КОМПОЗИТНАЯ ТРУБА С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ БАРЬЕРНЫМИ СВОЙСТВАМИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к трубопроводной технике, в частности к многослойным композитным термопластичным трубам с армированием волокнами и барьерными слоями, изготовленными методами экструзии, или формования, и/или намотки, применяемых в нефтяной и газовой промышленности, используемых для транспортировки газообразных и жидко-образных веществ, при устройстве газовых и нефтяных скважин, и для ремонтных и спуско-подъемных работ.
Другие области применения включают: транспортировку технологических газов, жидкостей, сред и суспензий, трубопроводные системы водоснабжения, отопления, газоснабжения, систем подачи сжатого воздуха, технологические трубопроводы судов и железнодорожного подвижного состава, систем противопожарного водоснабжения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Полимерные и композитные трубы в течение многих лет с возрастающим успехом используются в самых различных отраслях, таких как: строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, нефтегазовой отрасли, судостроении. Простота изготовления, легкость, гибкость, отсутствие коррозии, низкая шероховатость поверхности, повышающая их пропускную способность и препятствующая образованию отложений дали им существенные преимущества по сравнению со стальными трубопроводами. Новые подходы к армированию дали полимерно-композитным трубам высокую прочность, и позволили изготавливать высоконапорные трубы для тяжелых условий эксплуатации в нефтяной и газовой отрасли для транспортировки газообразных и жидкообразных веществ, при устройстве газовых и нефтяных скважин, и для ремонтных и спуско-подъемных работ.
Особый интерес представляют термопластичные полимерно-композитные трубы с барьерными свойствами, с низкой газопроницаемостью и паропроницаемостью поскольку они позволяют транспортировать жидкие теплоносители в системах теплоснабжения и отопления, жидкие, газообразные и агрессивные среды, флюиды в нефтегазовой отрасли, в том числе метанол и среды с высоким содержанием сероводорода.
Известны многослойные полимерные трубы с барьерными свойствами, например, RU 2224160 С2, от 05.05.1999 г., F16L 9/12, которые состоят из внутреннего и наружного полимерных слоев, между которыми расположен газобарьерный из этиленвинилового спирта (EVOH), соединенный с внутренним и наружным слоями трубы слоями адгезива. Подобное решение позволяет получить трубы с низкой газопроницаемостью, однако из-за отсутствия армирования имеют относительно не высокую стойкость к внутреннему давлению (в пределах 3,0 МПа). Кроме того, барьерный слой соединен с внутренним и наружным слоями трубы адгезивными слоями, что не позволяет обеспечить высокую стойкость к расслоению трубы.
Известны трубы из композиционного материала (RU 190149 U1 от 07.12.2017, F16L 11/112) которые имеющют стенку из полимерного материала и армирующую систему из непрерывных нитей, отличающаяся тем, что стенка выполнена из полиэтилена повышенной термостойкости (PERT), а армирующая система выполнена в виде сетчатой структуры из арамидных нитей и расположена внутри стенки трубы, которые могут снабжены газобарьерным слоем, препятствующим диффузии газов, который выполнен из пленки с газобарьерными свойствами и соединен с другими слоями трубы адгезивным слоем.
Подобное решение также позволяет получить трубы с низкой газопроницаемостью. Однако, из-за отсутствия адгезии между армирующими нитями такие трубы имеют не высокую стойкость к давлению, в пределах 4,0…10,0 МПа. Кроме того, барьерный слой соединен с другими слоями трубы адгезивными слоями, что не позволяет обеспечить высокую стойкость к расслоению трубы.
Наиболее близким решением к настоящей полезной модели являются известные композитные термопластичные трубы (WO 1995/007428 от 16.03.1995 г., МПК В32В 1/08, В32В 27/08, F16L 9/128), описанные также в API Specification 15S, «Spoolable Reinforced Plastic Line Pipe», 2-е издание, март 2016 г..
Они представляют собой трубы, имеющие внутреннюю трубу состоящую из термопластичного полимера на которую нанесен композитную слой имеющий когезионного соединения с внутренней трубой, или в некоторых случаях на внутреннюю трубу без образования связи, наматывается полимерная лента армированная однонаправленными волокнами.
