Visita Técnica a una fabrica de plásticos

Escuela Profesional de Ingeniería Química

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Tuberías y Conexiones plásticas

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

ÍNDICE

Pág.

RESUMEN

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I INTRODUCCIÓN

3

II OBJETIVOS

3

III MARCO TEÓRICO

4 4

3.1 POLÍMEROS COMUNES 3.1.1 POLIETILENO

4

A. CONCEPTO

4

B. PRODUCCIÓN DEL POLIETILENO

4

C. CLASIFICACIÓN

4

D. USOS DEL POLIETILENO

6

3.1.2 CLORURO DE POLIVILINO (PVC)

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A. CONCEPTO

7

B. PROPIEDADES DEL PVC

8

C. PRODUCCIÓN DEL PVC

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D. USOS DE PVC

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3.2 KOPLAST

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3.2.1 HISTORIA IV INGENIERÍA DE PROCESOS

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4.1 MATERIALES Y EQUIPOS

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4.2 PROCESO DE PRODUCCIÓN

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4.2.1 ÁREA DE PRODUCCIÓN A INYECCIÓN

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4.2.2 ÁREA DE PRODUCCIÓN A EXTRACCIÓN

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4.3 ÁREA DE CONTROL DE CALIDAD

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4.3.1 PRUEBAS

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4.4 PRODUCTOS

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V REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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VI ANEXOS

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RESUMEN

VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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En “KOPLAST- tuberías y conexiones plásticas” los productos más comunes en la industria de las tuberías son los tubos de PVC y Polietileno. La materia prima la compone la resina de PVC, carbonatos, estabilizantes y pigmentos. En el extranjero se usa con más recelo leyes de códigos de colores, por ejemplo, la pigmentación naranja en tuberías específicas es utilizada para el alcantarillado. Cuarto de bombas: Agua de consumo humano (reciclaje y reutilización del agua usado en el proceso de producción, el agua caliente llega del proceso de producción para ser reutilizada). Se almacena agua en contra de incendios (el cuarto de bombas tiene dimensiones grandes), esto se planea pensando en las empresas vecinas. Realizándose estudios de impacto ambiental. Es acreedor de 13 certificaciones ISOS que brindan un confiable estándar de calidad en sus productos. Son los primeros en producir un tipo de tubería con pared corrugada, esto las hace más ligeras e ideales para cables eléctricos y desagüe (aún está incipiente). En el proceso de producción que va desde el triturado, mezclado a altas temperaturas, que luego pasa a equipos de extrusión de tubos plásticos, se forma el tubo propiamente dicho (se moldea). También se producen materiales de conexiones para tuberías, entre otros. Se debe tener muy en cuenta la extracción completa del aire de la mezcla, ya que más adelante puede traer diversas complicaciones en las pruebas de resistencia a la cual el tubo se le somete.


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I INTRODUCCIÓN El descubrimiento del PVC se remonta a finales del siglo diecinueve al descubrirse que un nuevo compuesto orgánico llamado cloruro de vinilo reaccionaba fuertemente a la luz solar formando una acumulación de material sólido blanco en la parte baja de los tubos de prueba, esta reacción es la polimerización simple del PVC. El nuevo plástico fue olvidado debido a que en esa época no se encontraron aplicaciones. Para los años 20 se retomaron las investigaciones acerca del PVC principalmente en Alemania, produciendo perfiles de PVC rígido. Para los años 30 los científicos e ingenieros alemanes desarrollaron y produjeron cantidades limitadas de tubo PVC Se puede decir que la industria de la tubería del PVC es producto de la segunda guerra mundial, ya que los sistemas de agua y alcantarillado fueron destruidos en su mayoría por los bombardeos en Alemania, debido a esto los científicos e ingenieros alemanes desarrollaron la industria de la tubería de PVC.

II OBJETIVOS - Conocer la historia, la misión y visión de la empresa “KOPLAST- tuberías y conexiones plásticas”. - Aprender el proceso de producción, así como el funcionamiento de las maquinas. - Investigar sobre los ISOS que rigen en la empresa y las diferentes materias primas usados comúnmente.


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III MARCO TEÓRICO 3.1 POLÍMEROS COMUNES 3.1.1 POLIETILENO

A. CONCEPTO El polietileno es una resina termoplástica, semicristalina, perteneciente a la familia de las poliolefinas, que provienen de los hidrocarburos simples. En su estructura contienen átomos de carbono e hidrógeno con dobles enlaces en los carbonos. Los polietilenos poseen excelentes propiedades eléctricas y muy buena resistencia química. Son materiales translúcidos, de peso ligero, resistente y flexible. Pueden ser fácilmente distinguidos de otros plásticos debido a que flotan en el agua.

B. PRODUCCIÓN DEL POLIETILENO El polietileno es producido mediante procesos de alta y baja presión usando diversos sistemas catalíticos complejos, obteniendo como resultado varias familias

de

polímeros,

cada

uno

con

características

diferentes

de

comportamiento y cualidades técnicas.

C. CLASIFICACIÓN Debido a sus diferencias de los polietilenos son clasificados de acuerdo a diferentes propiedades en su estructura. Los tipos actuales son: 

Polietileno de Baja Densidad (Low Density Polyethylene, LDPE) También llamado polietileno ramificado, debido a que algunas veces los carbonos en lugar de tener hidrógenos unidos tienen largas cadenas de polietileno. Este material ofrece una buena resistencia a la corrosión y baja VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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permeabilidad, puede ser usado en aplicaciones donde la resistencia a la corrosión es importante, pero la rigidez, altas temperaturas y fuerza estructural no. 

