с ГСМ.
4. Для использования в контакте с ГСМ при минусовых температурах.
5. Для контакта с ультрафиолетом, озоном, горячей водой.
6. Для производства амортизаторов, силовых деталей, которые будут использоваться в воде, иной сложной среде.
7. С повышенной износостойкостью.
8. Для электроизоляции.
9. Эбонит, обкладки для валов.
10. Технически сложные изделия.
11. Смеси для проведения ремонтов.
12. Бытовые, химически стойкие.

В каждой группе может быть несколько марок, иногда более 10-и, которые отличаются расцветкой, пористостью, устойчивостью к воздействию химикатов, диэлектрическими характеристиками.

Заводы резины делятся на большое количество групп, выпускающих:

• элеваторные, эскалаторные, гусеничные, приводные ремни, различные ленты;
• мембраны, обкладки для валов, опоры, сальники, клапаны, уплотнители, подшипники, буферы, амортизаторы, манжеты, подвесы;
• рукава (напорные, всасывающие, напорно-всасывающие);
• шнуры, кольца, платины, которые используются в роли прокладок;
• баки аккумуляторов, детали слаботочной аппаратуры, изоляционные трубки, ленты;
• защитные покрытия;
• прорезиненную ткань для производства воздухо- и водоплавательных средств;
• изделия для бытового использования (катеры, лодки, напольные покрытия, мячи, перчатки, губки, игрушки).

При проектировании резиновых заводов в первую очередь определяется назначение и мощность, объем и источник инвестиций, ассортимент выпускаемой продукции, объем строительных материалов и потребность в энергоресурсах.

• 

Особенности проектирования резиновых заводов

Главная проблема этой отрасли — фрагментация поставщиков сырья, производителей и потребителей. Немаловажно так же оснащение заводов устаревшим оборудованием, доля сырья до 70-80%, высокая стоимость исходных материалов, низкая рентабельность. На действующих заводах не учтены требования законодательства по сбережению энергии и экологическим нормативам. Важная задача проектировщиков — обеспечить повышение конкурентоспособности резиновой промышленности. Они должны предлагать варианты трансформации массового производства резиновых изделий. На данный момент актуально развитие среднего и малого бизнеса с централизованным обеспечением сырьем.

Для РФ важна кооперация небольших заводов, созданных на основе инновационных технологий. Главная цель — обеспечить все потребности расширяющегося рынка. Для ее достижения необходимо привлечь стратегических инвесторов. Проектные бюро должны предлагать решения, основанные на актуальных достижениях исследовательских и научных учреждений.

Производство резины состоит из множества стадий, отличается сложностью технологий, высокой потребностью в сырье и энергетических ресурсах, сложностью инженерных коммуникаций. Проектируются не только здания, но и подземные сооружения.

Проект резинового завода — это документация для строительства с текстами (пояснительными записками), чертежами, данными о поставщиках сырья и потребителях, техническими решениями, информацией об организации производства, сметами.

Проектирование резинового завода невозможно без утвержденного обоснования инвестирования, доказывающего целесообразность строительства. Разработкой может заниматься как заказчик, так проектировщик. Обоснование проходит государственную экспертизу, согласуется с заказчиком.

Договор на проектирование завода резины — это детализация обоснования, уточнение главных показателей завода, регулирование правовых и экономических отношений, определение прав и обязанностей сторон. Его невозможно заключить без предоставления исходных данных и задачи на проектирование резинового завода, заранее выбранного участка.

Производство резины сложное, поэтому разработка проектной документации состоит из двух этапов. Подобный подход позволяет разработать качественную техническую документацию и предотвратить самые частые ошибки проектировщиков. На первой стадии разрабатывается и предоставляется на государственную экспертизу проект, на второй рабочая документация.

Проект резинового завода должен обеспечить:

• внедрение последних достижений науки и передового опыта аналогичных заводов;
• оснащение оборудованием, экономящим энергию;
• рациональное использование сырья;
• автоматизацию производства;
• минимальный объем отходов.

