Înfășurarea țevilor din fibră de sticlă. Metode de producere a țevilor din fibră de sticlă

Metode de producere a țevilor din fibră de sticlă

Țevile din fibră de sticlă sunt produse în următoarele moduri:

· țevi fabricate prin turnare centrifugă;

· tevi fabricate prin infasurare continua;

· conducte fabricate prin metoda de înfăşurare periodică.

Cea mai puțin comună metodă în lume este înfășurarea periodică, adoptată de la întreprinderile din industria de apărare. Această metodă Este puțin folosit în lume și este folosit în principal pentru a face țevi din fibră de sticlă cu un liant epoxidic.

Metoda de înfășurare continuă

Cele mai multe țevi din fibră de sticlă din lume sunt realizate prin înfășurarea continuă a fibrului de sticlă cu un liant (cum ar fi poliester sau rășină epoxidică) pe un dorn. După bobinare, țeava este întărită, îndepărtată de pe dorn, testată și expediată către client.

Țeava este fabricată folosind așa-numitul dorn „mergător” și un proces de răcire treptat. Sectoarele dornului care se deplasează pe direcția longitudinală deplasează țeava bobinată prin cuptoare, în care este preîncălzită, țeava părăsește dornul și este în cele din urmă întărită în cuptoarele ulterioare. Tăierea țevii cu o roată abrazivă „diamantă” la lungimea necesară.

Procesul tehnologic de fabricare a țevilor din fibră de sticlă și a produselor modelate constă în aplicarea strat cu strat (pe un dorn de oțel) a materialelor din sticlă impregnate cu rășină de întărire „la rece”. Tipul de rășină este selectat în funcție de proprietățile mediului transportat prin conductă. Schema de armare este determinată ca urmare a calculelor efectuate în conformitate cu standardele internaționale ASTM/AWWA pe baza condițiilor specificate de instalare și exploatare a conductei.

După polimerizare, se formează o structură monolitică, inertă și de înaltă rezistență cu un perete cu următoarea structură:

1. Căptușeală din fibră de sticlă (termorigide armată) (perete interior).

Oferă etanșeitate și rezistență la mediile agresive și/sau abrazive transportate prin conductă. Rugozitatea absolută a peretelui interior este de 23 de microni.

2. Rezistență strat de fibră de sticlă

Oferă rezistență mecanică sub acțiunea combinată a sarcinilor interne și externe în timpul funcționării conductei.

3. Strat exterior (gel coat).

Oferă o suprafață exterioară netedă și rezistență la umiditate, condiții meteorologice, razele ultraviolete și substanțe chimice.

Complexele pentru producția de țevi din fibră de sticlă, containere și alte corpuri rotative folosind tehnologia de înfășurare constau din următoarele tipuri principale de echipamente:

• secțiune de alimentare din sticlă,
• instalație pentru pregătirea liantului: un amestec de rășină poliesterică - catalizator sau alt tip de liant,
• o baie de liant - rășină poliesterică catalizată sau alt tip de rășină, prin care trec firele roving și sunt umezite,
• secțiune de înfășurare cu arbori de rotație, a cărei dimensiune determină diametrul produsului final din fibră de sticlă,
• comenzile echipamentului de bobinare.

Avantajele utilizării țevilor fabricate folosind tehnologia de bobinare continuă:

• rezistență specifică ridicată;
• greutate redusă: de până la 4 ori mai ușor tevi de otel;
• rezistență ridicată la coroziune;
• fiabilitate și durabilitate ridicate;
• costuri minime pentru instalare și întreținere, întreținere ridicată;
• rezistență hidraulică scăzută, fără „depășire excesivă” a diametrului intern;
• puritatea ecologică a produselor transportate. Există certificat de igienă;
• durată lungă de viață a țevilor: în funcție de condițiile specifice - de la 20 la 60 de ani fără reparații.

Metoda de turnare centrifuga

O altă metodă de producere a țevilor din fibră de sticlă este turnarea centrifugă, tehnologie propusă de Hobas. Procesul de producție al acestor țevi trece de la suprafața exterioară la suprafața interioară, folosind o matriță rotativă. Țeava este realizată din fire de fibră de sticlă tăiate (rovings), rășină poliesterică și nisip.

Metoda de turnare centrifugă produce țevi din fibră de sticlă din rășini de poliester armate cu fibră de sticlă tăiate și umplutură activă prin alimentarea cu materii prime printr-o matriță rotativă, rezultând formarea unei structuri de țeavă din stratul exterior. În timpul procesului de fabricație, la rășina lichidă se adaugă materiale solide, fibră de sticlă și umplutură. Procesul de polimerizare a rășinii are loc sub influența unui catalizator și este accelerat în continuare prin încălzire. Datorită legăturilor chimice spațiale tridimensionale, procesul de polimerizare a rășinii este ireversibil. Astfel, plasticul din fibră de sticlă (GRP) este un material rezistent la căldură care menține stabilitatea spațială la temperaturi ridicate. mediu.

Țevile din fibră de sticlă realizate prin turnare centrifugă sunt utilizate în următoarele scopuri:

• echipamente de canalizare;
• drenaj;
• montarea conductelor pentru livrare apă potabilă;
• conducte pentru udare și irigare;
• echipamente pentru centrale hidroelectrice;
• instalarea sistemelor de incalzire si racire;
• montarea conductelor industriale.

Pentru așezarea țevilor din fibră de sticlă se folosesc următoarele metode:

• așezarea deschisă.
• instalare deasupra solului.
• metoda de tragere- revestire.
• metoda echipamentului cu microtunel- puncție

Datorită combinației dintre caracteristicile pozitive ale sticlei și polimerilor, țevile din fibră de sticlă au perspective de aplicare aproape nelimitate - de la amenajarea conductelor de ventilație până la așezarea rutelor petrochimice.

În acest articol, vom lua în considerare principalele caracteristici ale țevilor din fibră de sticlă, marcajele, tehnologiile de fabricație pentru compozite polimerice și compozițiile componentelor de legare care determină domeniul de utilizare al compozitului.

Vom da și noi criterii importante alegere, acordând atenție cei mai buni producatori, deoarece un rol important in calitatea produselor este atribuit capacitatilor tehnice si reputatiei producatorului.

Fibra de sticlă este un material plastic care conține componente din fibră de sticlă și un liant de umplutură (polimeri termoplastici și termorigide). Împreună cu densitatea lor relativ scăzută, produsele din fibră de sticlă au proprietăți bune de rezistență.

În ultimii 30-40 de ani, fibra de sticlă a fost utilizată pe scară largă pentru fabricarea conductelor în diverse scopuri.

Compozitul polimeric este o alternativă demnă la sticlă, ceramică, metal și beton în producția de structuri concepute pentru funcționarea în condiții extreme (petrochimie, aviație, producție de gaze, construcții navale etc.)

Autostrăzile combină calitățile sticlei și polimerilor:

1. Greutate ușoară. Greutatea medie a fibrei de sticlă este de 1,1 g/cc. Pentru comparație, același parametru pentru oțel și cupru este mult mai mare – 7,8 și, respectiv, 8,9. Ușoarele ușurează munca de instalare si transportul materialelor.
2. Rezistenta la coroziune. Componentele compozitului au reactivitate scăzută și, prin urmare, nu sunt supuse electrolizei. coroziunea chimicăși descompunerea bacteriană. Această calitate este un argument decisiv în favoarea fibrei de sticlă pentru rețelele de utilități subterane.
3. Ridicat proprietăți mecanice. Rezistența absolută la tracțiune a compozitului este inferioară celei a oțelului, dar parametrul specific de rezistență este semnificativ superior polimerilor termoplastici (PVC, HDPE).
4. Rezistență la intemperii. Interval de temperatură limită (-60 °C..+80 °C), tratarea țevilor cu un strat protector de gelcoat asigură imunitate la razele UV. În plus, materialul este rezistent la vânt (limită – 300 km/h). Unii producători susțin că fitingurile lor sunt rezistente la seisism.
5. Rezistenta la foc. Sticla incombustibilă este componenta principală a fibrei de sticlă, astfel încât materialul este greu de aprins. La ardere, dioxina de gaz otrăvitor nu este eliberată.

