Kuinka valita lasikuituputkia: tuotantosuunnitelmat ja katsaus johtaviin valmistajiin
Lasin ja polymeerien positiivisten ominaisuuksien yhdistelmän ansiosta lasikuituputkilla on käytännöllisesti katsoen rajoittamaton käyttömahdollisuus - tuuletuskanavien järjestämisestä petrokemiallisten reittien asettamiseen.
Tässä artikkelissa tarkastellaan lasikuituputkien pääominaisuuksia, merkintöjä, polymeerikomposiittien valmistustekniikoita ja sideainekomponenttien koostumusta, jotka määräävät komposiitin laajuuden.
Annamme myös tärkeät valintakriteerit ja kiinnitämme huomiota parhaimpiin valmistajiin, koska valmistajan teknisille ominaisuuksille ja maineelle on annettu tärkeä rooli tuotteiden laadussa.
Artikkelin sisältö:
Lasikuitun yleiset ominaisuudet
Lasikuitu - muovimateriaali, joka sisältää lasikuitukomponentit ja sideaineen täyteaineen (kestomuovi- ja lämpökovettuvat polymeerit). Suhteellisen pienen tiheyden lisäksi lasikuitutuotteille on ominaista hyvät lujuusominaisuudet.
Viimeisen 30–40 vuoden lasikuitua käytetään laajalti eri tarkoituksiin tarkoitettujen putkistojen valmistukseen.
Valtateillä yhdistyvät lasin ja polymeerien ominaisuudet:
- Kevyt. Keskimääräinen lasikuitumassa on 1,1 g / cm3. Vertailun vuoksi sama parametri teräksellä ja kuparilla on paljon korkeampi - vastaavasti 7,8 ja 8,9.Helppouden ansiosta asennustyöt ja materiaalin kuljetus helpottuvat.
- Korroosionkestävyys Komposiitin komponenteilla on alhainen reaktiivisuus, joten ne eivät altistu sähkökemialliselle korroosiolle ja bakteerien hajoamiselle. Tämä laatu on ratkaiseva argumentti lasikuitun hyväksi maanalaisissa laitoksissa.
- Korkeat mekaaniset ominaisuudet. Komposiitin absoluuttinen vetolujuus on alhaisempi kuin teräksen, mutta ominaislujuusparametri ylittää merkittävästi kestomuovipolymeerien (PVC, HDPE).
- Säänkestävä. Rajalämpötila-alue (-60 ° C .. + 80 ° C), putkien käsittely suojakerroksella gelcoat antaa suojan UV-säteille. Lisäksi materiaali kestää tuulta (raja on 300 km / h). Jotkut valmistajat väittävät putkiliittimien maanjäristyskestävyyden.
- Palonkestävyys. Palamaton lasi on lasikuidun pääkomponentti, joten materiaali on tuskin syttyvää. Palaessaan myrkyllistä kaasudioksiinia ei vapaudu.
Lasikuitulla on alhainen lämmönjohtavuus, mikä selittää sen lämmöneristysominaisuudet.
Sisäseinien kuluessa kuidut paljastuvat ja hajoavat - hiukkaset voivat päästä kuljetettuun väliaineeseen.
Lasikuituputkien valmistustekniikat
Valmiin tuotteen fysikaalis-mekaaniset ominaisuudet riippuvat tuotantotekniikasta. Yhdistelmäliittimet valmistetaan neljällä eri tavalla: suulakepuristus, pultruusio, keskipakovalu ja käämitys.
Teknologia # 1 - puristaminen
Ekstruusio on tekninen prosessi, joka perustuu tahnamaisen tai erittäin viskoosisen materiaalin jatkuvaan pakottamiseen muovausvälineen kautta. Hartsi sekoitetaan murskatun lasikuitun ja muovikovettimen kanssa ja syötetään sitten suulakepuristimeen.
