Способ нанесения армирующего покрытия на стеклянные трубы

 

СПОСОБ НАНЕСЕШЯ АРМИРУЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ НА СТЕКЛЯННЫЕ ТРУБЫ, включающий послойную намотку резиновой ленты и стеклонаполнителя, пропитанного связующим на основе ненасыщенной полиэфирной смолы, и его отверждение при нагревании, отличающийся тем, что, с целью повьппения прочности покрытия, на внутреннюю поверхность ленты наносят клеевой состав в количестве 450-750 г/м, жизнеспособность которого составляет 1,26 ,0 величины жизнеспособности связующего , намотку ленты производят при растягивающей нагрузке, создающей в ленте напряжение 0,32-0,76 МПа, и отверждение клеевого состава производят при нагревании после отверждения полимерного связующего.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕЩУЬЛИН (1Ю (!1) 948 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3618365/23-05 (22) 11.07.83 (46) 30.01.85. Бюл. Ф 4 (72) И.И. Майстров, Л.В. Барташевич, В.П. Антонов и В.В. Горбачев (71) Минский филиал Научно-производственного объединения "Техэнергохимпром" (53) 678.027.94(088.8)

,(56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 861081, кл. В 29 D 23/12, 1979.

2. "Стекло и керамика". М., 1981, Ф 7, с. 14 (прототип). (54)(57) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ АРМИРУЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ НА СТЕКЛЯННЫЕ ТРУБЫ, включающий послойную намотку резино4(51) В 29 С 63/12; В 29 К 105:08;

В 29 L 9:00. вой ленты и стеклонаполнителя, прони" танного связующим на основе ненасыщенной полиэфирной смолы, и его отве1-ждение при нагревании, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения прочности покрытия, на внутреннюю поверхность ленты наносят клеевой состав в количестве 450-750 г/м, жизне2 способность которого составляет 1,26,0 величины жйзнеспособности связующего, намотку ленты производят при растягивающей нагрузке, создающей в ленте напряжение 0,32-0,76 МПа, и отверждение клеевого состава производят при нагревании после отверждения полимерного связующего.

1136948

100

Изобретение относится к технологий нанесения полимерных материалов на наружную поверхность стеклянных труб, предназначенных для работы в агрессивных средах, например для перекачки жидкости, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, медицинской и др. отраслях промышленности.

Известен способ изготовления тол- 10 стостенных оболочек из слоистых пластиков путем намотки материала на оправку с укладываниеи внутренней части заготовки оболочки из материала с более низкой температурой отвержде- 15 ния, а наружной — из материала с бо" лее высокой температурой отверждения, после чего производят нагрев с последовательной выдержкой при температуре отверждения внутренней, а затеи 20 наружной части заготовки (1«.

Однако указанный способ нетехнологичен при массовом изготовлении оболочек из-за необходимости частой сме«ны связующего в процессе намотки сло- 25 ев и применим для изготовления только толстостенных оболочек. труб.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ намотки на стеклянную трубу армирующего по" крытия, состоящего из резиновой профильной ленты и стекложгута„ пропитанного связующим на основе ненасыщенной полиэфирной смолы «21.

Данный способ не обеспечивает высокой прочности покрытия трубы, что обусловлено наличием высокого уровня остаточных напряжений в стеклопластиковой оболочке, возникающих в осевом направлении при отверждении покрытия.

При этом скорость нарастания напряжений опережает скорость нарастания прочности композита, что способствуетl появлению трещин и разрывов в оболочке 4 трубы.

Целью изобретения является повышение прочности покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нанесения армирующего покрытия на стеклянные трубы, включающему послойную намотку резиновой ленты и стеклонаполнителя, пропитанного связующим на основе ненасы, щенной полиэфирной смолы, и его отвер хдение при нагревании, на внутреннюю поверхность ленты наносят клеевой состав в количестве 450-750 г/м2, жизнеспособность которого составляет

1,2-6,0 величины жизнеспособности связующего, намотку ленты производят при растягивающей нагрузке, создающей в ленте напряжение 0,32-0,76 MIIa, и отверждение клеевого состава производят при нагревании после отверждения полимерного связующего.

В процессе отверждения стеклопластикового слоя клеевой слой, находясь в вязко текучем состоянии, играет роль смазки и обеспечивает равномерную релаксацию напряжений, вызываемых усадкой полимерного связующего,а резиновый слой, нанесенный в виде предварительно растянутого профиля, в процессе отверждения сжимается, вызывая сокращение межвитковых расстояний, и способствует усадке связующего, что в целом повышает надежность и долговечность эксплуатации армированных стеклянных труб.

Способ осуществляют, следующим образом.

На серийно изготовленные стеклянные трубы диаметром 50 мм и длиной

3000 мм на намоточном станке произ-

«водят послойную намотку резиновой ленты при натяжении, создающем в ленте напряжение, равное 0,32-0,76 ИПа, на внутреннюю поверхность ленты в процессе намотки наносят клеевой слой в количестве 450-750 г/и, Затем про.".

2 изводят намотку стеклонаполнителя, пропитанного связующим. Отверждение связующего, а затем клеевого состава производят в термокамере. Составы клея и связующего выбирают по времени жизнеспособности так, чтобы время жизнеспособности клеевого состава составляло 1,2-6,0 времени отверждения связующего. Жизнеспособность выбранных составов характеризуют временем достижения максимума экзотермы при температуре отверждения.

Пример 1. Состав клея, вес.ч.:

Ненасыщенная полиэфирная сиола ПН-609-21М 100

Нафтенат кобальта

НК- 1 8,0.

