Kako odabrati cijevi od stakloplastike: proizvodne specifičnosti i pregled vodećih proizvođača
Zahvaljujući kombinaciji pozitivnih karakteristika stakla i polimera, cijevi od fiberglasa imaju gotovo neograničene mogućnosti primjene - od uređenja ventilacijskih kanala do polaganja petrokemijskih ruta.
U ovom članku razmatramo glavne karakteristike cijevi od stakloplastike, označavanje, tehnike izrade polimernih kompozita i sastav komponenata veziva koje određuju opseg kompozita.
Također dajemo važne kriterije odabira, pri čemu obratimo pozornost na najbolje proizvođače, jer se važna uloga u kvaliteti proizvoda pripisuje tehničkim kapacitetima i ugledu proizvođača.
Sadržaj članka:
Opće karakteristike stakloplastike
Stakloplastika - plastični materijal, koji uključuje komponente od stakloplastike i vezivo za punjenje (termoplastični i termoreaktivni polimeri). Uz relativno nisku gustoću, proizvode od fiberglasa odlikuju dobra svojstva čvrstoće.
Posljednjih 30-40 godina stakloplastika se široko koristi za proizvodnju cjevovoda raznih namjena.
Autoceste kombiniraju kvalitete stakla i polimera:
- Lagana težina. Prosječna masa stakloplastike je 1,1 g / cc. Za usporedbu, isti je parametar za čelik i bakar mnogo veći - 7,8 i 8,9, respektivno.Zahvaljujući lakoći, olakšavaju se instalacijski radovi i transport materijala.
- Otpornost na koroziju Komponente kompozita imaju malu reaktivnost, stoga nisu podvrgnute elektrokemijskoj koroziji i bakterijskom raspadanju. Ova kvaliteta je odlučujući argument u korist stakloplastike za podzemne komunalije.
- Visoka mehanička svojstva. Apsolutna zatezna čvrstoća kompozita niža je od čelika, ali parametar specifične čvrstoće značajno prelazi termoplastične polimere (PVC, HDPE).
- Otporan na vremenske uvjete Raspon graničnih temperatura (-60 ° C .. + 80 ° C), obrada cijevi zaštitnim slojem gelcoat-a pruža imunitet na UV zrake. Pored toga, materijal je otporan na vjetar (granica je 300 km / h). Neki proizvođači tvrde da je potresna cijev okova potresa.
- Otpornost na vatru. Nezapaljivo staklo glavna je komponenta stakloplastike, pa je materijal teško zapaljiv. Pri gorenju se ne otpušta toksični plin dioksin.
Stakloplastika ima nisku toplinsku vodljivost, što objašnjava njegove toplinsko-izolacijske kvalitete.
Kako se unutarnji zidovi istroše, vlakna se izlažu i raspadaju - čestice mogu ući u transportirani medij.
Tehnologije proizvodnje cijevi od stakloplastike
Fizikalno-mehaničke karakteristike gotovog proizvoda ovise o tehnici proizvodnje. Kompozitni fitinzi se proizvode na četiri različita načina: istiskivanjem, pultruzijom, centrifugalnim lijevanjem i namatanjem.
Tehnologija br. 1 - ekstruzija
Ekstruzija je tehnološki postupak koji se temelji na kontinuiranom forsiranju paste ili visoko viskoznog materijala kroz alat za oblikovanje. Smola se miješa s drobljenim stakloplastikama i plastičnim učvršćivačem, a zatim se pušta u ekstruder.
Linija ekstruzije visokih performansi omogućuje vam dobivanje kompozitnih proizvoda bez okvira po niskoj cijeni, ali potražnja za njim je ograničena zbog niskih mehaničkih svojstava. Osnova polimerne matrice je polipropilen i polietilen.
Tehnologija br. 2 - Pultrusion
Pultrusion je tehnologija za izradu složenih dugih elemenata malog promjera s konstantnim presjekom. Prolazeći kroz ugrijani kalup za oblikovanje kalupa (+140 ° C), detalji se "izvlače" iz materijala stakloplastike, impregnirane termoreaktivnom smolom.
Za razliku od procesa ekstruzije, gdje tlak određuje utjecaj, u gnojnoj jedinici tu ulogu igra efekt povlačenja.