Fibra de sticlă are o conductivitate termică scăzută, ceea ce explică calitățile sale de izolare termică.

Dezavantajele țevilor compozite: susceptibilitatea la uzura abrazivă, formarea de praf cancerigen datorită prelucrării mecanice și costuri ridicate în comparație cu plasticul

Pe măsură ce pereții interiori sunt abraziți, fibrele devin expuse și se desprind - particulele pot pătrunde în mediul transportat.

Galerie de imagini

Sunt folosite atât pentru transportul diverselor medii prin ele, cât și ca elemente structurale (suporturi, stâlpi, traverse, cochilii).

Poveste

Apariția și producția de țevi din fibră de sticlă au devenit posibile la mijlocul anilor 1950, când producția industrială de lianți termorigizi (în primul rând - rășini epoxidice) și fibre de sticlă. Chiar și atunci au început avantaje evidente aceste conducte: greutate redusă și rezistență ridicată la coroziune. Cu toate acestea, în această perioadă, ei nu au reușit să câștige încă nicio cotă pe piața produselor de țevi din cauza prețului scăzut al materialelor de țevi „tradiționale”: oțel (inclusiv oțel inoxidabil), cupru și aluminiu. La mijlocul anilor 1960, situația a început să se schimbe. În primul rând, prețurile oțelului aliat și aluminiului au crescut brusc. În al doilea rând, începerea producției de petrol pe rafturile maritime și în zonele terestre greu accesibile a necesitat utilizarea de țevi ușoare și rezistente la coroziune. În al treilea rând, tehnologia de producție a țevilor din fibră de sticlă a fost îmbunătățită, iar caracteristicile produsului au fost îmbunătățite. În acești ani, Ameron (SUA) a stăpânit producția pe scară largă de țevi din fibră de sticlă de înaltă presiune (până la 30 MPa) pentru câmpurile petroliere. Țevile au avut un succes comercial și mulți producători de produse din fibră de sticlă au apărut în Statele Unite. În anii 1970, țevile din fibră de sticlă fabricate în SUA au devenit larg răspândite în câmpurile petroliere din America de Nord și Orientul Mijlociu.

În anii 1980, interesul pentru țevile din fibră de sticlă a apărut în toate țările industrializate. Producția și utilizarea lor au fost stăpânite în Europa, Japonia și Taiwan. Experimentele privind utilizarea țevilor din fibră de sticlă au început în URSS.

Tehnologii de producție

Începând cu 2013, sunt cunoscute patru tehnologii fundamental diferite pentru producția de țevi din fibră de sticlă:

• Înfășurare armătură de sticlă impregnată cu un liant pe suprafața exterioară a unui dorn tehnologic (dorn);
• Turnare centrifuga;
• Turnare centrifuga din preimpregnat pe suprafata interioara a dornului tehnologic (matrita);
• Pultruzie în spațiul dintre dornurile exterior și interior;
• Extrudarea unui liant umplut în volum cu fibră de sticlă mărunțită.

Înfășurare

Tehnologia de bobinare este cel mai simplu de implementat și oferă o productivitate ridicată. Înfășurarea poate fi periodică sau continuă. Tehnologia de înfășurare asigură o înaltă calitate a suprafeței interioare a țevii datorită modelării acesteia pe suprafața exterioară a dornului, dar calitatea suprafeței exterioare este scăzută din cauza lipsei elementelor de formare la exterior. Pentru conductele utilizate pentru transportul lichidelor și gazelor, această din urmă împrejurare nu este importantă.

Înfășurarea este cunoscută folosind lianți polimerici termorigid (poliester, epoxi, fenol-formaldehidă și alte rășini) și termoplastici (polipropilenă, polietilenă, poliamidă, polietilen tereftalat etc.). Atunci când utilizați lianți termoplastici, sunt posibile tehnologii de înfășurare într-o etapă și în două etape. Atunci când se utilizează tehnologia cu o singură etapă, procesul de combinare (impregnare) a umpluturii fibroase cu un liant termoplastic și de înfășurare pe un dorn are loc secvențial în aceeași instalație tehnologică. Când se utilizează o tehnologie în două etape, în primul rând, ca rezultat al unei operații de combinare, se obține un material preimpregnat (preimpregnat) sub formă de fir, bandă, șuviță. Apoi preimpregnatul rezultat este încălzit din nou și aplicat pe dorn.

Există multe metode cunoscute pentru așezarea fibrelor de sticlă de armare, dar metodele spiralate, spiralate, longitudinal-transversale și oblice longitudinal-transversale și-au găsit aplicație industrială.

Înfășurare cu inel în spirală

Metoda a fost propusă și implementată pentru prima dată de Ameron (SUA) în anii 1960 pentru producția de tuburi din fibră de sticlă. Cu înfășurarea cu inel spiralat (SCW), stivuitorul, care este un inel cu matrițe uniform distanțate în jurul circumferinței, se mișcă înainte și înapoi de-a lungul axei unui dorn rotativ. Această mișcare asigură așezarea fibrelor care sunt continue pe toată lungimea cu distanță egală de-a lungul liniilor elicoidale. Variind raportul vitezei de rotație a dornului și mișcare înainte Stivuitorul vă permite să schimbați unghiul de plasare a fibrelor. La secțiunile de capăt ale țevii din zona de inversare a stivuitorului, unghiul de așezare a fibrelor este redus, astfel încât acestea să fie menținute pe suprafața dornului prin forțe de frecare. Din acest motiv, fibrele rețin tensiunea pe care le-o oferă stratul și după întărirea liantului, armătura țevii devine tensionată, ceea ce îmbunătățește proprietățile fizice și mecanice ale produsului.

Avantajele înfășurării cu inel spiralat includ:

• productivitate ridicată datorită așezării într-o singură trecere cantitate mare fibre;
• rezistență ridicată a țevilor rezultate;
• posibilitatea de a obține o rezistență egală în direcțiile inelare și axiale;
• valoarea ridicată a modulului elastic axial;
• datorită pretensionării armăturii, liantul tolerează bine sarcinile de tracțiune fără fisurare;
• posibilitatea de a forma o secțiune de formare cu o formă complexă, precum și țevi cu diametru variabil;
• posibilitate de așezare a straturilor de sticlă formate dintr-un număr mare de fibre elementare (peste 2400 tex);
• la utilizarea unui dorn pliabil sau destructibil, posibilitatea formării de carcase închise (cilindri, carcase) motoare rachete).

Datorită acestor avantaje, înfășurarea cu inele spirală a devenit larg răspândită în fabricarea țevilor de înaltă presiune (în special țevilor pentru pompe și compresoare), țevi structurale, suporturi compozite pentru liniile electrice și carcase pentru motorul rachetei cu combustibil solid.

Cu toate acestea, această tehnologie are dezavantajele ei:

• complexitatea ridicată a echipamentelor;
• masa mare a pavelului, combinată cu mișcarea sa rapidă alternativă, duce la sarcini crescute asupra mecanismelor de antrenare și de ghidare;
• dificultatea încărcării fibrei de sticlă în calea conducătoare a firului;
• o creștere semnificativă a numărului (până la câteva sute și chiar mii) de fibre așezate la înfășurarea țevilor cu diametru mare, ceea ce necesită utilizarea unui număr mare de matrițe și a altor elemente ale tractului conductor de fir;
• Datorită necesității de mișcare inversă a stivuitorului față de dorn, metoda spirală nu este foarte potrivită pentru înfășurarea continuă.

