Шклопластыкавыя трубы: перавагі, тэхналогія вытворчасці,
Як выглядае вытворчасць труб з шклапластыка? Якімі павінны быць шклопластыкавыя трубы па Дасце? Наколькі прывабныя іх характарыстыкі на фоне альтэрнатыўных рашэнняў? Давайце паспрабуем адказаць на гэтыя пытанні.
Што гэта такое
Што ўяўляе сабой шклапластыка? Назва, увогуле-то, дае вычарпальнае ўяўленне пра склад матэрыялу: злучнае (эпаксідная або поліэфірная смала) армуецца шкловалакном. Армаванне забяспечвае ўстойлівасць ў адносінах да нагрузак на расцяжэнне і выгін; злучнае гарантуе ўстойлівасць да ударных нагрузак.
Звярніце ўвагу: ўжываюцца смалы - тыповыя реактопласты. Пры цвярдзенні ў іх адбываюцца незваротныя хімічныя змены; раз так - у адрозненне ад тэрмапластаў, кантактная зварка вырабаў немагчымая. Для злучэння труб прымяняюцца клей, фланцы пад балты, разьбы і г.д.
гісторыя
Тэхналогія вытворчасці зарадзілася ў пяцідзесятых гадах мінулага стагоддзя, калі пачалося прамысловае выраб эпаксідных смол. Як і любая новая тэхналогія, на пачатковым этапе гэтая не была асабліва папулярная: адсутнасць вопыту выкарыстання шклапластыка дапаўняла невысокі кошт на традыцыйныя матэрыялы (сталь, медзь і алюміній).
Прыкладна да сярэдзіны 60-х, аднак, карціна пачала мяняцца.
Што адбылося?
- Выраслі кошты на сталь і каляровыя металы.
- Пачалася камерцыйная распрацоўка шэльфавых радовішчаў нафты і газу. Шклопластыкавыя трубы НКТ (насосна-кампрэсарныя) выгадна адрозніваліся ад металічных невялікім вагой і, што яшчэ важней, каразійнай устойлівасцю: кантакт з салёнай вадой не наносіў ім ніякага шкоды, у адрозненне ад канкуруючых прадуктаў.
- Нарэшце, самі тэхналогіі вытворчасці шклапластыка таксама не стаялі на месцы: ён станавіўся танней і больш трывалым.
Вынік не прымусіў сябе чакаць: да канца 60-х амерыканская кампанія Ameron выйшла са сваімі шклопластыкавыя трубы высокага ціску спачатку на паўночнаамерыканскі, а затым і на блізкаўсходні рынак. Да 80-гадам падцягнуліся еўрапейскія і, крыху пазней, савецкія (пазней - расійскія) вытворцы.
перавагі
Чым шклапластыка заваяваў папулярнасць?
Спіс яго вартасцяў не занадта вялікі, але выглядае вельмі пераканаўча.
- Вельмі разумная на фоне высоколегированных і нержавеючай сталі кошт.
- Ўстойлівасць да карозіі і агрэсіўным серадах.
Карысна: пры неабходнасці транспарціроўкі асабліва агрэсіўных вадкасцяў элементы трубаправодаў футеруются поліэтыленам высокага ціску.
- невялікая вага. Удзельная трываласць шклапластыка (трываласць, аднесеная да шчыльнасці) у 3,5 разы вышэй, чым у сталі; такім чынам, равнопрочность канструкцыі з гэтых матэрыялаў будуць адрознівацца вагой у некалькі разоў.
- Магчымасць атрымання матэрыялу з зададзенымі механічнымі ўласцівасцямі дзякуючы пэўнай схеме армавання. Напрыклад, спіральна-кальцавая намотка шкловалакна забяспечвае найвышэйшую ўстойлівасць да ўнутранага ціску.
вытворчасць
Як выглядае вытворчасць шклопластыкавыя труб?
На гэты час можна вылучыць чатыры асноўных тэхналогіі іх вырабу.