Suorituskykyisen suulakepuristuslinjan avulla voit saada kehyksetöntä komposiittituotetta alhaisella hinnalla, mutta sen kysyntä on rajoitettu alhaisten mekaanisten ominaisuuksien vuoksi. Polymeerimatriisin perusta on polypropeeni ja polyeteeni.
Teknologia # 2 - Pultruusiota
Pultrusion on tekniikka pitkien komposiittiosien valmistamiseksi, joiden halkaisija on vakio ja joiden poikkileikkaus on vakio. Läpikuultavan muotinmuodostusmuotin (+140 ° С) läpi yksityiskohdat "vedetään" ulos lämpökuivuvalla hartsilla kyllästetystä lasikuitumateriaalista.
Toisin kuin suulakepuristusprosessissa, jossa paine on määräävä vaikutus, pultrusiivisessa yksikössä tätä roolia pelataan vetovaikutuksella.
Teknologinen prosessi:
- Kelakuitufilamentit johdetaan polymeerihauteeseen, jossa ne on kyllästetty termoplastisilla hartseilla.
- Käsitellyt kuidut kulkevat esimuotoyksikön läpi - langat kohdistetaan ja saavat halutun muodon.
- Kovettamaton polymeeri tulee suulakkeeseen. Useiden lämmittimien ansiosta syntyy optimaalinen tila polymerointiin ja veto- nopeus valitaan.
Kovetettu tuote vedetään vetokoneella ja leikataan segmenteiksi.
Pultruded-tekniikan erottuvat piirteet:
- hyväksyttävät polymeerit - epoksi-, polyesterihartsit, vinyylit;
- vetonopeus - innovatiivisten, optimoitujen "pultruded" -polymeerien käyttö antaa sinun nopeuttaa leviämistä nopeuteen 4-6 m / min. (vakio - 2-3 m / min.);
- ajoajo: vähintään - 3,05 * 1 m (vetovoima jopa 5,5 t), maksimi - 1,27 * 3,05 m (voima - 18 t).
Lähtö on putki, jolla on täysin sileät ulko- ja sisäseinät, korkean tason ja lujuuden osoittimilla.
Menetelmän haitat eivät liity alkuperäisen tuotteen laatuun, vaan itse tekniikkaan. Argumentit “vastaan”: korkeat kustannukset ja tuotantoprosessin kesto, kyvyttömyys valmistaa suurhalkaisijaisia putkia, jotka on suunniteltu merkittäville kuormille.
Teknologia # 3 - Keskipakovalu
Sveitsiläinen yritys Hobas kehitetty ja patentoitu keskipakoismuodostustekniikka. Tässä tapauksessa tuotanto suoritetaan putken ulkoseinästä sisemmälle käyttämällä pyörivää muotoa. Putkilinjan koostumus sisältää: murskatut lasihinat, hiekkaa ja polyesterihartseja.
Raaka-aineet syötetään pyörivään matriisiin - putkilinjan ulkopinnan rakenne muodostuu. Tuotannon edetessä kiinteät komponentit, täyteaine ja lasikuitu sekoitetaan nestemäisen hartsin kanssa - polymerointi etenee nopeammin katalyytin vaikutuksesta.
Lisäetuja:
- alkuperäisen tuotteen mittojen korkea tarkkuus (pyörivän muodon sisäosa vastaa lopputuotteen ulkohalkaisijaa);
- kyky valata minkä tahansa paksuuden seinä;
- polymeerikomposiitin korkea rengasjäykkyys;
- saadaan sileä pinta putkiliittimien ulkopuolelle ja sisälle.
Lasikuituputkien keskipakotuotannon haittapuoli on lopputuotteen energiaintensiteetti ja korkeat kustannukset.
Tekniikka # 4 - progressiivinen käämitys
Suosituin tekniikka on jatkuva käämitys.Putki luodaan vaihtamalla tuuria lasikuitulla polymeereillä, joilla on jäähdytysprosessit. Tuotantomenetelmällä on useita alalajeja.
Spiraalirengastekniikka
Kuitutakka on erityinen rengas, jonka kehällä on kierteillä varustetut kehäkkeet.