Обычной проблемой этих труб является то, что соединение между полимерной лентой армированная однонаправленными волокнами и контактной поверхностью внутренней полимерной трубы, в случае близкой к оптимальной комбинации материалов является недостаточным, чтобы выдерживать нагрузки при установке и эксплуатации в жестких условия, которым подвергают трубы данного типа. Это, например, приводит к расслоению композитной термопластичной трубы в условиях быстрого снижением давления газа или под воздействием значительных изгибающих усилий. Поэтому в этих трубах предпринимаются попытки применять полимер одного типа для внутренней трубы, и композитной матрицы из полимерных лент армированных однонаправленными волокнами, (см., например, ((Thermoplastic Composite Pipe: An Analysis And Testing Of A Novel Pipe System For Oil & Gas»; презентация J.L.C.G. de Kanter и J. Leijten на 17-й конференции ICCM в Эдинбурге, Великобритания, 2009 г.).
Подобное решение имеет высокую технологичность производства и позволяет производить гибкие трубы с высокой и сверхвысокой стойкостью к внутреннему давлению (до 100 МПа и более), что делает их применение особенно востребованным в нефтегазовой отрасли. Однако, газопроницаемость этого типа труб ограничивает область их применения.
Задачей настоящей полезной модели являются снижение газопроницаемости и обеспечение высокой стойкости к расслоению высоконапорных термопластичных полимеро-композитных труб.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Поставленная задача решается тем, что композитная труба с распределенными барьерными свойствами, которая состоит из внутренней трубы из термопластичного полимера, окружающего ее композитного материала, состоящего из термопластичного полимера композитного материала и однонаправленных непрерывных армирующих волокон, и наружной полимерной оболочки, в которой внутренняя труба, композитный материал и наружная полимерная оболочка плавно сплавлены друг с другом посредством нагрева, отличающаяся тем, что композитный материал содержит по меньшей мере одну барьерную прослойку из полимер-неорганического композита, сплавленного с композитным материалом посредством нагрева, и состоящего из термопластичного полимера барьерной прослойки, и однородно диспергированного в термопластичном полимере барьерной прослойки наполнителя из слоистого материала с размером частиц от 1 нм до 800 нм и аспектным отношением от 50 до 6000, с объемной долей в термопластичном полимере барьерной прослойки от 0,2% до 40%.
Номинальное давление композитных (армированных) термопластичных труб всегда было основным требованием к техническим свойствам с точки зрения конечного пользователя.
Однако, в настоящее время, востребованы и другие существенные требования, которые конечные пользователи также ожидают от используемых ими композитных термопластичных труб.
Газонепроницаемость в настоящее время является одним из наиболее востребованных технических свойств.
Точная целевая настройка эксплуатационных характеристик позволит производителям композитных термопластичных труб успешно продвигать новые предложения (решения) на рынке конечных пользователей, и поможет им получить конкурентное преимущество на рынке композитных термопластичных труб.
Для достижения высоких значений номинального давления композитных термопластичных труб предпринимаются попытки применять полимер одного типа для внутренней трубы, и композитной матрицы из полимерных лент армированных однонаправленными волокнами, (см., например, «Thermoplastic Composite Pipe: An Analysis And Testing Of A Novel Pipe System For Oil & Gas»; презентация J.L.C.G. de Kanter и J. Leijten на 17-й конференции ICCM в Эдинбурге, Великобритания, 2009 г.).
В настоящей полезной модели существенную долю достижения высоких значений номинального давления обеспечивает композитный материал.
Причем композитный материал композитной трубы включает по меньшей мере один слой из ленты толщиной от 5 мкм до 1800 мкм из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала намотанной на внутреннюю трубу или предыдущий слой под углами от 0° до 90° к оси внутренней трубы, и по меньшей мере один слой из ленты толщиной от 5 мкм до 1800 мкм из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала намотанной на внутреннюю трубу или предыдущий слой под углами от 90° до 180° к оси внутренней трубы.
Использование в композитном материале композитной трубы с распределенными барьерными свойствами спаренных и намотанных в противоположных направлениях симметрично относительно оси внутренней трубы слоев лент из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала позволяет снизить вероятность образование расслоений, нарушения цельности композитного материала в следствии воздействия скручивающих напряжений (нагрузок) в композитной трубе.
В настоящей полезной модели снижение газопроницаемости достигается за счет барьерной (ых) прослойки(ек) из полимер-неорганического композита, сплавленного с композитным материалом посредством нагрева, и состоящего из термопластичного полимера барьерной прослойки, и однородно диспергированного в термопластичном полимере барьерной прослойки наполнителя из слоистого материала.