| Назва | апісанне |
| экструзія | Смала змешваецца з ацвярджальнікам і сечаным шкловалакном, пасля чаго праціскаецца экструдар праз колцавае адтуліну. Вытворчасць танна, тэхналагічна, аднак адсутнасць рэгулярнага армавальнага каркаса адбіваецца на выніковай трываласці вырабаў. |
| Пултрузия | Труба фарміруецца паміж унутранай і вонкавай апраўкі. Абедзве паверхні атрымліваюцца ідэальнымі; аднак шэраг тэхналагічных абмежаванняў не дазваляе вырабляць такім чынам трубы вялікіх дыяметраў і з высокім рабочым ціскам. |
| цэнтрабежнае фармаванне | Армаванне ўяўляе сабой гатовы рукаў з шклотканіны, які прыціскаецца да паверхні верціцца формы цэнтрабежнымі сіламі. Яны ж спрыяюць раўнамернаму размеркаванню смалы па будучых сценак. Асноўная вартасць тэхналогіі - магчымасць атрымаць гладкую вонкавую паверхню; асноўны недахоп - энергаёмістасць і, адпаведна, дарагоўля. |
| намотка | Прасякнутае злучным шкловалакно (нітка, стужка або тканіна) намотваецца на цыліндрычную апраўку. Абсталяванне для вытворчасці шклопластыкавыя труб метадам намоткі найбольш распаўсюджана дзякуючы адноснай прастаце і высокай прадукцыйнасці. |
У апошняга метаду вытворчасці ёсць некалькі, так бы мовіць, падвідаў. Давайце пазнаёмімся з імі.
Спіральна-кальцавая намотка
Ўкладчыкаў - кольца з некалькімі механізмамі падачы прасякнутай ніткі - здзяйсняе зваротна-паступальныя руху ўздоўж верціцца апраўкі. Пры кожным праходзе ўкладваецца пласт валокнаў з пастаянным крокам; кальцавая схема кладкі, як мы памятаем, дазваляе дамагчыся максімальнай трываласці трубы на разрыў.
Цікава: папярэдняе нацяжэнне ніткі таксама спрыяльна адбіваецца на выніковай трываласці вырабы, прадухіляючы з'яўленне расколін пры выгінальных нагрузках.
Метадам спіральна-кальцавой намоткі вырабляюцца насосна-кампрэсарныя трубы, разлічаныя на высокія працоўныя ціску, якія нясуць канструктыўныя элементы (у тым ліку кампазітныя апоры ЛЭП) і нават корпуса ракетных рухавікоў.
Спіральна-істужачная намотка
Розніца з папярэднім метадам - толькі ў тым, што за адзін праход ўкладчыкаў фармуе вузкую стужку ў дзясятак-другі валокнаў. Адпаведна, для фарміравання суцэльнага армавання патрабуецца куды больш праходаў; само армавання атрымліваецца некалькі менш шчыльным. Галоўная вартасць метаду - куды больш простае і, адпаведна, таннае абсталяванне.
Падоўжна-папярочная намотка
Прынцыповае адрозненне ад папярэдніх схем - у тым, што намотка робіцца бесперапыннай: ўкладчыкаў адначасова ўкладвае падоўжныя і папярочныя ніткі. Здавалася б, гэта павінна спрасціць і зрабіць таннейшым тэхналогію; аднак тут ёсць асабліва механічная праблема.
Апраўка, на якой намотваецца будучая труба, круціцца; раз так - павінны круціцца і шпулькі, з якіх размотваецца нітка падоўжнага армавання. Прычым чым больш дыяметр трубы, тым больш павінна быць шпулек.
Косослойная папярочна-падоўжная намотка
Гэта рашэнне было распрацавана яшчэ пры жыцці Савецкага Саюза ў Харкаве і першапачаткова ўжывалася пры вытворчасці карпусоў рэактыўных снарадаў. Пазней яно атрымала распаўсюджванне на ўсёй постсавецкай прасторы.
У чым сутнасць метаду?
- Ўкладчыкаў фармуе шырокую стужку паралельных прасякнутых злучным валокнаў.
- Стужка перад намотваннем на апраўку папярэдне абмотваецца ніткай без насычэння, пасля утваральнай восевую арматуру. Самі ж сабраныя ў стужку ніткі ўтвараюць, адпаведна, арматуру папярочную: стужка ўкладваецца папярок восі апраўкі.
- Пасля кладкі кожны пласт пракатваецца валікамі, ушчыльнялымі армаванне і выцясняць лішняе злучнае.
Чым выгадная такая схема?
- Магчымасцю бесперапыннага вытворчасці. За адзін праход можна сфармаваць калі заўгодна тоўстыя сценкі, проста змяняючы нахлест стужкі.
- Высокай прадукцыйнасцю.
- Магчымасцю вырабляць шклопластыкавыя трубы вялікага дыяметра (у тэорыі - без якіх-небудзь абмежаванняў максімальнага памеру). Габарыты абмежаваныя толькі памерам апраўкі.
- Надзвычай высокім утрыманнем шкловалакна ў гатовым матэрыяле. Яно даходзіць да 85% супраць 45-65% пры альтэрнатыўных спосабах. Гэта ўплывае як на выніковую трываласць, так і на гаручасць прадукцыі.
