RU2488732C1 - Method of making combined pressure pipe - Google Patents
Method of making combined pressure pipe Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488732C1 RU2488732C1 RU2012131935/06A RU2012131935A RU2488732C1 RU 2488732 C1 RU2488732 C1 RU 2488732C1 RU 2012131935/06 A RU2012131935/06 A RU 2012131935/06A RU 2012131935 A RU2012131935 A RU 2012131935A RU 2488732 C1 RU2488732 C1 RU 2488732C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite material
- pipe
- manufacturing
- binder
- plasma
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 10
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 3
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 3
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 30
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 26
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 25
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150096674 C20L gene Proteins 0.000 description 1
- 102220543923 Protocadherin-10_F16L_mutation Human genes 0.000 description 1
- 101100445889 Vaccinia virus (strain Copenhagen) F16L gene Proteins 0.000 description 1
- 101100445891 Vaccinia virus (strain Western Reserve) VACWR055 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002081 peroxide group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
- F16L9/133—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement the walls consisting of two layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
- B32B1/08—Tubular products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/02—2 layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2597/00—Tubular articles, e.g. hoses, pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области изготовления жестких труб, а именно к способам изготовления напорных комбинированных труб из полимеров и композиционных материалов, и может быть использовано для изготовления труб для транспортировки жидких и газообразных сред.The invention relates to the field of manufacture of rigid pipes, and in particular to methods of manufacturing pressure combined pipes from polymers and composite materials, and can be used for the manufacture of pipes for transporting liquid and gaseous media.
Известен способ изготовления напорной комбинированной трубы, включающий плазмохимическую обработку внешней поверхности внутреннего герметизирующего слоя в виде трубной заготовки из полимерного материала, нанесение на него внешнего слоя из композиционного материала, включающего армирующие волокна и связующее, и отверждение связующего композиционного материала (см. заявку RU 2010146804, кл. F16L 9/00, опубл. 27.05.2012). Недостатком известного способа является необходимость использования в качестве плазмообразующего газа воздушной смеси с парами органических соединений (бензола, толуола, ацетилена), некоторые из которых по характеру биологического воздействия принадлежат к веществам 3-го класса опасности (умеренно опасные вещества) по степени воздействия на организм.A known method of manufacturing a pressure head combined pipe, including plasma-chemical treatment of the outer surface of the inner sealing layer in the form of a tube of polymer material, applying an outer layer of a composite material including reinforcing fibers and a binder, and curing the binder composite material (see application RU 2010146804, C. F16L 9/00, published on 05.27.2012). The disadvantage of this method is the need to use as a plasma gas an air mixture with vapors of organic compounds (benzene, toluene, acetylene), some of which, by the nature of the biological effect, belong to substances of the 3rd hazard class (moderately hazardous substances) according to the degree of exposure to the body.
Задачей изобретения является устранение указанного недостатка. Технический результат заключается в упрощении производственного процесса. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что согласно способу изготовления напорной комбинированной трубы, включающему плазменную обработку внешней поверхности внутреннего герметизирующего слоя в виде трубной заготовки из полимерного материала, нанесение на него внешнего слоя из композиционного материала, включающего армирующие волокна и связующее, и отверждение связующего композиционного материала, плазменную обработку трубной заготовки проводят в холодной плазме анормального тлеющего разряда в воздухе в проточном режиме при давлении 2÷10 Па. В качестве полимерного материала для трубной заготовки может быть использован полиэтилен, ПВХ или полипропилен. Армирующие волокна для внешнего слоя могут быть изготовлены из стекла, базальта, углерода или арамида и переработаны в виде нитей, жгутов, ровингов, лент, тканей или в виде рубленых волокон. В качестве связующего композиционного материала могут быть использованы реактивные синтетические полиэфирные, эпоксидные или винилэфирные смолы. Отверждение связующего композиционного материала предпочтительно проводят под воздействием температуры, светового облучения или химического катализатора.The objective of the invention is to remedy this drawback. The technical result is to simplify the production process. The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that according to the method of manufacturing a pressure combined pipe, which includes plasma processing of the outer surface of the inner sealing layer in the form of a tubular billet from a polymeric material, applying an outer layer of composite material including reinforcing fibers and a binder to it, and curing the binder of the composite material, the plasma treatment of the tube stock is carried out in a cold plasma of an abnormal glow discharge in spirit in the flow mode at a pressure of 2 ÷ 10 Pa. As the polymeric material for the tubular billet, polyethylene, PVC or polypropylene can be used. Reinforcing fibers for the outer layer can be made of glass, basalt, carbon or aramid and processed in the form of threads, bundles, rovings, ribbons, fabrics or in the form of chopped fibers. As a binder composite material, reactive synthetic polyester, epoxy or vinyl ester resins can be used. The curing of the binder composite material is preferably carried out under the influence of temperature, light exposure or a chemical catalyst.