Polietileno de Alta Densidad (High Density Polyethylene, HDPE) Es un material termoplástico parcialmente amorfo y parcialmente cristalino. El grado de cristalinidad depende del peso molecular, de la cantidad de monómero presente y del tratamiento térmico aplicado. El HDPE, representa la parte más grande de aplicaciones del polietileno. El HDPE ofrece una excelente resistencia al impacto, peso ligero, baja absorción a la humedad y alta fuerza extensible, además de que no es toxico. El proceso de obtención del HDPE se hace mediante la polimerización del etileno a baja presión.



Polietileno de Baja Densidad Lineal (Linear Low Density Polyethylene, LLDPE) Es un copolímero de etileno/ð−olefina, con una estructura molecular lineal. Es considerado un material termoplástico duro y resistente que consiste en un soporte lineal con ramificaciones laterales cortas. Las propiedades del LLDPE en el estado fundido y en la parte terminada son funciones del peso molecular, la distribución de pesos moleculares, DPM, y de la densidad de la resina. Las resinas lineales de baja densidad, son el crecimiento más rápido de los polietilenos, debido a su penetración el mercado de las películas ofreciendo un balance de resistencia y rigidez. El LLDPE es usado puro o en una mezcla rica con LDPE en equipos de extrusión diseñados para optimizar la salida.



Polietileno de Peso Molecular Ultra-Alto (Ultra High Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE) Este tipo de polietileno presenta un peso molecular ultra-alto de tres a seis millones gramos por cada gramo-mol. El UHMWPE puede ser utilizado grandes láminas de este material en lugar de hielo para pistas de patinaje. El UHMWPE ofrece ciertas propiedades sobresalientes que lo califican VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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como plástico de ingeniería. Su resistencia química es elevada y tiene una gran resistencia al envejecimiento, abrasión, al impacto y a la fatiga. Este material se conserva rígido aún cuando se someta a un calentamiento continuo, esto es debido a los puntos de entrecruzamiento que posee y que imposibilitan el deslizamiento de las macromoléculas.

D. USOS DEL POLIETILENO El polietileno ha encontrado amplia aceptación en virtud de su buena resistencia química, falta de olor, no toxicidad, poca permeabilidad para el vapor de agua, excelentes propiedades eléctricas y ligereza de peso. Se emplea en tuberías, fibras, películas, aislamiento eléctrico, revestimientos, envases, utensilios caseros, aparatos quirúrgicos, juguetes y artículos de fantasía. Las primeras aplicaciones del polietileno se basaron en sus excelentes propiedades eléctricas, y hasta el año 1945 su uso como aislante en los cables submarinos y otras formas de recubrimiento de conductores absorbió la mayor parte del material fabricado. Recientemente, han adquirido mayor importancia los usos que se basan en su inercia y su resistencia al agua, y hoy se usa el polietileno en grado cada vez mayor para hacer botellas y otros envases, tuberías para agua y película para envolver, usos que consumen más de la mitad del polietileno producido. En el siguiente cuadro podemos observar algunas de las aplicaciones más comunes de: Polietileno de baja densidad

-Película termocontraíble -Envasado automático -Bolsas industriales -Film para agro -Bolsas de uso general -Cables eléctricos (aislantes) tuberías para riego tubos y pomos

Polietileno de alta densidad

-Caños -Envases soplados -Botellas -Bidones -Contenedores -Industriales -Cajones -Bolsas de supermercado Bolsas tejidas Macetas


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3.1.2 CLORURO DE POLIVILINO (PVC) A. CONCEPTO El policloruro de vinilo (PVC) es el polímero que ocupa el tercer lugar en el mercado de producción de plásticos a escala mundial, debido al gran número de compuestos y derivados que se pueden obtener de él. Estructuralmente el PVC es similar al polietileno, con la diferencia que cada dos átomos de carbono, uno de los átomos de hidrógeno está sustituido por un átomo de cloro. Es producido por medio de una polimerización por radicales libres del cloruro de vinilo (fórmula química CH 2 =CHCl).

La resina que resulta de esta polimerización es la más versátil de la familia de los plásticos, además de ser termoplástica (bajo la acción del calor se reblandece y puede moldearse fácilmente, al enfriarse recupera la consistencia inicial y conserva la nueva forma), se pueden obtener productos rígidos y flexibles. El PVC es una combinación química de carbono, hidrógeno y cloro. Sus materias primas provienen del petróleo (en un 43%) y de la sal común, recurso inagotable (en un 57%). Es el plástico con menos dependencia del petróleo. Sólo el 4% del consumo total del petróleo se utiliza para fabricar materiales plásticos, de ellos únicamente una octava parte corresponde al PVC. Existen dos tipos de cloruro de polivinilo, el flexible y el rígido. Ambos tienen alta resistencia a la abrasión y a los productos químicos. El PVC flexible o también llamado plastificado, constituye el 50% de la producción. En este tipo de PVC, se emplea un polímero de suspensión o masa y aditivos que hacen procesable el material como son plastificantes que imparten VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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al producto terminado flexibilidad, dependiendo de la proporción del plastificante usado. Este tipo de PVC es destinado para hacer manteles, cortinas para baño, muebles, alambres y cables eléctricos, tapicería de automóviles, etcétera. El PVC rígido utiliza un polímero o resina de PVC de suspensión o masa y que se encuentra integrado con un gran número de aditivos como modificadores de flujo, de impacto, estabilizadores, colorantes, entre otros, pero que no contiene plastificantes que modifiquen la flexibilidad del material. Se usa en la fabricación de tuberías para riego, juntas, techado, botellas, y también en partes de automóviles. La fórmula del PVC es:

B. PROPIEDADES DEL PVC Además de su versatilidad el PVC ocupa un lugar privilegiado en la familia de los plásticos por su interesante conjunto de propiedades: 

Ligero



Resistente



Inerte



Completamente inocuo



Es autoestinguible, no propaga la llama.



Impermeable.



