СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЖУХА ДЛЯ ГИБКИХ ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
METHOD FOR MANUFACTURE OF FOAMED OR BLOWN CASING FOR FLEXIBLE HEAT INSULATED PIPELINES

Изобретение относится к способу изготовления кожуха для гибких теплоизолированных трубопроводов в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Из ЕР 0897788 известен теплоизолированный трубопровод, который состоит из внутренней трубы, окружающего внутреннюю трубу теплоизолирующего слоя на базе пенополиуретана, а также из внешнего кожуха. Известный трубопровод может изготавливаться в непрерывном рабочем режиме с большими длинами. Изготовленный посредством экструзии внешний кожух состоит из полиэтилена и имеет гофрированную поверхность.
Важной областью применения для известного трубопровода является транспортировка тепла, подаваемого по сетям центрального теплоснабжения. Для этого трубопровод прокладывается в грунте.
Как при изготовлении, так и при прокладке кожух трубопровода подвергается значительным механическим нагрузкам. Благодаря навивке на кабельные барабаны кожух подвергается нагрузке со стороны тяговых усилий и изгибающих усилий. При прокладке в грунте кожух подвергается нагрузке со стороны сил трения. Эти силы сдерживаются обычным кожухом из полиэтилена.
С другой стороны, результатом высоких значений механической прочности кожуха является также более высокая жесткость трубопровода, так что определенный радиус гибки не может быть уменьшен. Известный трубопровод транспортируется к месту применения либо на стандартных кабельных барабанах, либо скрученным в круглую бухту. Большие диаметры обмотанных трубопроводом кабельных барабанов или круглые бухты с большим диаметром создают проблемы при транспортировке к месту прокладки. Также при прокладке оказывается недостатком низкая эластичность трубопровода, так как трубопровод не может быть изогнут под малым радиусом.
Поэтому в основе предлагаемого на рассмотрение изобретения лежит задача улучшить в этом отношении трубопровод вышеупомянутого вида, так чтобы повысилась изгибаемость или гибкость без существенного ухудшения механических свойств кожуха.
Эта задача решается посредством признаков, включенных в отличительный признак пункта 1 формулы изобретения.
Наряду с непосредственно выявленными из постановки задачи преимуществами благодаря изобретению появляется еще то преимущество, что трубопровод имеет меньший вес, чем известный трубопровод. Далее происходит значительная экономия на издержках посредством экономии материалов, которая тем выше, чем выше степень вспенивания, т.е. чем выше содержание ячеек в кожухе.
Особо подходящими материалами для кожуха являются полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), а также этилен-сополимер на базе полиэтилена низкой плотности.
Степень вспенивания материала для кожуха находится предпочтительно в пределах от 10 до 60%, т.е. от 10 до 60% объема состоит из наполненных газом ячеек. Говоря о ячейках, речь идет о ячейках с диаметром менее 0,5 мм.
Для изготовления кожуха для теплоизолированного трубопровода, в качестве особо предпочтительного, проявил себя способ, при котором смесь изготавливается из гранулята на базе полиэтилена и гранулята на базе полиэтилена, к которому подмешана расширительная добавка в форме шариков, эта смесь помещается в экструдер, там расплавляется, и расплав экструдируется в форме трубы, и шарики при выходе или после выхода из экструзионной насадки вспениваются или раздуваются.
В частности, соотношение гранулята на базе полиэтилена и гранулята на базе полиэтилена, в который добавлены шарики, находится в пределах между 90:10 и 99:1. Из этого вытекает то преимущество, что шарики могут точно добавляться и, тем самым, может быть точно отрегулирована желаемая степень вспенивания. Шарики - это, предпочтительным образом, полые шарики, которые наполнены газом.
Изобретение более подробно разъясняется на основании схематично представленного на чертеже варианта выполнения изобретения.
На чертеже позицией 1 обозначена внутренняя труба, позицией 2 - теплоизолирующий слой на базе пенополиуретана и позицией 3 - внешний кожух на базе полиэтилена.
Труба, а также способ изготовления, собственно известны из ЕР 0897788 B1.
Вместо единичной внутренней трубы 1 может быть предусмотрено до четырех внутренних труб. Внутренняя труба или трубы состоят, предпочтительно, из структурированного полиэтилена. Между теплоизолирующим слоем 2 и внешней трубой 3 еще предусмотрена не указанная более детально пленка, которая служит, во-первых, в качестве формы для выделяемого в процессе изготовления пенополиуретана, во-вторых, также в качестве диффузионного изоляционного слоя во избежание утечки целлофана, находящегося в ячейках пенополиуретана.
Согласно предписанию изобретения внешняя труба 3 состоит из вспененного синтетического материала на базе полиэтилена. Предпочтительно применяется полиэтилен низкой плотности, как, например, LDPE, VLDPE, а также LLDPE. Может, однако, также использоваться сополимер на базе LDPE.
Для изготовления внешней трубы сначала подготавливаются 97-99 частей LDPE в форме гранулята. Перед подачей в экструдер, образующий кожух, к LDPE-грануляту подмешивается от 1 до 3 частей гранулята синтетического материала, который содержит большую долю полых шариков из синтетического материала. Гранулят из синтетического материала может, однако, подаваться в экструдер, образующий кожух, также совместно с LDPE-гранулятом. В экструдере, образующем кожух, LDPE-гранулят по нарастающей разогревается и приводится в расплавленное состояние. Гранулят синтетического материала при этом смешивается до однородного состояния с LDPE-гранулятом или LDPE-расплавом. При выходе из насадки экструдера, образующего кожух, газ, находящийся в полых шариках, расширяется и раздувает при этом LDPE-расплав. После охлаждения внешняя труба имеет ячеистую структуру. Оболочка полых шариков остается при этом сохраненной, не происходит соединения с LDPE-материалом кожуха, образующим матрицу.
Согласно предписанию изобретения внешняя труба имеет следующие данные:
Модуль упругости (модуль Юнга)
135-162 МПа
Плотность
0,560-0,750 г/см<sup>3</sup>
Экономия веса трубопровода согласно предписанию изобретения по отношению к трубопроводу в соответствии с ЕР 0897788 составляет примерно 3-15%, в зависимости от степени вспенивания.
Гибкость трубопровода на 10-30% выше, чем у трубопровода с традиционным кожухом из полиэтилена (РЕ), причем гибкость определяется посредством затраты силы, необходимой при сгибании по определенному радиусу.