Фибергласс цеви: предности, технологије производње,
Каква је производња цеви од фибергласа? Шта треба да буду цеви од фибергласа према ГОСТ-у? Колико су њихове карактеристике атрактивне према алтернативним решењима? Покушајмо одговорити на ова питања.
Шта је то
Шта је фибергласс? Име, уопште, даје свеобухватну слику о саставу материјала: везиво (епоксидна или полиестерска смола) је ојачано фибергласом. Ојачање обезбеђује отпорност на затезна и савијена оптерећења; Биндер осигурава отпорност на ударне оптерећења.
Напомињемо да су смоле које су типичне термосете. Код очвршћавања у њима се јављају неповратне хемијске промјене; ако је тако, за разлику од термопласта, отпорно заваривање производа није могуће. Љепило, прирубнице за вијке, навоје итд. Се користе за повезивање цијеви.
Историја
Технологија производње потекла је педесетих година прошлог века, када је почела индустријска производња епоксидних смола. Као и свака нова технологија, у почетној фази то није било веома популарно: недостатак искуства у коришћењу фибергласа допуњавао је ниску цену традиционалних материјала (челик, бакар и алуминијум).
Међутим, око средине 60-их година, слика је почела да се мења.
Шта се догодило?
- Цене челичних и обојених метала су порасле.
- Почео је комерцијални развој оффсхоре нафтних и гасних поља. ГРП цеви (цевоводи) су се позитивно разликовале од метала малом тежином и, што је још важније, отпорност на корозију: додир са сланом водом није им изазвао никакву штету, за разлику од конкурентских производа.
- Коначно, саме технологије производње од стаклопластике нису и даље стајале: постало је јефтиније и трајније.
Резултат није дуго долазио: америчка компанија Амерон је крајем 60-тих година ушла са својим високотлачним цијевима од фибергласа најпре у Сјеверноамерички, а затим на тржиште на Блиском истоку. До осамдесетих година дошли су европски и, мало касније, совјетски (касније руски) произвођачи.
Предности
Од стаклопластике стекла је популарност?
Листа његових предности није превелика, али изгледа веома уверљиво.
- Врло повољно у односу на позадину високих легура и нерђајућих челика.
- Отпорност на корозију и агресивне медије.
Користан је: ако је неопходно транспортовати посебно агресивне течности, елементи цевовода обложени су полиетиленом високог притиска.
- Мала тежина. Специфична чврстоћа стаклопластике (чврстоћа везана за густину) је 3,5 пута већа од челика; Стога, једнаке чврстоће структура ових материјала ће се неколико пута разликовати у тежини.
- Могућност добијања материјала са жељеним механичким својствима захваљујући посебној схеми ојачања. На пример, навој спиралног прстена од фибергласа обезбеђује највећу отпорност на унутрашњи притисак.
Производња
Каква је производња цеви од фибергласа?
До данас постоје четири главне технологије њихове производње.
| Име | Опис |
| Екструзија | Смола је помешана са учвршћивачем и сецканим фиберглассом, након чега се екструдира кроз кружну рупу. Производња је јефтина, технолошки, али недостатак регуларног армирајућег рама утиче на коначну снагу производа. |
| Пултрусион | Цев се формира између унутрашњих и спољашњих трнова. Обе површине су савршене; Међутим, бројна технолошка ограничења не дозвољавају производњу цијеви великих пречника и великог радног притиска. |
| Центрифугално калуповање | Ојачање је завршни рукав од стаклопластике, који се притиска на површину ротирајућег облика помоћу центрифугалних сила. Такође доприносе јединственој дистрибуцији смоле у будућим зидовима. Главна предност технологије је способност добијања глатке спољашње површине; главни недостатак је енергетски интензитет и, сходно томе, високи трошкови. |
| Навијање | Стаклено влакно импрегнирано влакнима (нит, трака или тканина) навише на цилиндрични трн. Опрема за производњу цеви од стаклопластике методом навијања је најчешћа због релативне једноставности и високих перформанси. |
Други начин производње има неколико, тако рећи, подврста. Хајде да их упознамо.
Спирални прстенасти навијање
Слагач - прстен са неколико импрегнираних механизама за храњење навоја - узвраћа дуж ротирајућег трнуса. Код сваког пролаза положен је слој влакана са константним нагибом; прстенаста шема полагања, како се сећамо, омогућава вам да постигнете максималну снагу цијеви на паузи.
Занимљиво је да преднапрезање нити позитивно утиче на коначну чврстоћу производа, спречавајући појаву пукотина под савијањем оптерећења.
Метода навијања спиралног прстена се користи за израду цевних цеви намењених високим радним притисцима, конструкционим компонентама (укључујући композитне подупирне торњеве), па чак и трупе ракетних мотора.
Вијчана спирална трака
Разлика у односу на претходну методу је само у чињеници да у једној пролази стакер формира уску траку од дванаест или два влакна. Сходно томе, за формирање континуиране арматуре захтева много више пролаза; сама арматура је нешто мање густа. Главна предност методе је много једноставнија и, према томе, јефтина опрема.
Уздужни попречни намотај
Главна разлика од претходних шема је да намотавање постаје континуирано: слагач истовремено поставља уздужне и попречне навоје. Чини се да би ово требало да поједностави и обузме технологију; Међутим, постоји чисто механички проблем.
Ротира се окова на којој се убацује будућа цев; ако је тако, онда се ротирају и завојнице од којих се навоји уздужне арматуре. Штавише, што је већи пречник цеви, већи морају бити калемови.
