Mitte nii kaua aega tagasi alustas Poliek LLC meeskond klaaskiust toorainest torutoodete tootmist, kuid tänapäeval on sellised torud saanud paljude probleemide edukaks lahenduseks. Tootmisprotsess hõlmab erinevate meetodite kasutamist, tänu millele saadakse torud väga kitsad ning on 600, 1000 või rohkem millimeetrit. Nende peamised komponendid on:

sünteetiline vaik, millel on sideainena kõrge vastupidavus löögikoormustele;

klaaskiud, mis tugevdab seinu torudes, et suurendada nende tugevust. Lisaks klaasile võib kasutada ka süsinikkiudu või basaltkiudu;

sünteetilised kiud, mis võimaldavad teil luua täiendavat tugevdust;

kumm ja fluoroplastid - kesta tugevdamiseks välistele agressoritele.

Olenevalt sortidest on Moskvas populaarsed kõik klaaskiu tootmise võimalused, mille seinakonstruktsiooni järgi eristatakse torusid: ühekihilised torud, mille epoksiidi immutusmass on kuni 60-70% kogumassist ja seina paksus 0,2 ... 0,8 mm; kahekihilised - keemiliselt vastupidavad kaitse- ja struktuursed kihid, mille üldine paksuse parameeter on 1 ... 3 mm; kolmekihiline - koosnevad konstruktsiooni- ja kaitsekihtidega kaetud klaaskiust sisekest, kus sisemine kest võib olla 3-6 mm ja kaitsev polüetüleeni (PVD) kiht - 1-3 mm. Samuti võib polüetüleeni asemel kasutada polüpropüleeni. Samal ajal toodetakse klaaskiust torusid järgmistel viisidel:

immutatud klaaskiu kerimine silindrilisele tornile

tsentrifugaalvormimine, tugevdades valmis klaaskiudhülsi vaikudega;

pultrusioon kahe vormimistoru abil;

ekstrusioon - hakitud klaaskiust kõvendi ja vaigu segu surutakse ekstruuderiga läbi rõngakujulise augu.

Kuid paljude puuduste ja suurte läbimõõtude tegemise võimatuse tõttu kasutatakse kõige laialdasemalt esimest ja viimast võimalust.

Mähise tootmine

Pidev mähkimine on Peterburis ja teistes torutööstuslinnades kõige levinum meetod, mille puhul kasutatakse toru peamise vahendina torni. Protsess seisneb ju vaiguga immutatud klaaskiust niidi vabastamises, mis keritakse ümber torni. Lisaks toidavad selle pikisuunalised sektorid vormimistorusid läbi eelkuumtöötlusahju ja järgnevad kuni maksimaalse tühjenemiseni. Selle tulemusel moodustub polümerisatsioon inertsed, monoliitse seinakonstruktsiooniga ülitugevad materjalid, millel on järgmine struktuur:

sisemise kihi tugevdatud klaaskiust kest (termoreaktiivne vooder). Selle pinnal on ainult 23 mikronit karedust töövedelike kõige tõhusamaks läbilaskmiseks. Disain tagab täieliku vastupidavuse agressorile ja tagab absoluutse tiheduse.

klaaskiust kiht. See annab torudele erilise mehaanilise tugevuse, mis on vajalik torujuhtmete töötamise ajal tekkivatele sise- ja välistegevuse koormustele.

gelcoat või väliskiht. Selle ülesanded: vastupidavus niiskusele ja muudele atmosfäärinähtustele, ultraviolettkiirguse, kemikaalide mõjule. Samal ajal muutub välispind erakordselt siledaks.

Olenevalt kasutatavast seadmest on tugevdavate klaaskiudude paigaldamisel ka mõned omadused. Tööstuses on levinud sellised meetodid nagu piki-põiki ja sama kaldu, spiraallint ja spiraal-rõngakujuline.

ekstrudeeritud tootmine

Ekstrusiooniks nimetatakse tööstuses polümeertoodete moodustamist, surudes valmistatud massi ekstruuderis läbi vormimisprodukti. See torude tootmistehnoloogia hõlmab tooraine valmistamist kaootiliselt hakitud klaaskiust. Väga kõrge tootlikkus tänu torude pidevale tarnimisele võimaldab teil saada vajaliku koguse materjali palju kiiremini.

Millised torud on paremad

Loomulikult on ekstrusioon klaaskiust torujuhtmete materjali tootmiseks odavam tehnoloogia. Kuid ekstrusioonisüsteemid ei hõlma tavalise tugeva tugevdusega raami rakendamist. Selle puudumine põhjustab füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste märkimisväärset halvenemist. Seetõttu on sellised konstruktsioonid ideaalsed süsteemide ehitamisel, mis ei kuulu agressiivse keskkonna piiridesse, vedelike transportimiseks madala rõhu all või ajutiste konstruktsioonidena.

Kuid kallimal ja aeglasemal mähismeetodil on olulised tööeelised. Niisiis on selliste torude ostmine Belgorodi linnas ja kõigis Venemaa piirkondades populaarne tänu:

vastupidavus töökeskkonna välistele agressoritele;

suur paindlikkus, säilitades samal ajal tugevuse;

vastupidavus deformatsioonile;

suurepärane vastupidavus, minimaalselt 50 aastat, isegi temperatuurikõikumiste ja suure niiskuse korral.

Seega, kui puudub vajadus range ökonoomsuse järele või eeldatakse, et torud töötavad eritingimustes, on loomulikult eelistatavamad teise meetodiga saadud tooted. Lõppude lõpuks võivad Poliek LLC tehases valmistatud klaaskiudtorud töötada ka kõige raskemates tingimustes. Seetõttu ostetakse neid nafta- ja gaasimaavarade kaevandamiseks, sademekanalisatsioonisüsteemide jaoks, elamute ja kommunaalteenuste veevarustuseks, kus torude vastupidavus ja metallidega võrreldes madalam hind aitavad säästa linnaeelarvet.

Praegu pole Venemaa turg klaaskiudtorudega eriti tuttav. Samal ajal on potentsiaalne nõudlus nende toodete järele tohutu. Kuni 2010. aastani kasvab klaaskiudtorude tarbimine 30% aastas. Siis kasvab nõudlus veelgi kiiremini. Potentsiaalsete tootjatena võib käsitleda kõiki klaaskiu tootjaid.

Klaaskiust torude peamised omadused

Kogu maailmas vananevad maa-alused kommunaalteenused. Miljonid vee- ja kanalisatsioonitorud vajavad rekonstrueerimist. Probleem on globaalne. Seal, kus seda pole, kommunikatsioonid tavaliselt puuduvad või tuleb need ainult ehitada (praegu on see paljudes arengumaades), kuid see ei muuda nende riikide probleemi vähem keeruliseks: nad peavad valima, milline materjale kasutada, et vältida arenenud riikides kujunenud olukorda.

Enamasti on probleemide põhjuseks korrosioon. Betoonist kanalisatsioonikollektorite sisemine kaitsmata pind hävib kiiresti vesiniksulfiidi oksüdeerumisel tekkiva väävelhappe toimel. Metalltorustike välispinna hävimist soodustab pinnase ja hulkuvate hoovuste mõju. Metalltorud võivad korrodeeruda, kui need asetatakse halvasti kuivendatud ja nõrgalt erodeeritud ebastabiilsesse pinnasesse. Sulfaate redutseerivate bakterite juuresolekul korrosiooniprotsess kiireneb.

Eespool kirjeldatud destruktiivseid protsesse saab korrosioonikindlate materjalide õige valikuga oluliselt vähendada või need täielikult kõrvaldada. Ja see valik on väga lihtne - klaaskiust torud.

Galvaanilisele ja elektrolüütilisele korrosioonile vastupidavad klaaskiudtorud on ideaalne valik veevarustussüsteemidesse ning sanitaarkanalisatsiooni äravoolutorude tõestatud happekindlus muudab need sobilikuks kasutamiseks reoveesüsteemides. Viimase 20 aasta jooksul on need torud valitud paljude kanalisatsioonivõrkude jaoks Lähis-Ida piirkonnas, mis on tuntud maailma kõige agressiivsema kanalisatsiooni poolest.

Klaaskiudtorusid on maailmas laialdaselt kasutatud enam kui 35 aastat kui kõige tõhusamat ja ökonoomsemat lahendust torusüsteemide tööea, töökindluse ja ohutuse suurendamise ning aegunud torustikuvarude uuendamise probleemile.

Klaaskiud on, milles on ühendatud kõrge tugevus suhteliselt väikese tihedusega. Erinevates tööstusharudes konkureerivad nad edukalt selliste traditsiooniliste materjalidega nagu metallid ja nende sulamid, betoon, klaas, keraamika ja puit. Teatud juhtudel saab tehnilistele erinõuetele vastavaid konstruktsioone luua ainult klaaskiust. Sellest materjalist valmistatud tooteid kasutatakse eriti laialdaselt ekstreemsetes tingimustes töötamiseks mõeldud seadmetes - laevaehituses, lennunduses ja kosmosetehnoloogias, naftakeemia- ja gaasitööstuse seadmetes.

