Glassfiberrør: fordeler, produksjonsteknologi, standarder

Hva er produksjonen av rør laget av glassfiber? Hva skal være glassfiberrør i henhold til GOST? Hvor attraktive er deres egenskaper mot alternative løsninger? La oss prøve å svare på disse spørsmålene.

Prøver av rør med tilkoblinger av forskjellige typer.

Hva er det

Hva er glassfiber? Navnet gir generelt en omfattende oppfatning av materialets sammensetning: bindemidlet (epoxy eller polyesterharpiks) forsterkes med glassfiber. Forsterkning gir motstand mot strekk- og bøyningsbelastninger; Binder sikrer motstand mot støtbelastning.

Vær oppmerksom på: brukte harpikser er typiske termosetter. Ved herding oppstår irreversible kjemiske forandringer i dem; I så fall - i motsetning til termoplast, er motstandssveising av produkter umulig. Lim, flenser til bolter, tråder mv. Brukes til å koble til rør.

Flensforbindelse av glassfiberrørledningen.

Historie av

Produksjonsteknologien stammer fra femtiotalet av forrige århundre, da industriell produksjon av epoksyharpikser begynte. Som ny teknologi, var det i første omgang ikke særlig populært: Mangelen på erfaring med å bruke glassfiber supplerte den lave prisen på tradisjonelle materialer (stål, kobber og aluminium).

Omkring midten av 60-tallet begynte bildet å forandre seg.

Hva skjedde?

  • Stål og ikke-jernholdige metallpriser økte.
  • Kommersiell utvikling av offshore olje- og gassfelt har begynt. GRP-slanger (slanger) var gunstig forskjellig fra metall med lav vekt, og enda viktigere, korrosjonsbestandighet: kontakt med saltvann forårsaket ikke noen skade i motsetning til konkurrerende produkter.
  • Til slutt sto ikke glassfiberproduksjonsteknologiene seg stille: det ble billigere og mer holdbart.

Resultatet var ikke lenge på vei: i slutten av 60-tallet kom det amerikanske selskapet Ameron med sine høytrykksfiberfiberrør først i Nord-Amerika og deretter i Midtøsten-markedet. På 80-tallet, europeisk og, litt senere, ble sovjetiske (senere russiske) produsenter tatt opp.

Ameron-produkter er fortsatt etterspurt i det russiske markedet, til tross for tilstedeværelsen av innenlandske produsenter.

fordeler

Enn glassfiber har blitt populært?

Listen over fordelene er ikke for stor, men det ser veldig overbevisende ut.

  1. Veldig rimelig mot bakgrunnen av høylegerte og rustfrie stålkostnader.
  2. Motstand mot korrosjon og aggressive medier.

Det er nyttig: Hvis det er nødvendig å transportere spesielt aggressive væsker, er rørelementene foret med høytrykkspolyetylen.

  1. Lav vekt. Den spesifikke styrken av glassfiber (styrke relatert til tetthet) er 3,5 ganger høyere enn for stål; Dermed vil like styrkekonstruksjoner av disse materialene variere i vekt flere ganger.
Med samme veggtykkelse som stålrøret, er glassfiberen underordnet det i styrke svært lite.
  1. Muligheten til å skaffe materiale med ønskede mekaniske egenskaper på grunn av et bestemt forsterkningsskjema. For eksempel gir spiral-ringviklingen av glassfiber den høyeste motstand mot internt trykk.

produksjon

Hva er produksjonen av glassfiberrør?