Полученные с помощью предлагаемого способа изделия - комбинированные напорные трубы - представляют собой конструкции, состоящие из внутреннего герметизирующего слоя, изготовленного из полимерной трубной заготовки, и внешнего силового слоя, изготовленного известными технологическими способами из композиционного материала. Композиционные материалы представляют собой армирующие волокна (стеклянные, базальтовые, углеродные, арамидные), переработанные в виде нитей, жгутов, ровингов, лент, тканей или в виде рубленных волокон, пропитанных полимерными связующими, изготовленными из реактивных синтетических смол (полиэфирных, эпоксидных, винилэфирных и др.), отвержденных под воздействием температуры, светового облучения или химического катализатора.Obtained using the proposed method, products - combined pressure pipes - are structures consisting of an internal sealing layer made of a polymer pipe billet and an external force layer made of known composite methods from a composite material. Composite materials are reinforcing fibers (glass, basalt, carbon, aramid) processed in the form of threads, tows, rovings, tapes, fabrics or in the form of chopped fibers impregnated with polymeric binders made from reactive synthetic resins (polyester, epoxy, vinyl ester and etc.) cured by temperature, light exposure or a chemical catalyst.
Способ изготовления изделия напорной комбинированной трубы включает три стадии:A method of manufacturing a product of a pressure head combined pipe includes three stages:
I. Плазменная обработка - прививка химически-активных групп на внешнюю поверхность полимерной трубной заготовки.I. Plasma treatment is the grafting of reactive groups onto the outer surface of a polymer tube preform.
II. Намотка на внешнюю поверхность полимерной заготовки слоя из композиционного полимерного материала.II. Winding on the outer surface of the polymer preform a layer of composite polymer material.
III. Отверждение связующего в композиционном материале.III. Curing the binder in a composite material.
Стадия I позволяет получить поверхность, содержащую макромолекулы с привитыми пероксидными группами, легко распадающимися на радикалы в присутствии катализаторов (ускорителей) или нагрева и приводящими к образованию химических связей - сшивок между макромолекулами связующего (синтетической смолы) композиционного материала и полимерного материала заготовки на границе их раздела.Stage I allows one to obtain a surface containing macromolecules with grafted peroxide groups, which easily decompose into radicals in the presence of catalysts (accelerators) or heat and lead to the formation of chemical bonds - crosslinking between the macromolecules of the binder (synthetic resin) of the composite material and the polymer material of the workpiece at their interface .
Для осуществления стадии I проводят обработку полиэтиленовой трубной заготовки в холодной плазме анормального тлеющего разряда пониженного давления в воздухе в проточном режиме (режиме непрерывной смены рабочего газа - воздуха). Давление воздуха в вакуумной камере, в которой осуществляют обработку, поддерживают в пределах 2÷10 Па. Температура плазмы не должна превышать 50°С. Заготовку помещают в камеру таким образом, что ее внешняя поверхность находится в области катодного падения разряда и обращена к цилиндрическому катоду, где концентрация активных частиц плазмы наиболее высока. Вкладываемая в плазму электрическая мощность на единицу поверхности заготовки составляет 0.03÷0,1 Вт/см2, время экспозиции в плазме 15÷60 с. Для поддержания стабильных параметров плазмы по всей площади поверхности заготовки используют сеточный катод. Размер ячейки металлической сетки составляет 5 мм. Для сохранения равномерности обработки поверхности полимерной заготовки эта величина не должна превышать расстояние от катода до оболочки плазмы, заключающее область катодного падения разряда.For the implementation of stage I, the polyethylene tube preform is processed in a cold plasma of an abnormal glow discharge of reduced pressure in air in a flow mode (continuous change of the working gas - air). The air pressure in the vacuum chamber in which the processing is carried out is maintained within 2 ÷ 10 Pa. The plasma temperature should not exceed 50 ° C. The preform is placed in the chamber in such a way that its outer surface is in the region of the cathode drop of the discharge and faces the cylindrical cathode, where the concentration of active plasma particles is highest. The electric power deposited in the plasma per unit surface of the workpiece is 0.03 ÷ 0.1 W / cm 2 , the exposure time in the plasma is 15 ÷ 60 s. To maintain stable plasma parameters over the entire surface area of the workpiece, a grid cathode is used. The mesh size of the metal mesh is 5 mm. To maintain the uniformity of the surface treatment of the polymer billet, this value should not exceed the distance from the cathode to the plasma shell, which encloses the region of the cathodic discharge drop.