Komposiitmaterjalidest toodete tootmise ja tarbimise osas on maailmas liider Ameerika Ühendriigid, kus nende tööstuslik tootmine loodi juba 1944. aastal.

Klaaskiust torusid kasutati esmakordselt 50ndate lõpus. 70ndatel sai neist läänes tavaline lahendus torujuhtmete korrosiooniprobleemile.

Polümeerkomposiitmaterjalidest (PCM) valmistatud torud on klaaskiust, basaltplastist, organoplastist või muud torud (olenevalt tugevdava täiteaine tüübist) termoreaktiivsest materjalist polümeersideainega. Komposiittorude jaoks kasutatakse reeglina epoksü- või polüestersideaineid.

Torude valmistamiseks võib sõltuvalt paigaldamise eesmärgist, kohast ja meetodist kasutada erinevaid materjale:

• Basalt, klaas- või süsinikkiud;
• Sünteetilised kiud erinevatest materjalidest;
• Erinevate klasside kummid, kummiplastid ja fluoroplastid;
• Erinevatel vaikudel ja liimikompositsioonidel põhinevad sideained.

Kiudkomposiitmaterjalide kõrge eritugevus ja jäikus koos keemilise vastupidavuse, suhteliselt väikese kaalu ja muude omadustega on muutnud need materjalid atraktiivseks erinevatel eesmärkidel torujuhtmete valmistamisel. Klaaskiudtorude kasutamine metalltorude asemel pikendab torustike kasutusiga 5-8 korda, välistab korrosioonivastaste kaitsevahendite kasutamise, vähendab torustiku kaalu 4-8 korda, välistab keevitamise. Samal ajal jääb lahtiseks küsimus kõrgel temperatuuril (kuni 120°C) töötavate klaaskiudtorude kasutamise kohta.

Klaaskiudtorud klassifitseeritakse jäikuse ja rõhuklassi ning läbimõõdu järgi.

Toru jäikus Selle määrab selle võime taluda ümbritseva pinnase ja liikluse koormusi, samuti negatiivseid sisemisi rõhku.

Mida paksem on sein, seda suurem on jäikus ja vastupidavus koormustele. Erinevates standardimissüsteemides jäikuse järgi jagunevad torud järgmistesse klassidesse.

Toru jäikuse näitajad erinevates standardimissüsteemides

Allikas: American Composites tootjate assotsiatsiooni andmed (USA).

Surve abil torud klassifitseeritakse nimirõhu (PN) järgi, mis tähendab ohutu veerõhu väärtust MPa-des temperatuuril +20 ° C normaliseeritud kasutusea (tavaliselt 50 aastat) jaoks.

Näiteks standardsetel Hobas GRP torudel on kombineeritud töörõhu ja jäikuse omadused, mis on näidatud tabelis 1. 1.2.

Klaaskiudtorude tootmise tehnoloogilised protsessid võimaldavad toota torusid, mille sisemine kattekiht on vastupidav erinevatele kandjatele (tabel 1.3).

Venemaal valmistatakse klaaskiust torusid ja osi olenevalt temperatuurist, tahkete komponentide sisaldusest, transporditava aine keemilisest koostisest erinevate kaitsvate sisekatetega. Need on jagatud järgmisteks tüüpideks:

a - abrasiivsete komponentidega vedelike puhul,
x - keemiliselt agressiivsete keskkondade jaoks,
p - külma vee joomiseks,
d - kuuma (kuni 75 ° С) olme- ja joogiveevarustuse vee jaoks,
c - muu meedia jaoks.

Sisemise kaitsekattekihi paksus on 0,5 kuni 3 mm, olenevalt katte tüübist ja transporditavast keskkonnast.

Tabelis. 1.4 näitab klaaskiudtorude füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi.

Klaaskiust torud ja liitmikud on märgistatud ja toodetud järgmist tüüpi põkkliidete jaoks:

F - ääristatud,
B - lohista,
M - ühendus,
MK - varrukate liim,
R - kellukesekujuline,
C - spetsiaalne (näiteks keermestatud).

Klaaskiust torude valik on üsna lai. Näiteks valmistatakse epoksüsideainel olevaid torusid vastavalt standardile TU 2296 250-24046478 95 läbimõõduga 60–400 mm nimirõhul 0,6–4,0 MPa. Vastavalt standardile TU 2296011-26598466 96 toodetakse klaaskiudtorusid 50 kuni 1000 mm läbimõõduga pesa tüüpi ühendusega polüestersideainel nimirõhul 0,6, 1,0 ja 1,6 MPa.

Klaaskiust torude kombineeritud töörõhu ja jäikuse omadused

Töörõhk (MPa)	Rõhuklass (PN)	Jäikusklass (SN)	Määramine
0,4	4	2500	4/2500
0,6	6	5000	6/5000
1,0	10	5000	10/5000
1,0	10	10000	10/10000
1,6	16	10000	16/10000
2,0	20	10000	20/10000
2,5	25	10000	25/10000

Töötemperatuuri ja pH piiri sõltuvus klaaskiudtoru sisekihist

Allikas: Hobase andmed.

Epoksiidsideainel põhinevate klaaskiust torude füüsikalised ja mehaanilised omadused, vastavalt JSC "Progress", TU 2296-250-24046478-95

Indikaatori nimi	Spiraalselt keritud torud mähisnurgaga 55	Pidevalt keritud torude tugevdamine 2 1
Tõmbetugevus tangentsiaalses suunas, MPa, mitte vähem kui	240	180
Tõmbetugevus aksiaalsuunas, MPa, mitte vähem kui	120	80
Elastsusmoodul tangentsiaalses suunas, MPa, mitte vähem kui	25000	19000
Elastsusmoodul aksiaalsuunas, MPa, mitte vähem kui	12000	8000
Lineaarse soojuspaisumise koefitsient (aksiaalne) 1/°C, max	1 8x10 5	2 1x10"
Tihedus kg / m 3	1800 – 1900	1600 - 1700
Kaalusuhtega klaasitäite sideaine	65 - 72/35 - 28	50 – 55 / 50 – 40
Tangentsiaalne tõmbepinge MPa, mitte enam	50	35
Aksiaalne tõmbepinge MPa, mitte enam	24	16
Tõmbe deformatsioon mm/m mitte enam	0002	0002

Allikas: JSC Progressi andmed

Maailmas toodetud klaaskiudtorude tüübid

Erinevate tootjate klaaskiudtorude tüübid võib jagada kolme rühma vastavalt järgmistele kriteeriumidele:

1. Sideaine tüüp (maatriks): epoksü või polüester;
2. Toruühenduse tüüp: liim või mehaaniline;
3. Toruseina konstruktsioon: puhas GRP (ilma voodrita), GRP kilekihiga (vooderdatud torud), mitmekihilised konstruktsioonid.

Oluliseks erinevuseks erinevate tootjate klaaskiudtorude vahel on seina disain.

Ühekihiline klaaskiudtoru, mis on valmistatud ilma voodrita, on klassikaline näide klaaskiudtorude kasutamisest maailmas. Sellise konstruktsiooni kasutamist karmides ilmastikutingimustes ja rasketes reljeefsetes tingimustes (näiteks Lääne-Siberis) raskendavad aga madalad ümbritsevad temperatuurid ja pinnase liikumisest tulenevad välised mehaanilised mõjud torujuhtmele. Nende tegurite mõju vähendamiseks tuleb ehitus- ja paigaldustöödel pöörata erilist tähelepanu kaeviku väljatöötamisele: välja töötada suur kaevik, teostada torujuhtme liivapadi jne. Ühekihiliste torude maksumus võib olla mõnevõrra madalam kilematerjalidega vooderdatud torude ja mitmekihiliste torude maksumusest, kuid ehitus- ja paigaldustööde maksumus on palju suurem. Lisaks on ühekihilistest torudest valmistatud torujuhtmed töökindlad. Need asjaolud vähendavad oluliselt ühekihiliste klaaskiudtorude kasutamise tehnilist ja majanduslikku mõju.

Kahekihilised torud, mis on seestpoolt vooderdatud kilematerjalidega, on Lääne-Siberi ebastabiilses pinnases kulgevate torustike tingimustes vähem altid tiheduse kadumisele.

Naftaväljade torustike kahekihiliste torude kasutamisel tuvastati aga mitmeid tõsiseid puudusi, mis nõuavad torude valmistamise konstruktsiooni ja tehnoloogia muutmist:

• voodri ja klaaskiu kihi ebapiisav haardumine, mis ei võimalda tagada toruseina tugevust;
• voodri materjali elastsuse rikkumine madalal ümbritseval temperatuuril;
• voodri kihistumine toru klaaskiust kestast gaasi sisaldava keskkonna transportimisel läbi torude (kessonefekt).