Työelementti liikkuu jatkuvasti liikkuvan kehyksen akselia pitkin ja jakaa kuidut kierteisiä viivoja pitkin.
Menetelmän tärkeimmät edut:
- tasainen lujuus valtatien koko pinnalla;
- erinomainen vetolujuuksien sietokyky - halkeamia ei sallita;
- sellaisten tuotteiden luominen, joiden halkaisija ja poikkipinta-ala ovat monimutkaisia.
Tämä tekniikka mahdollistaa korkean lujuuden putkien, jotka on suunniteltu toimimaan korkeassa paineessa (pumpun ja kompressorin tekniset verkot).
Kierrenauhan käämi
Tekniikka on samanlainen kuin edellinen, ero on siinä, että pinoaja syöttää kapeaa kuitunauhaa. Tiheä lujitekerros saadaan aikaan lisäämällä läpimittoja.
Tuotantoon osallistuu halvempia laitteita kuin spiraalirengasmenetelmään, mutta pari merkittävää haittaa liittyy "nauha" -käämitykseen:
- rajoitettu suorituskyky;
- kuitujen löysä laskeminen vähentää putkilinjan lujuutta.
Kierrenauhamenetelmä on merkityksellinen putkien liitososien valmistuksessa matalalle, kohtalaiselle paineelle.
Pitkittäis-poikittainen menetelmä
Jatkuva käämitys suoritetaan - pinoaja sijoittaa pitkittäiset ja poikittaiset kuidut samaan aikaan. Käänteistä liikettä ei ole.
Menetelmän ominaisuudet:
- Sitä käytetään pääasiassa putkien luomiseen, joiden poikkileikkaus on enintään 75 mm;
- on mahdollista kiristää aksiaalikierteet, joiden ansiosta lujuus saavutetaan, kuten spiraalimenetelmässä.
Poikittaissuuntainen poikittaisteknologia on erittäin tuottava. Koneiden avulla voit muuttaa aksiaalisen ja rengasmaisen vahvistuksen suhdetta laajalla alueella.
Kalteva poikittainen pitkittäistekniikka
Kharkov-insinöörien kehittäminen on kysyntää kotimaisten valmistajien keskuudessa. Kun ristiin kääritään, pinoaja näyttää ”verhon”, joka koostuu nippusideainelangoista. Nauha syötetään kehykseen pienellä päällekkäiskulmalla edellisen kääntörenkaan lujituksen kanssa.
Koko tuurnan käsittelyn päätyttyä kuidut pyöritetään teloilla - sideainepolymeerien jäänteet poistetaan, lujitekerros tiivistetään.
Ristikerrosvalssauksen ominaisuudet:
- lasikuitutiiviys;
- valmistettujen putkien rajoittamaton halkaisija;
- korkeat dielektriset ominaisuudet, koska akselilla ei ole jatkuvaa vahvistusta.
”Poikikerros” lasikuitun elastinen moduuli on huonompi kuin muiden tekniikoiden samanlainen parametri. Kerrosten välisten halkeamien riskin vuoksi menetelmä ei ole mahdollinen rakennettaessa putkistoja korkean paineen alaisina.
Lasikuituputken valintaparametrit
Lasikomposiittiputkien valinta perustuu seuraaviin kriteereihin: jäykkyys ja rakennepaine, sideainekomponentin tyyppi, seinien rakenneominaisuudet ja kytkentätapa. Merkittävät parametrit ilmoitetaan mukana seuraavissa asiakirjoissa ja jokaisessa putkessa - lyhennetty merkintä.
Jäykkyys ja painearvo
Lasikuitun jäykkyys määrää materiaalin kyvyn kestää ulkoisia kuormituksia (maaperän vakavuus, liikenne) ja seiniin kohdistuvaa painetta sisältäpäin.ISO-standardin mukaan putkenosat luokitellaan useisiin jäykkyysluokkiin (SN).