Достоинствами воздушного анормального тлеющего разряда пониженного давления, поддерживаемого в проточном режиме и равномерно распределенного по всей площади крупногабаритного образца, в сравнении с различными типами разрядов атмосферного давления является:The advantages of an air abnormal glow discharge of reduced pressure, maintained in the flow mode and evenly distributed over the entire area of a large-sized sample, in comparison with various types of atmospheric pressure discharges are:
1) высокая экологическая чистота метода (отсутствие вредных химических веществ в техпроцессе);1) high environmental cleanliness of the method (the absence of harmful chemicals in the process);
2) возможность получать холодную плазму с активными частицами (температура газа в области плазмы существенно ниже температуры размягчения полимерного материала изделия и его термодеструкции), распределенную равномерно по всей площади электродов;2) the ability to obtain a cold plasma with active particles (the gas temperature in the plasma region is significantly lower than the softening temperature of the polymer material of the product and its thermal degradation), distributed uniformly over the entire area of the electrodes;
3) наиболее активная зона плазмы - оболочка плазмы, которая наблюдается в области катода, имеет достаточно большую толщину от 1 до 5 см, в зависимости от давления воздуха в вакуумной камере;3) the most active zone of the plasma is the plasma shell, which is observed in the cathode region, has a sufficiently large thickness from 1 to 5 cm, depending on the air pressure in the vacuum chamber;
4) энергия ионов, атомов и молекул, в зоне плазмы не превышает 0.028 эВ, а энергия электронов в зависимости от внешних параметров разряда (давление плазмообразующего газа, вкладываемая электрическая мощность) не превышает 15÷25 эВ, что позволяет проводить с высокой эффективностью обработку полимерного материала только на его поверхности (в атомарном слое - 10÷100 Å);4) the energy of ions, atoms and molecules in the plasma zone does not exceed 0.028 eV, and the electron energy, depending on the external parameters of the discharge (the pressure of the plasma-forming gas, the enclosed electric power) does not exceed 15 ÷ 25 eV, which allows polymer processing to be performed with high efficiency material only on its surface (in the atomic layer - 10 ÷ 100 Å);
5) из пункта 2 вытекает возможность конструировать электроды, распределенные по всей поверхности изделия, имеющего большую площадь поверхности от единиц до десятков квадратных метров, что, в свою очередь, позволяет существенно снизить общее время экспозиции в плазме изделия до 15÷60 с, имеющего площадь поверхности более 10 м2;5) from paragraph 2 it follows the possibility of constructing electrodes distributed over the entire surface of the product having a large surface area from units to tens of square meters, which, in turn, can significantly reduce the total exposure time in the plasma of the product to 15 ÷ 60 s, having an area surface more than 10 m 2 ;
6) из пункта 3 вытекает отсутствие высоких требований к технологическим расстояниям между поверхностью изделия и электродами и отсутствие необходимости использования специальных оправок для полимерной трубной заготовки;6) paragraph 3 implies the absence of high requirements for technological distances between the surface of the product and the electrodes and the absence of the need to use special mandrels for a polymer tube billet;
7) низкие электрические напряжения питания разряда 300÷600 В;7) low electric voltage supply discharge 300 ÷ 600 V;
8) использование проточного режима позволяет существенно снизить и контролировать температуру газа в области холодной плазмы и непрерывно выводить из активной зоны летучие низкомолекулярные продукты взаимодействия поверхности полимерного материала с активными частицами плазмы.8) the use of the flow regime allows one to significantly reduce and control the gas temperature in the cold plasma region and to continuously remove volatile low molecular weight products of the interaction of the surface of the polymer material with the active particles of the plasma from the active zone.