Tehnološki proces:
- Vlaknasta vlakna iz zavojnica dovode se u polimernu kupelj, gdje su impregnirana termoplastičnim smolama.
- Obrađena vlakna prolaze kroz jedinicu za predformiranje - niti su poravnane i dobivaju željeni oblik.
- Neočišćeni polimer ulazi u kalup. Zbog nekoliko grijača stvara se optimalan način polimerizacije i odabire se brzina povlačenja.
Stvrdnuti proizvod se izvlači mašinom za izvlačenje i reže na segmente.
Različite karakteristike gnojne tehnologije:
- prihvatljivi polimeri - epoksi, poliesterske smole, vinili;
- brzina povlačenja - uporaba inovativnih, optimiziranih "polusatnih" polimera omogućava vam ubrzanje širenja do 4-6 m / min. (standard - 2-3 m / min.);
- run-up trčanje: minimalno - 3,05 * 1 m (sila povlačenja do 5,5 t), maksimalno - 1,27 * 3,05 m (sila - 18 t).
Izlaz je cijev s savršeno glatkim vanjskim i unutarnjim zidovima, na visokom nivou i pokazateljima čvrstoće.
Nedostaci metode ne odnose se na kvalitetu izvornog proizvoda, već na samu tehnologiju. Argumenti "protiv": visoki trošak i trajanje proizvodnog procesa, nemogućnost proizvodnje cijevi velikog promjera dizajnirane za značajna opterećenja.
Tehnologija br. 3 - centrifugalno lijevanje
Švicarska tvrtka Hobas razvijena i patentirana tehnika centrifugalnog oblikovanja. U ovom se slučaju proizvodnja vrši od vanjskog zida cijevi do unutarnjeg pomoću rotacijskog oblika. Sastav cjevovoda uključuje: drobljene staklene vuče, pijesak i poliesterske smole.
Sirovine se dovode u rotirajuću matricu - formira se struktura vanjske površine cjevovoda. Kako proizvodnja traje, čvrste komponente, punilo i stakloplastike miješaju se sa tekućom smolom - polimerizacija se odvija brže pod utjecajem katalizatora.
Dodatne prednosti:
- visoka točnost dimenzija izvornog proizvoda (unutarnji odjeljak okretnog oblika odgovara vanjskom promjeru gotovog proizvoda);
- sposobnost lijevanja zida bilo koje debljine;
- visoka krutost prstena polimernog kompozita;
- postizanje glatke površine izvana i iznutra od cijevi.
Nedostatak centrifugalne proizvodnje cijevi od stakloplastike je energetska intenzitet i visoki trošak konačnog proizvoda.
Tehnologija br. 4 - progresivno navijanje
Najpopularnija tehnika je kontinuirano navijanje.Cijev je stvorena naizmjeničnim izbočenjem trlja s fiberglasom s polimerima s postupcima hlađenja. Metoda proizvodnje ima nekoliko podvrsta.
Spiralna tehnologija prstena
Stajač vlakana je poseban prsten, na čijem se obodu nalaze spinnerets s nitima.
Radni element kontinuirano se kreće duž osi pokretnog okvira i raspoređuje vlakna duž spiralnih linija.
Glavne prednosti metode:
- jednolika snaga na cijeloj površini autoceste;
- izvrsna tolerancija vlačnih opterećenja - pukotine su isključene;
- izrada proizvoda promjenljivog promjera i presjeka složene konfiguracije.
Ova tehnika omogućuje dobivanje cijevi visoke čvrstoće dizajnirane za rad pod visokim tlakom (inženjerske mreže pumpa-kompresor).
Spiralno navijanje vrpce
Tehnika je slična prethodnoj, razlika je u tome što slagač hrani usku vrpcu vlakana. Gustim ojačavajućim slojem postiže se povećanjem broja prolaza.
U proizvodnji je uključena jeftinija oprema nego sa metodom spiralnog prstena, ali nekoliko značajnih nedostataka svojstveno je navijanju "vrpce":
- ograničena učinkovitost;
- labavo polaganje vlakana smanjuje čvrstoću cjevovoda.
Način spiralne trake relevantan je u proizvodnji cijevnih armatura za niski, umjereni tlak.
Uzdužna-poprečna metoda
Izvodi se kontinuirano navijanje - slagač istodobno postavlja uzdužna i poprečna vlakna. Nema obrnutog kretanja.