Til dags dato er det fire hovedteknologier av deres fremstilling.

navn beskrivelse
ekstrudering Harpiksen blandes med en herder og hakket glassfiber, hvoretter den ekstruderes gjennom et ringformet hull. Produksjonen er billig, teknologisk, men mangelen på en vanlig forsterkende ramme påvirker produktets endelige styrke.
pultrusion Røret er dannet mellom indre og ytre dormer. Begge overflatene er perfekte; Imidlertid tillater ikke en rekke teknologiske begrensninger å produsere rør med store diametre og med høyt arbeidstrykk.
Sentrifugalforming Forsterkning er en ferdig ermet av glassfiber, som presses mot overflaten av en roterende form ved hjelp av sentrifugalkrefter. De bidrar også til en jevn fordeling av harpiks i fremtidige vegger. Den største fordelen med teknologien er evnen til å få en jevn ytre overflate; Den største ulempen er energiintensitet og dermed høy kostnad.
svingete Fiberimpregnert glassfiber (tråd, tape eller stoff) er viklet på en sylindrisk dorn. Utstyr for produksjon av glassfiberrør ved viklingsmetoden er vanligst på grunn av den relative enkelheten og høy ytelse.
Produksjonsskjema ved pultrusjonsmetoden.

Sistnevnte produksjonsmetode har flere, så å si, underarter. La oss bli kjent med dem.

Spiral ring vikling

Stableren - en ring med flere impregnerte trådfôringsmekanismer - frem og tilbake langs en roterende dorn. Ved hvert pass legges et lag med fibre med en konstant tonehøyde; Ring ordningen legger, som vi husker, lar deg oppnå maksimal rørstyrke i brudd.

Nyselig, påvirker trådens forspenning også den endelige styrken til produktet, og forhindrer utbrudd av sprekker under bøyning av belastninger.

Spiral-ring vikling metode brukes til å produsere rør rør designet for høyt arbeidstrykk, strukturelle komponenter (inkludert kompositt kraftoverføring tårn støtter), og til og med skrogene av rakettmotorer.

Produksjonsrør spiral-ring vikling.

Spiral tape vikling

Forskjellen med den forrige metoden er bare i det faktum at i ett passasje danner stableren et smalt bånd av et dusin eller to fibre. Følgelig krever dannelsen av kontinuerlig forsterkning mye flere passasjer; selve forsterkningen er noe mindre tett. Den største fordelen med metoden er mye enklere og tilsvarende billig utstyr.

Langgående tverrgående vikling

Hovedforskjellen fra tidligere ordninger er at viklingen blir gjort kontinuerlig: stableren legger samtidig langsgående og tverrgående tråder ned. Det virker som dette bør forenkle og billigere teknologien; Det er imidlertid et rent mekanisk problem.

Dornen som det fremtidige røret er såret roterer; I så fall må spolene som tråden med lengdeforsterkning vikles ut, også rotere. Dessuten, jo større diameteren av røret, desto større må være spolene.

Longitudinal-transverse winder.

Skrå tverrgående langsgående vikling

Denne løsningen ble utviklet under Sovjetunionens liv i Kharkov og ble opprinnelig brukt i produksjon av rakettskjell. Senere ble det utbredt i hele post-sovjetiske rom.

Hva er kjernen i metoden?

  • Stableren danner et bredt bånd av parallelle bindemiddelimpregnerte fibre.
  • Båndet før vikling på doren er forviklet med en tråd uten impregnering, og danner deretter en aksial forsterkning. Trådene som samles i båndet danner seg henholdsvis tverrforsterkning: båndet legges over dornaksen.
  • Etter lagring er hvert lag rullet ruller, forsegling forsterkning og forskyvning overskytende bindemiddel.

Hva er fordelen med en slik ordning?

  • Muligheten for kontinuerlig produksjon. I ett pass kan du skape vilkårlige tykke vegger, bare ved å endre overlappingen av båndet.
  • Høy ytelse.
  • Evnen til å produsere glassfiberrør med stor diameter (i teorien - uten noen begrensninger av maksimal størrelse). Dimensjoner er begrenset bare av størrelsen på doren.
  • Ekstremt høyt glassfiberinnhold i det ferdige materialet. Den kommer til 85% mot 45-65% med alternative metoder. Dette påvirker både den endelige styrken og brennbarheten til produktet.
Tverrsnitt - langsgående vikling.

standarder

Produksjon av produkter av interesse for oss er regulert av to reguleringsdokumenter:

  1. GOST R 53201-2008 inneholder tekniske betingelser for produksjon av rør med diameter på 50-200 mm på gjengede tilkoblinger.
  2. Utviklet med deltagelse av NTT LLC (New Pipe Technologies), beskriver GOST R 54560-2011 detaljene for glassfiberforsterket termoplast.