ПримерExample
Для получения тестовых образцов на стадии II проводили спиральную намотку нитей жгута стеклоровинга на внешнюю поверхность трубной полимерной (полиэтиленовой) заготовки, предварительно смоченных связующим на основе полиэфирной смолы. Перед намоткой стеклопластикового слоя на поверхность трубы наносился слой полиэфирного связующего наливом из емкости на поверхность вращающейся трубы. Стадию III проводили методом холодного отверждения.To obtain test samples in stage II, helical winding of glass roving strands was carried out on the outer surface of a pipe polymer (polyethylene) billet pre-moistened with a binder based on a polyester resin. Before winding the fiberglass layer on the pipe surface, a layer of a polyester binder was applied in bulk from the tank to the surface of the rotating pipe. Stage III was performed by cold curing.
В результате получили комбинированную напорную трубу с внутренним герметизирующим слоем из полиэтилена и силовым слоем из стеклопластика.The result was a combined pressure pipe with an inner sealing layer of polyethylene and a power layer of fiberglass.
Для испытаний на внутреннее давление разрушения, циклические нагрузки внутренним давлением, испытаний адгезионных характеристик по границе полиэтилен/стеклопластик и испытаний на кольцевую жесткость были изготовлены трубы длиной 2 м, внутренним диаметром 300 мм, толщиной внутреннего полиэтиленового слоя 5,9 мм и внешнего силового стеклопластикового слоя 5 мм с фланцевыми соединениями.To test the internal fracture pressure, cyclic loads by internal pressure, test the adhesion characteristics at the polyethylene / fiberglass interface, and test the ring stiffness, 2 m long pipes with an internal diameter of 300 mm, a thickness of the inner polyethylene layer of 5.9 mm, and an external power fiberglass layer were manufactured 5 mm with flange connections.
В табл.1 приведены результаты механических испытаний труб на давление разрушения до и после воздействия циклической нагрузки внутренним гидравлическим давлением, меняющейся от 5 до 60 кгс/см2.Table 1 shows the results of mechanical testing of pipes for fracture pressure before and after exposure to a cyclic load by internal hydraulic pressure, varying from 5 to 60 kgf / cm 2 .
В табл.2 приведены результаты климатических испытаний образцов комбинированных труб на образование дефектов (отслоений по границе раздела силового и герметизирующего слоев), влияющих на ухудшение их эксплуатационных характеристик, после 10 циклов охлаждения в термокамере с последующим хранением в течение 1 суток при температуре 70°С и нагрева с последующим хранением в течение 1 суток при +70°С. Области искусственных дефектов - непроклеев - получали с помощью предварительной укладки в этих областях фторопластовой ленты перед стадиями получения силового стеклопластикового слоя. Дефект - сварной шов - получали свариванием двух образцов труб длиной по 1 м каждый с последующими стадиями II и III получения силового слоя.Table 2 shows the results of climate tests of samples of combined pipes for the formation of defects (delaminations at the interface between the power and sealing layers) that affect the deterioration of their operational characteristics, after 10 cooling cycles in a heat chamber, followed by storage for 1 day at a temperature of 70 ° C and heating, followed by storage for 1 day at + 70 ° C. Areas of artificial defects - non-gluing - were obtained by pre-laying in these areas a fluoroplastic tape before the stages of obtaining a power fiberglass layer. The defect — the weld — was obtained by welding two samples of pipes 1 m long each, with subsequent stages II and III of obtaining the force layer.