Aislante (térmico, eléctrico y acústico)



Resistente a la intemperie.



Elevada transparencia.



Protege los alimentos. VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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

Tiene una buena relación calidad/precio.



De

fácil

de

transformación

(extrusión.

Inyección,

calandrado,

termoconformado, prensado, recubrimiento y moldeo de pastas).

C. PRODUCCIÓN DEL PVC Las resinas de PVC se pueden producir mediante cuatro procesos diferentes: Suspensión, Emulsión, Masa y Solución. 

Suspensión: Es el método más empleado, con él se obtienen homopolímeros y copolímeros. El proceso se lleva a cabo en reactores de acero inoxidable por el método de cargas. En la producción de resinas de este tipo se emplean como agentes de suspensión la gelatina, los derivados celulósicos y el alcohol polivinílico, en un medio acuoso de agua purificada. Los catalizadores clásicos son los peróxidos orgánicos. Este tipo de resinas tiene buenas propiedades eléctricas.



Emulsión: Se obtienen las resinas de pasta o dispersión, las que se utilizan para la formulación de plastisoles. Las resinas de pasta pueden ser homopolímeros o copolímeros; también se producen lápices. En este proceso se emplean agentes surfactantes derivados de alcoholes grasos, con objeto de lograr una mejor dispersión y como resultado un tamaño de partícula menor. Dichos surfactantes tienen influencia determinante en las propiedades de absorción del plástico. La resina resultante no es tan clara ni tiene tan buena estabilidad como la de suspensión, pero tampoco sus aplicaciones requieren estas características. El mercado de esta resina es de dos octavos del total de la producción mundial.



Masa: Se caracteriza por ser de “proceso continuo”, donde sólo se emplean catalizador y agua, en ausencia de agentes de suspensión y emulsificantes, lo que da por resultado una resina con buena estabilidad. El control del proceso es muy crítico y por consiguiente la calidad variable. Su mercado va en incremento, contando en la actualidad con un octavo del mercado mundial total.



Solución: Se lleva a cabo precisamente en solución, y a partir de este método se producen resinas de muy alta calidad para ciertas especialidades. Por lo mismo, su volumen de mercado es bajo. VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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D. USOS DE PVC Actualmente en el mercado se puede encontrar una amplia variedad de productos de PVC acorde a requerimientos de la industria y del usuario. 

Películas para envasado de productos medicinales, desde películas monocapas hasta películas con altas barreras y laminados para proteger productos farmacéuticos. Envases para plasma, suero y sangre.



Filmes y láminas para el envasado de productos electrónicos que requieren condiciones de protección específicas.



Filmes y láminas para el envasado de diversos productos como pilas, lámparas eléctricas, cámaras fotográficas, herramientas, productos para el hogar, productos de cosmética.



Bandejas y tapas termoformadas, para el envasado de alimentos.



Filmes termocontraíbles, para etiquetado de botellas, frascos, cápsulas para botellas de vino o envases con protección de evidencia de apertura.



Filmes y películas destinadas al envasado de alimentos.



Cuerpos huecos (garrafas, bidones, botellas, frascos), translúcidos u opacos y coloreados; con amplia diversidad de diseños y formas, con asas o sin ellas.



Industria de la cosmética: botellas, frascos, cremas, jabones, etc.



Industria química y de limpieza: envasado de productos químicos como alcoholes, aguarrás o para artículos de limpieza como detergentes, ceras, aceites, desengrasantes, agua de lavandina, etc., en diferentes tipos de envases.


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3.2 KOPLAST 3.2.1 HISTORIA Es una empresa peruana fabricante de tubos, conexiones y cemento disolvente para PVC en la industria de la construcción. Inició su actividad productiva y comercial en marzo del 2003. Encabezado por Jesús Salazar Nishi, Gerente General de Koplast Industrial y Presidente del Comité Técnico de Normalización de tubos, válvulas y accesorios de material plástico para el transporte de fluidos en Indecopi, se inició en el sector de tuberías y conexiones plásticas hace más de 25 años. Estudió Ingeniería Civil en la Universidad Ricardo Palma y, después, se especializó en administración y gerencia. Desde sus inicios aplicó una estrategia de diferenciación, brindando no solamente el mejor producto de respaldo con los certificados de calidad emitidos por certificadoras acreditadas por el INDECOPI (organismo de acreditación y normalización del Perú) sino también la calidad de atención y servicio a sus clientes. Es una empresa dedicada a la producción de tubos y conexiones plásticas que inicio sus actividades formales el 02/12/2002 cuya planta de producción se encuentra en Lote 27 Las Praderas de Lurín, 27, Lurín, Perú. Esta empresa peruana cuenta con 3 certificaciones: ISO 9001, ISO 14001 y OHSAS 18001. La planta de gerencia es: 

GERENTE SHIRAISHI MARMANILLO CARLOS ALFONSO (DESDE: 16/09/2016)



GERENTE GENERAL SALAZAR NISHI JESUS ALBERTO (DESDE: 17/12/2004)

Esta empresa peruana tiene las siguientes políticas de empresa:


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A pesar de la alta competencia en el mercado debido a la casi generalización del mercado con productores apoyados por grandes marcas, Koplast ha logrado hacer sentir su presencia en el mercado inmediato. Desde sus inicios, la empresa se ha puesto como meta competir con los grandes productores y dar una opción de buena calidad y costo competitivo en el mercado peruano. En el siguiente cuadro podremos apreciar la evolución y crecimiento de la empresa pensando en la cantidad de personal laborando activamente en la empresa. En promedio en la actualidad en el total de la planta visitada existen unos 134 trabajando activamente para realizar el proceso completo de producción.


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IV INGENIERÍA DE PROCESOS

4.1 EQUIPOS Y MATERIAS PRIMAS 

Máquina inyectora



Máquina extrusora



Resina



Carbonato de calcio



Estabilizante



Pigmento



Dióxido de titanio (protector contra los rayos uv).