Klaaskiuga piisava haardumise ja sisemise kihi elastsuse tagamine on vastastikku vastandlikud probleemid. Parima nakkumise klaaskiu kihiga tagab kahe materjali keemiline ristsidumine ning selleks on soovitav kasutada vooderdusena termoreaktiivse iseloomuga materjali. Kuid selline materjal kaotab madalatel temperatuuridel elastsuse ja kahekihilise torukonstruktsiooni eelised kaovad. Vastupidi, kõige parema elastsusega madalatel temperatuuridel on termoplastne materjal - polüetüleen, kuid selle keemilise ristsidumise läbiviimine klaaskiust kestaga on problemaatiline. Gaasi sisaldava keskkonna transportimisel läbi torujuhtme kahekihilistest torudest tekib nn kessonefekt, mis seisneb klaaskiust sisemise kilekihi delamineerimises. Gaasi degaseerimisel või lahustamisel transporditavast keskkonnast tekivad tingimused, kui gaas läbib sisemise kilekihi, koguneb klaaskiu ja voodrikihi vahele ning tekitab voodrile väljastpoolt survet.

Kilekiht kihtidevahelise gaasisurve toimel koorub klaaskiust lahti, mille tagajärjel puruneb torukonstruktsioon. Seda nähtust ei esine, kui torujuhtme kaudu imporditavas keskkonnas pole gaasi.

Klaaskiust kahekihilised torud on ette nähtud töötamiseks degaseeritud keskkonda transportivates torustikes: torustikud formatsiooni- ja reovee pumpamiseks, veevarustuseks, kanalisatsiooniks jne. Torude sisemine kiht võib olla valmistatud kõrgtihedast polüetüleenist (LDPE) – materjalist, mida peetakse naftaväljade torujuhtmete keskkonnas kõige keemiliselt vastupidavamaks. Polüetüleeni nakkumine klaaskiuga tagatakse spetsiaalse polüetüleeni kasutamisega, mis on toru kõvenemise, epoksüsideaine koostise ja torude kuumtöötlemise käigus ristseotud. Kuumtöötlusprotsess tagab polüetüleeni samaaegse ristsidumise ja epoksüsideaine kõvenemise. Selle tulemusena on praktiliselt võimatu eemaldada klaaskiust toru sisemist polüetüleenkihti ilma viimast hävitamata.

Kolmekihiliste torude konstruktsioon erineb kahekihilistest torudest sisemise klaaskiust kesta olemasolu poolest, mis on struktuurselt voodrikihiga kinnitamata. Sisekate ei kanna koormust piki toru telge ja selle konstruktsioon on optimeeritud suurema tugevuse tagamiseks ümbermõõdu suunas. Sisekesta eesmärk on tasandada tsükliliselt muutuvat siserõhku torus, mis tekib transporditavas tootes sisalduva gaasi lahustumisel või degaseerimisel. Transporditav keskkond tungib sisemise kesta ja kilekihi vahelisele alale, luues seeläbi voodri lähedal püsiva rõhuala, mis on võrdne torujuhtme töörõhuga. Tänu sellele, et rõhk kilekihi lähedal ei muutu, puuduvad tingimused gaasi läbitungimiseks ja kessoniefekti ei teki. Samal ajal suurendab sisemine kest täiendavalt torude jäikust ja vähendab kandja temperatuuri mõju kandvale klaaskiule, mis suurendab ka nende kasutamise vastupidavust.

Seega lahendatakse klaaskiudtoru kolmekihilises konstruktsioonis enamik töökindluse ja vastupidavuse tagamise küsimusi:

• torude mehaaniline tugevus ja vastupidavus saavutatakse komposiitmaterjali - klaaskiudude kasutamisega epoksüsideainel;
• torude usaldusväärne ühendamine torustikus on tagatud mehaanilise pistikupesa-nippelühenduse kasutamisega, mis vastab selle tööstusharu rahvusvaheliste standardite nõuetele;
• torustike tihedus väliskoormuste korral töötamisel ja torustike ehitamisel tagatakse elastse vooderkilekihi kasutamisega, mille keemiline vastupidavus on etalon õlikeskkonnas;
• lahendati voodri elastsuse säilitamise küsimus madalatel temperatuuridel, tagades samal ajal selle nakkumise klaaskiuga;
• kõrge gaasisisaldusega kandjate transportimiseks on välja töötatud ja patenteeritud ainulaadne kolmekihiline torukonstruktsioon, millel pole maailmas analooge.

1. Ühekihilised klaaskiudtorud (1C)

Ühekihilised klaaskiudtorud on valmistatud kvaliteetsest klaaskiust, mis on saadud "märja" mähise teel. Keemilise vastupidavuse suurendamiseks ja hüdraulilise takistuse koefitsiendi vähendamiseks tehakse torude sisepinnale vooder.

Vooder on kahekomponentne komposiit, mis koosneb epoksüsideainega immutatud madala tihedusega klaasmaterjalist, mille sisaldus ulatub 60-70 massiprotsendini. Voodri paksus võib olla 0,2 kuni 0,8 mm. Toru põhikiht (konstruktsioonikiht) koosneb epoksüsideainega immutatud klaasniitidest (eeltest). Konstruktsioonikiht tagab füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste antud suhte piki toru telge ja ümbermõõtu.

2. Kahekihilised klaaskiust torud (2C)

Kahekihilised klaaskiudtorud on kahekihiline struktuur, mis koosneb kaitse- ja konstruktsioonikihtidest.

Kaitsekiht on valmistatud kõrgsurve polüetüleenist (LDPE). Kaitsekihi paksus võib olla 1 kuni 3 mm. Kaitsekiht on ette nähtud toru keemilise vastupidavuse suurendamiseks ja selle tiheduse säilitamiseks oluliste väliste koormuste mõjul. Struktuurkiht on valmistatud kvaliteetsest klaaskiust, mis on saadud epoksüsideainega immutatud klaasniitide (heidete) "märja" kerimise meetodil.

Konstruktsioonikiht tagab füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste antud suhte piki toru telge ja ümbermõõtu. Vastavalt tootmistehnoloogiale kantakse konstruktsioonikiht kaitsekihi peale ning torutoorik läbib kuumtöötluse (polümerisatsiooni), mille käigus õmmeldakse mõlemad kihid kokku, moodustades monoliitse struktuuri. Toruühendused on mehaanilised, tehtud toruga ühtsena.

3. Kolmekihilised klaaskiust torud (3C)

Kolmekihilised klaaskiudtorud on kolmekihiline struktuur, mis koosneb kaitse- ja konstruktsioonikihtidest koosnevast sisemisest klaaskiust kestast. Struktuurselt on sisemine kest sõltumatu ristseotud kaitse- ja konstruktsioonikihtidest.

Sisemine kest on valmistatud klaaskiust epoksüsideainega immutatud klaasniitide (heelte) "märja" kerimise meetodil. Sisekesta paksus võib olenevalt toru siseläbimõõdust olla 3-6 mm. Sisekate ei kanna koormust piki toru telge ja selle konstruktsioon on optimeeritud suurema tugevuse tagamiseks ümbermõõdu suunas. Sisekesta eesmärk on tasandada tsükliliselt muutuvat siserõhku torus, mis tekib transporditavas tootes sisalduva gaasi lahustumisel või degaseerimisel.

Kaitsekiht on valmistatud kõrgsurve polüetüleenist (LDPE). Kaitsekihi paksus võib olla 1 kuni 3 mm. Kaitsekiht on ette nähtud toru keemilise vastupidavuse suurendamiseks ja selle tiheduse säilitamiseks oluliste väliste koormuste mõjul.

Struktuurkiht on valmistatud kvaliteetsest klaaskiust, mis on saadud epoksiidsideainega vajaliku paksuseni immutatud klaasniitide (heide) "märja" kerimise meetodil. Konstruktsioonikiht tagab füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste antud suhte piki toru telge ja ümbermõõtu. Vastavalt tootmistehnoloogiale kantakse eelnevalt haavatud ja kõvastunud sisekestale eraldav, kaitsev ja struktuurne kiht. Järgmisena läbib torutoorik kuumtöötluse (polümerisatsiooni) režiimi, mille käigus kaitse- ja konstruktsioonikiht õmmeldakse kokku, moodustades monoliitse struktuuri ning sisekesta liikumine piki toru telge on konstruktsiooniliselt piiratud. Toruühendused on mehaanilised, valmistatud toruga lahutamatult.

GRP-liitmikud hõlmavad äärikuid, teesid, painutusi, adaptereid ja neid saab valmistada nii standard- kui ka eritellimusel.

Nende torustike iseloomulikud omadused on järgmised:

• kõrge vastupidavus agressiivsele keskkonnale;
• vastupidavus mikroorganismidele, ultraviolettkiirtele ja ebasoodsatele keskkonnateguritele;
• kõrged mehaanilised omadused;
• elektrokeemilise korrosioonivastase kaitse vajaduse kõrvaldamine;
• töötab laias temperatuurivahemikus (-50°С kuni +100°С).

Klaaskiust torujuhtmetel on nelja tüüpi ühendusi.