Для определения адгезионных характеристик между элементами стенки трубы проводились испытания на отрыв в радиальном направлении. В табл.3 приведены результаты этих испытаний. Испытания проводились на образцах, прошедших и не подвергавшихся испытаниям термоциклирования, произвольно вырезанных из разных частей труб. Образцы вырезались из труб в направлении образующей. На наружной поверхности образцов (со стороны силового слоя) прорезались канавки на глубину силового слоя. После этого на наружную поверхность силового слоя компаундом холодного отверждения приклеивались «грибки», представляющие собой цилиндрические диски из алюминиевого сплава диаметром 25 мм.To determine the adhesion characteristics between the elements of the pipe wall, tensile tests in the radial direction were carried out. Table 3 shows the results of these tests. The tests were carried out on samples that passed and were not subjected to thermal cycling tests, arbitrarily cut from different parts of the pipes. Samples were cut from the pipes in the direction of the generatrix. On the outer surface of the samples (from the side of the force layer), grooves were cut to the depth of the force layer. After that, “fungi”, which are cylindrical disks of an aluminum alloy with a diameter of 25 mm, were glued to the outer surface of the power layer with a cold curing compound.
Испытания на отрыв проводились на машине УТС 110М-100 (машина для испытаний конструкционных материалов), с помощью ЭВМ в ходе испытаний фиксировавшей усилие отрыва.Tearing tests were carried out on the UTS 110M-100 machine (machine for testing structural materials), with the help of a computer during the tests that recorded the tearing force.
При проведении испытаний по определению кольцевой жесткости напорной комбинированной трубы за основу был взят стандарт ASTM D 2412-08 «Стандартная методика испытаний для определения внешней нагрузочной характеристики пластмассовой трубы с использованием параллельных обжимных плит». Для проведения испытаний были изготовлены 5 (пять) испытательных образцов, из них 3 из труб, прошедших термоциклические испытания, 2 образца вырезались из труб, не подвергавшихся таким испытаниям. Все образцы помещались между двумя параллельными плитами и подвергались нагружению на машине УТС 110М-100 (машина для испытаний конструкционных материалов), в ходе испытаний измерялось усилие нагружения и перемещение нагрузочной плиты (величина прогиба). Нагружение осуществлялось со скоростью 10 мм/мин. Образец 1 нагружался до величины прогиба 30%, изменений в комбинированном материале стенки трубы отмечено не было. Остальные образцы 2, 3, 4 и 5 нагружались до разрушения стенки трубы, при этом изменения в состоянии комбинированного материала стенки отмечались сначала акустически, затем визуально: во всех случаях произошло разрушение внутри стеклопластикового слоя (расслоение), разрушений в комбинированном материале стенки трубы по границе «полиэтилен-стеклопластик» обнаружено не было. Данные по образцам и результаты испытаний приведены в табл.4 и 5.When conducting tests to determine the ring stiffness of a combined pressure head pipe, ASTM D 2412-08 “Standard Test Method for Determining the External Load Characteristics of a Plastic Pipe Using Parallel Crimp Plates” was taken as a basis. To carry out the tests, 5 (five) test samples were made, of which 3 from pipes that underwent thermocyclic tests, 2 samples were cut from pipes that were not subjected to such tests. All samples were placed between two parallel plates and subjected to loading on a UTS 110M-100 machine (machine for testing structural materials). During the tests, the loading force and the movement of the loading plate (the amount of deflection) were measured. Loading was carried out at a speed of 10 mm / min. Sample 1 was loaded to a deflection value of 30%; no changes in the combined material of the pipe wall were noted. The remaining samples 2, 3, 4, and 5 were loaded until the pipe wall collapsed, while changes in the state of the combined wall material were noted first acoustically, then visually: in all cases there was a destruction inside the fiberglass layer (delamination), damage in the combined material of the pipe wall along the boundary "Polyethylene fiberglass" was not found. Data on samples and test results are given in tables 4 and 5.