Modificadores de flujo.


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4.2 ÁREA DE PRODUCCIÓN La empresa Koplast produce diferentes tipos de tuberías. En general las tuberías tienen como materia prima: 

Resina



Carbonato de calcio



Estabilizante



Pigmento



Dióxido de titanio (protector contra los rayos uv).



Modificadores de flujo.

Como país el Perú no produce PVC, ni polietileno (resinas), por lo que son productos importados. La resina de PVC son importados en su mayoría de México, EE.UU y Colombia. La resina de Polietileno es importada de Medio Oriente. Los estabilizantes y pigmentos usados en la producción son peruanos. En la fabricación del área de producción encontramos dos métodos muy usados:

4.2.1 ÁREA DE PRODUCCIÓN A INYECCIÓN El moldeo por inyección requiere temperaturas y presiones más elevadas que cualquier otra técnica de transformación, pero proporciona piezas y objetos de bastante precisión (siempre y cuando la resina utilizada no tenga una retracción excesiva), con superficies limpias y lisas, además de proporcionar un magnífico aprovechamiento del material, con un ritmo de producción elevado. Sin embargo, a veces, las piezas deben ser refinadas o acabadas posteriormente, para eliminar rebabas. El fundamento del moldeo por inyección es inyectar un polímero fundido en un molde cerrado y frío, donde solidifica para dar el producto. La pieza moldeada


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se recupera al abrir el molde para sacarla. Una máquina de moldeo por inyección tiene dos secciones principales: 

La unidad o grupo de inyección.



La unidad de cierre, o prensa, que aloja al molde.

El ciclo de producción consta de ocho fases: 1) Cierre del molde. 2) Avance del grupo de inyección. 3) Inyección del material en el molde, cerrado y frío. 4) Mantenimiento de la presión. 5) Refrigeración y solidificación del objeto (comienza al terminar la inyección y dura hasta que empieza la apertura del molde). 6) Retroceso del grupo de inyección. 7) Plastificación del material para el ciclo siguiente 8) Apertura del molde y expulsión de la pieza. Los elementos esenciales de una unidad de inyección son: la tolva de alimentación, el sistema de dosificación, plastificación e inyección y la unidad de moldeo-desmoldeo. La tolva de alimentación se conecta mediante un conducto al cilindro donde tiene lugar la plastificación. Para evitar atascos por reblandecimiento prematuro del material, debe ir refrigerado. A veces se aprovecha este conducto y la propia tolva para completar el secado de la resina que se está utilizando. El sistema de dosificación, plastificación e inyección admite la cantidad necesaria de resina, la reblandece o funde y la inyecta en el molde a través de una boquilla que, al adaptarse a presión al bebedero del molde, abre una válvula de descarga dispuesta en su extremo. Al desacoplar la boquilla, la válvula se cierra automáticamente.


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En la actualidad casi todas las máquinas de inyección disponen de un pistón de dosificación-plastificación en forma de husillo que, al girar cierto número de vueltas, realiza la carga del material, siendo obligado por éste a retroceder hasta una posición tope, previamente regulada, quedando el cilindro completamente lleno de material. La plastificación mediante husillo proporciona una fusión regular y homogénea, con poco riesgo de degradación térmica, y posibilita un llenado del molde a presiones más bajas, combinando el movimiento giratorio con su desplazamiento longitudinal. El extremo libre del husillo dispone de un anillo que actúa como válvula de retención, impidiendo el retroceso del material a su través durante la inyección. El trabajo que realiza el husillo es el siguiente: Cuando termina la inyección anterior se queda en la posición más adelantada. Al empezar a girar, toma el material frío de la tolva y lo transporta hacia la parte delantera, al tiempo que lo calienta. Una vez que llega a la parte anterior, estando la válvula de descarga cerrada, el husillo ejerce grandes esfuerzos de cortadura sobre el material, como ocurre en las extrusoras, a la vez que retrocede y, cuando tiene acumulada suficiente cantidad para llenar el molde, deja de girar, quedando en espera. Al acoplarse la boquilla al bebedero, se abre la válvula de descarga y el husillo actúa ahora como émbolo, comprimiéndole y haciéndole VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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fluir a través de la tobera, hasta llenar el molde, transmitiendo al interior de éste toda la presión. La cámara del cilindro de plastificación-inyección va provista de un sistema de calentamiento mediante resistencias individuales que permiten una regulación de la temperatura de la pared por zonas y mantiene la resina plastificada entre inyección e inyección. Las unidades de moldeo constan de las dos partes del molde sujetas mediante piezas portamoldes y ciertos mecanismos (generalmente hidráulicos) que tienen por misión su abertura y cierre. Estos mecanismos tienen que ser suficientemente robustos para resistir la presión del material en la etapa final de la inyección, que puede superar los 50 MPa y llegar a los 200 MPa. Las primeras máquinas de moldeo por inyección para la fabricación de plásticos se basaban en las máquinas empleadas para la fabricación de metales por fundición a presión. A partir de la década de los 50 se desarrollaron máquinas especialmente diseñadas para la fabricación de polímeros, coincidiendo con una mayor demanda de este tipo de productos.

Esquema Básico de una máquina de Inyectora


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Maquina inyectora

4.2.2 ÁREA DE PRODUCCIÓN A EXTRACCIÓN EXTRUSORA

En términos generales es un equipo de transformación, responsable del transporte, compactación, fusión, mezclado, homogeneización, plastificación y el conformado de las resinas plásticas en él procesadas. Se pueden dividir en dos tipos siendo la extrusora de tornillo simple o monohusillo (actualmente en desuso para la producción de tubería PVC) y la extrusora de doble tornillo o de tornillos gemelos, la cual presenta una mejora en la mezcla y en el transporte del polímero.