Karakteristike metode:
- Koristi se uglavnom za izradu cijevi s presjekom do 75 mm;
- postoji mogućnost zatezanja aksijalnih niti zbog čega se postiže čvrstoća, kao u spiralnoj metodi.
Uzdužna poprečna tehnologija vrlo je produktivna. Strojevi vam omogućuju promjenu osi aksijalnog i prstenastog pojačanja u širokom rasponu.
Nagnuta poprečna uzdužna tehnologija
Razvoj Harkovskih inženjera je potražnja među domaćim proizvođačima. Pri namotavanju od poprečnog namota, slagač prikazuje "veo" koji se sastoji od snopa vezivnih niti. Vrpca se dovodi u okvir pod malim kutom preklapanja, pri čemu se formira prethodno ojačanje.
Po završetku obrade cijelog režnja, vlakna se valjaju valjcima - ostaci vezivnih polimera uklanjaju se, sloj za ojačavanje se zbija.
Značajke valjanja u više slojeva:
- nepropusnost od stakloplastike;
- neograničeni promjer proizvedenih cijevi;
- visoka dielektrična svojstva zbog nepostojanja kontinuiranog pojačanja duž osi.
Modul elastičnosti „višeslojnih“ stakloplastika niži je od sličnih parametara drugih tehnika. Zbog rizika od pukotina među slojevima, metoda nije izvediva pri stvaranju cjevovoda pod visokim tlakom.
Parametri izbora cijevi od stakloplastike
Izbor staklenih kompozitnih cijevi temelji se na sljedećim kriterijima: krutost i konstrukcijski tlak, vrsta vezivnog sastava, strukturne značajke zidova i način spajanja. Značajni parametri navedeni su u popratnim dokumentima, a na svakoj epruveti - skraćeno označavanje.
Stupanj krutosti i tlaka
Čvrstoća stakloplastike određuje sposobnost materijala da izdrži vanjska opterećenja (težina tla, promet) i pritisak na zidove iznutra.Prema ISO normizaciji, cijevni se dijelovi razvrstavaju u nekoliko klasa krutosti (SN).
Stupanj krutosti povećava se s povećanjem debljine stijenke cijevi od fiberglasa.
Razvrstavanje prema nazivnom tlaku (PN) odražava gradaciju proizvoda s obzirom na siguran tlak tekućine na temperaturi od +20 ° C tijekom cijelog radnog vijeka (oko 50 godina). Mjerna jedinica za PN je MPa.
Neki proizvođači, kao što je Hobas, navode kombinirane karakteristike za dva parametra (tlak i krutost) kroz djelić. Cijevi s radnim tlakom od 0,4 MPa (klasa PN - 4) sa stupnjem krutosti (SN) od 2500 Pa bit će označene - 4/2500.
Vrsta veziva
Radna svojstva cijevi uvelike ovise o vrsti veziva. U većini slučajeva koriste se poliesteri ili epoksidni aditivi.
Značajke veziva PEF-a
Zidovi su oblikovani od termoreaktivnih poliesterskih smola ojačanih fiberglasima i dodacima pijeska.
Polimeri koji se koriste imaju važne kvalitete:
- niska toksičnost;
- stvrdnjavanje u uvjetima sobne temperature;
- pouzdano spajanje sa staklenim vlaknima;
- kemijska inertnost.
Kompozitne cijevi s PEF polimerima nisu izložene koroziji i agresivnim medijima.
Epoksidne karakteristike
Vezivo daje materijalu povećanu čvrstoću. Temperaturna granica kompozita s epoksidima iznosi do +130 ° C, a maksimalni tlak 240 atmosfera.
Dodatna prednost je gotovo nulta toplinska vodljivost, tako da sastavljeni trup ne zahtijeva dodatnu toplinsku izolaciju.
Zidni dizajn složenih cijevi
Prema dizajnu, oni razlikuju: jedno-, dvo- i troslojne cijevi od stakloplastike.
Karakteristike jednoslojnih proizvoda
Cijevi nemaju zaštitnu oblogu, zbog čega su niske cijene. Značajke cijevi: nemogućnost korištenja u područjima s teškim terenom i otežanom klimom.
Također, ovi proizvodi zahtijevaju pažljivu instalaciju - kopanje velikog volumena rova, uređivanje pjeskovitog "jastuka". Ali procjena instalacijskih radova se povećava zbog toga.