стандарты
Вытворчасць цікавяць нас вырабаў рэгламентуецца двума нарматыўнымі дакументамі:
- ДАСТ Р 53201-2008 ўтрымлівае техусловия для вырабу труб дыяметрам 50-200 мм на разьбовых злучэннях.
- Распрацаваны пры ўдзеле ТАА НТТ (Новыя Трубныя Тэхналогіі) ДАСТ Р 54560-2011 апісвае дэталі трубаправодаў з реактопластов, армаваных шкловалакном.
Вывучым асноўныя палажэнні дакументаў.
ДАСТ Р 53201-2008
Прадугледжаны стандартам рэжым эксплуатацыі труб выглядае так:
- Тэмпература - ад -60 да + 60С.
- Адносная вільготнасць - да 100%.
- Тэмпература транспартуецца вадкасці - да + 110С.
- Працоўны ціск - ад 3,5 да 27,6 Мпа.
Прадугледжваюцца наступныя варыянты выкарыстання апісаных стандартам вырабаў:
- Транспарціроўка нафты і газавага кандэнсату.
- Транспарціроўка раствораў соляў (уключаючы марскую ваду).
- Збудаванне ліфтавых калон.
- Мацаванне свідравін рознага прызначэння.
- Падтрыманне пластовых ціску пры распрацоўцы падземных радовішчаў.
- Тэхнічнае і пітное водазабеспячэнне.
Стандарт вылучае тры тыпу труб:
| абазначэнне | расшыфроўка |
| НК | Насосна-кампрэсарныя |
| Аб | обсадные |
| Л | лінейныя |
Якімі могуць быць дыяметры шклопластыкавыя труб, вырабленых па ДАСТ Р 53201-2008, і іншыя іх характарыстыкі?
Насосна-кампрэсарныя, обсадные
| Унутраны дыяметр, мм | Намінальны ціск, Мпа | Мінімальная таўшчыня сценкі, мм | Маса пагоннага метра, 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 |
лінейныя
| Унутраны дыяметр, мм | Намінальны ціск, Мпа | Мінімальная таўшчыня сценкі, мм | Маса пагоннага метра, 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 |
Акрамя тыпаразмераў труб, у дакуменце ўтрымліваецца дэталёвая інструкцыя па вырабе фітынгаў з указаннем базавых памераў, патрабаванні да знешняга выгляду, максімальным допускам і маркіроўкі ўсіх вырабаў.
ДАСТ Р 54560-2011
Стандарт апісвае трубаправоды, якія эксплуатуюцца ў куды больш мяккіх ў параўнанні з апісанымі вышэй умовах:
- Працоўны ціск - да 3,2 Мпа;
- Тэмпература асяроддзя - да 35С;
- Транспартуюцца вадкасці - вада, водныя растворы і сцёкі (бытавыя і прамысловыя).
Важна: дзеянне ДАСТ не распаўсюджваецца на трубаправоды для ўнутраных вадаправодаў і каналізацыі.
У рамках дакумента прадукцыя класіфікуецца па наступных прыкметах:
- Дыяметру (DN). Дыяпазон значэнняў - ад 300 да 3000 міліметраў.
- Намінальнага ціску (PN). Для безнапорных труб само паняцце PN даволі ўмоўна і бярэцца роўным 0,1 - 0,4 Мпа; для напорных яно прымае значэння 0,6, 1,0, 1,6, 2,0, 2,5 і 3,2 Мпа.
- Намінальным калянасці (SN). Яна таксама вымяраецца ў мегапаскалей і можа быць роўная 1250, 2500, 5000 і 10000.
Звярніце ўвагу: пры пракладцы шклопластыкавыя сістэмы каналізацыі сваімі рукамі варта ўлічваць, што трубы SN 1250 не рэкамендаваны для падземнай пракладкі ў прынцыпе, а SN 2500 рэкамендуецца пракладаць ў латках.
Дакумент, як і папярэдні, пералічвае асноўныя памеры ўсіх відаў фітынгаў і патрабаванні да іх вонкавым выглядзе, трываласці, маркіроўцы і метадам армавання.
заключэнне
Зразумела, у нашым матэрыяле мы закранулі толькі невялікі часткі вельмі шырокай тэмы выкарыстання шклапластыка. Мы не высветлілі, ці можна ўжываць шклопластыкавыя трубы для ацяплення або бытавой каналізацыі, наколькі яны добрыя на фоне металапалімерных або цалкам пластыкавых вырабаў. Частка з гэтых пытанняў закранае відэа ў гэтым артыкуле. Поспехаў!