Datorită acestor dezavantaje, înfășurarea cu inele spirală este rar utilizată pentru producția de țevi cu diametru mare.

Înfășurare cu bandă în spirală

Conform principiului, înfășurarea cu bandă în spirală (SLW) nu diferă de înfășurarea cu inel spiralat, totuși, stivuitorul formează doar o bandă îngustă constând din câteva zeci de fibre. Continuitatea armăturii este asigurată de treceri multiple ale pavajului. Această tehnologie este mai simplă decât tehnologia spiral-ring și permite formarea de țevi cu diametre mari, dar are o serie de dezavantaje:

• productivitatea metodei este semnificativ mai scăzută datorită necesității unui număr mare de treceri de stivuitor;
• așezarea fibrelor este neuniformă și liberă, ceea ce afectează fizicul caracteristici mecanice conducte

Cu toate acestea, înfășurarea bandă spirală este utilizată pe scară largă în producția de țevi scop general presiuni joase și medii.

Înfășurare longitudinal-transversală

Cu înfășurarea longitudinală-transversală (LPW), fibrele care întăresc conducta în direcțiile longitudinale și transversale sunt așezate independent unele de altele. În acest caz, nu este nevoie de mișcarea inversă a stivuitorului și această metodă este potrivită pentru implementarea înfășurării continue. Avantajele PPN includ:

• productivitate ridicată;
• capacitatea de a schimba raportul dintre inel și armătură axială într-un interval mai larg decât cu metodele spiralate;
• posibilitatea implementarii infasurarii continue;
• continuitatea fibrelor axiale și posibilitatea tensiunii lor, drept urmare caracteristicile fizice și mecanice ale țevilor nu sunt mai rele decât în ​​cazul metodelor spiralate.

Dezavantajele PPN:

• Necesitatea utilizării unui stivuitor longitudinal rotativ de fibre, ceea ce complică echipamentul;
• În cazul țevilor cu diametre mari, necesitatea plasării număr mare bobine de fibre într-un stivuitor rotativ.

Înfășurarea longitudinală transversală și-a găsit o aplicație largă în producția continuă de țevi din fibră de sticlă cu diametre mici (până la 75 mm).

Înfășurare longitudinală-transversală în strat oblic

Tehnologia a fost dezvoltată în URSS pentru producţie în masă carcase din fibră de sticlă pentru rachete. Puțin cunoscut în afara Rusiei și Ucrainei. În Rusia, dimpotrivă, a fost răspândită până la mijlocul anilor 2000. Cu înfășurarea longitudinală-transversală a stratului oblic (LPW), stratul formează o pseudo-bandă constând dintr-un mănunchi paralel de fibre impregnate cu un liant, înfășurat sub un unghi ușor pe suprafața dornului (formând o armare inelară), care este pre-învelit cu fibre neimpregnate, formând o armare axiala dupa pozare. Pseudo-pânza este așezată pe dorn cu o suprapunere pe tura precedentă. După așezarea pe dorn, straturile de pseudo-bandă sunt rulate cu role, suprafata exterioara care are linii elicoidale. Laminarea cu role compactează stratul de armătură, îndepărtând excesul de liant. Ca urmare, așezarea fibrelor este foarte densă, iar stratul de liant dintre ele are o grosime minimă, ceea ce are un efect pozitiv asupra rezistenței fibrei de sticlă și reduce inflamabilitatea acesteia. Datorită rulării, este posibil să se obțină un conținut de sticlă în fibră de sticlă întărită de 75%-85% din greutate - un rezultat neatins prin alte metode (SKN oferă un conținut de sticlă de aproximativ 65%, iar SKL și PPN - 45%-60 %). Variând suprapunerea, puteți modifica grosimea peretelui țevii așezat într-o singură trecere. Această metodă face posibilă implementarea înfășurării continue, precum și înfășurarea țevilor cu diametru mare cu un număr mic de fibre așezate simultan.

Avantajele CPP includ:

• productivitate foarte mare, mai ales la înfășurarea țevilor cu diametru mare (peste 150 mm);
• capacitatea de a înfășura conducte de diametre arbitrar mari (teoretic - la infinit);
• posibilitatea de bobinare continua;
• densitate foarte mare de ambalare a fibrelor;
• inflamabilitate scăzută a fibrei de sticlă rezultată;
• posibilitatea de a varia raportul dintre inel și armătură axială pe o gamă largă;
• absența armăturii axiale continue, care îmbunătățește proprietățile dielectrice ale fibrei de sticlă.

Dezavantajele CPP includ:

• posibilitatea de fisurare interstrat, care nu permite crearea de conducte de inalta presiune folosind aceasta tehnologie;
• utilizarea rolelor de cusătură complică utilizarea lianților cu întărire rapidă;
• absenţa pretensionării armăturii axiale reduce modulul elastic al fibrei de sticlă.

Înfășurare din fibră de sticlă

Înfășurarea cu fibră de sticlă este folosită relativ rar, din cauza costului mai mare al fibrei de sticlă în comparație cu fibrele nețesute. În ceea ce privește proprietățile tehnologice, înfășurarea din fibră de sticlă este apropiată de KPPN și este uneori folosită pentru producția la scară mică de țevi de dimensiuni mari.

Turnare centrifuga

În 1957, în orașul elvețian Basel, s-a născut ideea de a folosi turnarea centrifugă pentru a produce țevi din fibră de sticlă (CC-GRP - Centrifugally Glassfiber Reinforced Plastic). Această tehnologie a fost dezvoltat, aplicat și brevetat pentru prima dată de HOBAS

În această metodă, materialele care alcătuiesc peretele conductei sunt alimentate de un alimentator controlat de un controler digital în interiorul unei matrițe de oțel care se rotește rapid.

Compoziția materialelor este rășină poliesterică, fibră de sticlă tocată, nisip de cuarț și făină de marmură.

Diametrul interior al matriței rotative este diametrul exterior al țevii finite din fibră de sticlă. Acest lucru face posibilă obținerea unei țevi cu o precizie a diametrului exterior de 0,1 mm.

Această metodă face posibilă, de asemenea, ca peretele conductei să fie mai uniform și mai monolitic și să se evite incluziunile și delaminările gazoase.

Deoarece un perete de țeavă poate fi turnat la aproape orice grosime, produse compozite cu rigiditate crescută a inelului

(mai mult de SN 12.000 n/m² și țevile de microtunel care pot rezista la sarcini axiale mari sunt fabricate în principal folosind această metodă.

Pultruzia

Pultruzia este o metodă de înaltă performanță pentru producția de țevi din fibră de sticlă și oferă suprafețe externe și interne de înaltă calitate. În același timp, pultruzia are o serie de limitări:

• complexitatea implementării armăturii inelare;
• dificultate în obținerea țevilor de diametre mari;
• complexitatea implementării tehnologice în comparație cu bobinaj;
• necesitatea de a folosi lianți speciali cu un timp inițial de întărire scurt.

Pultruzia este utilizată pentru producția în masă a țevilor din fibră de sticlă cu diametre mici și presiuni de funcționare scăzute pentru instalații sanitare și încălzire, precum și în producția de undițe din fibră de sticlă.

extrudare

Țevile din fibră de sticlă extrudată nu au un cadru de armare obișnuit continuu. Liantul este umplut cu fibră de sticlă tocată orientată aleatoriu. Această tehnologie este simplă și foarte productivă, dar lipsa armăturii continue înrăutățește semnificativ caracteristicile fizice și mecanice ale conductelor. Materialele termoplastice (polietilenă, polipropilenă) sunt utilizate în principal ca matrice polimerică pentru țevile din fibră de sticlă extrudată.

