Способ изготовления комбинированной трубы

Изобретение относится к области производства пластмассовых комбинированных труб, предназначенных для хранения и транспортировки жидкостей и газов. В способе изготовления комбинированной трубы, включающем нанесение на полиолефиновую трубчатую заготовку слоя сэвилена, намотку стеклопластикового материала, термообработку с полимеризацией и охлаждением, на слой сэвилена наматывают стекловолокна при температуре, обеспечивающей расплавление слоя сэвилена, после чего проводят намотку стеклопластика и осуществляют термообработку с полимеризацией и охлаждение. Технический результат - повышение ресурса работы трубы. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области труб из пластических масс, а именно к способам их изготовления.

Известен способ изготовления комбинированной трубы, включающий раздельное изготовление его внутреннего и внешнего слоев, нанесение на сопрягаемые поверхности оболочек полимерного слоя, сборку оболочек и отверждение праймерного слоя (пат. США №3886024 С1, 27.05.1975).

Однако отверждение оболочек при высоких температурах (до 177°С) приводит к плохой ремонтно-способности и низкой надежности получаемых труб.

Известен также способ изготовления комбинированной трубы, включающий установку на оправке полиэтиленовой трубчатой заготовки, нанесение на нее слоя сэвилена, намотку стеклопластикового материала, последующую термообработку с полимеризацией и охлаждение (пат. РФ №209676 C1, 10.11.1997).

Однако в процессе реализации способа расширение полиэтиленовой трубчатой заготовки ведет к потере устойчивости стенки заготовки в направлении оси и образованию пустот между намоткой и полиэтиленовой заготовкой, что при полимеризации стеклопластикового материала приводит к неоднородности стенки трубы.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому является способ изготовления комбинированной трубы, включающий установку на оправке полиолефиновой (полиэтиленовой) трубчатой заготовки, нанесение на нее слоя сэвилена, намотку стекло-пластикового материала, последующую термообработку с полимеризацией и охлаждением и снятие готовой трубы, при этом трубчатую заготовку берут с внутренним диаметром, меньшим диаметра оправки с натягом устанавливают на ней или сначала калибруют на размер, больший диаметра оправки, и с зазором устанавливают на ней, после чего выдергивают до беззазорного сопряжения с оправкой (пат. РФ №2150629 С1, 19.10.1998).

К недостаткам известного способа следует отнести низкую адгезию слоя сэвилена к стеклопластику. Коэффициент линейного термического расширения полиолефинов на два порядка выше, чем у стеклопластиков. Поэтому при положительных температурах внутренний полиолефиновый слой, расширяясь, оказывает давление на внешний слой из стеклопластика. При отрицательных температурах внутренний слой уменьшается в диаметре, что приводит к отрыву внешнего слоя и, как следствие, расслоению конструкции трубы. Указанные обстоятельства приводят к снижению сроков эксплуатации и надежности труб.

Кроме того, известный способ является трудоемким в связи с необходимостью установки заготовки на оправке, термообработки трубы в печи и снятия ее с оправки, причем последняя операция может привести к нарушению целостности трубы.

Поставленная задача состояла в разработке способа изготовления комбинированной трубы, обеспечивающей повышенный ресурс работы трубы в широком диапазоне температур, за счет высокой адгезии ее слоев между собой, при одновременном упрощении технологического процесса.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления комбинированной трубы, включающем нанесение на полиолефиновую трубчатую заготовку слоя сэвилена, намотку стеклопластикового материала, термообработку с полимеризацией и охлаждением, на слой сэвилена наматывают стекловолокно при температуре, обеспечивающей расплавление слоя сэвилена, после чего проводят намотку стеклопластика и осуществляют термообработку с полимеризацией и охлаждение.

Внутренний слой трубы в виде трубчатой заготовки изготавливают из полиолефина, преимущественно из полиэтилена и полипропилена, например, метом экструзии, или используют готовую заготовку.

Сэвилен представляет собой сополимер этилена и винилацетата, выпускается в промышленности по ТУ 6-05-1636-97.

Стеклопластик является компазиционным полимерным материалом, состоящим из стеклянного наполнителя и связующего. В промышленности главным образом используют стекловолокнистые наполнители. В качестве связующего обычно используют ненасыщенные полиэфиры, эпоксидные смолы, фенолформальдегидные смолы.

Стекловолокно получают преимущественно методом механического расплава стекломассы и перерабатывают в виде нитей, жгутов, ленты или ткани.

Сэвилен имеет высокую адгезию к стеловолокну, а намотка стекловолокна на слой сэвилена с одновременным прогревом обеспечивает склейку сэвилена со стекловолокном и проникновение расплава сэвилена в структуру стекловолокна и, как следствие, повышение адгезии слоев изделия между собой в целом после намотки стеклопластика и его полимеризации при термообработке.

Ниже приводится пример изготовления комбинированной трубы, иллюстрирующий, но не ограничивающий изобретение.

Трубчатую заготовку из полиэтилена закрепляют по торцам в исполнительных механизмах намоточного станка. Зона намотки при вращении трубчатой заготовки подкрепляется специальными люнетами, препятствующими прогибам заготовки в процессе нанесения на нее последующих слоев, в частности, при создании давления на нее от натяжения ленты при намотке.

На трубчатую заготовку наносят слой сэвилена, а затем осуществляют намотку ленты из стекловолокна. Одновременно при намотке ведут прогрев при 70-100°C пламенем горелки или горячим воздухом до расплавления сэвилена.

После нанесения слоя стекловолокна на полученную заготовку наматывают слой стеклопластикового материала в виде нитей, жгутов, ленты или ткани.

Затем проводят термообработку полученной трубы, температурно-временные параметры которой определяются условиями отверждения связующего, использованного в стеклопластике.

Полученные согласно предлагаемому способу образцы труб были подвергнуты испытаниям на статическую, циклическую и термодинамическую прочность. Результаты испытаний показали увеличение прочностных свойств трубы в широком диапазоне температур не менее, чем в 2 раза, что позволяет повысить ресурс ее работы. При этом технологический цикл значительно упрощается за счет снижения количества операции.

1. Способ изготовления комбинированной трубы, включающий нанесение на полиолефиновую трубчатую заготовку слоя сэвилена, намотку стеклопластикового материала, термообработку с полимеризацией и охлаждением, отличающийся тем, что на слой сэвилена наматывают стекловолокна при температуре, обеспечивающей расплавление слоя сэвилена, после чего проводят намотку стеклопластика и осуществляют термообработку с полимеризацией и охлаждение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют полиэтиленовую трубчатую заготовку.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют полипропиленовую трубчатую заготовку.