Üvegszálas csövek: előnyök, gyártási technológia, szabványok
Mi az üvegszálas csövek gyártása? Mi legyen az üvegszálas csövek a GOST szerint? Mennyire vonzóak a jellemzőik az alternatív megoldásokkal szemben? Próbáljunk ezekre a kérdésekre válaszolni.
Mi az?
Mi az üvegszál? A név általában átfogó képet nyújt az anyag összetételéről: a kötőanyag (epoxi vagy poliészter gyanta) üvegszállal erősített. A megerősítés ellenáll a húzó- és hajlítási terheléseknek; A kötőanyag ellenáll a sokkterhelésnek.
Felhívjuk figyelmét, hogy a használt műanyagok tipikus hőre keményedők. Keményedéskor visszafordíthatatlan kémiai változások következnek be; ha igen, a termoplasztokkal ellentétben a termékek ellenálló hegesztése nem lehetséges. A csövek összekötésére ragasztó, csavarok, menetes karimák stb. Használhatók.
Története
A gyártási technológia a múlt század ötvenes éveiben kezdődött, amikor az epoxigyanták ipari gyártása megkezdődött. Mint minden új technológia, a kezdeti szakaszban ez nem volt túlságosan kedvelt: az üvegszálas üvegek felhasználásának tapasztalatai hiányában a hagyományos anyagok (acél, réz és alumínium) alacsony árát kiegészítették.
A 60-as évek közepén azonban a kép megváltozott.
Mi történt?
- Az acél és a színesfém ára emelkedett.
- A tengeri olaj- és gázmezők kereskedelmi fejlődése megkezdődött. A GRP csövek (csövek) kedvezően különböztek a fémektől a kis tömeg és, ami még fontosabb, a korrózióállóság: a sós vízzel való érintkezés nem okozott kárt, ellentétben a versengő termékekkel.
- Végül maguk az üvegszálas gyártási technológiák sem álltak fenn: olcsóbb és tartósabb lett.
Az eredmény nem sokáig jött: a 60-as évek végére az amerikai Ameron Ameron a nagynyomású üvegszálas csövekkel először az észak-amerikai, majd a közel-keleti piacra lépett. A 80-as évekre európai és késõbb szovjet (késõbb orosz) gyártók nõttek fel.
előnyök
Mint az üvegszálas népszerűsége?
Előnyei nem túl nagyok, de nagyon meggyőzőnek tűnik.
- Nagyon ésszerű a magas ötvözetű és rozsdamentes acélok hátterében.
- Korrózióállóság és agresszív média.
Hasznos: ha különösen agresszív folyadékok szállítására van szükség, a csővezeték elemeket nagynyomású polietilénnel bélelik.
- Alacsony tömeg. Az üvegszál fajlagos szilárdsága (a sűrűséghez viszonyított erősség) 3,5-szer magasabb, mint az acélé. Így ezeknek az anyagoknak az egyenlő szilárdságú szerkezete többször különbözik a tömegétől.
- A kívánt mechanikai tulajdonságokkal rendelkező anyag megszerzésének lehetősége specifikus megerősítési rendszer miatt. Például az üvegszál spirálgyűrű tekercselése a legnagyobb belső ellenállással szembeni ellenállást biztosítja.
termelés
Mi az üvegszálas csövek gyártása?
Napjainkig a gyártásnak négy fő technológiája van.
| név | leírás |
| extrudálás | A gyantát keményítővel és vágott üvegszállal összekeverjük, majd egy gyűrűs lyukon extrudáljuk. A gyártás olcsó, technikailag, de a rendszeres erősítő keret hiánya befolyásolja a termékek végleges erejét. |
| pultrusion | A cső a belső és a külső tüskék között van kialakítva. Mindkét felület tökéletes; Számos technológiai korlát azonban nem teszi lehetővé nagy átmérőjű csövek előállítását és nagy üzemi nyomást. |
| Centrifugális öntés | A megerősítés egy üvegszálas készlet, amelyet centrifugális erőkkel a forgó forma felszínére nyomnak. Hozzájárulnak a gyanta homogén eloszlásához a jövő falaiban is. A technológia fő előnye a sima külső felület megszerzése; a fő hátrány az energiaintenzitás, és ennek megfelelően a magas költségek. |
| kanyargó | A szálas impregnált üvegszálat (szál, szalag vagy szövet) hengeres tüskén feltekercseljük. Az üvegszálas csövek csévélési módszerrel történő gyártásához használt berendezések a legelterjedtebbek a relatív egyszerűség és a nagy teljesítmény miatt. |
Az utóbbi gyártási módszer több, szó szerint, alfaj. Ismerjük meg őket.