Značajke dvoslojnih cijevi
Proizvodi unutar obloženi su filmskim premazom - polietilen visokog pritiska. Zaštita povećava kemijsku otpornost i poboljšava nepropusnost vodova pod vanjskim opterećenjima.
Međutim, rad fitinga u naftovodima otkrio je slabosti dvoslojnih modifikacija:
- nedostatak adhezije između strukturalnog sloja i obloge - kršenje čvrstoće zidova;
- pogoršanje elastičnosti zaštitnog filma pri nižim temperaturama.
Kod transporta medija koji sadrži plin, obloga se može razgraditi.
Parametri troslojne cijevi
Struktura cijevi od stakloplastike:
- Vanjski polimerni sloj (1-3 mm debljine) - povećanje mehaničke i kemijske otpornosti.
- Strukturni sloj - strukturalni sloj odgovoran za čvrstoću proizvoda.
- Obloga (debljina 3-6 mm) - unutarnja školjka od stakloplastike.
Unutarnji sloj osigurava glatkoću, nepropusnost i izglađuje cikličke fluktuacije unutarnjeg tlaka.
Način povezivanja stakloplastike
Prema načinu povezivanja, asortiman cijevnih armatura izrađenih od kompozita podijeljen je u 4 skupine.
Skupina br. 1 - pristajanje s šiljastim priključkom
Elastične gumene brtve ugrađene su u utore za spajanje na konicama cijevi. Sletni prstenovi nastaju na opremi s elektroničkim upravljanjem, osiguravajući točnost njihovog položaja i veličine.
Skupina br. 2 - košuljica s brtvom i čepom
Pri uređenju kopnene magistrale potrebno je nadoknaditi učinak aksijalnih sila na cjevovod. U tu svrhu, pored brtve, postavlja se graničnik. Element je izrađen od metalnog kabela, polivinilklorida ili poliamida.
Grupa br. 3 - prirubnički priključak
Priključivanje kompozitnog cjevovoda s armaturama ili metalnim cijevima. Vezne dimenzije prirubnica od stakloplastike su regulirane GOST 12815-80.
Skupina br. 4 - fiksacija ljepila
Neodvojiva metoda povezivanja - na vrhove se nanosi sastav armiranog staklenog materijala s dodatkom poliesterske komponente „hladnog“ očvršćivanja. Metoda pruža čvrstoću i nepropusnost linije.
Označavanje zaštitnog unutarnjeg sloja
Metodologija za proizvodnju cijevnih proizvoda omogućuje vam izradu proizvoda različitog sastava unutarnjeg sloja, koji određuje otpornost linije na transportirani medij.
Domaći proizvođači primjenjuju sljedeće označavanje zaštitnih premaza.
Pismo označava prihvatljivu uporabu:
- - prijevoz tekućine s abrazivima;
- P - opskrba i ispuštanje hladne vode, uključujući pitku;
- X - dopuštena uporaba u kemijski agresivnim plinskim i tekućim sredinama;
- D - sustavi opskrbe toplom vodom (granica 75 ° C);
- C - ostale tekućine, uključujući one s visokom kiselinom.
Zaštitni premaz nanosi se slojem do 3 mm.
Pregled proizvoda vodećih proizvođača
Među raznovrsnošću predstavljenih proizvoda postoje renomirani brendovi s višegodišnjim pozitivnim ugledom. To uključuje proizvode tvrtki: Hobas (Švicarska), Steklokompozit (Rusija), Amiantit (koncern iz Saudijske Arabije sa proizvodnim pogonima u Njemačkoj, Španjolskoj, Poljskoj), Ameron International (SAD).
Mladi i perspektivni proizvođači kompozitnih cijevi od fiberglasa: Polyek (Rusija), Arpipe (Rusija) i Fabrika stakloplastike (Rusija).
Proizvođač br. 1 - robna marka HOBAS
Tvornice robnih marki nalaze se u SAD-u i mnogim europskim zemljama. Proizvodi tvrtke Hobas zaslužili su svjetsku prepoznatljivost svojom izvrsnom kvalitetom. GRT cijevi s poliesterskim vezivom izrađene su tehnikom centrifugalnog lijevanja stakloplastike i nezasićenih poliestera.