Проектирование технологических схем резиновых заводов сложное, оборудование должно функционировать с агрессивной среде. Это требует проектирования систем, решающих экологические проблемы. Необходимо подобрать надежное оборудование, способное обеспечить надлежащий уровень безопасности.

По этой причине главную роль играет технолог, выбирающий технологию производства, оборудование, разрабатывающий технологическую схему, задания для смежных проектных организаций на разработку разделов по монтажу, строительству, инженерным коммуникациям. Координацией работ по проектированию занимается главный инженер, он же осуществляет контроль за строительством и монтажом.

Предпроектные работы

Главная цель этого этапа — разработка обоснования инвестиций в производство конкретных изделий.

Главные задачи:

• расчет мощности резинового завода;
• выбор технологии и оборудования;
• составление эскизного проекта;
• определение баланса между материалами;
• выбор участка для строительства завода;
• расчет экономических, технических параметров;
• составление задания для проектировщиков.

В обосновании проектной документации технология и оборудование описаны кратко, данные генплана общие. Документ содержит так же перечень выпускаемой продукции, расчеты себестоимости, размер фонда заработной платы, расчеты потребности в сырье, окупаемости инвестиций, рентабельности и прибыли.

На этапе выбора технологии для проектирования учитывается:

• экономические, технические параметры;
• доступность достаточного объема сырья;
• варианты организации доставки сырья, транспортировки готовой продукции;
• соответствие выбранного оборудования технологии;
• соблюдение санитарных, гигиенических условий;
• обеспечение защиты среды.

При выборе на этапе проектирования современного оборудования обеспечивается минимальная площадь застраиваемого участка, минимум капитальных вложений, короткий срок окупаемости.

Эскизный проект

На схеме отражаются главные этапы производства, потоки материалов на заводе, что позволяет определить стадии, требующие усовершенствования. Точно определяются процессы, необходимые для выпуска конкретной продукции по минимальной себестоимости, обладающей надлежащим качеством. На основе эскиза проводятся самые важные проектные расчеты, определяющие нормы расхода всех ресурсов, объем выпускаемой продукции, состав и объем отходов.

Участок для строительства завода резины

Проектировщик подбирает несколько площадок, проводит инженерные изыскания, заказывает технические условия подключения к централизованным коммуникациям, разрабатывает технические схемы с указанием состава завода резины.

Заказчик на этапе выбора учитывает:

• удовлетворение потребности в сырье;
• наличие рынков сбыта готовой продукции;
• объем, качество воды;
• достаточность площади для расширения завода;
• количество, квалификацию доступных работников;
• состав, количество отходов.

Выбор участка — важный этап проектирования, так как определяет расходы на производство. Сравниваются так же экономические и технологические параметры.

Составление задания на проектирование резинового завода

Задание разрабатывает проектировщик, документ содержит:

• наименование завода резины;
• основание;
• стадии проектирования;
• вид, особенности строительства;
• основные экономические, технологические параметры завода;
• требования к технологии производства, качеству продукции;
• требования в планировочным, архитектурным, конструктивным решениям;
• требования к гигиене, безопасности, природоохранительным мерам, проектам мероприятий по гражданской обороне;
• требования к внедрению научных разработок.

Проектировщику предоставляется объем информации, достаточный для разработки проектной документации, позволяющей построить завод резины, оснащенный современными технологиями и качественным оборудованием. Не менее важно обеспечить высокую эффективность инвестирования.

• 

Этапы проектирования резинового завода

Проект обосновывает технологию, содержит схему производства, расчеты для подбора и компоновки оборудования, схемы размещения, решает вопросы, связанные с автоматизацией, энергосбережением.