1. Pistikupesa ja tihvtiühendus kahekordse O-rõngastihendiga.

Tagab torude ja liitmike kiire ja usaldusväärse montaaži. Kaks elastset O-rõngast, mis on paigaldatud naelte otsa paralleelsetesse ringsoontesse, tagavad liite tiheduse nii surve- kui ka mittesurvetorustikes. Tihendussooned naastude otsas on elektroonselt töödeldud, et tagada täpsed istumispinnad. Sõltuvalt torujuhtme kaudu transporditava keskkonna omadustest kasutatakse erinevat tüüpi kummiühenditest valmistatud O-rõngaid. Kummist O-rõngad on varustatud torustiku elementidega.

2. Tüübli- ja pesaühendus topelt O-rõngastihendi ja lukustuselemendiga.

Torustiku telgjõudude mõju kompenseerimiseks (näiteks maapealsetes torustikes) kasutatakse pesa-poldi ühenduses stopperielementi, mis paigaldatakse läbi pesas oleva ava rõngakujulistesse soontesse naast ja pesa lõpeb ja takistab torujuhtme elementide aksiaalset liikumist üksteise suhtes. Sõltuvalt aksiaaljõudude tasemest võib lukustuselement olla ristlõikega ümmargune või ristkülikukujuline ning valmistatud erinevatest materjalidest (polüamiid, PVC, metallkaabel). Torujuhtme elementidega on kaasas lukustuselemendid, samuti kummist O-rõngad.

3. Äärikühendus.

Seda kasutatakse klaaskiust torujuhtme elementide ühendamiseks metalltorustike ja liitmikega. Klaaskiust äärikute paigaldusmõõtmed on tehtud vastavalt standardile GOST 12815-80.

4. Kleepuv põkkühendus.

Seda tehakse "külm"kõvastuva polüestersideainega immutatud tugevdavate klaasmaterjalide kiht-kihilise pealekandmisega siledatele toruotstele. Ühendus tagab konstruktsiooni tiheduse ja tugevuse telje ja ümbermõõdu suunas. Erinevalt teistest ühenduse tüüpidest ei ole see eraldatav.

Klaaskiust torujuhtme sein on mitmekihiline struktuur, mis sisaldab kolme kihti. Sisekiht (tugevdatud, termoaktiivne) tagab konstruktsiooni täieliku tiheduse ja vastupidavuse torujuhtme kaudu transporditava agressiivse keskkonna mõjule. Siseseina absoluutne karedus on 23 mikronit, mis vähendab vee ja torustike kaudu transporditava reovee pumpamise kulusid.

Keskmine kiht on jõukiht ja tagab konstruktsiooni mehaanilise tugevuse sise- ja väliskoormuse koosmõjul torujuhtmete töötamise ajal. Väliskiht tagab torujuhtme välispinna sileduse ja vastupidavuse ultraviolettkiirtele ja ebasoodsatele keskkonnateguritele.

Klaaskiust torude tootmise põhipunkt on sideaine tüüp. Maailmas on kõige levinumad kahte tüüpi ühenduselemendid:

• polüester sideaine;
• Epoksiidsideaine.

Mõlemat tüüpi terastorude sideainete klaaskiudtorude eristavad omadused:

• sisemise kanali ideaalne sujuvus, pakkudes kõrgeid hüdraulilisi omadusi, vähendades energiatarbimist transporditava keskkonna pumpamiseks ja vältides sademete teket;
• kõrge vastupidavus keemilisele ja elektrokeemilisele korrosioonile, mis ei nõua spetsiaalseid korrosioonikaitsevahendeid, tagades hüdrauliliste omaduste püsivuse ja pika (50 aastat või rohkem) kasutusea;
• väike kaal võrreldes metalli, raudbetooni ja mõnede teiste torudega, mis lihtsustab torujuhtme transportimist, käsitsemist ja paigaldamist ning vähendab selle tulemusena oluliselt tööjõukulusid selle ehitamise ajal;
• vastupidavus sise- ja välisjõudude mõjudele, hüdraulilise šoki vastupidavuse tagamine, veealuse ja maa-aluse paigaldamise võimalus sügavusega kuni 12–16 m, töökindlus pinnase kokkutõmbumisel liikumisel;
• kõrge kulumiskindlus, mis hoiab ära toru tugevusomaduste vähenemise mehaanilisi lisandeid sisaldavate vedelike transportimisel; välispinna vastupidavus ultraviolettkiirguse ja bioloogiliste tegurite mõjule;
• võimalus valmistada erineva pikkusega torusid (6 kuni 18 m), kvaliteetsed ühendused ilma liigendite eeltöötluseta, torumaterjali töötlemise lihtsus ja lihtsus, keevitamise välistamine paigalduskohas.

Klaasplast torud PEF sideainel

Toruseina struktuur on moodustatud klaaskiuga tugevdatud termoreaktiivsete polüestervaikude ja liivatäitematerjali baasil. Rakendatud tehnoloogia võimaldab luua toru seinakonstruktsiooni, kasutades peamiste toorainete iseloomulikke omadusi:

• tõmbejõu ja teljesuunalise tugevuse loomiseks võetakse kasutusele pidev klaaskiudniit ja tükeldatud klaaskiud;
• täiteainet (kvartsliiva) kasutatakse toruseina keskosas vajaliku jäikuse loomiseks;
• klaaskiudkangaid kasutatakse selleks, et anda toru väliskihile vajalikud omadused.

Seega moodustatakse torusein sidumis- ja tugevdavatest komponentidest, täiteainest, pinnatugevdajatest ja lisakomponentidest. Polümeere – küllastumata termoreaktiivseid polüestervaike – kasutatakse siduvate komponentidena komposiitmaatriksi loomiseks. Kasutatavatel vaikudel on toodetud torude jaoks olulised omadused:

• kõvenemine toatemperatuuril;
• madal toksilisuse tase;
• keemiline inertsus;
• tugev klaaskiust käepide.

Torud polümeriseeritakse (kõvendatakse) orgaaniliste peroksiidkatalüsaatorite (metüületüülketoonperoksiid) ja koobalti seebistajatel (koobaltoktoaadil) põhinevate kiirenditega. Sõltuvalt torude ulatusest kasutatakse erinevat tüüpi polüestreid (isoftaal-, ortoftaal-, bisfenool-, vinüülester) ja muid vaiku.

Tugevdavad komponendid on erinevat tüüpi klaaskiud, mis tagavad vajaliku tugevuse ja toru korrosioonikindluse. Kasutatakse pideva (kiud või takud) ja tükeldatud klaaskiu kombinatsioone. Klaaskiu suund ja kogus annavad torudele erinevad mehaanilised omadused. Klaaskiu tööomaduste parandamiseks "liimitakse" kiud, mis suurendab vaigu ja kiudude märguvust.

Kergekaalulisi klaaskiudkatteid kasutatakse pinnatugevdusena kõrgete vaigukihtide tugevdamiseks. Klaasmattide pinnakestad tagavad torupindade kõrge vastupidavuse sise- ja väliskeskkonna mõjudele.

Klaaskiust toru seinakonstruktsioon

Valmistatud torud on jagatud mitmeks surve- ja spetsiifiliseks tugevusklassiks, torude vaheklassideks ning soovi korral on saadaval ka suurema jõudlusega torud.

Toruseina paksuse määrab selle struktuur, mis hõlmab mitut kihti.

Sisemine kiht on vooder (paksus 0,8–1,2 mm), mis tagab tiheduse, maksimaalse vastupidavuse keemilisele korrosioonile, hõõrdumisele, sisepinna sileduse ja kõrvaldab toruseintel ladestused. Vooder on valmistatud spetsiaalsest vaigust.

Struktuurne (kandev) kiht, mis määrab mehaanilised omadused, tagab kogu toru vastupidavuse sise- ja/või välisrõhule, transpordist ja paigaldamisest tulenevatele väliskoormustele, pinnasekoormustele, voolukoormustele, soojuskoormustele jne. Struktuurkiht moodustatakse osaliselt kõvenenud põhjakihi (vooderdise) pealekandmisel ja sellele kerimisel:

• termoreaktiivne polümeer (polüestervaik);
• klaaskiust pidev mähis;
• hakitud klaaskiud;
• kvartsliiv.

Konstruktsioonikihi paksus arvutatakse toru etteantud parameetrite alusel. Väliskihi paksus on 0,2–0,3 mm või rohkem ja see kaitseb toru päikesevalguse, agressiivse pinnase või söövitava keskkonna eest. Tavaliselt koosneb see puhtast polümeerist, millele on lisatud (torujuhtmete paigaldamisel maapinnast kõrgemale) ultraviolettkiirguse inhibiitorit, et kaitsta toru päikesevalguse eest.

PEF-il põhinevad torud on vastupidavad korrosioonile ja keemiliselt agressiivsetele ainetele ning seetõttu on neil lai kasutusala.

Klaaskiudtorude kasutusvaldkonnad polüestersideainel.

