Ce determină modelul de zbor al păsărilor?
Să luăm în considerare fluxul de aer orizontal în raport cu suprafața înclinată a aripii în cazul în care marginea ei de atac...
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.
Esența tehnologiei
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.
Structura conductei
Proces tehnologic Fabricarea 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. După polimerizare, se formează o structură monolitică, inertă și de înaltă rezistență cu un perete cu următoarea structură:
Căptușeala (peretele interior) din fibră de sticlă (termorigide armată) asigură etanșeitatea și rezistența la mediile agresive și/sau abrazive transportate prin conductă. Rugozitatea absolută a peretelui interior este de 23 de microni.
Stratul de rezistență din fibră de sticlă oferă rezistență mecanică sub acțiunea combinată a sarcinilor interne și externe în timpul funcționării conductei.
Stratul exterior oferă o suprafață exterioară netedă și rezistență la umiditate, condiții meteorologice, razele ultraviolete și substanțe chimice.
Structura unei conducte din fibra de sticla realizata prin infasurare continua
Echipamentele pentru fabricarea țevilor, containerelor și altor corpuri rotative din fibră de sticlă folosind tehnologia de înfășurare constă din următoarele componente:
· secțiune de alimentare din sticlă,
· instalație pentru prepararea liantului: un amestec de rășină poliesterică - catalizator sau alt tip de liant,
· o baie cu liant - rășină poliesterică catalizată sau alt tip de rășină, prin care trec și sunt umezite firele roving,
· secțiune de înfășurare cu arbori de rotație, a cărei dimensiune determină diametrul produsului final din fibră de sticlă,
· comenzi pentru echipamentele de bobinare.
Avantajele utilizării țevilor fabricate folosind tehnologia de bobinare continuă:
· rezistență specifică ridicată;
· greutate redusa - de 4 ori mai usor țevi din oțel;
· rezistență ridicată la coroziune;
· fiabilitate și durabilitate ridicate;
· costuri minime pentru instalare și întreținere, întreținere ridicată;
· rezistență hidraulică scăzută, fără „depășire excesivă” a secțiunii interne;
· respectarea mediului înconjurător a produselor transportate. Există certificat de igienă;
· durata mare de viata a conductelor: in functie de conditiile specifice - de la 20 la 60 de ani, fara reparatii.
Fibra de sticlă este un material de tip compozit umplut cu sticlă. Se compune dintr-un liant (se folosește rășină poliesterică) și un material de umplutură (fibră de sticlă). Scopul principal al umpluturii este de a întări și de a oferi materialului rezistența necesară. Datorită adaosului de rășină poliesterică, soliditatea materialului este asigurată, fibra de sticlă este protejată de efectele negative ale mediului agresiv și maxim utilizare eficientă puterea sa.
26 noiembrie 2014 1862
Fibra de sticlă este un material caracterizat printr-o greutate specifică scăzută, care are o gamă destul de largă de aplicații de la locuințe și servicii comunale până la industria de apărare. Distins prin conductivitate termică scăzută (aproximativ la fel ca lemnul), rezistență specifică ridicată (mai mult decât oțelul), rezistență la umiditate, stabilitate biologică și rezistență la intemperii inerentă polimerilor, acest material nu prezintă dezavantajele pe care le au termoplasticele. Acesta este unul dintre cele mai puțin costisitoare și mai accesibile materiale de construcție compozite.
Principalele costuri în fabricarea produselor din fibră de sticlă, de regulă, sunt echipamentele și muncă. Al doilea element de cost este asociat cu intensitatea forței de muncă și cu cheltuieli semnificative de timp. Astfel, în prezent, produsele realizate din acest material sunt inferioare ca preț față de produsele metalice. Acest lucru se datorează în mare măsură complexității și lungimii procedurii de lipire a pieselor din fibră de sticlă, ceea ce duce la obstacole serioase în calea producției în masă. Utilizarea fibrei de sticlă este cea mai benefică în cazul producție la scară mică. Eficiența ridicată a producției la scară largă este atinsă folosind tehnologia automată de bobinare continuă.
