ТРУБА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к производству трубопроводов из композиционных материалов и может быть использована для транспортировки агрессивных и абразивоактивных сред с температурой 115-130°С.
Известна труба из композиционного материала, состоящая из внешней оболочки, выполненной намоткой ровингом, пропитанным связующим, и внутренней оболочки, выполненной из фторопласта образующих неразъемное соединение (Свид. на пол. модель РФ №15378, МПК F 16 L9/00, бюл. №29, 2000 г.).
Недостатками конструкции аналога является недостаточная адгезия между внутренней защитной оболочкой и конструкционным слоем -внешней оболочкой.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому решению является труба, состоящая из внешней оболочки, выполненной намоткой стеклоровингом, пропитанным связующим, и внутренней оболочки, выполненной намоткой армирующим материалом типа нетканого полотна или стеклоровинга, пропитанным связующим, образующих неразъемное соединение.
Связующее внешней оболочки имеет следующий состав, вес. ч.:
Смола ЭД 20 95-105; изометилтетрагидрофталевый ангидрид 75-85; Ускоритель Алкофен МА 1,5-2,5. Связующее внутренней оболочки имеет следующий состав вес. ч.: Смола ЭД 20 95-105; Ароматический амин Этал 450 22-27 (Свид. на пол. мод РФ №15377 МПК, F 16 L9/00, бюл. №28, 2000 г.).
Недостатками устройства прототипа является некачественное соединение оболочек, так как из-за реакции отвердителей не происходит образование матрицы пластика, то есть происходит образование не полимера, а амида.
Задачей создания полезной модели является устранение недостатков прототипа, то есть улучшение адгезионной связи внутренней и внешней оболочек и повышение надежности конструкции при эксплуатации.
Это достигается признаками, указанными в формуле полезной модели, а именно труба из композиционного материала, включающая внешнюю оболочку, выполненную намоткой стеклоровингом, пропитанным связующим, и внутреннюю оболочку, выполненную намоткой армирующим материалом типа нетканого полотна или стекломата, пропитанным связующим, образующих неразъемное
соединение. При этом между оболочками размещен промежуточный слой из сухого нетканого полотна.
Вышеперечисленные признаки позволяют улучшить адгезионную связь наружной и внутренней оболочек и повысить надежность работы конструкции в целом при эксплуатации, особенно при температурах 115-130°С.
Указанные выше отличительные признаки, каждый в отдельности и все совместно, направлены на решение поставленной задачи и являются существенными.
Использование существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «новизна».
Единая совокупность новых существенных признаков с общими, известными обеспечивает решение поставленной задачи, является не очевидной для специалистов в данной области техники.
Полезная модель поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего ее, примера реализации и прилагаемыми чертежами, где на фиг. представлена конструктивная схема трубы.
Труба из композиционного материала, состоит из внешней оболочки 1, выполненной намоткой стеклоровингом, пропитанным связующим, и внутренней оболочки 2, выполненной намоткой армирующим материалом типа нетканого полотна или стекломата, пропитанным связующим, образующих неразъемное соединение. Между оболочками размещен промежуточный слой 3 из сухого нетканого полотна.
Изготовление трубы диаметром 215 мм, толщина внешней оболочки 3 мм, внутренней 1,5 мм.
На металлическую оправку предварительно нагретую до температуры 80-100°С наматывают слой фторопластовой пленки (антиадгезионный слой), затем 6 слоев нетканого полотна марки С. 1.200.030.09 (или стекломат МПС-35) пропитанный связующим состава:
смола ЭД-20 100 в.ч. Этал 450-25 в.ч. Далее наматывают с нахлестом 10 мм ленту сухого нетканого полотна марки С. 1.3 00.100.01 (или С 1.200.050.01) шириной 100-150 мм., поверх которого формируют внешнюю оболочку, состоящую из одного кольцевого и 3-х спиральных слоев стеклоровинга ЕС 10-1260 Н, пропитанного связующим. Заготовку подвергали полимеризации при температуре 160+5 °С в течение 2-3 часов.
После охлаждения изделие снимали с оправки. Трубу подвергали испытаниям по следующей методике, цикл испытаний:
- заполнение трубы водой;
- выдержка трубы при t= -25 °С в течение 4-х часов;
- замер наружного диаметра трубы;
- выдержка в печи в течение 4-х часов при t=130 °C;
- замер наружного диаметра трубы;
- нагружение гидравлическим давлением 25 ати;
- выдержка под давлением в течение 30 минут.
Количество циклов 7. Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Таблица 1.
№ п/п
Давление, ати
Температура испытаний, °С
Наружный диаметр,MM
Наружный диаметр Р=25 ати. Мм
Герметичность трубы
1
25
20
121,0
121,0
герметична
2
25
-25
122,3
-
-
3
25
130
121,0
121,0
герметична
4
25
-25
122,3
-
-
5
25
130
121,0
121,1
герметична
6
25
-25
122,2
-
-
7
25
130
121,0
121,1
герметична
8
25
-25
122,3
-
-
9
25
130
121,0
121,1
герметична
10
25
-25
122,4
-
-
11
25
130
121,0
121,1
герметична
12
25
-25
122,2
-
-
13
25
130
121,0
121,1
герметична
14
25
-25
122,3
-
-
15
25
130
121,0
121,1
герметична
Таким образом предлагаемая труба герметична при t=130 °C, при t=-25°C, нарушение герметичности и разрушение трубы не происходит. Материал трубы при температурах от 130 до - 25°С и давления Р=25 ати работает в области упругих деформаций. Визуальный осмотр труб после испытаний показал отсутствие отслоений, вздутий, растрескиваний.
Испытания трубы по прототипу показало наличие расслоения между оболочками и, как следствие, образование вздутий и растрескивание внутренней оболочки.
Следовательно, предлагаемая конструкция найдет широкое применение при строительстве трубопроводов, в особенности для транспортировки агрессивных и абразивоактивных сред с t= 120-13О°С.