Jäykkyysaste kasvaa lasikuituputken seinämän paksuuden kasvaessa.
Nimellispaineen (PN) mukainen luokittelu heijastaa tuotteiden asteittaista tasoa turvalliseen nestepaineeseen lämpötilassa +20 ° C koko käyttöiän ajan (noin 50 vuotta). PN: n mittayksikkö on MPa.
Jotkut valmistajat, kuten Hobas, ilmoittavat kahden parametrin (paine ja jäykkyys) yhdistelmäominaisuudet jakeen kautta. Putket, joiden työpaine on 0,4 MPa (luokka PN - 4) ja joiden jäykkyysaste (SN) on 2500 Pa, merkitään - 4/2500.
Sideaineen tyyppi
Putken toimintaominaisuudet riippuvat suurelta osin sideaineen tyypistä. Useimmissa tapauksissa käytetään polyesteriä tai epoksilisäaineita.
PEF-sideaineiden ominaisuudet
Seinät on muodostettu lämpökovettuvista polyesterihartseista, jotka on vahvistettu lasikuidulla ja hiekkalisäaineilla.
Käytetyillä polymeereillä on tärkeitä ominaisuuksia:
- alhainen myrkyllisyys;
- kovetus huoneenlämpötilassa;
- luotettava kytkentä lasikuituihin;
- kemiallinen inertiteetti.
Yhdistelmäputket, joissa on PEF-polymeerejä, eivät ole alttiita korroosiolle ja aggressiivisille väliaineille.
Epoksiominaisuudet
Sideaine antaa materiaalille lisää lujuutta. Epoksidisilla komposiiteilla lämpötilaraja on +130 ° С ja maksimipaine on 240 ilmakehän.
Lisäetu on melkein nolla lämmönjohtavuus, joten koottu tavaratila ei vaadi ylimääräistä lämpöeristystä.
Yhdistelmäputkien seinäsuunnittelu
Suunnittelun mukaan ne erottavat yhden-, kaksi- ja kolmikerroksiset lasikuituputket.
Yksikerroksisten tuotteiden ominaisuudet
Putkissa ei ole suojaavaa vuorattua päällystettä, minkä vuoksi ne ovat edullisia. Putkiliittimien ominaisuudet: kyvyttömyys käyttää alueita, joilla on vaikea maasto ja kova ilmasto.
Nämä tuotteet vaativat myös huolellisen asennuksen - kaivaa suuren määrän kaivoa, järjestää hiekkaisen "tyynyn". Mutta arvio asennustyöstä kasvaa tästä johtuen.
Kaksikerroksisten putkien ominaisuudet
Tuotteet sisällä on vuorattu kalvopäällysteellä - korkeapainepolyeteenillä. Suoja lisää kemiallista kestävyyttä ja parantaa linjan tiiviyttä ulkoisissa kuormituksissa.
Öljyputkien liitososien toiminta paljasti kuitenkin kaksikerroksisten modifikaatioiden heikkoudet:
- tarttuvuuden puute rakennekerroksen ja vuorauksen välillä - seinien kiinteyden rikkominen;
- suojakalvon kimmoisuuden heikkeneminen alle nolla-lämpötilassa.
Kun kuljetetaan kaasua sisältävää väliainetta, vuori voi katoaa.
Kolmikerroksiset putkiparametrit
Lasikuituputken rakenne:
- Ulkoinen polymeerikerros (paksuus 1-3 mm) - mekaanisen ja kemiallisen kestävyyden lisääntyminen.
- Rakennekerros - rakennekerros, joka vastaa tuotteen lujuudesta.
- Liner (paksuus 3-6 mm) - lasikuitukotelo.
Sisäinen kerros tarjoaa sileyden, tiiveyden ja tasoittaa sisäisen paineen sykliset vaihtelut.
Lasikuitutelakointimenetelmä
Liitosmenetelmän mukaan komposiitista valmistettujen putkenosien valikoima jaetaan neljään ryhmään.