Содержащих большое количество анизотропных частиц слоистого материала - тонких пластинок с высоким аспектным отношением в полимерной матрице полимер-неорганических композитов (полимер-неорганических нанокомпозитов, полимерных нанокомпозитов) существенно снижает их газопроницаемость (снижает диффузию газов) [1, 2].
Причем в композитной трубе по меньшей мере одна барьерная прослойка может быть расположена между двух слоев из лент из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала, и сплавлена с этими двумя слоями ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала посредством нагрева.
Причем в композитной трубе по меньшей мере одна барьерная прослойка может быть расположена между внутренней трубой и слоем из ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала, и сплавлена с внутренней трубой и слоем ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала посредством нагрева.
При этом, в композитной трубе по меньшей мере одна барьерная прослойка может состоять из по меньшей мере одного слоя ленты из полимер-неорганического композита толщиной от 5 мкм до 1800 мкм намотанной под углами от 0° до 180° к оси внутренней трубы на по меньшей мере один слой ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала.
При этом в композитной трубе по меньшей мере одна барьерная прослойка может состоять из по меньшей мере одного слоя ленты из полимер-неорганического композита толщиной от 5 мкм до 1800 мкм намотанной на внутреннюю трубу под углами от 0° до 180° к оси внутренней трубы.
Причем в композитной трубе по меньшей мере одна барьерная прослойка может состоять из по меньшей мере двух слоев лент из полимер-неорганического композита толщиной от 5 мкм до 1800 мкм намотанных симметрично в противоположных направлениях относительно друг друга под углами 0°…180° к оси внутренней трубы на по меньшей мере один слой ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала.
Причем в композитной трубе по меньшей мере одна барьерная прослойка может состоять из по меньшей мере двух слоев лент из полимер-неорганического композита толщиной от 5 мкм до 1800 мкм намотанных на внутреннюю трубу симметрично в противоположных направлениях относительно друг друга под углами 0°…180° к оси внутренней трубы.
Использование в барьерной прослойке композитной трубы с распределенными барьерными свойствами спаренных и намотанных в противоположных направлениях симметрично относительно оси внутренней трубы слоев лент из полимер-неорганического композита позволяет снизить вероятность образование расслоений, нарушения цельности композитного материала вследствие воздействия скручивающих напряжений (нагрузок) в композитной трубе.
В одном из вариантов настоящей полезной модели композитная труба содержит более одной барьерной прослойке, которые распределены внутри композитного материала (распределены между слоями композитного материала).
При этом, в композитной трубе слои лент из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала и слои лент из полимер-неорганического композита могут быть намотаны на внутреннюю трубу или предыдущий слой под разными углами относительно друг друга и в диапазоне от 0° до 180° к оси внутренней трубы.
Причем в композитной трубе объемная доля армирующих однонаправленных непрерывных волокон в термопластичном полимере композитного материала может составлять от 15% до 93%.
Причем в композитной трубе полимер-неорганический композит барьерной прослойки может содержать армирующие однонаправленные непрерывные волокна в объемной доли от 2 до 45%. при этом термопластичный полимер барьерной прослойки с однородно диспергированным в нем наполнителя из слоистого материала окружает со всех сторон однонаправленные непрерывные армирующие волокна.
Наличие в полимер-неорганическом композите барьерной прослойки композитной трубы армирующих однонаправленных непрерывных волокон при небольшом содержании (2… 10% объемной доли полимер-неорганический композита) позволяет повысить равномерность намотки лент барьерной прослойки на внутреннюю трубу (лайнер), и повысить стабильность работы намоточных машин (ориентированных на работу с армированными лентами); при содержании в полимер-неорганическом композите барьерной прослойки армирующих однонаправленных непрерывных волокон в объемной доле 10…45% дополнительно обеспечивает вклад барьерного слоя в общую прочность трубы.
При этом, в композитной трубе однонаправленные непрерывные армирующие волокна композитного материала могут быть выбраны из группы волокон: стеклянные волокна, углеродные волокна, арамидные волокна, борные волокна, керамические волокна, базальтовые волокна, карбидокремниевые волокна, полиамидные волокна, волокна из сложного полиэфира, волокна из жидкокристаллического сложного полиэфира, полиакрилонитрильные волокна, волокна из полиимида, волокна из полиэфиримида, волокна из полифениленсульфида, волокна из полиэфиркетона, волокна из полиэфирэфиркетона, волокна из поликетона, волокна из сверхмолекулярного полиэтилена.