În fabricarea țevilor din fibră de sticlă, rolul fibrelor de armare este, de obicei, atribuit roving-ului sau firului de sticlă. Ca lianți se folosesc rășini epoxidice și poliester. Astăzi, există două metode principale care sunt utilizate în fabricarea țevilor din fibră de sticlă: metoda de înfășurare continuă și metoda de turnare centrifugă.
Tehnologia înfășurării periodice, care a fost adoptată de la întreprinderile care operează în industria de apărare, nu a devenit larg răspândită. Această metodă este de obicei utilizată la fabricarea țevilor din fibră de sticlă cu un liant epoxidic. Majoritatea țevilor din fibră de sticlă din lume sunt produse folosind tehnologia de înfășurare continuă a fibrei și o componentă de liant pe un dorn. După terminarea înfășurării, țeava se întărește. Acesta este apoi scos din dorn, testat și trimis clientului.
În acest caz, țeava este produsă folosind un dorn „mergător” și o procedură de răcire în trepte. Sectoarele de dorn, care se deplasează în direcția longitudinală, deplasează conducta înfăşurată prin cuptoare speciale, unde se efectuează un tratament termic preliminar. Apoi, țeava este îndepărtată din dorn. Întărirea finală se realizează în cuptoarele ulterioare. După aceasta, piesa de prelucrat rezultată este tăiată folosind o roată „diamantă” în bucăți de lungimea necesară.
Procesul tehnologic pentru producerea țevilor din fibră de sticlă constă în aplicarea strat cu strat a materialelor din sticlă pe un dorn de oțel, care sunt preimpregnate cu o rășină de întărire „la rece”. La selectarea tipului de rășină, se iau în considerare proprietățile lichidului care este planificat să fie transportat prin conductă. Schema de armare este determinată prin efectuarea unui calcul, care ar trebui efectuat în conformitate cu standarde internaționale ASTM/AWWA, pe baza condițiilor de instalare specificate și a exploatării ulterioare a conductei. După finalizarea polimerizării, se formează o structură inertă, monolitică, foarte puternică, cu un perete format din mai multe straturi. Căptușeala din fibră de sticlă (peretele interior) asigură rezistența necesară la influența mediilor agresive și abrazive transportate prin conductă și etanșeitate.
Rugozitatea absolută a peretelui interior este de 23 µm. Stratul de rezistență este proiectat pentru a oferi rezistență mecanică sub influența combinată a sarcinilor externe și interne în timpul funcționării conductei. Funcția stratului exterior (numit și strat de gel) este de a asigura netezimea necesară a suprafeței exterioare a țevii, rezistența la umiditate, rezistența la substanțe chimice, radiații ultraviolete și diferite fenomene atmosferice.
Linia de producție pentru producția de țevi din fibră de sticlă folosind metoda de înfășurare continuă include o secțiune de alimentare roving, o instalație destinată pregătirii liantului, o baie cu un liant (prin care se deplasează și se umezesc firele roving), o secțiune de înfășurare echipată cu arbori de rotație (diametrul produsului final depinde de mărimea acestuia din urmă), precum și corpuri care asigură controlul tuturor echipamentelor.
Țevile din fibră de sticlă fabricate folosind această tehnologie au o serie de avantaje, inclusiv rezistență specifică ridicată, rezistență la coroziune, greutate redusă, durabilitate (durată de viață de până la șaizeci de ani fără reparații), fiabilitate, costuri reduse de instalare și întreținere ulterioară, mentenanță ridicată, rezistență hidraulică scăzută , o garanție a menținerii purității produselor transportate din punct de vedere al mediului.
A doua metodă de producere a țevilor din fibră de sticlă, turnarea centrifugă, a fost propusă de Hobas. Procesul tehnologic de fabricare a țevilor folosind această tehnologie are loc în direcția de la suprafața exterioară spre cea interioară, folosind o matriță rotativă. Materiile prime pentru realizarea țevilor prin această metodă sunt fire de fibră de sticlă tăiate, nisip și rășină poliesterică. Materialele numite sunt alimentate într-o matrice rotativă. Ca urmare, formarea structurii conductei începe de la stratul exterior. În timpul producției, la rășina lichidă se adaugă umplutură, fibră de sticlă și materii prime solide. Polimerizarea rășinii se realizează sub influența unui catalizator. Accelerație suplimentară acest proces realizat prin încălzire. Ireversibilitatea procedurii de polimerizare se datorează legăturilor chimice spațiale tridimensionale. Astfel, materialul menține pe deplin stabilitatea spațială, chiar dacă temperatura mediu inconjurator se întâmplă să fie ridicat.