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Extrusora de doble tornillos gemelos.



Tolva de alimentación Es el reservorio encargado de la alimentación de la resina a la extrusora. Generalmente, el volumen de la tolva debe ser proporcional a la capacidad de producción de la extrusora garantizando en todo momento una alimentación constante. Como regla práctica el diámetro de salida de la tolva suele tener un ancho equivalente al diámetro del tornillo de la extrusora y un largo de 1.5 a 2 veces el diámetro. -Dosificador Unidad de la línea de extrusión que se encarga de alimentar el compuesto a los tornillos de extrusión y barril.


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-Tornillos de extrusión El tornillo de extrusión algunas veces denominado husillo, es el elemento principal de la extrusora, elemento por el cual estas se dividen y se diferencian. Existen dos tipos de extrusoras, dentro de las cuales tenemos las extrusoras monohusillo (tornillo simple) y extrusoras de tornillos gemelos (doble tornillo). En ambos tipos de extrusoras esta gira dentro de un barril o cilindro y es capaz de bombear (empujar) el material a una velocidad específica, bajo ciertas condiciones de operación. La extrusora de tornillo simple posee deficiencias para someter a extrusión polímeros sensibles al calor como el policloruro de vinilo, razón por la cual la mayoría de extruido de PVC como perfiles y tubería, dependen exclusivamente de extrusoras de tornillos gemelos. Los extrusores de tornillos gemelos se dividen en corrotatorios (misma dirección) y contrarrotatorios (dirección opuesta). La siguiente división se determina tomando en cuenta si los dos tornillos se entretejen uno con otro; se describen como engranados o no engranados. Los tipos no engranados consisten principalmente en dos tornillos simples colocados uno al lado del otro y trabajan de manera similar a las máquinas de tornillo simple; no son verdaderos tornillos gemelos y se describen mejor como tornillos dobles.

Tipos de Tornillos de extrusión.

Dentro de los tipos engranados, hay una ulterior división en husillos conjugados donde las hélices de un husillo ajustan flojamente en los VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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canales del otro y dejan un amplio claro y los no conjugados, donde las hélices de un husillo ajustan perfectamente en los canales del otro y dejan un mínimo de claro.

-Unidad de enfriamiento de tornillos Encargada de mantener la temperatura de los husillos a una temperatura ideal y se realiza por medio de una bomba y aceite térmico, el cual circula en el interior de estos.

-Cilindro o barril El barril o exterior de la extrusora es un cilindro metálico que conforma, junto con el tornillo de extrusión, la cámara de fusión y bombeo de la extrusora. En pocas palabras es la carcasa que envuelve al tornillo En el diseño de todo cilindro de extrusión se busca máxima durabilidad, alta transferencia de calor y un mínimo cambio dimensional con la temperatura. Para materiales tales como el PVC, que se descompone fácilmente al contacto con el acero caliente, algunos fabricantes recomiendan aleaciones de alto contenido en níquel, tanto para el cilindro, así como para el husillo. 

Bandas de calefacción El calentamiento del cilindro se produce, casi exclusivamente, mediante resistencias eléctricas. El sistema de calentamiento de la extrusora es responsable de suministrar entre un 20-30% del calor necesario para fundir la resina y el restante proviene del esfuerzo de corte o fricción en el husillo y el cilindro. La longitud de la extrusora se divide en varias secciones para favorecer la variación de la temperatura y obtener un proceso óptimo. Todo el sistema se controla por medio de termostato para tener un control preciso de la temperatura del material fundido. La temperatura de extrusión sólo puede ser controlada de manera precisa mediante la acción combinada de las bandas de calentamiento eléctrico y los ventiladores de cada zona.


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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO 


Unidad de desgace Esta unidad tiene como función succionar la humedad o gases al PVC antes de ingresar a la zona final del barril.



Unidad de enfriamiento del cilindro Es la encargada de mantener las zonas de calefacción del barril en la temperatura ideal y puede ser por medio de aceite o ventiladores.



Enfriamiento por aire Aunque pueda lucir contradictorio, cada zona de calentamiento del tornillo de la extrusora está acompañada, en la mayor parte de los equipos comerciales, de un ventilador el cual permite el control de la temperatura eliminando calor de la extrusora mediante el flujo de aire sobre la superficie requerida. Los ventiladores son accionados por controladores de temperatura que comandan la operación de las bandas eléctricas. Los ventiladores entran en operación cuando la temperatura de una zona supera el punto prefijado.



Enfriamiento por aceite El cilindro o barril en su interior posee un vaciado o camisa, el cual incluye un serpentín de bronce, por el cual circula el aceite a bajas temperaturas, con lo que se logra el enfriamiento en el barril, cuando este es necesario.



Motor principal El motor de la extrusora es el componente del equipo responsable de suministrar la energía necesaria para producir: la alimentación de la resina, parte de su fusión (70 a 80%), su transporte y el bombeo a través del cabezal y la boquilla. Los motores incorporados en las líneas de extrusión son eléctricos y operan con voltajes de 220 y 440 V. Las extrusoras modernas emplean motores de corriente continua, ya que permiten un amplio rango de velocidades de giro, bajo nivel de ruido y un preciso control de la velocidad. La velocidad alcanzada por los motores resulta más elevada que la requerida por el tornillo por lo que se incorporan cajas reductoras de velocidad. VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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


Cabezal El componente de la línea denominado cabezal, es el responsable de conformar o proporcionar la forma del extruido. De forma detallada, los principales componentes de un cabezal para la extrusión se describen a continuación.

Vista interna del cabezal 

Torpedo El cabezal de extrusión suele presentar en el ducto de acople entre la extrusora y el cabezal, un elemento que contribuye con la función de


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modificar el patrón de flujo en espiral a uno longitudinal; por su geometría, a este dispositivo se le suele denominar torpedo. 