Karakteristike kompozitnih cijevi Hobas:
- promjer - 150-2900 mm;
- Klasa krutosti SN - 630-10 000;
- PN-razina tlaka - 1-25 (PN1 - cjevovod bez pritiska);
- prisutnost antikorozivnog premaza unutarnje obloge;
- otpornost na kiselinu u širokom pH području.
Utvrđena je proizvodnja oblikovanih dijelova: laktova, adaptera, prirubnica i cijevi s prirubnicama.
Proizvođač br. 2 - tvrtka Steklokompozit
Tvrtka "Steklokompozit" uspostavila je liniju za proizvodnju stakloplastičnih cijevi Flowtech, proizvodna tehnologija - kontinuirano navijanje.
Uključena oprema s dvostrukom opskrbom smolastih tvari. Za polaganje unutarnjeg sloja koriste se visokotehnološke smole, a na strukturni sloj nanosi se jeftiniji sastav. Tehnika omogućuje racionaliziranje potrošnje materijala i smanjenje troškova proizvodnje.
Proizvođač broj 3 - Amiantit marka
Glavne komponente Amiantitove cijevi Flowtite su fiberglas, poliesterska smola, pijesak. Tehnika koja se koristi je kontinuirano navijanje, što omogućuje stvaranje višeslojnog cjevovoda.
Struktura stakloplastike uključuje šest slojeva:
- vanjsko namotavanje od netkane trake;
- sloj snage - sjeckani stakloplastika + smola;
- srednji sloj - stakloplastika + pijesak + poliesterska smola;
- ponovljeni sloj snage;
- obloge od staklenih niti i smole;
- zaštitni premaz od netkanog fiberglasa.
Studije su pokazale visoku otpornost na abraziju - za 100 tisuća ciklusa šljunka gubitak zaštitnog premaza iznosio je 0,34 mm.
Proizvođač br. 4 - Polyec
Tvrtka Polyek LLC izrađuje različite izmjene proizvoda od cijevi od stakloplastike Fpipes. Tehnika izrade (kontinuirano poševno uzdužno-poprečno namotavanje) omogućuje vam izradu troslojnih cijevi promjera do 130 cm.
Polimerni kompozitni materijali uključeni su u stvaranje obložnih cijevi, veza vodenih podiznih stupova, vodovoda i sustava grijanja.
Osim cijevi od stakloplastike, tržište nudi mnoštvo proizvoda od drugih materijala - čelika, bakra, polipropilena, plastike, polietilena itd. Koje se zbog pristupačne cijene aktivno koriste u raznim područjima svakodnevne uporabe - ugradnji grijanja, vodovoda, kanalizacije, ventilacije i još mnogo toga.
S karakteristikama cijevi od raznih materijala možete se upoznati u našim sljedećim člancima:
- Plastične cijevi: vrste, specifikacije, značajke instalacije
- Polipropilenske cijevi i spojnice: vrste PP proizvoda za sastavljanje cjevovoda i načine povezivanja
- Plastične ventilacijske cijevi za haube: vrste, njihove karakteristike, primjena
- Bakrene cijevi i spojni dijelovi: vrste, označavanje, značajke rasporeda bakrenog cjevovoda
- Čelične cijevi: vrste, asortiman, pregled tehničkih karakteristika i montažne nijanse
Zaključci i korisni video na temu
Proizvodna tehnologija i izvedivost uporabe cijevi od fiberglasa:
Usporedba tehnika kontinuiranog i serijskog navijanja:
U privatnom kućištu cijevi od stakloplastike koriste se prilično rijetko. Glavni razlog su visoki troškovi u usporedbi s plastičnim kolegama. Međutim, u industrijskoj sferi kvaliteta kompozita cijenjena je, a istrošene metalne linije do stakloplastike masovno se zamjenjuju.
Imate li pitanja nakon što ste pročitali naš članak? Pitajte ih u bloku komentara - naši će stručnjaci pokušati dati iscrpan odgovor.
Ili možda želite nadopuniti predstavljeni materijal relevantnim podacima ili primjerima iz osobnog iskustva? Molimo napišite svoje mišljenje pod ovim člankom.
Ni u jednom trenutku nisam odabrao prave cijevi od stakloplastike za vodoopskrbu i probleme, naravno da su mi dosta donijeli. Žalili su se iz čestica iz nekog razloga u vodi, ali neprestano su strujale.