Tevi din fibra de sticla realizate prin metoda turnării centrifuge, sunt utilizate la amenajarea canalizării, instalarea canalizării, realizarea conductelor prin care se transportă apa potabilă și industrială, conducte industriale, la hidrocentrale etc.
În plus, trebuie remarcat faptul că astfel de țevi din fibră de sticlă pot fi utilizate folosind diferite metode de instalare. Acestea includ: tehnologia pull-through, metoda microtunelului, metoda de așezare deasupra solului și așezarea în cariera deschisă.
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 conducte au devenit decizie de succes multe sarcini. 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, mai 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; două straturi - straturi de protecție și structurale rezistente chimic cu parametru general grosime 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.
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.
Extrudarea în industrie se referă la formarea de produse polimerice prin presarea masei preparate prin produsul de formare existent 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.
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 mai scump și mai puțin cale rapidăînfăşurarea are avantaje operaţionale 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. La urma urmei, 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.
Sunt folosite atât pentru transportul diverselor medii prin ele, cât și ca elemente structurale (suporturi, stâlpi, traverse, cochilii).
Apariția și producerea țevilor din fibră de sticlă a devenit posibilă la mijlocul anilor 1950, când s-a stăpânit producția industrială de lianți termorigizi (în primul rând rășini epoxidice) și fibre de sticlă. Chiar și atunci, avantajele acestor țevi au devenit evidente: 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, începutul producției de petrol pe rafturile maritime și în zonele de uscat greu accesibile a necesitat utilizarea de substanțe ușoare și corozive. conducte rezistente. 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.
Începând cu 2013, sunt cunoscute patru tehnologii fundamental diferite pentru producția de țevi din fibră de sticlă:
Tehnologia de bobinare este cel mai simplu de implementat și oferă o productivitate ridicată. Înfășurarea poate fi periodică sau continuă. Tehnologia de bobinare oferă calitate superioară suprafața interioară a țevii datorită mulării 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.). Când se utilizează 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.
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 inelului în spirală (SCW), stivuitorul, care este un inel cu matrițe distanțate uniform în jurul circumferinței, se deplasează înainte și înapoi de-a lungul axei dornului rotativ. Această mișcare asigură așezarea fibrelor care sunt continue pe toată lungimea cu distanță egală de-a lungul liniilor elicoidale. Variind raportul dintre viteza de rotație a dornului și mișcarea de translație a stivuitorului, puteți modifica 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:
Din cauza avantajele declarateÎnfășurarea cu inel spiralat 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:
Datorită acestor dezavantaje, înfășurarea cu inele spirală este rar utilizată pentru producția de țevi cu diametru mare.
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 inelelor spiralate și permite formarea țevilor cu diametre mari, dar are o serie de dezavantaje:
Cu toate acestea, înfășurarea cu bandă spiralată este utilizată pe scară largă în producția de țevi scop general presiuni joase și medii.
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:
Dezavantajele PPN:
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).
Tehnologia a fost dezvoltată în URSS pentru producția în masă a carcaselor rachetelor din fibră de sticlă. 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 (CLW), 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, a căror suprafață exterioară 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:
Dezavantajele CPP includ:
Înfășurarea cu fibră de sticlă este folosită relativ rar, din cauza costului mai mare al fibrei de sticlă în comparație cu fibrele nețesute. De proprietăți tehnologiceÎnfășurarea cu fibră de sticlă este aproape de CPP și este uneori folosită pentru producția la scară mică de țevi de dimensiuni mari.
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 dezvoltată, aplicată și patentată 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, roving din fibră de sticlă tocată, nisip de cuarț și făină de marmură.
Diametrul interior al matriței rotative este diametrul exterior al țevii din fibră de sticlă finită. 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 delaminațiile gazoase.
Deoarece peretele unei țevi 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 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:
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.
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.
Relevanța și fezabilitatea economică a utilizării țevilor din fibră de sticlă este determinată de o serie de caracteristici operaționale ale acestora în comparație cu alte tipuri de țevi.