Применение в настоящей модели для формирования обеспечивающего стойкость к давлению композитного материала и для формирования барьерной(ых) прослойки(ек) конструкционно подобного (однотипного) лентообразного материала (препегов, прекурсоров) позволяет повысить технологичность производства термопластичных композитных труб. Это является одним из преимуществ предложенного решения, поскольку позволяет производить на одном и том-же технологическом оборудовании термопластичные композитные трубы с газо-барьерными свойствами и без них.
Причем в композитной трубе термопластичный полимер внутренней трубы, термопластичный полимер композитного материала, термопластичный полимер барьерной прослойки и полимер наружной полимерной оболочки когезионно совместимы, и выбраны из группы полимеров: полиэтилен (РЕ, HDPE, LDPE), полиэтилен высокой (повышенной) термостойкости PE-RT (Polyethylene of Raised Temperature resistance), сополимер полиэтилена с октеном, сополимер полиэтилена с октеном-1, сополимер полиэтилена с гексеном, сополимер полиэтилена с гексеном-1, металлоценовый полиэтилен высокой плотности, сополимер этилена с виниловым спиртом (EVOH), поливиниловый спирт, полипропилен (РР, PP-R), сополимеры полипропилена, полибутен (РВ, РВ-1), сополимеры полибутена, поливинилхлорид (PVC, HPVC), акрилонитрил бутадиен стирол (ABS), полиамид (РА), полифталамид (РРА), полиэтиленнафталат (PEN), полиэтилентерефталат (PET), полибутиленнафталат (РВТ), фторполимер (PFA), фторэтилен-пропилен (FEP), поливинилиденфторид (PVDF), полифениленсульфид (PPS), полиэфирсульфон (PES), полифенилсульфон (PPSU), полиимид (PI), полиэфир имид (PEI), полиоксиметилен (РОМ), полиариленэфиркетон (PAEK), полиэфирэфиркетон (PEEK, PEK), поликетон (PK, Polyketon), а также смеси и композиции вышеперечисленных полимеров.
Использование в композитной трубе когезионно совместимы полимерных материалов для термопластичного полимера внутренней трубы, термопластичного полимера композитного материала, термопластичного полимера барьерной прослойки и полимера наружной полимерной оболочки позволяет получить гомогенное соединение слоев при нагревании (сплавлении) и обеспечить высокую стойкость трубы к расслоению.
4
8
3
34
0,67
20
0,67
2
s
2
3
a
b
2
x
2
3
6
3-4
18⋅8
3
1⋅7
2
6
2
16
3
2
4
4
3
3
2
4
2
4
2
2
2
4
3
2
2
2
2
3
1⋅18
2
2
2
2
2
5
6
13
5
0⋅5
0⋅5
2
0⋅2
2⋅8
7
3
8
3
2
2
5
4
2
4
3
2
4
2
6
10
33
+4
Причем  в композитной трубе слоистый материал полимер-неорганического композита барьерной прослойки из может быть выбран из группы, включающей: Причем  слоистый материал в термопластичном лентовидном препеге может быть выбран из группы, включающей: смектитовые глины (например, монтмориллонит: (OH)Si(Al,Mg)O⋅M); синтетические и полусинтетические глины (например, гекторит: MgO(SiO)(AlO)(AB)(HO), где АВ это ионная пара NaF), органоглины, слоистые кремниевые кислоты, слоистые органосиликаты, слоистые силикаты, слоистые алюмосиликаты, слоистые глины, минеральные слоистые гидроксиды (например, брусит: Mg(OH), гиббсит: Al(ОН)), слоистые двойные гидроксиды (LDHs) (например, MgAl (OH) (CO) HO; или ZnAl(OH)COnHO), слоистые алюмино-фосфаты (например, минеральный ALPO (берлинит), Al(PO)(ОН)⋅9НО (вантасселит)), М фосфаты, фосфонаты (например, α-форма: Zr(HPO)⋅2HO; γ-форма: ZrPOOP(OH)⋅2HO; λ-форма; ZrPOXY (X и Y анионные или нейтральные лиганды)), хлориды (например, FeCl, FeOCl, CdI, CdCl), халькогениды (например: TiS, MoS, MoS, (PbS)(TiS)), цианиды (например: Ni(CN), оксиды (например: HSiO, VO, HTiNbO, CrVS, WV O, CrO, МоО(ОН), VO, VOPO-2HO, CaPOCH-HO, MnHAsO-НО, AgMoO), кремнеземы, смешаннослойные минералы с чередованием пакетов различных типов.