Araña (spyder) El torpedo se mantiene en posición por medio de un elemento conocido como araña o spyder. Las patas de la araña tienen por lo general una sección transversal aerodinámica para facilitar el flujo de PVC. Comúnmente una de las patas de la araña tiene un agujero a través del cual se puede inyectar aire; esto permite inflar el tubo justo a la salida del dado, cuando el plástico está todavía fundido.



Mandril Elemento del cabezal cuya función es dar el diámetro interno de la tubería. Este se mantiene en posición fija al cabezal y para lograr que el mandril y el dado sean concéntricos, se cuenta con unos tornillos especiales para centrar la posición del dado.



Dado o boquilla La boquilla de extrusión es el componente del cabezal encargado de la conformación final del extruido. Se debe velar por que el polímero fluya, con volumen y velocidad de flujo uniforme, alrededor de toda la circunferencia de la boquilla, de manera de lograr espesores uniformes. Los diseños actuales de boquillas presentan dos secciones claramente definidas, la primera de estas secciones es conocida como cámara de relajación; mientras que la segunda puede ser llamada cámara de salida. La cámara de relajación de la boquilla tiene como propósito producir la desaceleración del material e incrementar el tiempo de residencia en la boquilla. La cámara de descarga produce el formado del perfil deseado con las dimensiones requeridas. Los parámetros básicos para la especificación de una boquilla son el diámetro y la abertura de la salida



Unidad de enfriamiento El tanque de agua se utiliza para enfriar y solidificar la tubería. Consiste en una cámara en cuyo interior se disponen en toda su longitud una serie VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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de boquillas encargadas de disminuir la temperatura por medio de aspersión de agua con lo cual finalmente se logra solidificar el extruido. En algunas líneas de extrusión, sobre todo en aquellas donde se produzcan tuberías de diámetro grande, es común encontrar dos unidades de enfriamiento.

Unidad de enfriamiento



Equipo de jalado Existe una gran diferencia en las propiedades de los materiales a las temperaturas de expulsión comparadas con las que tienen a temperaturas de ambiente, diferencia que se refleja en el cuidado con que debe procederse al manejar el material a su salida del molde, ya que todavía está caliente. El equipo de jalado, es por lo general un caterpillar con dos bandas (arriba y abajo) que ejerce una pequeña presión sobre la tubería. Cuando se trata de tuberías de diámetro grande, un caterpillar con dos bandas puede causar distorsiones en la tubería y no proporcionar un jalado uniforme, entonces se puede utilizar un equipo con cuatro bandas, arriba, abajo y en ambos lados. Dicho equipo o caterpillar consiste en una larga mesa con cintas transportables de velocidad variable que recibe el material expulsado. El movimiento relativo entre la cinta de velocidad variable y el ritmo de


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expulsión requiere una coordinación ajustada, de forma que ejerza una ligera tensión en el material expulsado.

Equipo de jalado



Unidad de impresión Existen varias formas de realizar la marcación de la tubería, una de ellas es por método manual, utilizando un sello; así también una pantalla parecida a la utilizada en serigrafía. La otra forma, utilizada hoy en día en la industria es por medio de rodillos los cuales contienen en su borde los datos de marcaje, los cuales giran sobre la superficie de la tubería conforme esta avanza en la línea de extrusión. La unidad de impresión más avanzada es aquella controlada electrónicamente, las cuales son diseñadas exclusivamente para tubería y se conocen como impresoras jet. Estas unidades realizan la marcación parecida a un spray y son de alta precisión.


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Unidad de corte Unidad utilizada en el equipo lineal de extrusión de tubería encargada de cortar en diferentes longitudes las tuberías

Unidad de corte (sierra)

4.3 ÁREA DE CONTROL DE CALIDAD El laboratorio de control de calidad cuenta con la certificación Intertek Group Plc. que permite a este laboratorio cumplir con las normativas internacionales, además de poder brindar servicio de control de calidad a diferentes empresas externas sobre el rubro de tubos y plásticos.

4.3.1 PRUEBAS A. Reacción Diclorometano Este equipo se usa para verificar si él tubo que se pone a prueba a pasado por la cocción de manera correcta, para esto se mantiene en una temperatura promedio de 14 °C a 15 °C. Para realizar esta prueba se coloca el tubo por media dentro del equipo y luego se retira para observar el resultado.


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Si observamos formaciones lechosas blancas es indicativo de que la cocción del producto no se realizó de manera correcta, si al verificar el tubo solo observamos manchan en el borde que marcan el tubo sin formaciones blancas es prueba de que el proceso de cocción está realizándose de manera correcta.

Si encontramos las formaciones lechosas en la primera prueba se debe realizar dos acciones: 1. Se avisa al proceso de producción para modificar la temperatura en la cocción. 2. Se realiza una reprueba sobre el tubo, si obtenemos el mismo resultado debemos observar el tubo en prueba.