Aplicații și caracteristici operaționale

Relevanța și fezabilitate economică Utilizarea țevilor din fibră de sticlă este determinată de o serie de caracteristici operaționale ale acestora în comparație cu alte tipuri de țevi.

• Materialele plastice din fibră de sticlă se caracterizează printr-o densitate de 1750-2100 kg/m3, în timp ce rezistența lor la tracțiune se află în intervalul 150-350 MPa. Astfel, în ceea ce privește rezistența specifică, fibra de sticlă este comparabilă cu oțelul de înaltă calitate și depășește semnificativ polimerii termoplastici (HDPE, PVC) în acest indicator.
• Fibra de sticlă are o rezistență ridicată la coroziune, deoarece sticla și rășinile termorigide întărite (poliester, epoxidice) incluse în compoziția sa au reactivitate scăzută. În acest indicator, fibra de sticlă este semnificativ superioară metalelor feroase și neferoase și este comparabilă cu oțelul inoxidabil.
• Fibra de sticlă este un material cu inflamabilitate scăzută, inflamabilitate scăzută, auto-stingere, cu un indice ridicat de oxigen, deoarece sticla incombustibilă reprezintă o proporție semnificativă din masa fibrei de sticlă. În acest indicator, fibra de sticlă este superioară polimerilor termoplastici omogene și umpluți.
• Fibra de sticlă este un material anizotrop și proprietățile sale în direcții date pot fi controlate cu ușurință prin variarea modelului de plasare a fibrelor. Astfel, țevile din fibră de sticlă pot fi realizate cu o marjă egală de siguranță în direcțiile axiale și circumferențiale. În materialele izotrope, atunci când țevile sunt încărcate sub presiune internă, factorul de siguranță în direcția inelară este întotdeauna de 2 ori mai mic decât în ​​direcția axială.
• Limita de curgere a fibrei de sticlă este apropiată de rezistența la tracțiune din acest motiv, țevile din fibră de sticlă sunt mult mai puțin elastice decât țevile de oțel sau termoplastice.
• Fibra de sticlă nu poate fi sudată. Conexiunile țevilor sunt realizate folosind flanșe, cuplaje, racorduri niplu-priză și lipici.

Pe baza acestor caracteristici, s-au format o serie de domenii de aplicare a țevilor din fibră de sticlă:

Producția de petrol

În industria petrolieră, țevile din fibră de sticlă sunt utilizate datorită rezistenței mari la coroziune în medii agresive (apă de formare, țiței, fluide de foraj și de proces) în comparație cu oțelul și rezistență specifică ridicată în comparație cu polimerii termoplastici.

Fibra de sticlă este utilizată pentru realizarea țevilor pompe-compresoare și liniare (sisteme PPD) cu un diametru de până la 130 mm pentru presiuni de funcționare de până la 30 MPa, țevi pentru conducte de colectare a uleiului cu un diametru de până la 300 mm pentru presiuni de funcționare de până la 300 mm. 5 MPa, conducte principale cu un diametru de până la 1200 mm pentru presiuni de funcționare de până la 2,5 MPa.

Industria cărbunelui

În industria cărbunelui, există restricții privind materialele utilizate în minele închise. Astfel, regulile de siguranță în minele de cărbune stabilesc că produsele fabricate din materiale nemetalice situate în minele închise trebuie să aibă un indice de oxigen de cel puțin 28%, să fie puțin inflamabile, puțin inflamabile (conform GOST 12.1.044) și produsele lor de ardere nu trebuie să fie foarte toxice. Din aceste motive, utilizarea polietilenei și tevi din polipropilena imposibil în minele de cărbune. În același timp, țevile din fibră de sticlă îndeplinesc aceste cerințe. Utilizarea țevilor din fibră de sticlă în mine este recomandabilă din mai multe motive:

• greutate redusă, ceea ce este foarte important, deoarece conductele de mine au diametre mari (150 - 1200 mm) și sunt de obicei instalate manual;
• rezistența la coroziune într-o atmosferă de mină;
• Suprafața interioară netedă reduce formarea depunerilor praf de cărbuneși alte praf prezente inevitabil în mediile transportate;
• siguranță în timpul exploziilor de metan, deoarece distrugerea fibrei de sticlă are loc fără formarea de fragmente traumatice.

Locuințe și servicii comunale

Țevile din fibră de sticlă și-au găsit aplicații în locuințe și servicii comunale, în principal ca țevi de canalizare. Acest lucru se datorează faptului că țevile de canalizare au diametre de ordinul 600 - 2500 mm și funcționează fără presiune internă în condiții de încărcări externe de la presiunea solului și a apei subterane. Rigiditatea inelului mare a fibrei de sticlă face posibilă crearea de țevi pentru condițiile specificate.

O altă utilizare a țevilor din fibră de sticlă în locuințe și servicii comunale este toboganele de gunoi. În ultimii 10-15 ani, conductele din fibră de sticlă au fost folosite și ca conducte de evacuare a gazelor arse în cazanele pe gaz și centralele termice.

Echipa Poliek LLC a început să producă produse pentru țevi din materii prime din fibră de sticlă nu cu mult timp în urmă, dar în astăzi Astfel de țevi au devenit o soluție de succes la multe probleme. Procesul de fabricație presupune utilizarea diferitelor metode, datorită cărora țevile sunt foarte înguste, variind de la 600, 1000 sau mai mult de milimetri. Componentele lor principale sunt:

rășină sintetică, care, ca element de legare, are rezistență ridicată la sarcinile de impact;

fibră de sticlă care întărește pereții țevilor pentru a le crește rezistența. Pe lângă sticlă, pot fi folosite și fibre de carbon sau de bazalt;

fibre sintetice care vă permit să creați o armătură suplimentară;

cauciuc și fluoroplastic - pentru a îmbunătăți învelișul la agresorii externi.

În funcție de soiuri, toate opțiunile pentru producția de fibră de sticlă sunt populare la Moscova, în conformitate cu designul peretelui din care se disting țevile: țevi cu un singur strat, cu o masă de impregnare epoxidică de până la 60-70% din total. greutate și grosimea peretelui de 0,2...0,8 mm; în două straturi - straturi de protecție și structurale rezistente chimic cu grosimea generală de 1...3 mm; cu trei straturi - constă dintr-o carcasă interioară de origine din fibră de sticlă învelită cu straturi structurale și de protecție, unde carcasa interioară poate fi de 3-6 mm, iar stratul de protecție din polietilenă (LDPE) - 1-3mm. De asemenea, în loc de polietilenă, se poate folosi polipropilena. În acest caz, țevile din fibră de sticlă sunt produse în următoarele moduri:

înfășurarea fibrei de sticlă impregnată pe un dorn cilindric

turnare centrifugală, prin întărirea manșonului finit din fibră de sticlă cu rășini;

pultruziune, care folosește două dornuri pentru turnare;

extrudare - un amestec de fibră de sticlă tocată cu un întăritor și rășină este forțat printr-un orificiu inelar folosind un extruder.

Dar din cauza unei serii de deficiențe și a imposibilității de a realiza diametre mari, prima și ultima opțiune sunt cele mai răspândite.