Kuidas klaaskiudtorude tootmine välja näeb? Millised peaksid olema GOST-i järgi klaaskiust torud? Kui atraktiivsed on nende omadused alternatiivsete lahenduste taustal? Proovime neile küsimustele vastata.

Mis see on

Mis on klaaskiud? Nimetus annab üldiselt ammendava ettekujutuse materjali koostisest: sideaine (epoksü- või polüestervaik) on tugevdatud klaaskiuga. Tugevdus tagab vastupidavuse tõmbe- ja paindekoormustele; sideaine tagab löögikindluse.

Pange tähele: kasutatud vaigud on tüüpilised termoplastid.
Kõvenemise ajal tekivad neis pöördumatud keemilised muutused; kui jah, siis erinevalt termoplastidest on toodete kontaktkeevitus võimatu.
Ühendamiseks poltide, keermetega jne.

Lugu

Tootmistehnoloogia sai alguse eelmise sajandi viiekümnendatel aastatel, mil algas epoksüvaikude tööstuslik tootmine. Nagu iga uus tehnoloogia, ei olnud see algstaadiumis kuigi populaarne: klaaskiu kasutamise kogemuste puudumisele lisandus traditsiooniliste materjalide (teras, vask ja alumiinium) madal hind.

1960. aastate keskpaiga paiku hakkas pilt aga muutuma.

Mis juhtus?

• Terase ja värviliste metallide hinnad tõusid.
• Avamere nafta- ja gaasiväljade äriline arendamine on alanud. Klaaskiudtorud (torud) erinesid metalltorudest soodsalt kerge kaalu ja, mis veelgi olulisem, korrosioonikindluse poolest: erinevalt konkureerivatest toodetest ei kahjustanud kokkupuude soolase veega.
• Lõpuks ei seisnud ka klaaskiu tootmistehnoloogiad ise: see muutus odavamaks ja tugevamaks.

Tulemust ei lasknud kaua oodata: 60. aastate lõpuks sisenes Ameerika ettevõte Ameron oma kõrgsurve klaaskiudtorudega Põhja-Ameerika ja seejärel Lähis-Ida turule. 80ndateks tõmbasid end üles Euroopa ja veidi hiljem ka Nõukogude (hiljem Venemaa) tootjad.

Eelised

Miks klaaskiud populaarsust kogus?

Selle eeliste loetelu pole liiga pikk, kuid tundub väga veenev.

1. Väga mõistlik hind kõrglegeeritud ja roostevaba terase taustal.
2. Vastupidavus korrosioonile ja agressiivsele keskkonnale.

Kasulik: kui on vaja vedada eriti agressiivseid vedelikke, on torustiku elemendid vooderdatud kõrgsurvepolüetüleeniga.

1. kerge kaal. Klaaskiu eritugevus (tihedusega seotud tugevus) on 3,5 korda suurem kui terasel; Seega erineb nendest materjalidest valmistatud võrdse tugevusega konstruktsioonide kaal mitu korda.

1. Võimalus saada soovitud mehaaniliste omadustega materjal tänu konkreetsele tugevdusskeemile. Näiteks klaaskiust spiraalrõngasmähis tagab suurima vastupidavuse siserõhule.

Tootmine

Kuidas klaaskiudtorude tootmine välja näeb?

Praeguseks saab nende valmistamiseks eristada nelja peamist tehnoloogiat.

Nimi	Kirjeldus
Ekstrusioon	Vaik segatakse kõvendi ja hakitud klaaskiuga, misjärel surutakse see ekstruuderiga läbi rõngakujulise augu. Tootmine on odav, tehnoloogiliselt arenenud, kuid tavapärase tugevdusraami puudumine mõjutab toodete lõplikku tugevust.
pultrusioon	Toru moodustatakse sisemise ja välimise südamiku vahele. Mõlemad pinnad on täiuslikud; mitmed tehnoloogilised piirangud aga ei võimalda sel viisil toota suure läbimõõduga ja kõrge töörõhuga torusid.
Tsentrifugaalvormimine	Tugevdus on klaaskiust valmishülss, mis surutakse tsentrifugaaljõudude toimel vastu pöörleva vormi pinda. Need aitavad kaasa ka vaigu ühtlasele jaotumisele piki tulevasi seinu. Tehnoloogia peamine eelis on võimalus saada sile välispind; Peamine puudus on energiatarbimine ja sellest tulenevalt kõrge hind.
mähis	Sideainega (filament, lint või kangas) immutatud klaaskiud keritakse silindrilisele tornile. Seadmed klaaskiudtorude tootmiseks mähisega on oma suhtelise lihtsuse ja kõrge tootlikkuse tõttu kõige levinumad.

Viimasel tootmismeetodil on mitu nii-öelda alamliiki. Saame nendega tuttavaks.

Spiraalrõngas mähis

Virnastaja – mitme immutatud keerme etteandemehhanismiga rõngas – liigub edasi-tagasi mööda pöörlevat südamikku. Iga läbimisega kantakse konstantse sammuga kiudude kiht; rõnga paigaldamise skeem, nagu mäletame, võimaldab saavutada toru maksimaalse tõmbetugevuse.

Kummalisel kombel mõjutab niidi eelpingutamine positiivselt ka toote lõplikku tugevust, vältides pragude tekkimist paindekoormuse all.

Kõrge töörõhu jaoks mõeldud torud, kandvad konstruktsioonielemendid (sh komposiitjõuülekandeliinide toed) ja isegi ... raketimootorite korpused on valmistatud spiraal-ringmähise meetodil.

Spiraalne lindi mähis

Erinevus eelmisest meetodist seisneb vaid selles, et virnastaja moodustab ühe käiguga kitsa lindi kümneks-kaheks kiuks. Sellest tulenevalt on pideva tugevduse moodustamiseks vaja palju rohkem läbipääsu; tugevdus ise on mõnevõrra vähem tihe. Meetodi peamine eelis on palju lihtsam ja vastavalt ka odavam varustus.

Piki-põiki mähis

Põhiline erinevus eelmistest skeemidest seisneb selles, et mähis on tehtud pidevaks: virnastaja asetab üheaegselt piki- ja põikisuunalised niidid. Näib, et see peaks tehnoloogia kulusid lihtsustama ja vähendama; siin on aga puhtalt mehaaniline probleem.

Torn, millele tulevane toru on keritud, pöörleb; kui jah, siis peaksid pöörlema ​​ka rullid, millest pikisuunalise tugevduse niit lahti keritakse. Veelgi enam, mida suurem on toru läbimõõt, seda rohkem mähiseid peaks olema.

Kaldus põiki-pikisuunaline mähis

See lahendus töötati välja Nõukogude Liidu eluajal Harkovis ja seda kasutati algselt rakettide mürskude tootmisel. Hiljem levis see kogu postsovetlikus ruumis.

Mis on meetodi olemus?

• Virnastaja moodustab sideainega immutatud paralleelkiududest laia lindi.
• Lint enne tornile kerimist keritakse eelnevalt immutamata keermega, mis seejärel moodustab aksiaalse tugevduse. Teibiks kokkupandud niidid moodustavad vastavalt põiki tugevduse: lint asetatakse üle südamiku telje.
• Pärast ladumist rullitakse iga kiht rullidega, tihendades armatuuri ja tõrjudes välja liigse sideaine.

Mis kasu on sellisest skeemist?

• Pideva tootmise võimalus. Ühe käiguga saate moodustada meelevaldselt paksud seinad, muutes lihtsalt lindi kattuvust.
• Suur jõudlus.
• Võimalus toota suure läbimõõduga klaaskiudtorusid (teoreetiliselt - ilma piiranguteta maksimaalsele suurusele). Mõõtmeid piirab ainult südamiku suurus.
• Valmismaterjalis ülikõrge klaaskiu sisaldus. See saavutab 85% võrreldes 45-65% alternatiivsete meetoditega. See mõjutab nii toote lõplikku tugevust kui ka süttivust.

Kaldus risti pikisuunaline mähis.

Standardid

Meile huvipakkuvate toodete tootmist reguleerivad kaks regulatiivdokumenti:

1. GOST R 53201-2008 sisaldab tehnilisi tingimusi 50-200 mm läbimõõduga torude valmistamiseks keermestatud ühendustel.
2. LLC NTT (New Pipe Technologies) osalusel välja töötatud GOST R 54560-2011 kirjeldab "klaaskiuga tugevdatud termoplastist" valmistatud torujuhtmete üksikasju.

Uurime dokumentide põhisätteid.

GOST R 53201-2008

Standardis sätestatud torude töörežiim näeb välja järgmine:

• Temperatuur - -60 kuni + 60C.
• Suhteline õhuniiskus - kuni 100%.
• Transporditava vedeliku temperatuur on kuni +110C.
• Töörõhk - 3,5 kuni 27,6 MPa.

Standardis kirjeldatud toodete kasutamiseks on ette nähtud järgmised võimalused:

1. Nafta ja gaasi kondensaadi transport.
2. Soolalahuste (ka merevee) transport.
3. Tõstukammaste ehitus.
4. Kaevude kinnitamine erinevatel eesmärkidel.