Spirális csavarozás
A targonca - egy gyűrű, több impregnált menetes adagoló mechanizmussal - egy forgó tüskén keresztül mozog. Minden egyes átmenőnél állandó szálas szálakból álló réteget helyeznek el; mint ahogyan emlékszünk, lehetővé teszi a maximális csőszilárdság elérését szünet esetén.
Furcsa módon a cérna előfeszítése kedvezően befolyásolja a termék végső szilárdságát, megakadályozva a hajlító terhelések repedésének előfordulását.
A spirálgyűrű tekercselési eljárást a nagy üzemi nyomások, a szerkezeti elemek (beleértve a kompozit erőátviteli torony-támasztékokat is) és a rakétamotorok hajótestének gyártására tervezett csővezetékek gyártására használják.
Spirál szalag tekercselés
Az előző módszerrel fennálló különbség csak abban a tényben van, hogy egy passzban az állványzat egy tucat vagy két szál szűk szalagját képezi. Ennek megfelelően a folyamatos megerősítés kialakításához sokkal több lépés szükséges; maga a megerősítés némileg kevésbé sűrű. A módszer fő előnye sokkal egyszerűbb, és ennek megfelelően olcsó berendezés.
Hosszanti keresztirányú tekercselés
A legfontosabb eltérés az előző rendszerektől az, hogy a tekercselés folyamatosan történik: a gyűjtő egyidejűleg meghatározza a hosszirányú és keresztirányú meneteket. Úgy tűnik, hogy ez egyszerűsíteni és olcsóbbá teheti a technológiát; azonban tisztán mechanikus probléma van.
Az a tüske, amelyen a jövő cső fel van fordítva, forog; ha igen, akkor a tekercsek is, amelyekből a hosszirányú megerősítés menetét leengedik, szintén el kell forgatniuk. Ráadásul minél nagyobb a cső átmérője, annál nagyobbnak kell lennie a tekercseknek.
Ferde keresztirányú hosszanti tekercselés
Ezt a megoldást a Kharkov-i Szovjetunió életében fejlesztették ki, és eredetileg rakétahéjak előállítására használták. Később széles körben elterjedt a poszt-szovjet térségben.
Mi a módszer lényege?
- A rakodó egy párhuzamos kötőanyag-impregnált szál széles szalagját képezi.
- A szalagot a tüskére való feltekerés előtt egy impregnálás nélküli menet nélkül előkészítjük, majd axiális erősítést képezünk. A szalagban összegyűjtött szálak maguk formáznak keresztirányú megerősítést: a szalagot a tüske tengelye fölé helyezzük.
- Az egyes rétegek behelyezése után hengerelt hengerek, megerősítő vasalatok és a felesleges kötőanyag eltolása.
Mi az előnye egy ilyen rendszernek?
- A folyamatos gyártás lehetősége. Egyetlen passzban önkényesen vastag falakat alkothat, egyszerűen átváltoztatva a szalag átfedését.
- Nagy teljesítmény.
- A nagy átmérőjű üvegszálas csövek előállítása (elméletben - a maximális méret korlátozása nélkül). A méreteket csak a tüske mérete korlátozza.
- Rendkívül magas üvegszálas tartalom a kész anyagban. Az alternatív módszerekkel 85% és 45-65% között jön. Ez hatással van mind a végső szilárdságra, mind a gyúlékonyságra.
szabványok
A számunkra érdekes termékek előállítását két szabályozási dokumentum szabályozza:
- A GOST R 53201-2008 műszaki előírásokat tartalmaz az 50-200 mm átmérőjű csövek gyártására a menetes csatlakozásokon.