Productie de bobinaj

Înfășurarea continuă este cea mai comună metodă în Sankt Petersburg și în alte orașe industriale de conducte, folosind un dorn ca mijloc principal de formare a conductelor. La urma urmei, procesul constă în eliberarea unui fir de fibră de sticlă impregnat cu rășină, care este înfășurat pe un dorn. În continuare, sectoarele sale longitudinale alimentează țevile de formare prin cuptorul de pretratare termică și cele ulterioare, până la îndepărtarea maximă. Ca rezultat, polimerizarea formează materiale inerte, de înaltă rezistență, cu o structură de perete monolitică cu următoarea structură:

înveliș din fibră de sticlă întărită a stratului interior (căptușeală termorezistabilă). Suprafața sa are doar 23 de microni de rugozitate pentru trecerea cât mai eficientă a fluidelor de lucru. Designul asigură rezistență completă la mediile agresoare și asigură etanșeitate absolută.

strat de fibră de sticlă de rezistență. Conferă conductelor o rezistență mecanică specială necesară pentru a rezista la sarcinile acțiunii interne și externe care apar în timpul funcționării conductelor.

gelcoat sau strat exterior. Sarcinile sale: rezistența la umiditate și alte fenomene atmosferice, la influența radiațiilor ultraviolete și la substanțe chimice. Între timp, suprafața exterioară devine extrem de netedă.

In functie de echipamentul folosit, instalarea fibrelor de sticla de armare are si cateva caracteristici. Metode precum longitudinal-transversal și același strat oblic, bandă spirală și inel spirală au devenit larg răspândite în industrie.

Productie extrudata

Extrudarea în industrie se referă la formarea de produse polimerice prin presarea masei preparate prin produsul de formare disponibil în extruder. Această tehnologie de producție a țevilor presupune pregătirea materiilor prime din fibră de sticlă tăiată aleatoriu. Productivitatea foarte ridicată, datorită furnizării continue de țevi, vă permite să obțineți cantitatea necesară de material semnificativ rapid.

Care țevi sunt mai bune

Desigur, extrudarea este o tehnologie mai ieftină pentru producerea de material pentru conductele din fibră de sticlă. Dar sistemele de extrudare nu implică implementarea unui cadru regulat de armătură solidă. Absența acestuia duce la o deteriorare semnificativă a caracteristicilor fizice și mecanice. Prin urmare, astfel de structuri sunt ideale atunci când se construiesc sisteme care nu se află în medii agresive cu transportul lichidelor sub presiune scăzută sau ca structuri temporare.

Dar metoda de înfășurare mai scumpă și mai lentă are avantaje operaționale semnificative. Astfel, achiziționarea unor astfel de țevi în orașul Belgorod și în toate cartierele rusești este populară datorită:

rezistența la agresorii externi ai mediului de operare;

flexibilitate ridicată, menținând în același timp rezistența;

rezistență la deformare;

durabilitate mare, cu o limită minimă de 50 de ani, chiar și cu schimbări de temperatură și umiditate ridicată.

Prin urmare, dacă nu este nevoie de o economie strictă sau se așteaptă ca conductele să funcționeze în condiții speciale, desigur, produsele obținute prin a doua metodă sunt mai de preferat. Până la urmă, țevile din fibră de sticlă fabricate la uzina Poliek LLC pot funcționa chiar și în cele mai dure condiții. Prin urmare, acestea sunt achiziționate pentru extracția mineralelor de petrol și gaze, pentru sistemele de canalizare pluvială, pentru alimentarea cu apă a locuințelor și a serviciilor comunale, unde durabilitatea conductelor și costul mai mic în comparație cu metalele vor ajuta la salvarea bugetului orașului.

În prezent piata ruseasca Nu sunt foarte familiarizat cu țevile din fibră de sticlă. Între timp, cererea potențială pentru acest produs imens. Până în 2010, volumul consumului de țevi din fibră de sticlă va crește cu 30% pe an. Apoi cererea va crește și mai repede. Toți producătorii de fibră de sticlă pot fi considerați potențiali producători.

Principalele caracteristici ale țevilor din fibră de sticlă

Peste tot în lume, comunicațiile subterane îmbătrânesc. Milioane de apă și conducte de canalizare necesită reconstrucție. Problema este de natură globală. Acolo unde nu există, de obicei nu există comunicații în sine sau trebuie doar construite (acesta este cazul acum în multe țări în curs de dezvoltare), dar acest lucru nu face ca problema cu care se confruntă aceste țări să fie mai puțin dificilă: trebuie să aleagă ce anume. materiale folosite pentru a evita situaţia care s-a dezvoltat în ţările dezvoltate.

În cele mai multe cazuri, problema este cauzată de coroziune. Suprafața internă neprotejată a colectoarelor de canalizare din beton este distrusă rapid prin acțiunea acidului sulfuric format în timpul oxidării hidrogenului sulfurat. Distrugerea suprafeței exterioare a conductelor metalice este facilitată de impactul solului și al curenților vagabonzi. Țevile metalice se pot coroda dacă sunt așezate în soluri instabile prost drenate și prost aerate. În prezența bacteriilor reducătoare de sulfat, procesul de coroziune este accelerat.

Procesele distructive descrise mai sus pot fi reduse semnificativ sau complet eliminate cu făcând alegerea corectă materiale rezistente la coroziune. Și această alegere este foarte simplă - țevi din fibră de sticlă.

Rezistente la coroziune galvanică și electrolitică, țevile din fibră de sticlă reprezintă o alegere ideală pentru sistemele de alimentare cu apă, iar rezistența dovedită la mediul acid a canalelor de canalizare sanitară permite utilizarea acest tip conducte în sisteme apa reziduala. În ultimii 20 de ani, aceste conducte au fost alegerea pentru multe sisteme de canalizare din regiunea Orientului Mijlociu, cunoscută pentru unele dintre cele mai corozive ape uzate din lume.

De mai bine de 35 de ani, țevile din fibră de sticlă au fost utilizate pe scară largă în lume ca soluție cea mai eficientă și economică la problema creșterii duratei de viață, a fiabilității și a siguranței sistemelor de conducte și a actualizării stocului de conducte învechit.

Fibra de sticlă este un material structural compozit care combină rezistența ridicată cu densitatea relativ scăzută. În diverse industrii, ei concurează cu succes cu materialele tradiționale, cum ar fi metalele și aliajele acestora, betonul, sticla, ceramica și lemnul. În unele cazuri, modele care îndeplinesc special cerințe tehnice, poate fi creat numai din fibra de sticla. Produsele realizate din acest material sunt deosebit de răspândite în dispozitivele concepute pentru a funcționa în condiții extreme - în construcții navale, aviație și tehnologie spațială, echipamente pentru industria petrochimică și producție de gaze.

Liderul mondial în producția și consumul de produse din materiale compozite este SUA, unde aceștia producție industrială a fost înființată în 1944.

Țevile din fibră de sticlă au fost folosite pentru prima dată la sfârșitul anilor 50. În anii 70 în Occident au devenit o soluție comună la problema coroziunii conductelor.

Țevi din materiale compozite polimerice (PCM) înseamnă țevi din fibră de sticlă, plastic bazalt, organoplastic sau alte țevi (în funcție de tipul de umplutură de armare) cu un liant polimeric din material termorigid. Pentru țevile compozite se folosesc de obicei lianți epoxidici sau poliester.

Pentru fabricarea țevilor, în funcție de scopul, locația și metoda de instalare, pot fi utilizate diverse materiale:

• Bazalt, fibre de sticla sau carbon;
• Fibre sintetice din diverse materiale;
• Cauciucuri, materiale plastice cauciucate și fluoroplastice de diferite mărci;
• Materiale de legare pe bază de diverse rășini și compoziții adezive.

Rezistența specifică ridicată și rigiditatea materialelor compozite fibroase, împreună cu rezistența chimică, greutatea relativ mică și alte proprietăți, au făcut ca aceste materiale să fie atractive pentru fabricarea conductelor în diverse scopuri. Utilizarea țevilor din fibră de sticlă în locul celor metalice crește durata de viață a conductelor de 5-8 ori, elimină utilizarea agenților de protecție anticoroziv, reduce greutatea conductei de 4-8 ori și elimină utilizarea lucrărilor de sudare. . În același timp, rămâne întrebare deschisă utilizarea țevilor din fibră de sticlă care funcționează la temperaturi ridicate (până la 120°C).