Причем  в композитной трубе слоистый материал полимер-неорганического композита барьерной прослойки выбран из группы слоистых материалов, включающей: монтмориллонит, бентонит, нонтронит, бейделлит, волконскоит, гекторит, сапонит, сепиолит, стевенсит, сауконит, собокит, свинфордит, кенияит, филлосиликаты, кремниевая кислота, фосфаты циркония, дихалькогениды, полиэдральный олигомерный силсесквиоксан, титанат калия, канемит, макатит, октосиликат, магадиит, кенияит, слюды, вермикулит, иллит, ледикит, трубчатый аттапульгит, брусит, гиббсит, берлинит, вантасселит, тальк, серпентин, хризотил-асбест, ревдинскит, палыгорскит, мусковит, флогопит, биотит, глауконит, пеннит, клинохлор, каолинит, хризоколла, гарниерит, мурманит, иллит-монтмориллонит, вермикулит-хлорит, графит, оксид графита, нитрид бора, нитрид алюминия, нанотрубки и наночастицы углерода, наночастицы сульфата бария, наночастицы кремнезема.
Причем в композитной трубе поверхность слоистого материала полимер-неорганического композита барьерной прослойки может быть модифицирована методом, выбранным из группы: модификация поверхностно-активными веществами, модификация малеиновым ангидридом, модификация органическими катионами, путем обмена катионов натрия на различные катионы, путем обмена катионов натрия на органические катионы, модификация реагентами, посредством ультразвуковой обработки.
Поверхность слоистого материала также может быть модифицирована любым иным методом поверхностной модификации.
Причем  внутренняя труба из термопластичного полимера композитной трубы с распределенными барьерными свойствами может быть изготовлена методами экструзии.
Причем композитный материал, состоящий из термопластичного полимера композитного материала и непрерывных однонаправленных армирующих волокон, может быть изготовлен методами намотки с натяжением на внутреннюю трубу и/или на барьерную(ые) прослойку(и) слоев лент из армированного непрерывными однонаправленными волокнами термопластичного полимера композитного материала, которые плавно сплавлены между собой, с наружной поверхностью трубы, и барьерной прослойкой путем нагрева поверхностей трубы и лент до температуры размягчения по Вика или до температуры расплавления до образования гомогенного соединения между наружной поверхностью внутренней трубы, с прилегающим слоем лент (слоев) композитного материала из армированного непрерывными однонаправленными волокнами термопластичного полимера композитного материала между собой, и слоем (ями) барьерной(х) прослойки(ек).
Причем барьерная прослойка из полимер-неорганического композита может быть изготовлена методами намотки с натяжением на слой(и) композитного материала и/или на наружную поверхность внутренней трубы слоев лент из полимер-неорганического композита, которые плавно сплавлены между собой и с поверхностями композитного материала и/или внутренней трубы путем нагрева поверхностей лент барьерной прослойки, композитного материала трубы и внутренней трубы до температуры размягчения по Вика или до температуры расплавления до образования гомогенного соединения между поверхностями слоя(ев) барьерной(ых) прослойки(ек) и слоев композитного материала, и/или поверхностью внутренней трубы.
Причем  наружная полимерная оболочка композитной термопластичной трубы может быть изготовлена методами экструзии путем экструдирования на предварительно нагретую до температуры размягчения по Вика или расплавления наружной поверхности композитного материала.
Причем наружная полимерная оболочка термопластичной композитной трубы также может быть изготовлена путем термоусадки на предварительно нагретую до температуры размягчения по Вика или расплавления наружной поверхность композитного материала готовой полимерной оболочки (защитной трубы).
Причем для изготовления композитной трубы по настоящей полезной модели могут быть использованы готовые, изготовленные промышленным способом, ленты композитного материала с использованием армирующих волокон и полимеров перечисленных в настоящей полезной модели. В настоящее время ленты (препеги) из полимерных материалов, и термопластичных полимеров и однонаправленных непрерывных армирующих волокон (UD tapes) широко представлены на рынке. Например, UD ленты компаний Toray Advanced Composites (США),  Thermoplastic Composites GmbH & Co. KG (Германия), TOPOLO (Китай).