Pe baza acestor caracteristici, s-au format o serie de domenii de aplicare a țevilor din fibră de sticlă:
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.
În industria cărbunelui există restricții privind tipurile de lucrarile la mine materiale. 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 țevilor de polietilenă și polipropilenă în minele de cărbune este imposibilă. 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:
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 conductele de canalizare au diametre de ordinul 600 - 2500 mm și funcționează fără presiune interioară 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 jgheaburile 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.
Cum arată producția de țevi din fibră de sticlă? Cum ar trebui să fie țevile din fibră de sticlă conform GOST? Cât de atractive sunt caracteristicile lor în comparație cu soluțiile alternative? Să încercăm să răspundem la aceste întrebări.
Ce este fibra de sticla? Numele, în general, oferă o idee cuprinzătoare a compoziției materialului: liantul (rășină epoxidice sau poliesterică) este întărit cu fibră de sticlă. Armătura asigură rezistență la sarcini de tracțiune și încovoiere; liantul garanteaza rezistenta la sarcini de impact.
Vă rugăm să rețineți: rășinile utilizate sunt termorezistente tipice.
La întărire, în ele apar modificări chimice ireversibile; Dacă da, spre deosebire de termoplastice, sudarea prin contact a produselor este imposibilă.
Pentru conexiuni cu șuruburi, filete etc.
Tehnologia de producție își are originea în anii cincizeci ai secolului trecut, când a început producția industrială de rășini epoxidice. Ca oricare tehnologie nouă, la etapa inițială acest lucru nu a fost deosebit de popular: lipsa de experiență în utilizarea fibrei de sticlă a fost completată de prețul scăzut al materialelor tradiționale (oțel, cupru și aluminiu).
Pe la mijlocul anilor '60, însă, imaginea a început să se schimbe.
Ce s-a întâmplat?
Rezultatul nu a întârziat să apară: până la sfârșitul anilor 60, compania americană Ameron a intrat pe piața din America de Nord și apoi pe cea din Orientul Mijlociu cu țevile sale din fibră de sticlă de înaltă presiune. În anii 80, producătorii europeni și, puțin mai târziu, sovietici (mai târziu ruși) au ajuns din urmă.
De ce fibra de sticlă a câștigat popularitate?
Lista avantajelor sale nu este foarte lungă, dar pare foarte convingătoare.
Util: dacă este necesar să transportați lichide deosebit de agresive, elementele conductei sunt căptușite cu polietilenă de înaltă presiune.
Cum arată producția de țevi din fibră de sticlă?
Până în prezent, se pot distinge patru tehnologii principale pentru producția lor.
Nume | Descriere |
extrudare | Rășina este amestecată cu un întăritor și fibră de sticlă tocată și apoi presată printr-o gaură inelară cu un extruder. Producția este ieftină și avansată din punct de vedere tehnologic, dar lipsa unui cadru regulat de armare afectează rezistența finală a produselor. |
Pultruzie | Conducta este formată între dornurile interioare și exterioare. Ambele suprafete sunt perfecte; cu toate acestea, o serie de limitări tehnologice nu permit producerea de țevi de diametre mari și presiuni mari de funcționare în acest mod. |
Turnare centrifuga | Armatura este un manșon din fibră de sticlă gata făcut, care este presat pe suprafața matriței rotative prin forțe centrifuge. De asemenea, contribuie la distribuirea uniformă a rășinii peste pereții viitori. Principalul avantaj al tehnologiei este capacitatea de a obține o suprafață exterioară netedă; Principalul dezavantaj este consumul de energie și, în consecință, costul ridicat. |
Serpuit, cotit | Fibra de sticlă impregnată cu un liant (fir, bandă sau țesătură) este înfășurată pe un dorn cilindric. Echipamentele pentru producția de țevi din fibră de sticlă folosind metoda de înfășurare sunt cele mai comune datorită simplității sale relative și productivității ridicate. |
Această din urmă metodă de producție are mai multe, ca să spunem așa, subspecii. Să-i cunoaștem.