Vi studerer de grunnleggende bestemmelsene i dokumentene.

GOST R 53201-2008

Standardrøroperasjonsmodusen er som følger:

  • Temperatur - fra -60 til + 60C.
  • Relativ fuktighet - opp til 100%.
  • Temperaturen på den transporterte væsken er opp til + 110 ° C.
  • Arbeidstrykk - fra 3,5 til 27,6 MPa.

Følgende bruksområder er gitt for produktene beskrevet i standarden:

  1. Transport av olje og gass kondensat.
  2. Transport av saltløsninger (inkludert sjøvann).
  3. Byggingen av heis kolonner.
  4. Festebrønner for ulike formål.
Demontert hylse.
  1. Opprettholde reservoartrykket i utviklingen av underjordiske innskudd.
  2. Teknisk og drikkevannstilførsel.

Standarden skiller tre typer rør:

betegnelse transkripsjon
NC tubing
Oh foringsrør
L lineær

Hva kan diametrene til glassfiberrør produsert i henhold til GOST R 53201-2008, og deres andre egenskaper?

Pumpe og hylse

Innvendig diameter, mm Nominelt trykk, MPa Minste veggtykkelse, mm Vekt per meter, 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
På bildet - glassfiberrør høyt trykk.

lineær

Innvendig diameter, mm Nominelt trykk, MPa Minste veggtykkelse, mm Vekt per meter, 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

I tillegg til rørstørrelsene inneholder dokumentet detaljerte instruksjoner for fabrikasjon av beslag med indikasjon på grunnmål, krav til utseende, maksimale toleranser og merking av alle produkter.

GOST R 54560-2011

Standarden beskriver rørledninger som drives i mye mildere enn betingelsene beskrevet ovenfor:

  • Driftstrykk - opptil 3,2 MPa;
  • Middels temperatur - opp til 35 ° C;
  • Transporterte væsker - vann, vannløsninger og avløp (innenlands og industrielt).
Kravene til myk styrke gjør det mulig å komme sammen med vegger med lav tykkelse.

Viktig: Handlingen av GOST gjelder ikke rørledninger for innenlands vannforsyning og kloakk.

Innenfor rammen av dokumentet klassifiseres produktene i henhold til følgende kriterier:

  • Diameter (DN). Verdien er fra 300 til 3000 millimeter.
  • Nominelt trykk (PN). For ikke-trykk-rør er konseptet av PN i seg selv ganske tilfeldig og blir tatt til å være 0,1 - 0,4 MPa; for trykk, tar det verdier på 0,6, 1,0, 1,6, 2,0, 2,5 og 3,2 MPa.
  • Klassifisert stivhet (SN). Den er også målt i megapascals og kan være lik 1250, 2500, 5000 og 10000.

Vær oppmerksom på at når du legger et glassfiberavløpssystem med egne hender, er det verdt å vurdere at SN 1250-rørene ikke anbefales for underjordisk installasjon i prinsippet, og SN 2500 anbefales å legges i skuffer.

For underjordisk installasjon brukes tykke vegger med høy stivhet.

Dokumentet, som forrige, viser hoveddimensjonene av alle typer beslag og krav til utseende, styrke, merking og forsterkningsmetoder.

konklusjon

Selvfølgelig berørte vi i vårt materiale bare en liten del av et svært omfattende tema for bruk av glassfiber. Vi har ikke funnet ut om glassfiberrør kan brukes til oppvarming eller husholdningsavløp, hvor gode de er på bakgrunn av metallpolymer eller plastprodukter. Noen av disse spørsmålene påvirker videoen i denne artikkelen. Lykke til!

Add a comment