Пакет проектной документации содержит:

• обобщенную пояснительную записку;
• геплан и схему транспорта;
• технологическое решение;
• проект управление производством и персоналом;
• архитектурные решения строений завода;
• проекты инженерных коммуникаций;
• план организации строительных работ;
• планы мероприятий гражданской обороны, охраны труда и среды;
• сметы;
• расчет эффективности вложений.

В обобщенную пояснительную записку включается:

• обоснование;
• исходные проектные данные;
• экономические, технические показатели;
• характеристики, основные данные завода резины;
• информация о мощности, качестве, конкурентоспособности продукции;
• данные о сырье, технологии, воде, затратах энергии, отходах;
• информация об экономической, экологической, социальной ситуации;
• основные параметры генплана и инженерных коммуникаций;
• данные об охране труда;
• информация о согласованиях.

Генеральный план проекта резинового завода характеризует участок, отображает зонирование, планирование, внешние и внутренние транспортные сети, здания и инженерные коммуникации, расположение цехов, ограждения территории, мероприятия по благоустройству.

В пакет документов включается:

• картограммы;
• профили трасс;
• чертежи.

Важная часть проекта резинового завода — ситуационный план. Это комплексное решение по планировке зданий и коммуникаций. Определяют зоны завода, отражаются объекты, расположенные поблизости, связи с централизованными коммуникациями, возможности кооперирования с другими предприятиями химической промышленности.

Технологические решения проектной документации содержат:

• данные производственной программы завода;
• обоснование технологий;
• данные об автоматизации, механизации, трудоемкости;
• перечень оборудования;
• решения о применении технологий с минимальным объемом отходов;
• предложения по контролю качества;
• предложения по организации ремонтов оборудования;
• решения по сокращению сбросов, выбросов;
• объем, состав отходов;
• баланс между материалами и потреблением энергии;
• технические схемы завода;
• чертежи, разрезы, планы цехов;
• схемы потоков грузов и автоматизации.

В разделе архитектурных и строительных решений проекта отображаются результаты изысканий, описывается архитектура зданий, обоснуются решения по снижению шума и вибраций, защите конструкций и сетей, прилагаются чертежи фасадов зданий завода и несущих конструкций.

Технические решения проектной документации содержат:

• чертежи коммуникаций для обеспечения резинового завода водой, теплом, энергией;
• схемы системы канализации;
• чертежи зданий/сооружений;
• проекты систем вентиляции, кондиционирования, радиофикации, автоматизации;
• план организации строительства.

Сводная смета проекта содержит расчет стоимости строительства, иногда так же сводку затрат. Эффективность инвестиций рассчитывается с учетом всех показателей, которые использовались при проектировании резинового завода. Результаты сопоставляются с обобщенными средними данными.

Рабочая проектная документация для строительства резинового завода

Это часть проектной документации предназначена для конкретизации решений, предоставленных проектом.

Состав пакета:

• пояснительная записка, содержащая обоснование, данные об участке, энергетических и трудовых ресурсах, чертежи ситуационного плана резинового завода;
• информация о технологическом оборудовании;
• данные об организации строительных работ;
• технологические схемы;
• проработка монтажа;
• паспорт проекта;
• сметы отдельных объектов.

Сметы при проектировании резиновых заводов составляются, базируясь на нормативы, используются 2 уровня цен: постоянный и прогнозируемый/текущий. Расчеты дополняются пояснительной запиской, описывающей порядок применения нормативов и иные условия, характерные для проектирования конкретного резинового завода. Это является основой для формирования договорных цен на стройматериалы и работы.

Для определения стоимости проектирования резиновых заводов не существует универсального способа, обычно используются сборники, содержащие базовые цены. При расчетах учитывается тип проекта резинового завода, технические параметры, мощность, этажность зданий, стадия проектирования. Далее применяются коэффициенты объема проектных работ, результат умножается на индекс инфляции. Рассчитанная цена служит основой для ведения переговоров с заказчиком, окончательная определяется индивидуально.