Результаты испытаний показали, что предлагаемый способ позволяет изготовить напорную комбинированную трубу с внутренним герметизирующим слоем из полиэтилена и силовым слоем из стеклопластика, обладающую следующими свойствами и характеристиками:The test results showed that the proposed method allows to manufacture a pressure head combined pipe with an inner sealing layer of polyethylene and a power layer of fiberglass, with the following properties and characteristics:
1) гарантированной сплошностью сшивки и высокой адгезионной прочностью по границе «полимер-стеклопластик» по всей площади испытанных образцов трубы;1) guaranteed crosslinking continuity and high adhesive strength along the polymer-fiberglass-plastic boundary over the entire area of the tested pipe samples;
2) высокой адгезионной прочностью между силовым стеклопластиковым и герметизирующим полимерным слоями выше межслоевой прочности внутри стеклопластика, превышающей 15 кг/см2;2) high adhesive strength between the power fiberglass and the sealing polymer layers is higher than the interlayer strength inside the fiberglass, exceeding 15 kg / cm 2 ;
3) сохранением адгезионной прочности соединения силового и герметизирующего слоев в местах сварных стыков герметизирующей оболочки и дефектов в виде отсутствия адгезии между слоями;3) maintaining the adhesive strength of the connection of the power and sealing layers in the places of welded joints of the sealing shell and defects in the form of lack of adhesion between the layers;
4) возможностью эксплуатации при высоких рабочих давлениях, величина которых зависит от типа наполнителя и толщины силового слоя;4) the ability to operate at high operating pressures, the value of which depends on the type of filler and the thickness of the power layer;
5) давление эксплуатации изготовленного по предлагаемому способу образца трубы с учетом коэффициента безопасности 3 составило 80 кгс/см2;5) the operating pressure of the pipe sample manufactured by the proposed method, taking into account the safety factor 3, was 80 kgf / cm 2 ;
6) высокой устойчивостью к температурным климатическим перепадам в интервале от -70°С до +70°С;6) high resistance to temperature climatic changes in the range from -70 ° C to + 70 ° C;
7) высокой устойчивостью к кольцевым деформациям.7) high resistance to ring deformations.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет производить напорные комбинированные трубы с высокими эксплуатационными характеристиками при высокой технологичности производственного процесса.Thus, the proposed method allows the production of pressure head combined pipes with high performance with high manufacturability of the production process.
Claims (5)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012131935/06A RU2488732C1 (en) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Method of making combined pressure pipe |
| PCT/RU2013/000640 WO2014017956A2 (en) | 2012-07-26 | 2013-07-25 | Method for manufacturing a combined delivery pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012131935/06A RU2488732C1 (en) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Method of making combined pressure pipe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2488732C1 true RU2488732C1 (en) | 2013-07-27 |
Family
ID=49155698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012131935/06A RU2488732C1 (en) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Method of making combined pressure pipe |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2488732C1 (en) |
| WO (1) | WO2014017956A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017138830A1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые композитные технологии - разработки и коммерциализация" | Method for producing combined pressure pipes |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA3107288A1 (en) | 2011-06-08 | 2012-12-13 | Translate Bio, Inc. | Lipid nanoparticle compositions and methods for mrna delivery |
| US10434106B2 (en) | 2017-05-19 | 2019-10-08 | Warsaw Orthopedic, Inc. | Oxysterol-statin compounds for bone growth |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU98108039A (en) * | 1995-10-04 | 2000-02-20 | Кофлексип | FLEXIBLE PIPELINE WITH TEXTILE REINFORCEMENT |
| RU2211983C2 (en) * | 2001-03-21 | 2003-09-10 | Закрытое акционерное общество "НПП Композит-нефть" | Pipe |
| RU2293897C1 (en) * | 2005-10-10 | 2007-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Армопроект" | Multi-layer pipe and method of its making |
| CN101349367A (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-21 | 张家港中联科技有限公司 | Plastic pipe for reinforcing thermal plasticity |
| CN101713477A (en) * | 2009-11-06 | 2010-05-26 | 新疆中石油管业工程有限公司 | Glass fiber reinforcement polypropylene composite pipe with reinforcement layer |
