способ изготовления комбинированной трубы

Формула изобретения

1. Способ изготовления комбинированной трубы, включающий нанесение на полиолефиновую трубчатую заготовку слоя сэвилена, намотку стеклопластикового материала, термообработку с полимеризацией и охлаждением, отличающийся тем, что на слой сэвилена наматывают стекловолокна при температуре, обеспечивающей расплавление слоя сэвилена, после чего проводят намотку стеклопластика и осуществляют термообработку с полимеризацией и охлаждение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют полиэтиленовую трубчатую заготовку.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют полипропиленовую трубчатую заготовку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области труб из пластических масс, а именно к способам их изготовления.

Известен способ изготовления комбинированной трубы, включающий раздельное изготовление его внутреннего и внешнего слоев, нанесение на сопрягаемые поверхности оболочек полимерного слоя, сборку оболочек и отверждение праймерного слоя (пат. США №3886024 С1, 27.05.1975).

Однако отверждение оболочек при высоких температурах (до 177°С) приводит к плохой ремонтно-способности и низкой надежности получаемых труб.

Известен также способ изготовления комбинированной трубы, включающий установку на оправке полиэтиленовой трубчатой заготовки, нанесение на нее слоя сэвилена, намотку стеклопластикового материала, последующую термообработку с полимеризацией и охлаждение (пат. РФ №209676 C1, 10.11.1997).

Однако в процессе реализации способа расширение полиэтиленовой трубчатой заготовки ведет к потере устойчивости стенки заготовки в направлении оси и образованию пустот между намоткой и полиэтиленовой заготовкой, что при полимеризации стеклопластикового материала приводит к неоднородности стенки трубы.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому является способ изготовления комбинированной трубы, включающий установку на оправке полиолефиновой (полиэтиленовой) трубчатой заготовки, нанесение на нее слоя сэвилена, намотку стекло-пластикового материала, последующую термообработку с полимеризацией и охлаждением и снятие готовой трубы, при этом трубчатую заготовку берут с внутренним диаметром, меньшим диаметра оправки с натягом устанавливают на ней или сначала калибруют на размер, больший диаметра оправки, и с зазором устанавливают на ней, после чего выдергивают до беззазорного сопряжения с оправкой (пат. РФ №2150629 С1, 19.10.1998).

К недостаткам известного способа следует отнести низкую адгезию слоя сэвилена к стеклопластику. Коэффициент линейного термического расширения полиолефинов на два порядка выше, чем у стеклопластиков. Поэтому при положительных температурах внутренний полиолефиновый слой, расширяясь, оказывает давление на внешний слой из стеклопластика. При отрицательных температурах внутренний слой уменьшается в диаметре, что приводит к отрыву внешнего слоя и, как следствие, расслоению конструкции трубы. Указанные обстоятельства приводят к снижению сроков эксплуатации и надежности труб.

Кроме того, известный способ является трудоемким в связи с необходимостью установки заготовки на оправке, термообработки трубы в печи и снятия ее с оправки, причем последняя операция может привести к нарушению целостности трубы.

Поставленная задача состояла в разработке способа изготовления комбинированной трубы, обеспечивающей повышенный ресурс работы трубы в широком диапазоне температур, за счет высокой адгезии ее слоев между собой, при одновременном упрощении технологического процесса.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления комбинированной трубы, включающем нанесение на полиолефиновую трубчатую заготовку слоя сэвилена, намотку стеклопластикового материала, термообработку с полимеризацией и охлаждением, на слой сэвилена наматывают стекловолокно при температуре, обеспечивающей расплавление слоя сэвилена, после чего проводят намотку стеклопластика и осуществляют термообработку с полимеризацией и охлаждение.

Внутренний слой трубы в виде трубчатой заготовки изготавливают из полиолефина, преимущественно из полиэтилена и полипропилена, например, метом экструзии, или используют готовую заготовку.

Сэвилен представляет собой сополимер этилена и винилацетата, выпускается в промышленности по ТУ 6-05-1636-97.

Стеклопластик является компазиционным полимерным материалом, состоящим из стеклянного наполнителя и связующего. В промышленности главным образом используют стекловолокнистые наполнители. В качестве связующего обычно используют ненасыщенные полиэфиры, эпоксидные смолы, фенолформальдегидные смолы.

Стекловолокно получают преимущественно методом механического расплава стекломассы и перерабатывают в виде нитей, жгутов, ленты или ткани.

Сэвилен имеет высокую адгезию к стеловолокну, а намотка стекловолокна на слой сэвилена с одновременным прогревом обеспечивает склейку сэвилена со стекловолокном и проникновение расплава сэвилена в структуру стекловолокна и, как следствие, повышение адгезии слоев изделия между собой в целом после намотки стеклопластика и его полимеризации при термообработке.

Ниже приводится пример изготовления комбинированной трубы, иллюстрирующий, но не ограничивающий изобретение.

Трубчатую заготовку из полиэтилена закрепляют по торцам в исполнительных механизмах намоточного станка. Зона намотки при вращении трубчатой заготовки подкрепляется специальными люнетами, препятствующими прогибам заготовки в процессе нанесения на нее последующих слоев, в частности, при создании давления на нее от натяжения ленты при намотке.

На трубчатую заготовку наносят слой сэвилена, а затем осуществляют намотку ленты из стекловолокна. Одновременно при намотке ведут прогрев при 70-100°C пламенем горелки или горячим воздухом до расплавления сэвилена.

После нанесения слоя стекловолокна на полученную заготовку наматывают слой стеклопластикового материала в виде нитей, жгутов, ленты или ткани.

Затем проводят термообработку полученной трубы, температурно-временные параметры которой определяются условиями отверждения связующего, использованного в стеклопластике.

Полученные согласно предлагаемому способу образцы труб были подвергнуты испытаниям на статическую, циклическую и термодинамическую прочность. Результаты испытаний показали увеличение прочностных свойств трубы в широком диапазоне температур не менее, чем в 2 раза, что позволяет повысить ресурс ее работы. При этом технологический цикл значительно упрощается за счет снижения количества операции.