1. Veehoidla rõhu säilitamine maa-aluste maardlate arendamise ajal.
2. Tehniline ja joogiveevarustus.

Standard eristab kolme tüüpi torusid:

Määramine	Dekrüpteerimine
NK	Pump ja kompressor
KOHTA	Korpus
L	Lineaarne

Millised võivad olla vastavalt standardile GOST R 53201-2008 toodetud klaaskiudtorude läbimõõdud ja muud omadused?

Pump-kompressor, korpus

Siseläbimõõt, mm	Nimirõhk, MPa		Jooksva meetri kaal, 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

Fotol - klaaskiust kõrgsurvetoru.

Lineaarne

Siseläbimõõt, mm	Nimirõhk, MPa	Seina minimaalne paksus, mm	Jooksva meetri kaal, 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

Lisaks torude suurustele on dokumendis üksikasjalikud juhised liitmike valmistamise kohta, kus on märgitud põhimõõtmed, nõuded välimusele, maksimaalsed tolerantsid ja kõikide toodete märgistus.

GOST R 54560-2011

Standard kirjeldab torujuhtmeid, mis töötavad palju leebemates tingimustes kui eespool kirjeldatud:

• Töörõhk - kuni 3,2 MPa;
• Keskmine temperatuur - kuni 35C;
• Transporditavad vedelikud - vesi, vesilahused ja reovesi (olme- ja tööstuslik).

Tähtis: GOST ei kehti sisemise veevarustuse ja kanalisatsiooni torustike kohta.

Dokumendi raames klassifitseeritakse tooted järgmiste kriteeriumide alusel:

• Läbimõõt (DN). Väärtuste vahemik on 300 kuni 3000 millimeetrit.
• Nimirõhk (PN). Survevabade torude puhul on PN-i kontseptsioon üsna meelevaldne ja seda peetakse võrdseks 0,1–0,4 MPa; rõhu all olevate puhul võtab see väärtused 0,6, 1,0, 1,6, 2,0, 2,5 ja 3,2 MPa.
• Nimikõvadus (SN). Seda mõõdetakse ka megapaskalites ja see võib olla 1250, 2500, 5000 ja 10 000.

Pange tähele: oma kätega paigaldamisel tuleb meeles pidada, et SN 1250 torusid ei soovitata põhimõtteliselt maa-aluseks paigaldamiseks ja SN 2500 on soovitatav paigaldada alustele.

Dokumendis, nagu ka eelmises, on loetletud igat tüüpi liitmike peamised mõõtmed ning nõuded nende välimusele, tugevusele, märgistusele ja tugevdusmeetoditele.

Järeldus

Loomulikult puudutasime oma materjalis vaid väikest osa väga ulatuslikust klaaskiu kasutamise teemast. Kas klaaskiudtorusid saab kasutada kütte- või olmekanalisatsiooniks, kui head need on metallpolümeer- või täisplasttoodete taustal, pole me välja uurinud. Mõned neist küsimustest mõjutavad selle artikli videot. Edu!

Klaaskiud on klaasiga täidetud komposiitmaterjal. See koosneb sideainest (mida kasutatakse polüestervaiguna) ja täiteainest (klaaskiud). Täiteaine peamine eesmärk on tugevdada ja anda materjalile vajalik tugevus. Tänu polüestervaigu lisamisele on tagatud materjali tugevus, klaaskiu kaitse agressiivse keskkonna negatiivsete mõjude eest ja selle tugevuse kõige tõhusam kasutamine.

26. november 2014 1862

Klaaskiud on materjal, mida iseloomustab madal erikaal, millel on üsna lai kasutusala alates elamu- ja kommunaalteenustest kuni kaitsetööstuseni. Seda materjali iseloomustab madal soojusjuhtivus (umbes nagu puit), kõrge eritugevus (suurem kui teras), niiskuskindlus, bioloogiline stabiilsus ja polümeeridele omane ilmastikukindlus, ei ole sellel materjalil puudusi, mis on termoplastidel. See on üks odavamaid ja taskukohasemaid komposiitehitusmaterjale.

Klaaskiudtoodete valmistamise peamised kulud langevad reeglina seadmetele ja tööjõule. Teine kulude punkt on seotud töömahukuse ja märkimisväärse ajakuluga. Seega on sellest materjalist valmistatud tooted praegu metalltoodetest madalama hinnaga. See on suuresti tingitud klaaskiust osade liimimise protseduuri keerukusest ja kestusest, mille tulemuseks on tõsiste takistuste tekkimine masstootmises. Klaaskiu kasutamine on kõige kasulikum väiketootmise puhul. Suurtootmise kõrge efektiivsus saavutatakse automaatse pidevmähise tehnoloogia kasutamisega.

Klaaskiudtorude valmistamisel on tugevduskiudude roll tavaliselt antud heie- või klaasniidile. Sideainena kasutatakse epoksü-, polüestervaiku. Tänapäeval kasutatakse klaaskiudtorude valmistamisel kahte peamist meetodit: pidevmähis meetod ja pöörleva vormimise meetod.

Kaitsetööstuses tegutsevatelt ettevõtetelt üle võetud katkendliku mähise tehnoloogia pole laialdaselt kasutusel. Seda meetodit kasutatakse tavaliselt klaaskiust torude valmistamisel epoksüsideainel. Suurem osa maailma klaaskiudtorudest on toodetud kiudude pideva kerimise tehnoloogiaga ja sideainekomponendiga tornil. Pärast mähise lõpetamist toru kõveneb. Seejärel eemaldatakse see tornist, testitakse ja saadetakse kliendile.

Sellisel juhul toodetakse toru "kõnniva" torni ja astmelise jahutusprotseduuri abil. Torni sektorid, mis liiguvad pikisuunas, liigutavad keritud toru läbi spetsiaalsete ahjude, kus toimub eelnev kuumtöötlus. Järgmisena eemaldatakse toru tornist. Lõplik karastamine viiakse läbi järgmistes ahjudes. Pärast seda lõigatakse saadud toorik "teemant" ratta abil vajaliku pikkusega tükkideks.

Klaaskiudtorude valmistamise tehnoloogiline protsess seisneb klaasmaterjalide kiht-kihilises kandmises terasest valmistatud tornile, mis on eelnevalt immutatud “külm”kõvastuva vaiguga. Vaigu tüübi valimisel võetakse arvesse selle vedeliku omadusi, mida plaanitakse läbi torujuhtme transportida. Tugevdusskeem määratakse kindlaks arvutustega, mis tuleks läbi viia vastavalt rahvusvahelistele ASTM / AWWA standarditele, mis põhinevad kindlaksmääratud paigaldustingimustel ja torujuhtme järgneval kasutamisel. Pärast polümerisatsiooni lõppu moodustub inertne, monoliitne, väga tugev struktuur, mille sein koosneb mitmest kihist. Klaaskiust vooder (sisesein) tagab vajaliku vastupidavuse torujuhtme kaudu transporditavale agressiivsele ja abrasiivsele keskkonnale ning tiheduse.

Siseseina absoluutse kareduse väärtus on 23 µm. Jõukiht on ette nähtud mehaanilise tugevuse tagamiseks välis- ja sisekoormuse koosmõjul torujuhtme töö ajal. Väliskihi (nimetatakse ka geelkatteks) ülesanne on tagada toru välispinna vajalik siledus, niiskuskindlus, vastupidavus kemikaalidele, ultraviolettkiirgusele ja erinevatele atmosfäärinähtustele.

Klaaskiudtorude tootmise tehnoloogiline liin pideva kerimise meetodil sisaldab heieldavat toitesektsiooni, sideaine ettevalmistamiseks mõeldud paigaldust, sideainega vanni (selle kaudu liigutatakse ja niisutatakse heikniite), mähiseosa, mis on varustatud pöörlemisvõllid (lõpptoote läbimõõt sõltub viimase suurusest). ), samuti kõiki seadmeid kontrollivad asutused.

Selle tehnoloogia abil valmistatud klaaskiudtorudel on mitmeid eeliseid, sealhulgas kõrge eritugevus, korrosioonikindlus, väike kaal, vastupidavus (tööiga kuni kuuskümmend aastat ilma remondita), töökindlus, madalad paigaldus- ja hilisemad hoolduskulud. , kõrge hooldatavus, madal hüdraulika vastupidavus, transporditavate toodete puhtuse säilimise tagatis ökoloogia seisukohast.

Teise meetodi klaaskiudtorude valmistamiseks - tsentrifugaalvormimine - pakkus välja Hobas. Torude valmistamise tehnoloogiline protsess selle tehnoloogia abil toimub välispinnalt sisemise suunas, kasutades pöörlevat vormi. Selle meetodi abil torude valmistamise tooraineks on hakitud klaaskiust kimbud, liiv ja polüestervaik. Need materjalid juhitakse pöörlevale matriitsile. Selle tulemusena algab toru struktuuri moodustumine väliskihiga. Valmistamise käigus lisatakse vedelale vaigule täiteainet, klaaskiudu ja tahket toorainet. Vaigu polümerisatsioon viiakse läbi katalüsaatori mõjul. Selle protsessi täiendav kiirendamine saavutatakse kuumutamisega. Polümerisatsiooniprotseduuri pöördumatus on tingitud 3-mõõtmelistest ruumilistest keemilistest sidemetest. Seega säilitab materjal täieliku mõõtmete stabiilsuse, isegi kui ümbritsev temperatuur on kõrgem.