| RU2010146804A (en) * | 2010-11-18 | 2012-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые композитные технологии" (RU) | METHOD FOR PRODUCING COMBINED PRODUCTS FOR TRANSPORTING AND / OR STORAGE OF LIQUID AND GAS MEDIA |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2039845C1 (en) * | 1992-07-08 | 1995-07-20 | Институт сильноточной электроники СО РАН | Inner surface vacuum treatment method |
| RU114907U1 (en) * | 2011-06-02 | 2012-04-20 | Михаил Алексеевич Попов | POLYMER PIPE |
-
2012
- 2012-07-26 RU RU2012131935/06A patent/RU2488732C1/en not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-07-25 WO PCT/RU2013/000640 patent/WO2014017956A2/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU98108039A (en) * | 1995-10-04 | 2000-02-20 | Кофлексип | FLEXIBLE PIPELINE WITH TEXTILE REINFORCEMENT |
| RU2211983C2 (en) * | 2001-03-21 | 2003-09-10 | Закрытое акционерное общество "НПП Композит-нефть" | Pipe |
| RU2293897C1 (en) * | 2005-10-10 | 2007-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Армопроект" | Multi-layer pipe and method of its making |
| CN101349367A (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-21 | 张家港中联科技有限公司 | Plastic pipe for reinforcing thermal plasticity |
| CN101713477A (en) * | 2009-11-06 | 2010-05-26 | 新疆中石油管业工程有限公司 | Glass fiber reinforcement polypropylene composite pipe with reinforcement layer |
| RU2010146804A (en) * | 2010-11-18 | 2012-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые композитные технологии" (RU) | METHOD FOR PRODUCING COMBINED PRODUCTS FOR TRANSPORTING AND / OR STORAGE OF LIQUID AND GAS MEDIA |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017138830A1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые композитные технологии - разработки и коммерциализация" | Method for producing combined pressure pipes |
| RU2635728C2 (en) * | 2016-02-09 | 2017-11-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые композитные технологии - разработки и коммерциализация" | Method of manufacturing combined pressure pipes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014017956A3 (en) | 2014-06-12 |
| WO2014017956A2 (en) | 2014-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sinha et al. | Effect of plasma treatment on structure, wettability of jute fiber and flexural strength of its composite | |
| RU2488732C1 (en) | Method of making combined pressure pipe | |
| US20020017333A1 (en) | Electrostatic charge neutralizing fume duct with continuous carbon fiber | |
| EP4254748A1 (en) | Rotary member and method for manufacturing same | |
| CN110087847A (en) | Pass through the manufacturing method of the fibrous material of the thermoplastic polymer pre-preg of injection powder type | |
| Calabrese et al. | In situ monitoring of moisture uptake of flax fiber reinforced composites under humid/dry conditions | |
| Seki et al. | The influence of oxygen plasma treatment of jute fibers on mechanical properties of jute fiber reinforced thermoplastic composites | |
| Benyahia et al. | Prediction of notched strength for cylindrical composites pipes under tensile loading conditions | |
| US20050005990A1 (en) | Method for making tubular articles | |
| CN108883587A (en) | The manufacturing method and equipment of carbon fiber sheets moulding compound | |
| WO2007004919A2 (en) | Composite article for transporting and/or storing liquid and gaseous media and a method for the production thereof | |
| JPWO2017149818A1 (en) | Structure and manufacturing method of structure | |
| RU2459996C2 (en) | Method of making combined article for transportation and/or storage of fluids and gases | |
| RU2419691C2 (en) | Method of producing super-strong light composite material | |
| RU2618882C2 (en) | Light high-strength waterproof composite material and method of its manufacture | |
| RU2635728C2 (en) | Method of manufacturing combined pressure pipes | |
| Kusano et al. | Plasma treatment of carbon fibres and glass-fibre-reinforced polyesters at atmospheric pressure for adhesion improvement | |
| KR20130012395A (en) | Plasma-polymerized rice husk/polypropylene composites processing method and rice husk/polypropylene composites using thereof | |
| CN203202433U (en) | Ultra-strong tension plastic composite pipe | |
| CN113306053B (en) | Polyolefin pipe fast and easy to repair and repair process method thereof | |
| JP6891438B2 (en) | Molding material | |
| RU2632295C2 (en) | Multilayer combined material polymer-composite and method of its manufacture | |
| Hao et al. | Enhancing mechanical properties and moisture durability of flax/polypropylene composite by plasma treatments | |
| KR101174958B1 (en) | Method for manufacturing of aramid prepreg and aramid steel composite | |
| Pan et al. | Study on the surface modification of PBO fiber under dielectric barrier discharge treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190727 |