- Az NTT LLC (New Pipe Technologies) részvételével kifejlesztett GOST R 54560-2011 az üvegszállal erősített hőre keményedő műanyagok részleteit ismerteti.
Tanulmányozzuk a dokumentumok alapvető rendelkezéseit.
GOST R 53201-2008
A standard csővezeték üzemmód a következő:
- Hőmérséklet - -60-tól + 60C-ig.
- Relatív páratartalom - akár 100%.
- A szállított folyadék hőmérséklete + 110 ° C-ig terjed.
- Üzemi nyomás: 3,5 - 27,6 MPa.
A szabványban leírt termékekre az alábbi felhasználási módok érvényesek:
- Olaj- és gázkondenzátum szállítása.
- Sóoldatok szállítása (beleértve a tengervizet is).
- Emelőoszlopok felépítése.
- Rögzítő kút különböző célokra.
- A tartály nyomásának fenntartása a földalatti lerakódások kialakulásában.
- Műszaki és ivóvízellátás.
A szabvány három típusú csövet különböztet meg:
| kijelölés | másolat |
| NC | csőrendszer |
| Oh | burkolat |
| L | lineáris |
Milyen lehet a GOST R 53201-2008 szerint gyártott üvegszálas csövek átmérője és más jellemzőik?
Szivattyúzás és burkolat
| Belső átmérő, mm | Névleges nyomás, MPa | Minimális falvastagság, mm | Súly / méter, kg |
| 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 |
lineáris
| Belső átmérő, mm | Névleges nyomás, MPa | Minimális falvastagság, mm | Súly / méter, kg |
| 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 |
A csőméretek mellett a dokumentum részletes utasításokat tartalmaz a szerelvények gyártására, az alapméretek feltüntetésével, a megjelenés követelményeivel, a maximális tűrésekkel és az összes termék címkézésével kapcsolatban.
GOST R 54560-2011
A szabvány azokat a csővezetékeket írja le, amelyek a fent leírt feltételeknél sokkal enyhébb üzemben vannak:
- Üzemi nyomás - legfeljebb 3,2 MPa;
- Közepes hőmérséklet - 35 ° C-ig;
- Szállított folyadékok - víz, vízoldatok és csatornák (háztartási és ipari).
Fontos: a GOST intézkedése nem vonatkozik a vezetékes vízellátásra és szennyvízelvezetésre.
A dokumentum keretében a termékeket a következő kritériumok szerint osztályozzák:
- Átmérő (DN). Az értéktartomány 300-3000 mm.
- Névleges nyomás (PN). A nem nyomásos csövek esetében a PN koncepciója önmagában is önkényes, és 0,1-0,4 MPa értékű; a nyomáshoz 0.6, 1.0, 1.6, 2.0, 2.5 és 3.2 MPa értékeket vesz fel.
- Névleges merevség (SN). Megapascálban is mérhető, és 1250, 2500, 5000 és 10000 lehet.
Felhívjuk figyelmét, hogy amikor egy üvegszálas szennyvízelvezetőt saját kezűleg helyez el, figyelembe kell vennie, hogy az SN 1250 csöveket elvileg nem ajánlják a föld alatti telepítéshez, és az SN 2500 ajánlott tálcákba helyezni.
A dokumentum, mint az előző, felsorolja a legfontosabb méreteit mindenfajta szerelvény és követelmény a megjelenésük, erejük, jelölésük és megerősítési módszereik tekintetében.
következtetés
Természetesen az anyagainkban csak egy kis részét érintette az üvegszál felhasználásának rendkívül széles témája. Nem tudtuk, hogy lehetséges-e üvegszálas csöveket használni a fűtéshez vagy a háztartási szennyvízhez, mennyire jó a fém-polimer vagy műanyag termékek hátterében. Néhány ilyen kérdés hatással van a videóra ebben a cikkben. Sok szerencsét!