Țevile din fibră de sticlă sunt clasificate după rigiditate și presiune și după diametru.

Rigiditatea conductei este determinată de capacitatea sa de a rezista sarcinilor din sol și traficului din jur, precum și presiunilor interne negative.

Cu cât peretele este mai gros, cu atât este mai mare rigiditatea și capacitatea de a rezista la sarcini. În funcție de rigiditate, în diferite sisteme de standardizare, țevile sunt împărțite în următoarele clase.

Indicatori de rigiditate a conductelor în diverse sisteme de standardizare

Sursa: date de la American Composites Manufacturers Association (SUA).

Prin presiunețevile sunt clasificate în funcție de presiunea nominală (PN), ceea ce înseamnă valoarea presiunii sigure a apei în MPa la +20 °C pe o durată de viață nominală (de obicei 50 de ani).

De exemplu, țevile standard din fibră de sticlă Hobas au caracteristicile combinate de presiune de funcționare și rigiditate prezentate în tabel. 1.2.

Procesele tehnologice pentru producerea țevilor din fibră de sticlă fac posibilă producerea țevilor cu un strat de acoperire intern rezistent la diferite medii (Tabelul 1.3).

În Rusia, țevile și piesele din fibră de sticlă, în funcție de temperatură, conținutul de componente solide, compozitia chimica substanțele transportate sunt fabricate cu diferite acoperiri interne de protecție. Ele sunt împărțite în următoarele tipuri:

a – pentru lichide cu componente abrazive,
x – pentru medii agresive chimic,
p – pentru a bea apă rece,
g – pentru apă caldă (până la 75 °C) din alimentarea cu apă menajeră și potabilă,
s – pentru alte medii.

Grosimea stratului de acoperire de protecție internă variază de la 0,5 la 3 mm, în funcție de tipul de acoperire și de mediul transportat.

În tabel 1.4 prezintă proprietățile fizice și mecanice ale țevilor din fibră de sticlă.

Țevile și piesele de legătură din fibră de sticlă sunt proiectate și fabricate pentru următoarele tipuri de îmbinări cap la cap:

F – cu flanșă,
B – câlți de frânghie,
M – cuplaj,
MK – adeziv de cuplare,
R – în formă de clopot,
C – special (de exemplu, filetat).

Gama de țevi din fibră de sticlă este destul de extinsă. De exemplu, țevile conform TU 2296 250-24046478 95 cu un liant epoxidic sunt fabricate cu un diametru de 60 până la 400 mm pentru o presiune nominală de 0,6 până la 4,0 MPa. Conform TU 2296011-26598466 96, țevile din fibră de sticlă sunt fabricate folosind un liant din poliester cu o conexiune tip clopot și vârf cu un diametru de 50 până la 1000 mm pentru o presiune nominală de 0,6, 1,0 și 1,6 MPa.

Caracteristicile combinate ale presiunii de lucru și rigidității țevilor din fibră de sticlă

Dependența temperaturii de funcționare și a limitei pH-ului de stratul interior al unei țevi din fibră de sticlă

Sursa: date Hobas.

Proprietăți fizico-mecanice ale țevilor din fibră de sticlă cu liant epoxidic, conform Progress JSC, TU 2296-250-24046478-95

Sursa: date de la Progress JSC

Tipuri de țevi din fibră de sticlă produse în lume

Tipurile de țevi din fibră de sticlă de la diverși producători pot fi împărțite în trei grupe în funcție de următoarele caracteristici:

1. Tip de liant (matrice): epoxidic sau poliester;
2. Tip racord al conductei: adeziv sau mecanic;
3. Design perete de țeavă: fibră de sticlă pură (fără căptușeală), fibră de sticlă cu un strat de film (țevi căptușite), structuri multistrat.

O diferență semnificativă între țevile din fibră de sticlă de la diferiți producători este designul peretelui.

O țeavă din fibră de sticlă cu un singur strat realizată fără căptușeală este un exemplu clasic de utilizare a țevilor din fibră de sticlă în lume. Cu toate acestea, utilizarea unui astfel de design în condiții climatice dure și de teren dificil (de exemplu, în Vestul Siberiei) este complicată de temperaturile ambientale scăzute și influențele mecanice externe asupra conductei de la mișcările solului. Pentru a reduce influența acestor factori, este necesar să se dedice o atenție deosebită dezvoltarea unui șanț în timpul lucrărilor de construcție și instalare: dezvoltarea unui șanț dimensiuni mari, efectuați amortizarea cu nisip a conductei etc. Costul țevilor cu un singur strat poate fi puțin mai mic decât costul țevilor căptușite cu materiale de film și țevi multistrat, dar costul lucrărilor de construcție și instalare este mult mai mare. În plus, conductele realizate din țevi cu un singur strat sunt mai puțin fiabile în funcționare. Aceste circumstanțe reduc semnificativ efectul tehnic și economic al utilizării țevilor din fibră de sticlă cu un singur strat.

Conductele cu o structură cu două straturi, căptușite pe interior cu materiale de film, sunt mai puțin susceptibile la pierderea etanșeității atunci când conductele rulează în soluri instabile din Siberia de Vest.

Cu toate acestea, în timpul funcționării țevilor cu două straturi în conductele de câmp petrolier, au fost identificate o serie de deficiențe grave care au necesitat modificări în proiectarea și tehnologia de fabricație a țevii:

• aderență insuficientă între căptușeală și stratul de fibră de sticlă, ceea ce nu asigură integritatea peretelui conductei;
• încălcarea elasticității materialului de căptușeală la temperaturi ambientale scăzute;
• separarea căptușelii de învelișul din fibră de sticlă a conductei în timpul transportului prin țevi a mediilor care conțin gaz (efect de cheson).

Asigurarea unei aderențe suficiente la fibra de sticlă și a elasticității stratului interior sunt probleme reciproc opuse. O mai bună aderență la stratul de fibră de sticlă este asigurată prin reticulare chimică a celor două materiale, iar în acest scop este recomandabil să se folosească ca căptușeală un material de natură termorezistentă. Cu toate acestea, un astfel de material își pierde elasticitatea la temperaturi scăzute și se pierd avantajele designului conductei cu două straturi. Dimpotrivă, materialul termoplastic – polietilena – are o elasticitate mai bună la temperaturi scăzute, dar reticulare chimică a acestuia cu carcasa din fibră de sticlă este problematică. Atunci când un mediu care conține gaz este transportat printr-o conductă din conducte cu două straturi, apare așa-numitul efect de cheson, care constă în decojirea stratului de peliculă interior din fibra de sticlă. Când gazul este degazat sau dizolvat din mediul transportat, se creează condiții când gazul trece prin stratul de film interior, se acumulează între fibra de sticlă și stratul de căptușeală și creează presiune asupra căptușelii din exterior.

Sub influența presiunii gazului dintre straturi, stratul de peliculă se desprinde din fibra de sticlă, drept urmare structura conductei este deteriorată. Acest fenomen nu are loc dacă nu există gaz în mediul importat prin conductă.

Țevile din fibră de sticlă cu două straturi sunt destinate utilizării în conductele care transportă medii degazate: conducte pentru formarea de pompare și apă uzată, alimentare cu apă, canalizare etc. Stratul interior al țevilor poate fi realizat din polietilenă de înaltă densitate (HDPE), un material considerat a fi cel mai rezistent chimic în mediile de conducte petroliere. Aderența polietilenei la fibra de sticlă este asigurată prin utilizarea unui grad special de polietilenă, reticulat în timpul procesului de întărire a țevii, formularea liantului epoxidic și modul de tratament termic al țevilor. Procesul de tratament termic asigură reticulare simultană a polietilenei și întărirea liantului epoxidic. Ca rezultat, este aproape imposibil să desprindeți stratul interior de polietilenă al țevii din fibra de sticlă fără a o distruge pe aceasta din urmă.