Гипериэ 3,0

Цемент марки 500 100

Время достижения максимума экзотермы при 353 К 58 мин.

Состав связующего, вес,ч.:

Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-609-21И

Нафтенат кобальта

НК-1 8,5

Гипериз 4,0

Пигмент желтый светопрочный 10,0 5

Время достижения максимума экзотермы при 353 К 48 мин.

Трубу помещают в термокамеру и выдерживают при 353 К 60 мин.

Пример 2.Состав клен, вес.ч.: 10

Эластомерный олигодиенуретанэпоксид ПДИ-ЗАК 100

Пол из т ил енп олиамид

ПЭПА 8,0

Время достижения максимума экэо- <5 спермы при 353 К 90 мин.

Состав полимерного связующего, вес.ч.:

Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-609-21М

Нафтенат кобальта НК-1

Гипериз ф

Пигмент желтый светопрочный 10,0

Время достижения максимума экзо- 25 термы при 353 К.48 мин.

Трубу помещают в термокамеру и выдерживают при 353 К 95 мин.

Пример 3. Состав клея вес.ч.:

Ненасыщенная полиэфирная «Î смола ПН-609-21М

Нафтенат кобальта

НК-1 8,0

Гипериз 4,0

Цемент марки 500 100

Время достижения максимума экзотермы при 353 К 55 мин.

Состав связующего, вес.ч.:

Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-1 100 4о

Нафтенат кобальта . НК-1 7,0

Гипериз 3,0

Пигмент желтый светопрочный 10,0

Время достижения максимума экзотермы при 353 К 25 мин.

Трубу помещают в термокамеру. и выдерживают при 353 К 60 мин.

Пример .4. Состав клея,вес.ч.

Эластомерный олигодиенуретанэпоксид ПДИ-ЗАК 100

Полиэтиленполиамин ПЭПА 8,0

Время достижения максимума экзотермы при 393 К 90 мин.

Состав полимерного связующего,вес. ч.:

Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-1 100

° °

100

1136948 4

Нафтенат кобальта НК-1 7,0

Гипериз 3,0

Пигмент желтый светопрочный 10,0

Время достижения максимума экзотермы при 393 К 15 мин.

Трубу помещают в термокамеру и вы держивают при 393 К 90 мин.

Пример 5.Состав клея, вес.ч

Резол 300 50

Нитрильный каучук 50

Цемент 50

Время достижения максимума экзотермы при 423 К 70 мин.

Состав полимерного связующего, вес.ч:

Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-603-21М 100

Нафтенат кобальта

00 zo НК-1 7,0 ,5 Гипериз 3,0 ,0 Пигмент желтый светопрочный 10,0

Время достижения максимума экзотермы при 423 К 17 мин.

Трубу помещают в термокамеру и выдерживают при 423 K 70 мин.

Пример 6. Состав клея, вес.ч.:

Эпоксидная диановая смола 50

Фурфурол-ацетоновый мономер

Стирол

Фенол-формальдегидная смола, модифицированная циклогексадиеном 1,3 5

Полиэтиленполиамин 10

Время достижения максимума экзотермы при 383 К 60 мин.

Состав полимерного связующего,,вес.ч.;

Ненасышенная полиэфирная смола ПН-609-21M . 100

Нафтенат кобальта НК-1 7,5

Гипериз 3,0

Пигмент желтый светопрочный 10,0

Время достижения максимума экзотермы при 383 К 14 мин.

Трубу помещают в термокамеру и выдерживают при 383 К в течение

60 мин.

Оптимальное количество клеевого состава, наносимого на ленту, определяют, используя клеевой и пропитывающнй составы, описанные в примере 2.

1136948

Таблица 1

Пример

У

Предел прочности при динамическом ударе, Дж

Клеевой состав

Состав полимерного связующего

Предел прочности при гидростатическом нагружении,ИПа

48

1610

0,35

1720

48

0,40

1750

0,42

1800

0,45

70

1680

0,35

0,40

1730

48

0,40

1720

48

0,40

1780.

48

1740

0,40

По прототипу

1100

0,13. В первом случае на внутреннюю по- верхность резиновой ленты наносят клеевой состав в количестве 450 г/м, (пример 7), во втором — в количестве

600 г/м (пример 8), в третьем — в 5 количестве 750 г/м (пример 9).

Для получения образцов трубы разрезают на отрезки длиной 300 мм для определения работы разрушения и на отрезки длиной 600 мм для проведения гидравлических испытаний. Предел прочности при динамическом ударе определяют бросанием стального шара на образец до его разрушения в соответствии с "Методикой испытания стеклян- 15 ных труб" ГИС НРБ 912077.

Гидравлические испытания для определения предела прочности при гидро-"

Время достижения максимума экзотермы, мнн статическом нагружении проводят в соответствии со СНиП Ш-Г.9-62.

Результаты испытаний приведены в табл.

В трубах, изготавливаемых с использованием клеевого состава и связующего, как описано в примере 2, эластичный слой получают намоткой с растяжением резиновой ленты до создания в ней напряжения 0,32-0,76 ИПа. Образ- цы испытывали на прочность.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 1 и 2, покрытие, нанесенное по предлаГаеыому способу в .

1 сравнении с известным, обладает более высокими показателями прочности.

Показатели прочности

1136948

Таблица

Напряжение в ленте, МПа

Показатели прочности

0,76

1760

1920

1840

1720

0,50

0,50

0 50

0,40

Составитель А. Рожков

Техред М.Надь Корректор М. Демчик

Редактор А. Гулько

Заказ 10)83/10 Тирами 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предел прочности при динамическом ударе, Дж

Предел прочности

I при гидростатичес- i ком нагружении, MIla

0,32 0,54 0,68