Imagen de https://spanish.alibaba.com/product-detail/solvent-recovery-devicedichloromethane-for-electrical-60512770026.html B. Prueba de Impacto Este método de prueba cubre la determinación de la resistencia al impacto de tubería termoplástica, bajo las condiciones especificadas del impacto por medio de la caída de un peso. VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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La resistencia al impacto de tubería termoplástica como la tubería PVC, relaciona la calidad de procesamiento y la conveniencia para el servicio de estas tuberías. La resistencia al impacto también puede proveer una respectiva medida de la resistencia a la fractura de la tubería, durante el manejo y la instalación y, para aplicaciones que vayan a quedar expuestas en la superficie. El equipo a utilizar se conoce como tester de impacto, en el cual se pueden utilizar tres tipos de mazos, pesos o balas como también se les conoce. Estos son de tipo intercambiable y difieren en su configuración geométrica. Para la mayoría de diámetros de tubería se utiliza un mazo con nariz de radio 12.7 mm conocido como mazo Tipo A; el mazo Tipo B posee nariz de radio 51 mm, usado para tubería de diámetro pequeño (menor a 1 pulgada) y el mazo Tipo C de 6.3 mm de radio, para tuberías de diámetro y espesor grande. En el laboratorio se encuentran 2 Impactometros de pruebas de impacto: -Impactometro Grande (Tester de Impacto Grande): Este equipo se utiliza de acuerdo a las normas ISO 4435 e ISO 1452, si tomamos como muestra el ISO 4435 tenemos que en un tubo debemos realizar 8 impactos, 25 golpes y el tubo probado no debe romperse. Antes de realizar la prueba de impacto se debe refrigerar los tubos por una hora a +- 1 °C evitando que se cristalice, una vez refrigeradas se realizan marcas alrededor del tubo para indicarnos donde se debe realizar los golpes, al finalizar se coloca el tubo en el impactometro y se procede a utilizar el peso de acuerdo a la norma utilizada por ejemplo para tubería naranja y gris usamos la NTP ISO 3217.La altura de este impactometro es +- 2 metros a caída libre. Una vez realizada las pruebas podemos observar nuevamente el tubo y veremos pequeñas manchas blancas donde se produjeron los impactos de la prueba, pero no debemos encontrar ninguna muestra de resquebrajamiento o ruptura en el mismo.


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-Impactometro Pequeño Se utiliza de manera similar a el impactometro grande, se rige a normas para determinados tubos que necesitan probar menor resistencia a la ruptura.


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En la siguiente tabla presentamos la resistencia al impacto de acuerdo al diámetro nominal del tubo a probar:

C. Prueba de Presión hidrostática Esta prueba es muy importante en los tubos que van a trabajar con fluidos a presión, trabaja por esto con las NTP ISO 1167, NTP ISO 14520 y NTP ISO 399.002. Los tubos en general están producidos bajo el factor de seguridad 2.6, en este factor existen diferentes clases que diferencian que tan gruesas son las paredes de los tubos por lo tanto contamos con las clases: 

Clase 5



Clase 7.5



Clase 10



Clase 15

Para realizar esta prueba se debe aplicar al tubo 3 veces la presión de su clase. VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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Así pues, si vamos a realizar la prueba sobre un tubo de clase 10 debemos probar si este resiste 30 bar de presión hidrostática sostenida por 1 hora. Si se forman globos, el tubo se infla o revienta, el tubo falla la prueba por tanto no cumple con las normas para transportar fluidos a presión. Cuando se colocan los tubos directamente en campo se realiza la prueba de presión, pero solo con 1.5 veces la presión de su clase por medidas de seguridad. D. Prueba de regresión térmica o de horno Esta práctica abarca el procedimiento para estimar la calidad de extrusión de tubería PVC por medio de la observación de la reacción de un espécimen de tubería, después de haber sido expuesto a elevadas temperaturas. El significado o la importancia de esta prueba reside en distinguir entre una correcta y una incorrecta extrusión de tubería PVC. Puede ser usada también para: 

Revelar la incorrecta mezcla del compuesto antes o durante la extrusión. • Determinar la presencia de esfuerzos en la pared de la tubería producida durante el proceso de extrusión.



Determinar la presencia de áreas no fundidas, así también de contaminación.



Revelar bolsas de aire entre las paredes. El equipo utilizado en la prueba consiste en un horno de aire, controlado termostáticamente; debe ser capaz de operar a 150 °C, dentro del cual el aire caliente circula por todas las partes del horno y de la muestra o muestras que vayan a ser probadas.

Para realizar esta prueba realizamos marcas en la parte exterior del tubo donde cada marca tiene una distancia de 10 cm. Luego de marcado se coloca en el horno durante 1 a 2 horas a 150 ° C, el tiempo de permanencia deberá ser de acuerdo a el espesor de la muestra. Dentro del horno se deforma y se dilata el tubo, una vez pasado el tiempo se retira y deja enfriar al medio ambiente. VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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Ya enfriado se mide la distancia entre las marcar y se calcula la diferencia con las marcas iniciales. El objetivo de esta prueba es detectar la presencia de gases internos entre las paredes del tubo, lo que se manifiesta a través de burbujas en las paredes internas o externas de la muestra. Regularmente esta falla es ocasionada cuando la unidad de vacío de la extrusora no está funcionando o las mangueras de succión y depósito de vacío estén sucios o los filtros están tapados de polvo que impiden la libre succión de los gases emanados por los orificios del barril donde circula el PVC caliente. Esta prueba de laboratorio se realiza de acuerdo a la norma ASTM F- 1057-87. E. Prueba de Aplastamiento Este método de prueba se realiza para determinar las características de cargadeflexión en tubería PVC, cuando estas son sometidas a cargas paralelas. Las propiedades de la tubería obtenidas por este método, que consiste en aplicar carga externa a una muestra de tubo pueden servirnos para: 

Determinar la rigidez de la tubería. Esta es una función de las dimensiones de la tubería y de las propiedades físicas del material del cual la tubería está fabricada.



Para determinar las características de carga-deflexión y la rigidez de la tubería, que son usadas para diseño en ingeniería.



Para medir la deflexión y la resistencia a la carga en cualquier evento significativo que pueda ocurrir durante el uso.

El equipo utilizado en la prueba es una máquina compresora calibrada o máquina de prueba de platos planos paralelos. Esta posee dos platos (inferior y superior) entre los cuales se sostendrá la muestra. Para efectuar esta prueba se inicia obteniendo el espécimen de prueba que consiste en cortar un pedazo de tubo de 2 pulgadas de largo, obtenida de la línea de extrusión, la cual se deja enfriar en el laboratorio por espacio de 20 a 30 minutos a temperatura ambiente.