Designul țevilor cu trei straturi diferă de țevile cu două straturi prin prezența unei carcase interioare din fibră de sticlă, conectată structural la stratul de căptușeală. Carcasa interioară nu suportă sarcini de-a lungul axei țevii, iar designul său este optimizat pentru a oferi o rezistență mai mare în direcția circumferențială. Carcasa interioară este proiectată pentru a netezi presiunea internă care se schimbă ciclic în conductă, care apare atunci când gazul conținut în produsul transportat este dizolvat sau degazat. Mediul transportat pătrunde în zona dintre carcasa interioară și stratul de film, creând astfel o zonă de presiune constantă în apropierea căptușelii, care este egală cu presiunea de operare din conductă. Datorită faptului că presiunea din apropierea stratului de film nu se modifică, nu există condiții pentru pătrunderea gazului prin acesta și nu are loc efectul de cheson. În același timp, carcasa interioară crește suplimentar rigiditatea țevilor și reduce efectul de temperatură al mediului asupra fibrei de sticlă portantă, ceea ce crește și durabilitatea utilizării acestora.

Astfel, în construcția cu trei straturi a unei țevi din fibră de sticlă, majoritatea problemelor de asigurare a fiabilității și durabilității sunt rezolvate:

• rezistența mecanică și durabilitatea țevilor se realizează prin utilizarea unui material compozit - fibră de sticlă cu un liant epoxidic;
• îmbinarea fiabilă a țevilor în conductă este asigurată prin utilizarea unei conexiuni mecanice mufă-niplu care îndeplinește cerințele standarde internaționaleîn această industrie;
• etanșeitatea țevilor în cazul sarcinilor exterioare în timpul funcționării și construcției conductelor este asigurată prin utilizarea unui strat de film de căptușeală elastică, a cărui rezistență chimică este standard în mediile petroliere;
• a fost rezolvată problema menținerii elasticității căptușelii la temperaturi scăzute, asigurând în același timp aderența acesteia la fibra de sticlă;
• Pentru transportul mediilor cu conținut ridicat de gaz, a fost dezvoltat și patentat un design unic de conducte cu trei straturi, care nu are analogi în lume.

1. Țevi din fibră de sticlă cu un singur strat (1C)

Țevile din fibră de sticlă cu un singur strat sunt fabricate din fibră de sticlă de înaltă calitate, produsă prin metoda de înfășurare „umedă”. Pentru a crește rezistența chimică și a reduce coeficientul de rezistență hidraulică, se realizează o căptușeală pe suprafața interioară a țevilor.

Căptușeala este un compozit bicomponent format din material de sticlă de joasă densitate impregnat cu un liant epoxidic, al cărui conținut ajunge la 60-70% în greutate. Grosimea căptușelii poate fi de la 0,2 la 0,8 mm. Stratul principal al țevii (stratul structural) este format din fire de sticlă (rovings) impregnate cu un liant epoxidic. Stratul structural oferă un raport dat de caracteristici fizice și mecanice de-a lungul axei și în direcția circumferențială a țevii.

2. Țevi din fibră de sticlă cu două straturi (2C)

Țevile din fibră de sticlă cu două straturi sunt o structură cu două straturi constând dintr-un strat protector și structural.

Stratul de protecție este realizat din polietilenă de înaltă densitate (HDPE). Grosimea stratului protector poate fi de la 1 la 3 mm. Stratul de protecție este conceput pentru a crește rezistența chimică a țevii și pentru a-și menține etanșeitatea sub influența unor sarcini externe semnificative. Stratul structural este realizat din fibră de sticlă de înaltă calitate, obținută prin metoda înfășurării „umede” a firelor de sticlă (rovings) impregnate cu un liant epoxidic.

Stratul structural oferă un raport dat de caracteristici fizice și mecanice de-a lungul axei și în direcția circumferențială a țevii. Conform tehnologiei de fabricație, stratul structural este așezat deasupra celui de protecție, iar semifabricatul de țeavă suferă un mod de tratament termic (polimerizare) în timpul căruia ambele straturi sunt cusute împreună, formând o structură monolitică. Conexiunile țevilor sunt mecanice, fabricate ca o singură unitate cu țeava.

3. Țevi din fibră de sticlă cu trei straturi (3C)

Țevile din fibră de sticlă cu trei straturi sunt o structură cu trei straturi constând dintr-o carcasă interioară din fibră de sticlă a unui strat protector și structural. Din punct de vedere structural, carcasa interioară este independentă de straturile de protecție și structurale reticulate.

Carcasa interioară este realizată din fibră de sticlă folosind metoda de înfășurare „umedă” a firelor de sticlă (rovings) impregnate cu un liant epoxidic. Grosimea carcasei interioare poate fi de la 3 la 6 mm in functie de diametrul interior al conductei. Carcasa interioară nu suportă sarcini de-a lungul axei țevii, iar designul său este optimizat pentru o rezistență mai mare în direcția circumferențială. Carcasa interioară este proiectată pentru a netezi presiunea internă care se schimbă ciclic din țeavă care are loc în timpul dizolvării sau degazării gazului conținut în produsul transportat.

Stratul de protecție este realizat din polietilenă de înaltă densitate (HDPE). Grosimea stratului protector poate fi de la 1 la 3 mm. Stratul de protecție este conceput pentru a crește rezistența chimică a țevii și pentru a-și menține etanșeitatea sub influența unor sarcini externe semnificative.

Stratul structural este realizat din fibră de sticlă de înaltă calitate, obținută prin metoda înfășurării „umede” a firelor de sticlă (rovings), impregnate cu un liant epoxidic la grosimea necesară. Stratul structural oferă un raport dat de caracteristici fizice și mecanice de-a lungul axei și în direcția circumferențială a țevii. Conform tehnologiei de fabricație, straturile separatoare, de protecție și structurale sunt așezate pe o carcasă interioară preînfășurată și întărită. Apoi, semifabricatul de țeavă suferă un mod de tratament termic (polimerizare), în timpul căruia straturile de protecție și structurale sunt cusute împreună pentru a forma o structură monolitică, iar mișcarea carcasei interioare de-a lungul axei țevii este limitată structural. Conexiunile țevilor sunt mecanice, fabricate integral cu țeava.

Produsele în formă de fibră de sticlă includ flanșe, teuri, coturi, adaptoare și pot fi fabricate fie standard, fie la comandă.

Caracteristicile distinctive ale acestor conducte sunt:

• rezistență ridicată la medii agresive;
• rezistență la microorganisme, razele ultraviolete și factorii de mediu negativi;
• caracteristici mecanice ridicate;
• eliminarea nevoii de protecție împotriva coroziunii electrochimice;
• funcționare într-un domeniu larg de temperatură (de la -50°C la +100°C).

Conductele din fibră de sticlă au patru tipuri de conexiuni.

1. Îmbinare mufă-cintă cu etanșare dublă O-ring.

Asigură asamblarea rapidă și fiabilă a țevilor și fitingurilor. Două garnituri inelare elastice de secțiune transversală circulară, instalate în șanțuri circumferențiale paralele la capătul țevilor, asigură etanșeitatea îmbinării în conducte sub presiune și fără presiune. Canelurile pentru etanșări de la capătul țevilor sunt prelucrate la o mașină cu controlat electronic, care asigură suprafețe de ședere de precizie. În funcție de caracteristicile mediului transportat prin conductă, se folosesc garnituri inelare de la diferite mărci de compuși de cauciuc. Inelele O din cauciuc sunt furnizate împreună cu componentele conductelor.

2. Îmbinare mufă și țeon cu etanșare dublă inelară și element de blocare.