Ryhmä nro 1 - pistorasiaan kiinnitetty telakointi
Elastiset kumitiivisteet on asennettu vastaputkien uriin putken päädyissä. Laskeutumisrenkaat muodostetaan elektronisella ohjauksella varustetuille laitteille, mikä varmistaa niiden sijainnin ja koon tarkkuuden.
Ryhmä nro 2 - pistorasiaan varustettu tiiviste ja tulppa
Maan moottoritietä suunniteltaessa on välttämätöntä kompensoida aksiaalivoimien vaikutus putkilinjaan. Tätä tarkoitusta varten tiivisteen lisäksi asetetaan pysäytin. Elementti on valmistettu metallikaapelista, polyvinyylikloridista tai polyamidista.
Ryhmä nro 3 - laippayhteys
Yhdistelmäputken liittäminen liitososilla tai metalliputkilla. Lasikuitulaippojen liitosmitat ovat säänneltyjä GOST 12815-80.
Ryhmä nro 4 - liiman kiinnitys
Erottamaton kytkentätapa - kärkiin lisätään lujitelasimateriaalien koostumus lisäämällä polyesterikomponenttia, joka on ”kylmä” kovettuva. Menetelmä tarjoaa linjan lujuuden ja tiiveyden.
Suojaavan sisäkerroksen merkitseminen
Putkituotteiden valmistusmenetelmä antaa sinun valmistaa tuotteita, joiden sisäkerroksen koostumus on erilainen, mikä määrittää linjan kestävyyden kuljetetulle väliaineelle.
Kotimaiset valmistajat kiinnittävät seuraavat suojapäällysteiden merkinnät.
Kirje osoittaa hyväksyttävän käytön:
- - nesteen kuljetus hioma-aineilla;
- P - kylmän veden toimitus ja tyhjentäminen, mukaan lukien juominen;
- X - sallittu käyttö kemiallisesti aggressiivisissa kaasu- ja nesteympäristöissä;
- D - kuumavesijärjestelmät (raja 75 ° C);
- C - muut nesteet, mukaan lukien ne, joilla on korkea happamuus.
Suojapinnoite levitetään enintään 3 mm kerroksella.
Katsaus johtavien valmistajien tuotteisiin
Esiteltyjen tuotteiden joukossa on hyvämaineisia tuotemerkkejä, joilla on monen vuoden positiivinen maine. Näihin kuuluvat yritysten tuotteet: Hobas (Sveitsi), Steklokompozit (Venäjä), Amiantit (Saudi-Arabian konttori, jolla on tuotantolaitokset Saksassa, Espanjassa, Puolassa), Ameron International (Yhdysvallat).
Nuoret ja lupaavat komposiittikuituputkien valmistajat: Polyek (Venäjä), Arpipe (Venäjä) ja Fiberglass Plant (Venäjä).
Valmistaja # 1 - HOBAS-merkki
Tuotemerkkiyritykset sijaitsevat Yhdysvalloissa ja monissa Euroopan maissa. Hobas-tuotteet ovat ansainneet maailmanlaajuisen tunnustuksen erinomaisesta laadustaan. GRT-putket, joissa on polyesterisideainetta, valmistetaan käyttämällä lasikuitulajien ja tyydyttymättömien polyesterihartsien keskipakovalumenetelmää.
Hobas-komposiittiputkien ominaisuudet:
- halkaisija - 150 - 2900 mm;
- SN-jäykkyysluokka - 630-10 000;
- PN-painetaso - 1–25 (PN1 - paineeton putkisto);
- sisäisen vuorauksen korroosionestopinnoitteen läsnäolo;
- haponkestävyys laajalla pH-alueella.
Muotoiltujen osien: kyynärpäiden, adapterien, laippaputkien ja -piikkien tuotanto on vakiintunut.
Valmistaja # 2 - Steklokompozit -yhtiö
Steklokompozit -yhtiö perusti linjan lasikuituputkien tuotantoon Flowtech, tuotantotekniikka - jatkuva käämitys.