Причем для изготовления композитной трубы по настоящей полезной модели ленты композитного материала и ленты барьерной прослойки с использованием слоистых материалов, армирующих волокон и полимеров, перечисленных в настоящей полезной модели, могут быть изготовлены промышленным способом с помощью существующего промышленного оборудования. Например, промышленное оборудование для производства лент (препегов) из непрерывных однонаправленных армирующих волокон и термопластичных полимеров предлагают компании: KraussMaffei (Германия), Fartrouven R&D, GPM Machinery (Китай).
При этом для изготовления лент (препегов) из непрерывных однонаправленных армирующих волокон и термопластичных полимеров могут быть использованы термопластичные полимеры перечисленные в настоящей полезной модели, и волокна так же перечисленные в настоящей полезной модели с поперечным сечением волокон выбранным из группы: круглым, прямоугольным, овальным, эллиптическим или коконообразным.
Причем для намотки и сплавления слоев лент армированных непрерывными волокнами композитного материала и лент барьерной прослойки композитной трубы может быть использовано существующее промышленное оборудование. Например, промышленное оборудование для намотки слоев лент армированных непрерывными волокнами предлагают компании: KraussMaffei (Германия), Fartrouven R&D (Португалия), GPM Machinery (Китай).
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Технический результат настоящей полезной модели:
- снижение газопроницаемости высоконапорных термопластичных полимеро-композитных труб.
- обеспечение высокой стойкости к расслоению высоконапорных термопластичных полимер-композитных труб.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 показана принципиальная схема композитной трубы с распределенными барьерными свойствами состоящей из внутренней трубы, окружающего ее композитного материала, разделенного барьерными прослойками.
ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Как показано на Фиг. 1 композитная труба с распределенными барьерными свойствами состоит из внутренней трубы из термопластичного полимера 1, окружающего ее композитного материала 2 разделенного барьерными прослойками 3, и полимерной оболочки 4, которые сплавлены по граничащим поверхностям.
Композитная труба с распределенными барьерными свойствами изготавливается в три этапа, которые реализуются последовательно либо в одной производственной линии, либо на трех отдельных производственных линиях (производственных участках).
1-ый этап включает изготовление внутренней трубы из термопластичного полимера методом экструзии.
2-й этап включает намотку с натяжением на внутреннюю трубу лент из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала, и лент из полимер-неорганического композита барьерной прослойки. При этом наружная поверхность внутренней трубы сплавляются с граничащей поверхностью армированных лент композитного материала. При этом армированные ленты композитного материала и ленты барьерной прослойки сплавлены между собой путем нагрева. Если композитный материал и барьерная прослойка состоят из нескольких слоев лент, то они также послойно сплавляются между собой путем нагрева. Сплавление слоев термопластичной композитной трубы производится при нагреве до температуры размягчения по Вика или температуре расплавления полимеров из которых состоят армированные ленты и полимера внутренней трубы.
3-ий этап включает нанесение на граничащую внешнюю поверхность композитного материала, нагретого до температуры размягчения по Вика или температуры расплавления термопластичного полимера композитного материала, наружной полимерной оболочки методом экструзии, или путем термоусадки готовой полимерной оболочки (трубы).
Устройство работает следующим образом:
Проникающие через стенку внутренней трубы композитной трубы с распределенными барьерными свойствами газообразные среды задерживаются по меньшей мере одной барьерной прослойкой, в варианте с несколькими барьерными прослойками, газовые среды последовательно задерживаются каждой барьерной прослойкой, до достижения необходимого уровня газопроницаемости.
Дополнительно, благодаря тому, что в композитной трубе с распределенными барьерными свойствами используются когезионносовместимые полимерные материалы, после сплавления слоев, в пограничных зонах между внутренней трубой, композитным материалом, барьерными прослойками и наружной оболочка образуется гомогенное соединения, тем самым обеспечивая высокую стойкость к расслоению трубы в целом.
Предложенное устройство является промышленно применимыми с помощью существующих технических средств. (Планируется начать серийное производство в IV кв. 2021 г.)
Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что в настоящей полезной модели возможны разнообразные модификации и изменения. Соответственно, предполагается, что настоящая полезная модель охватывает возможные модификации и изменения, а также их эквиваленты, без отступления от сущности и объема полезной модели, раскрытого в прилагаемой формуле полезной модели.
Литература
1. Kojima Y.., Usuki A., Kawasumi М., Okada A., Kurauchi Т., Kamigaito О.J. Polym. Sci. A, 1993, v. 31, p. 1755.
2. Kojima Y., Usuki A., Kawasumi M., Okada A., Kurauchi Т., Kamigaito O.J. Appl. Polym. Sci., 1993, v. 49, p. 1259.