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Luego se coloca en el equipo y se ejerce presión sobre la muestra durante unos 15 minutos con una presión de 0.5 bares luego se deja de presionar por la parte superior y se deja por 30 minutos para dejar que un porcentaje del material regrese a su forma original. Cuando al aplastar la muestra solo presenta dobleces sin ruptura, la muestra paso la prueba, la cual se reporta en la hoja de verificación de calidad en la columna de aplastamiento como buena, quedando verificado que el proceso de extrusión llevado a cabo en el momento cumple con los requisitos para obtener tubería bajo norma.


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4.4 PRODUCTOS 

Cemento Disolvente para PVC Producto realizado bajo la Norma Técnica Peruana 399.090 para la unión de tubos y conexiones de policloruro de vinilo no plastificado (PVC-U) del tipo espiga campana, lo que garantiza las cualidades necesarias para todo tipo de empalmes en cualquier tipo de obra.



Tuberías y Conexiones para Redes Electicas Se producen y distribuyen tuberías y conexiones para redes eléctricas y tuberías y conexiones para redes telefónicas.



Tubos Perfilados de PVC Estos productos en particular son regidos por las Normas Técnicas Peruanas: NTP 399.162-1: 2005: Esta Norma Técnica Peruana establece los requisitos dimensionales (mm) para tubos termoplásticos extruidos VISITA TÉCNICA: KOPLAST INDUSTRIAL INC.

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con pared perfilada y superficie interior lisa, así como para conexiones fabricadas a partir de estos tubos. Estos tubos pueden ser utilizados bajo tierra o sobre la superficie. NTP 399.162-2: 2005: Esta Norma Técnica Peruana establece las condiciones técnicas de entrega para tubos extruidos de Polietileno de alta densidad (PE-HD), de Policloruro de vinilo no plastificado (PVC – U) y de Polipropileno (PP), así como para tubos de homopolímeros y copolímeros con pared perfilada y superficie interior lisa y conexiones fabricadas a partir de estos tubos.



Accesorios y Complementos Sanitarios Estos productos están creados con polipropileno resistente a la luz solar, aptas para estar al aire libre. Sus gruesos espesores aseguran su larga vida útil. Todos sus elementos son de simple instalación, no requieren el uso de herramientas. De esta forma se disminuyen los tiempos de colocación y se reducen los costos. Debido a que los caños son elementos muy utilizados tanto en viviendas como en industria. Koplast produce: caño simple, caño con conector a manguera, caño con salida a lavadora y demás como la trampa flexible y desagüe roscable.


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Redes Públicas de Agua y Alcantarillado Se produce tuberías y conexiones para agua, tuberías y conexiones para alcantarillado y lubricantes anillos de caucho para tubos y conexiones / PVC.



Tuberías y Conexiones de Agua y Desagüe Para producir la mejor estas tuberías la empresa utiliza equipos de transformación plástica de última generación y con un personal altamente experimentado en la producción por extrusión e inyección. Nuestros productos son elaborados con policloruro de vinilo de la más alta calidad, teniendo especial cuidado con la selección en materia prima. Esta resina termoplástica tiene diversas aplicaciones debido a sus propiedades y ventajas respecto a otros. Los tubos y conexiones para agua y desagüe KOPLAST, son garantía de excelencia ya que cumplen con las exigencias normativas nacionales e internacionales.


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Tuberías de Polietileno Este producto es resistente a la presión, debido al exigente control en las pruebas de nuestro laboratorio especializado en tuberías. Optima soldabilidad debido a la excelente calidad de materias primas utilizadas. Vasta gama de productos de calidad internacional, avalada por nuestra serie de certificados ISOS. Elevada flexibilidad y resistencia al impacto durante la instalación. Amortigua esfuerzos por oleaje vibración o movimientos del terreno. Totalmente aplicable para cruces de ríos, pantanos, lagos y terrenos inestables. Resistente a la corrosión y a al conjunto de productos químicos que se usan en la industria minera.



Tubería para fibra óptica Este producto está producido de acuerdo a las condiciones estándar necesarias para mantener la seguridad de la delicada fibra óptica que se debe proteger de cual


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V REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 Moldeo por inyección: http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion11.MOLDEO.POR.INYECCION .pdf  Aseguramiento de la calidad de extrusión de las tuberías de policloruro de vinilo: http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_0524_M.pdf  Koplast IIndustria: http://www.koplastindustrial.com/


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VI ANEXOS Laboratorio central de calidad: Se realiza el control de calidad, una muestra por lote de producción. -Equipo diclorometano (ISO 9852): Se lleva al tubo muestra a ese equipo por 30 minutos. Aquí se prueba la estructura química del tubo el cual no debe reaccionar para probar la validez del material.

-Prueba del impacto (ISO 1452): Se hace marcas respectivas al borde del tubo (previamente enfriado bajo cero en una refrigeradora, ablandamiento bical), la cantidad de marcas varía de acuerdo al tamaño del diámetro del tubo. Luego se somete la muestra a tantos golpes como marcas tiene la muestra y se verifica el daño provocado. El daño debe ser inexistente para probar la resistencia del material.

-Equipo de presión hidrostática (ISO 1167): Dependiendo de la clase de fabricación del tubo y bajo un cálculo a una escala de presión determinada se somete a este tipo de prueba.


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Tuberías de clase: 5, se someten a una presión de 15 bar. Tuberías de clase 10, a una presión de 30 bar. Tuberías de clase 15, a una presión de 45 bar. Si excedemos estos límites el tubo va a tender a rajarse cuya forma será parecida a los capilares de una hoja de manera vertical.


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Visita Técnica a una fabrica de plásticos

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