Tsentrifugaalvormimise meetodil valmistatud klaaskiudtorusid kasutatakse kanalisatsiooni paigaldamisel, drenaažil, torustike ehitamisel, mille kaudu transporditakse joogi- ja protsessivett, tööstuslikes torustikes, hüdroelektrijaamades jne.

Lisaks tuleb märkida, et selliseid klaaskiust torusid saab kasutada erinevate paigaldusmeetodite abil. Nende hulka kuuluvad: lohistamistehnoloogia, mikrotunneldamine, maapealne paigaldamine ja avamine.

Kõigist materjalidest, mida kasutatakse erinevatel eesmärkidel polümeertorude valmistamiseks, pööratakse alati erilist tähelepanu klaaskiule, kuna sellel on tõeliselt ainulaadsed jõudlusomadused. Reeglina kasutatakse klaaskiudtorusid rohkem tööstuslikel eesmärkidel ja need eristuvad selle poolest, et need taluvad kergesti mis tahes töötingimusi ja neil on üsna pikk kasutusiga. Ja hoolimata asjaolust, et see materjal on suhteliselt kallis, on see viimastel aastatel muutunud üha populaarsemaks, sealhulgas tavaliste eraarendajate seas.

Klaaskiust torud

Mis need torud on?

Niisiis on klaaskiud spetsiaalne komposiitmaterjal, mida iseloomustavad suurenenud tugevusomadused. Käesolevas artiklis kirjeldatud torude tootjad kinnitavad, et nende epoksü-/polüestervaikudega immutatud tooteid saab kasutada erinevatel eesmärkidel torujuhtmete pinnapealseks/maa-aluseks paigaldamiseks. Sellised torud demonstreerivad end suurepäraselt transporditava aine suurenenud rõhu tingimustes; nende abiga rajatakse maanteed erinevatesse kliimavöönditesse (sealhulgas isegi Kaug-Põhja).

Märge! Vajadusel saab toodete sisepinnale kanda kaitsekatte, tänu millele saab neid kasutada erinevate gaasiliste või vedelate ainete transportimiseks.

Sarnase kattekihiga klaaskiust torude märgistus on järgmine.

1. "P". Selliseid tooteid saab kasutada külma veevarustuse torustike jaoks.
2. "A". Selle märgistusega torud on ette nähtud vedelate ainete, sealhulgas erinevate abrasiivsete lisandite teisaldamiseks.
3. "G". Need on torud, mida kasutatakse kuumaveevõrkude paigaldamiseks.
4. "X". Selle märgistusega tooted on mõeldud keemiliselt aktiivsetele vedelikele, sealhulgas nafta rafineerimistööstuse toodetele.
5. "KOOS". Viimane torude kategooria, mis on mõeldud kõikideks muudeks eesmärkideks.

Klaaskiust torude välimuse omadused

Seda tüüpi torude valmistamine tekkis juba eelmise sajandi 50ndatel, sest siis saavutas epoksüvaikude tootmine tööstusliku mastaabi. See tehnoloogia, nagu iga teinegi uudsus, ei olnud alguses kuigi populaarne: inimestel puudus klaaskiuga kogemus, pealegi olid traditsioonilised materjalid (näiteks alumiinium või teras) suhteliselt odavad.

10-15 aastaga muutus olukord aga kardinaalselt. Mis põhjusel?

1. Esiteks on see tingitud asjaolust, et terase ja värviliste metallide hind on märgatavalt tõusnud.
2. Klaaskiust torudel oli eelis terastorude ees - need kaalusid veidi ja erinesid korrosioonikindluse poolest (torud ei kannatanud pikaajalist kokkupuudet soolase veega, mida ei saa öelda nende "konkurentide" kohta).
3. Teine põhjus, mis on suuresti eelmisega seotud, on see, et arenema on hakanud gaasi/naftaväljade kaubanduslik arendus.
4. Ja lõpuks on tootmistehnoloogia ise muutunud - nüüd olid klaaskiust torud odavamad ja muutusid üha vastupidavamaks.

On üsna ilmne, et tulemusi ei tulnud kaua oodata - kuuekümnendate lõpuks murdis ehitusmaterjalide turule kvaliteetsete kõrgsurve klaaskiudtorudega USA Ameron. Alguses vallutasid ettevõtte tooted Põhja-Ameerika ja liikusid seetõttu Lähis-Ida turule. Juba kaheksakümnendatel astusid mängu Euroopa riigid ja mõni aeg hiljem ka Nõukogude Liit.

Video - klaaskiust torud

Torude sordid olenevalt vaigu tüübist

Artiklis kirjeldatud torude tööomadused võivad varieeruda sõltuvalt sellest, millistest vaikudest need on valmistatud. Just sel põhjusel tuleb ostmisel kindlasti täpsustada, millist klaaskiudu te müüte. Sellest vaatenurgast on tooted jagatud kahte kategooriasse, tutvume igaühe omadustega.

1. Klaaskiud, valmistatud polüestervaikude baasil. Seda materjali iseloomustab keemiline neutraalsus, vastupidavus erinevate ainete mõjule; materjal on nafta rafineerimistööstuse torustike paigaldamisel väga oluline element. Siiski peaksite teadma, et sellised torud ei sobi kasutamiseks kõrgel temperatuuril (üle +95 kraadi) või kõrgel rõhul (maksimaalselt - 32 atmosfääri).
2. Klaaskiud, valmistatud epoksüvaikude baasil. Tänu tootmisprotsessis kasutatavale epoksüsideainele on valmistoode palju vastupidavam. Selle tehnoloogia abil valmistatud ja suurema läbimõõduga torud on võimelised taluma väga kõrget rõhku (maksimaalselt - 240 atmosfääri) ja temperatuuri kuni +130 kraadi. Selle materjali eeliseks on ka suhteliselt madal soojusjuhtivus ning seetõttu puudub vajadus täiendava soojusisolatsiooni järele (tooted praktiliselt ei eralda soojusenergiat). Selliste torude maksumus on mõnevõrra kallim võrreldes sama näitajaga polüesterklaaskiust.

Kus saab klaaskiust torusid kasutada?

Tehke kohe reservatsioon, et neid saab kasutada erinevates tööstus- ja majandussektorites. Kuid täpsemalt on sellised torud ennast tõestanud järgmistes valdkondades.

1. Energia. Siin kasutatakse selliseid torusid aktiivselt kõrgrõhuindikaatoril töötavate maanteede rajamisel.
2. Naftatööstus. Sel juhul kasutatakse klaaskiudtorusid nii väärtuslike mineraalide transportimiseks (räägime magistraalliinidest) kui ka kõigi muude tootmisprotsesside, sealhulgas gaasi / nafta tootmise tagamiseks.
3. Elamu- ja kommunaalteenuste süsteemis. Ja siin kasutatakse artiklis kirjeldatud tooteid veetorude (soe ja külm vesi) paigaldamiseks, samuti küttesüsteemide paigaldamiseks.
4. Meditsiini-, keemiatööstus. Tänu keemilisele neutraalsusele, samuti vastupidavusele erinevatele agressiivsetele mõjudele, on klaaskiudtorud leeliste, hapete ja muude segude/vedelike transportimiseks lihtsalt asendamatud.

Märge! Muuhulgas kasutatakse selliseid torusid viimasel ajal üha enam koduseks kasutamiseks. Pealegi on see kasutamine täielikult õigustatud - nende probleemideta (st ilma remondita) kasutusiga on üle poole sajandi.

Klaaskiust torude valmistamise omadused

Kuidas neid torusid tänapäeval toodetakse? Peamisi viise on neli, me kaalume neid kõiki. Kuid kõigepealt märgime, et valmistoodete jõudlusomadused võivad sõltuvalt struktuurikihtide arvust oluliselt erineda.

1. Kõige odavamaid ühekihilisi torusid peetakse kõige odavamaks. Ja see pole üllatav, sest klaaskiud pole sel juhul praktiliselt millegagi kaitstud.
2. Kahekihilistel toodetel on välimine kaitsekest, mis suurendab vastupidavust UV-kiirgusele ja erinevatele agressiivsetele keskkondadele.
3. Lõpuks on kolmest kihist koosnevates toodetes üks kiht täiendav jõukiht - see asub välimise ja sisemise vahel. Sellised torud on väga vastupidavad ja seetõttu saab neid kasutada väga kõrgel rõhul. Siiski tuleb meeles pidada, et need pole samal ajal odavad.

Vaatame nüüd peamisi tootmistehnoloogiaid.