Коси попречни уздужни навој
Ово решење је развијено током живота Совјетског Савеза у Харкову и првобитно се користило у производњи ракета. Касније је постала широко распрострањена током читавог пост-совјетског простора.
Који је суштина методе?
- Слагач формира широку траку паралелних импрегнисаних влакана.
- Трака пре навијања на цијеви је претходно завијена нитом без импрегнације, а затим формира аксијално ојачање. Слине које се сакупљају у самој траци формирају, према томе, попречну арматуру: трака се поставља преко осовине мандраке.
- После постављања сваког слоја су ваљани ваљци, заптивање арматуре и премјештање вишка везива.
Каква је предност такве шеме?
- Могућност континуиране производње. У једном пролазу, можете формирати произвољно дебеле зидове, једноставно мењајући преклапање траке.
- Високе перформансе.
- Способност производње цеви од фибергласа великог пречника (у теорији - без ограничења максималне величине). Димензије су ограничене само величином цеви.
- Изузетно висок садржај фибергласа у готовом материјалу. До 85% против 45-65% са алтернативним методама. Ово утиче и на крајњу снагу и запаљивост производа.
Стандарди
Производња производа од интереса за нас уређује два регулаторна документа:
- ГОСТ Р 53201-2008 садржи техничке услове за производњу цеви пречника 50-200 мм на прикључцима са навојем.
- Развијен уз учешће НТТ ЛЛЦ-а (Нев Пипе Тецхнологиес), ГОСТ Р 54560-2011 описује детаље ојачаних стаклених влакана термосет пластике.
Ми проучавамо основне одредбе докумената.
ГОСТ Р 53201-2008
Стандардни начин рада цеви је следећи:
- Температура - од -60 до + 60Ц.
- Релативна влажност - до 100%.
- Температура транспортиране течности је до + 110 ° Ц.
- Радни притисак - од 3,5 до 27,6 МПа.
Следеће употребе су предвиђене за производе описане стандардом:
- Превоз кондензата нафте и гаса.
- Превоз солних раствора (укључујући морску воду).
- Изградња лифтова.
- Причвршћивање бунара за разне намјене.
- Одржавање притиска акумулације у развоју подземних наслага.
- Техничка и снабдевање питком водом.
Стандард разликује три врсте цеви:
| Ознака | Дешифровање |
| НК | Пумп-компресор |
| Ох | Узнемирујуће |
| Л | Линеарно |
Шта могу бити пречници цеви од стаклопластике произведене према ГОСТ Р 53201-2008 и другим карактеристикама?
Пумпа и кућиште
| Унутрашњи пречник, мм | Номинални притисак, МПа | Минимална дебљина зида, мм | Тежина по метру, кг |
| 50 | 6.9 - 27.6 | 4.3 - 8.4 | 1.6 - 3.3 |
| 63 | 6.9 - 27.6 | 4.6 - 10.7 | 2.2 - 5.5 |
| 100 | 10.3 - 17.2 | 8.1 - 12.2 | 5,8 - 8,2 |
| 150 | 10.3 - 17.2 | 13.5 - 15.0 | 14.0 - 14.9 |
| 200 | 10.3 | 13.6 | 16.5 |
Линеарно
| Унутрашњи пречник, мм | Номинални притисак, МПа | Минимална дебљина зида, мм | Тежина по метру, кг |
| 50 | 10.3 - 27.6 | 2.79 - 8.10 | 1.2 - 3.1 |
| 63 | 8.6 - 27.6 | 2.80 - 9.90 | 1.4 - 5.2 |
| 100 | 5.5 - 27.6 | 2.80 - 16.00 | 2.3 - 12.8 |
| 150 | 5.5 - 13.8 | 4.57 - 11.20 | 5.1 - 12.2 |
| 200 | 5.5 - 13.8 | 5.84 - 14.70 | 8,6 - 22,6 |
Поред величине цеви, документ садржи детаљна упутства за производњу фитинга са назнаком основних димензија, захтевима за изглед, максималним толеранцијама и обележавањем свих производа.
ГОСТ Р 54560-2011
Стандард описује цевоводе који се користе много блаже од горе описаних услова:
- Радни притисак - до 3,2 МПа;
- Средња температура - до 35 ° Ц;
- Транспортне течности - вода, водена решења и дренаже (домаће и индустријске).
Важно: рад ГОСТ-а не важи за цевоводе за водоснабдевање и канализацију.
У оквиру документа, производи се класификују према следећим критеријумима:
- Пречник (ДН). Опсег вредности је од 300 до 3000 милиметара.
- Номинални притисак (ПН). За цеви без притиска, сам концепт ПН-а је прилично произвољан и узима се као 0,1 - 0,4 МПа; за притисак, узима вредности од 0,6, 1,0, 1,6, 2,0, 2,5 и 3,2 МПа.
- Називна чврстоћа (СН). Такође се мери у мегапасцалима и може бити једнако 1250, 2500, 5000 и 10000.
Имајте на уму: приликом постављања канализационог система од стаклопластике сопственим рукама требало би да узмете у обзир да се СН 1250 цеви не препоручују за подземну уградњу у принципу, а СН 2500 препоручује се постављање у лежишта.
Документ, као и претходни, наводи главне димензије свих врста фитинга и захтеве за њихов изглед, снагу, обележавање и методе армирања.
Закључак
Наравно, у нашем материјалу додирнули смо само мали дио веома широке теме коришћења фибергласа. Нисмо открили да ли је могуће користити цеви од стаклопластике за грејање или кућну канализацију, колико су добре на позадини од метала-полимера или од свих производа од пластике. Нека од ових питања утичу на видео у овом чланку. Успехи!