Stivuitorul - un inel cu mai multe mecanisme pentru alimentarea firului impregnat - face mișcări alternative de-a lungul unui dorn rotativ. La fiecare trecere, un strat de fibre este așezat la un pas constant; Modelul de așezare a inelului, așa cum ne amintim, ne permite să atingem rezistența maximă la tracțiune a țevii.
Este interesant: pretensionarea firului are și un efect benefic asupra rezistenței finale a produsului, prevenind apariția fisurilor sub sarcinile de încovoiere.
Metoda de înfășurare în spirală este utilizată pentru a produce țevi pentru pompe și compresoare proiectate pentru presiuni de operare ridicate, elemente structurale portante (inclusiv suporturi compozite ale liniilor electrice) și chiar... carcase de motor rachetă.
Singura diferență cu metoda anterioară este că într-o singură trecere stivuitorul formează o panglică îngustă de o duzină sau două fibre. În consecință, sunt necesare mult mai multe treceri pentru a forma o armătură continuă; Întărirea în sine se dovedește a fi ceva mai puțin densă. Principalul avantaj al metodei este un echipament mult mai simplu și, în consecință, mai ieftin.
Diferența fundamentală față de schemele anterioare este că înfășurarea este continuă: stivuitorul așează simultan fire longitudinale și transversale. S-ar părea că acest lucru ar trebui să simplifice și să reducă costul tehnologiei; totuși, aici există o problemă pur mecanică.
Mandrinul pe care este înfășurată viitoarea țeavă se rotește; Dacă da, trebuie să se rotească și bobinele din care se derulează firul de armătură longitudinală. Mai mult, cu cât diametrul țevii este mai mare, cu atât ar trebui să existe mai multe bobine.
Această soluție a fost dezvoltată în timpul vieții sale Uniunea Sovieticăîn Harkov și a fost folosit inițial la producția de carcase de rachete. Mai târziu s-a răspândit în tot spațiul post-sovietic.
Care este esența metodei?
Care sunt beneficiile unei astfel de scheme?
Strat oblic transversal - înfășurare longitudinală.
Producția produselor care ne interesează este reglementată de două acte normative:
Să studiem principalele prevederi ale documentelor.
Modul de funcționare al conductelor prevăzut de standard arată astfel:
Sunt oferite următoarele opțiuni pentru utilizarea produselor descrise de standard:
Standardul distinge trei tipuri de conducte:
Desemnare | Decodare |
NK | Pompă și compresor |
DESPRE | Carcasa |
L | Liniar |
Care pot fi diametrele țevilor din fibră de sticlă produse în conformitate cu GOST R 53201-2008 și celelalte caracteristici ale acestora?
Diametru interior, mm | Presiune nominală, MPa | Greutate pe metru liniar, 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 |
Fotografia prezintă tuburi din fibră de sticlă de înaltă presiune.
Diametru interior, mm | Presiune nominală, MPa | Grosimea minima a peretelui, mm | Greutate pe metru liniar, 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 |
Pe lângă dimensiunile țevilor, documentul conține instrucțiuni detaliate pentru fabricarea fitingurilor indicând dimensiunile de bază, cerințe pentru aspect, toleranțe maxime și marcaje ale tuturor produselor.
Standardul descrie conductele care funcționează în condiții mult mai blânde decât cele descrise mai sus:
Important: GOST nu se aplică conductelor pentru alimentarea internă cu apă și sistemele de canalizare.
În cadrul documentului, produsele sunt clasificate după următoarele criterii:
Vă rugăm să rețineți: atunci când o așezați singur, merită să luați în considerare faptul că țevile SN 1250 nu sunt recomandate în principiu pentru instalarea subterană, în timp ce țevile SN 2500 se recomandă să fie așezate în tăvi.
Documentul, ca și cel precedent, enumeră dimensiunile principale ale tuturor tipurilor de fitinguri și cerințele pentru aspectul, rezistența, marcarea și metodele de armare ale acestora.
Desigur, în materialul nostru am atins doar o mică parte din subiectul foarte larg al utilizării fibrei de sticlă. Nu am aflat dacă țevile din fibră de sticlă pot fi folosite pentru încălzire sau pentru canalizare menajeră sau cât de bune sunt în comparație cu produsele metal-polimer sau complet din plastic. Unele dintre aceste probleme sunt abordate în videoclipul din acest articol. Noroc!