Mukana laitteisto, jossa on kaksinkertainen määrä hartsimaisia aineita. Sisäkerroksen levittämiseen käytetään korkean teknologian hartseja, ja rakennekerrokseen levitetään halvempaa koostumusta. Tekniikka mahdollistaa materiaalin kulutuksen rationalisoinnin ja tuotantokustannusten alentamisen.
Valmistaja # 3 - Amiantit-merkki
Amiantitin Flowtite-putkien pääkomponentit ovat lasikuitu, polyesterihartsi, hiekka. Käytetty tekniikka on jatkuva käämitys, mikä tarjoaa monikerroksisen putkiston luomisen.
Lasikuitumainen rakenne sisältää kuusi kerrosta:
- ei-kudotun nauhan ulkokelaus;
- valtakerros - hienonnettu lasikuitu + hartsi;
- keskikerros - lasikuitu + hiekka + polyesterihartsi;
- toistuva tehokerros;
- lasilankojen ja hartsin vuoraus;
- kuitukangaslasilasi suojaava pinnoite.
Tutkimukset osoittivat suurta kulutuskestävyyttä - 100 tuhatta sorasykliä suojaavan pinnoitteen menetys oli 0,34 mm.
Valmistaja nro 4 - Polyec
Polyek LLC tekee erilaisia muutoksia Fpipes-lasikuituputkituotteisiin. Valmistustekniikan (jatkuva viisto pitkittäis-poikittaiskelaus) avulla voit luoda kolmikerroksisia putkia, joiden halkaisija on enintään 130 cm.
Polymeeriset komposiittimateriaalit ovat mukana vaippaputkien, vedenkorotuspylväiden linkkien, vesijohtoputkien ja lämmitysjärjestelmien luomisessa.
Lasikuituputkien lisäksi markkinat tarjoavat paljon tuotteita muista materiaaleista - teräksestä, kuparista, polypropeenista, muovista, polyeteenistä jne. Joita käytetään edullisemman hinnansa vuoksi aktiivisesti erilaisissa päivittäisissä käyttökohteissa - lämmityksen, vedenjakelun, jäteveden, ilmanvaihdon ja muun asennuksessa.
Voit tutustua putkien ominaisuuksiin useista materiaaleista seuraavissa artikkeleissamme:
- Muoviputket: tyypit, tekniset tiedot, asennusominaisuudet
- Polypropeeniputket ja liitososat: PP-tuotteiden tyypit putkistojen kokoamiseksi ja liitosmenetelmät
- Kupujen muoviset tuuletusputket: tyypit, niiden ominaisuudet, käyttö
- Kupariputket ja liitososat: tyypit, merkinnät, kupariputkiston järjestelyn piirteet
- Teräsputket: tyypit, lajitelma, yleiskatsaus teknisistä ominaisuuksista ja asennusupeista
Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta
Valmistustekniikka ja lasikuituputkien käytön toteutettavuus:
Jatkuvien ja eräkelaustekniikoiden vertailu:
Yksityisasuntoissa lasikuituputkia käytetään melko harvoin. Tärkein syy on korkeat kustannukset verrattuna muovikauppaan. Teollisuudessa komposiitin laatua kuitenkin arvostettiin, ja kuluneet metallilangat lasikuituun korvataan huomattavasti.
Onko sinulla kysyttävää artikkelisi lukemisen jälkeen? Kysy heiltä kommenttilohkossa - asiantuntijamme yrittävät antaa tyhjentävän vastauksen.
Tai ehkä haluat täydentää esitettyä materiaalia merkityksellisillä tiedoilla tai esimerkkeillä henkilökohtaisesta kokemuksesta? Kirjoita mielipiteesi tämän artikkelin alle.
Kerran, en valinnut oikeita lasikuituputkia vedenjakeluun ja ongelmiin, tietysti ne toivat minulle paljon. He valittivat hiukkasista jostain syystä vedessä, mutta ne virtaavat jatkuvasti.