Pentru a compensa efectul forțelor axiale asupra conductei (de exemplu, în conductele supraterane), se folosește un element de blocare într-o conexiune mufă-cușon, care este instalat printr-o gaură din priză în canelurile inelare de pe tijă. și capetele prizei și împiedică mișcarea axială a elementelor conductei unul față de celălalt. În funcție de nivelul forțelor axiale, elementul de blocare poate fi rotund sau dreptunghiular în secțiune transversală și realizat din diverse materiale (poliamidă, PVC, cablu metalic). Elementele de blocare, precum și inelele O din cauciuc, sunt furnizate complet cu elementele de conductă.

3. Conexiune cu flanșă.

Folosit pentru conectarea elementelor de conducte din fibră de sticlă cu conducte și fitinguri metalice. Dimensiunile de conectare ale flanșelor din fibră de sticlă sunt realizate în conformitate cu GOST 12815-80.

4. Imbinare cap la cap adeziva.

Se realizează prin aplicarea strat cu strat a materialelor din sticlă de armare impregnate cu un liant poliester întărit la rece pe capetele netede ale țevilor. Legătura asigură etanșeitatea și rezistența structurii în direcția axială și circumferențială. Spre deosebire de alte tipuri de conexiuni, acesta este neseparabil.

Peretele unei conducte din fibră de sticlă este o structură multistrat, care include trei straturi. Stratul interior (armat, termoactiv) asigură etanșeitatea completă a structurii și rezistența acesteia la efectele mediului agresiv transportat prin conductă. Rugozitatea absolută a peretelui interior este de 23 de microni, ceea ce reduce costul de pompare a apei și a apei uzate transportate prin conducte.

Stratul mijlociu este purtător și asigură rezistența mecanică a structurii sub acțiunea combinată a sarcinilor interne și externe în timpul funcționării conductei. Stratul exterior asigură netezimea suprafeței exterioare a conductei și rezistența acesteia la razele ultraviolete și factorii de mediu negativi.

Un punct fundamental în producția de țevi din fibră de sticlă este tipul de material de legare. Două tipuri de elemente de legătură sunt cele mai răspândite în lume:

• Liant din poliester;
• Liant epoxidic.

Caracteristici distinctive ale țevilor din fibră de sticlă pe ambele tipuri de lianți din țevi de oțel:

• netezimea ideală a canalului intern, oferind caracteristici hidraulice ridicate, reducând costurile energetice pentru pomparea mediului transportat și împiedicând formarea depunerilor;
• rezistență ridicată la coroziune chimică și electrochimică, care nu necesită mijloace speciale protectie anticoroziva asigurand consistenta caracteristici hidrauliceși durată de viață lungă (50 de ani sau mai mult);
• greutate redusă în comparație cu metalul, betonul armat și alte țevi, ceea ce simplifică operațiunile de transport, încărcare și descărcare și instalarea conductei și, în cele din urmă, reduce semnificativ costurile forței de muncă în timpul construcției acesteia;
• rezistență la influențele forțelor interne și externe, oferind rezistență la șoc hidraulic, posibilitatea instalării subacvatice și subterane cu o adâncime de până la 12-16 m, fiabilitate la deplasare din cauza contracției solului;
• rezistență ridicată la abraziune prevenind reducerea caracteristici de rezistență conducte la transportul lichidelor care conțin impurități mecanice; rezistența suprafeței exterioare la radiațiile ultraviolete și factorii biologici;
• capacitatea de a fabrica țevi de diferite lungimi (de la 6 la 18 m), conexiuni de înaltă calitate fără nicio pre-tratare a îmbinărilor, simplitate și ușurință de prelucrare a materialului țevilor, eliminarea sudurii la locul de instalare.

Tevi din fibra de sticla cu liant PEF

Structura peretelui țevii este formată pe bază de rășini poliesterice termorigide armate cu fibră de sticlă și umplutură de nisip. Tehnologia utilizată face posibilă crearea unei structuri de perete de țeavă folosind proprietățile caracteristice ale principalelor materii prime:

• Se introduc fir de fibră de sticlă continuă și fibră de sticlă tăiată pentru a crea forță de tracțiune și rezistență axială;
• umplutura (nisip de cuarț) este utilizat în partea centrală a peretelui conductei pentru a crea rigiditatea necesară;
• țesăturile din fibră de sticlă sunt folosite pentru a conferi proprietățile necesare stratului exterior al țevii.

Astfel, peretele conductei este format din componente de legare și armare, umplutură, armături de suprafață și componente suplimentare. Polimerii - cei termorigizi nesaturați - sunt utilizați ca componente de legare pentru a crea matricea compozită. rășini de poliester. Rășinile folosite au proprietăți importante pentru țevile produse:

• întărire la temperatura camerei;
• grad scăzut de toxicitate;
• inerție chimică;
• legătură puternică cu fibra de sticlă.

Țevile sunt polimerizate (întărite) folosind catalizatori pe bază de peroxizi organici (peroxid de metil etil cetonă) și acceleratori pe bază de saponificatori de cobalt (octoat de cobalt). În funcție de domeniul de aplicare al țevilor, se folosesc diferite tipuri de poliester (izoftalic, ortoftalic, bisfenol, ester vinilic) și alte rășini.

Componentele de armare sunt diverse tipuri fibră de sticlă, oferind rezistența necesară, precum și rezistența la coroziune a țevii. Se folosesc combinații de fibre de sticlă continue (fire sau șuvițe) și tocate. Orientarea și cantitatea de fibră de sticlă oferă diferite caracteristici mecanice ale țevilor. Pentru a îmbunătăți caracteristici de performanta Fibrele din fibră de sticlă sunt „lipite”, ceea ce crește umiditatea rășinii și fibrelor.

Acoperirile ușoare din fibră de sticlă sunt folosite ca întăriri de suprafață pentru a întări straturile cu conținut ridicat de rășină. Învelișurile de suprafață din covorașe de sticlă asigură o rezistență ridicată a suprafețelor țevilor la influența mediului intern și extern.

Structura peretelui țevii din fibră de sticlă

Țevile fabricate sunt împărțite în mai multe clase în funcție de presiune și rezistență specifică, clase intermediare de țevi, iar țevile proiectate pentru caracteristici superioare sunt furnizate la cerere.

Grosimea peretelui conductei este determinată de structura sa, care include mai multe straturi.

Stratul interior este o căptușeală (0,8–1,2 mm grosime), asigură etanșeitate, rezistență maximă la coroziune chimică și abraziune, netezimea suprafeței interioare și elimină depunerile de pe pereții țevii. Căptușeala este realizată din rășină specială.

Stratul structural (portant), care definește proprietățile mecanice, garantează rezistența întregii conducte la presiunea interioară și/sau exterioară, la sarcinile exterioare rezultate din transport și instalare, la sarcinile de sol, la sarcini de curgere, la sarcini termice etc. . Stratul de structură este format prin aplicarea și înfășurarea pe un strat inferior (căptușeală) parțial întărit:

• polimer termorigid (rășină poliesterică);
• înfășurare continuă din fibră de sticlă;
• fibră de sticlă tocată;
• nisip de cuarț.

Grosimea stratului structural este calculată pe baza parametrilor de conductă specificați. Stratul exterior are o grosime de 0,2–0,3 mm sau mai mult, servește la protejarea conductei de expunere lumina soarelui, sol agresiv sau mediu coroziv. De obicei, constă dintr-un polimer pur cu adăugarea (dacă conducta este așezată deasupra solului) a unui inhibitor de ultraviolete pentru a proteja conducta de expunerea la lumina soarelui.

Țevile pe bază de PEF sunt rezistente la coroziune și substanțe chimice agresive și, prin urmare, au o gamă largă de aplicații.

Domenii de aplicare a țevilor din fibră de sticlă cu liant de poliester.