Tehnoloogia nr 1. Ekstrusioon

Sel juhul segatakse kõvendi vaiguga, samuti purustatud klaaskiuga ning seejärel surutakse saadud segu spetsiaalse ekstruuderiga läbi augu. Selle tulemusena saame tehnoloogiliselt arenenud ja üsna odava toodangu, kuid puudub tugevdusraam, mis mõjutab toote tugevusomadusi.

Tehnoloogia number 2. pultrusioon

Siin on tooted juba moodustatud välimise ja sisemise südamiku vahel. Tänu sellele tulevad kõik pinnad täiesti ühtlased, kuid tootmispiirangute tõttu ei saa selliseid torusid teha suure läbimõõduga ega mõeldud kõrgendatud töörõhu jaoks.

Tehnoloogia number 3. Tsentrifugaalvormimine

Meetodi eripära on see, et armatuuriks on antud juhul klaaskiust valmishülss, mis on surutud vastu vormi pindu ja mis pöörleb tsentrifugaaljõudude toimel. Samade jõudude mõjul jaotub vaik mööda toodete seinu võimalikult ühtlaselt. Kuid peamine eelis on see, et saate täiesti sileda välispinna. Kuigi on miinus - tehnoloogia on üsna energiamahukas ja seetõttu kallis.

Tehnoloogia number 4. mähis

Siin keritakse silindrilisele tornile klaaskiud, mis on immutatud sideainega. Selliseks tootmiseks kasutatavaid seadmeid kasutatakse suurema tootlikkuse ja lihtsuse tõttu kõige laialdasemalt.

Märge! Seda meetodit võib olla mitut tüüpi. Mõelge iga mähiste sordi omadustele.

Esimene sort. Spiraalne rõngakujuline

Spetsiaalne virnastaja liigub pöörleva südamikuga paralleelselt edasi-tagasi. Pärast iga sellist läbimist jääb kiudude kiht ja samm on püsiv. Tänu sarnasele kerimistehnikale saadakse ülimalt rebenemiskindlad klaaskiudtorud.

Märge! Iseloomulik on see, et kui niit on eelpingestatud, siis sellest tulenevalt suureneb ka valmistoote tugevus ning pragude oht painutamisel on minimaalne.

Selle meetodi abil toodetakse pumpamis- ja kokkusurumistooteid (need taluvad kõrget töörõhku), mitmesuguseid kandeelemente (sh elektriliinide toed), aga ka rakettmootorite korpuseid.

Teine sort. Spiraalteip

See erineb eelmisest sordist ainult selle poolest, et virnastaja jätab pärast iga läbimist väikese lindi, mis koosneb mitmest kümnest kiust. Sel põhjusel (vaja on rohkem käike) ei ole tugevduskiht nii tihe. Tehnika eeliseks on see, et kasutatakse lihtsamat ja seega odavamat tehnikat.

Kolmas sort. Piki-põiki

Peamine erinevus on pidev mähis - niidid asetatakse samaaegselt nii piki- kui ka põikisuunas. Esmapilgul peaks tehnoloogia ise sel juhul olema lihtsam ja odavam, kuid on üks raskus - puhtalt mehaaniline. Niisiis, südamik ise pöörleb ja seetõttu peavad pöörlema ​​ka mähised (need, millest keermed on keritud). Ütlemata on see, et mida suurem on toru läbimõõt, seda rohkem on neid mähiseid vaja.

Neljas sort. Põik-pikisuunaline kaldus

Tehnika loodi NSV Liidu päevil Harkovis ja see oli ette nähtud kasutamiseks rakettide kestade valmistamisel. Varsti levis tehnoloogia teistesse riikidesse. Põhimõte on see, et virnastaja moodustab laia lindi, mis omakorda koosneb arvukatest kiududest, mis on immutatud sideainega. See lint mähitakse immutamata niidiga juba enne mähistamist – nii tekib aksiaalne tugevdus. Iga uus kiht peale ladumist tuleb rullida rulliga, mis pigistab välja liigse sideaine ja tihendab armatuuri.

Sellel tehnikal on olulisi eeliseid, me tutvume igaühega neist üksikasjalikumalt.

1. Tootmisprotsess on pidev ja seina paksus võib olla mis tahes (nõuab ainult lindi kattumise muutmist).
2. Valmis klaaskiudtorud sisaldavad üsna palju (see näitaja võib ulatuda 85 protsendini; näiteks muude meetodite puhul on see maksimaalselt 40-65 protsenti).
3. Ka jõudlusnäitaja on sel juhul üsna kõrge.
4. Lõpuks on võimalik toota suurima suurusega torusid (teoreetiliselt pole piiranguid üldse), mis sõltuvad ainult südamiku mõõtmetest.

Tabel. Artiklis kirjeldatud peamised torude sordid.

Tabel. Korpuse ja pumba-kompressori toodete läbimõõt vastavalt GOST-ile.

Tabel. Lineaarsete toodete läbimõõt vastavalt GOST-ile.

Klaaskiust torude peamised eelised

Mis on selliste torude nii suure populaarsuse põhjus? Allpool on loetelu selle materjali eelistest - see pole liiga pikk, kuid igal punktil on suur tähtsus.

1. Klaaskiust torud on enam kui vastuvõetavad, eriti kui võrrelda roostevabast / kõrglegeeritud terasest toodetega.
2. Tänu ühele või teisele tugevdusskeemile (need kõik olid loetletud artikli eelmises osas) on võimalik saada spetsiifiliste mehaaniliste omadustega tooteid. Näiteks esimest tüüpi mähis (spiraal-rõngakujuline) võimaldab toota torusid, mis on ülimalt vastupidavad kõrgele töörõhule.
3. Klaaskiudu iseloomustab ka suurepärane vastupidavus erinevatele agressiivsetele keskkondadele ja korrosioonile.
4. Lõpuks kaalub materjal lihtsalt veidi. Täpsemalt on selle eritugevus umbes 3,5 korda suurem kui terasel. Järelikult on nendest materjalidest valmistatud sama tugevusega torudel täiesti erinev mass.

Klaaskiust torude ligikaudne maksumus

Artiklis kirjeldatud kaasaegne tootevalik on üsna suur ja seetõttu on tootjaid palju. Kuid nad kõik toodavad torusid vastavalt GOST-idele ja seetõttu peavad mõõtmed ja omadused olema identsed. Kuid siiski tutvume mitut tüüpi torude omadustega, samuti uurime tänapäeva keskmisi turuhindu. Meie saidi külastajate mugavuse huvides on kogu allolev teave esitatud väikese tabeli kujul.

Tabel. Kui palju klaaskiudtorud maksavad - hinnad, omadused.

Nimi, foto	Lühike kirjeldus	Keskmine turuväärtus, rublades
1. Klaaskiust profiiltoru	Toote mõõdud on järgmised - 10x5x0,6 sentimeetrit (KxLxT). Mis puutub kaalu, siis antud juhul on see 3,14 kilogrammi joonmeetri kohta.	Alates 1250 meeter
2. Klaaskiust profiiltoru	Sarnane toode, erinevad ainult mõõtmed (antud juhul on need 18x6x0,6 sentimeetrit) ja seega ka kaal. Tihedus on sel juhul vahemikus 1750–2100 kilogrammi kuupmeetri kohta. Pange tähele ka seda, et selle materjali eritugevus on sama, mis roostevaba terase oma.	Alates 2200
3. Gofreeritud klaaskiust toru	Selle toote mõõtmed on 3,4x0,9 sentimeetrit ja kaal 500 grammi pikkuse meetri kohta. Sellise toru siseläbimõõt on 2,5 sentimeetrit.	Alates 200
4. GRP ümmargune toru	Selle välisläbimõõt on 7 sentimeetrit, sisemine läbimõõt aga 5,5 sentimeetrit. Toote seinte paksus on 1,5 sentimeetrit. Kaal on 2,8 kilogrammi pikkuse meetri kohta.	Alates 1150
5. GRP ümmargune toru	Omaduste järgi on see toode väga sarnane eelmisele - selle välisläbimõõt on samuti 7 sentimeetrit, kuid sisemine juba 6 sentimeetrit. Seinad on sentimeetri paksused.	Alates 800

Märge! Nagu näete, võib maksumus olla erinev ja sõltub toodete konkreetsest kujust, nende mõõtmetest ja seina paksusest. Siiski võib hind sõltuvalt konkreetsest tootjast erineda, kuid mitte palju. Olgu kuidas on, valikut on igal juhul küllaga.

Video - klaaskiust torude eelised

Summeerida

Lõpuks väärib märkimist, et täna rääkisime muidugi ainult väikesest osast nii ulatuslikust ja huvitavast teemast nagu klaaskiu (eriti sellest materjalist torude) kasutamine. Mainisime vaid lühidalt, kas selliseid torusid saab kasutada kanalisatsiooni- või küttesüsteemides, kas need on paremad kui plastist või näiteks metallpolümeerist analoogid. Olgu kuidas on, aga selle teema juurde tuleme hiljem tagasi. See on kõik, edu teie töös!