BG62643B1

BG62643B1 - Тръба

Info

Publication number: BG62643B1
Application number: BG98782A
Authority: BG
Inventors: Jan Ageheim; Thomas Andersson
Original assignee: Kungsoers Plast Ab; Petro Technik Ltd.
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 2000-04-28
Also published as: FI108530B; EP0613419A1; JPH07508471A; SK280169B6; WO1993009948A1; CA2124089A1; EP0613419B1; FI942347A0; CA2124089C; ATE194798T1; US6383587B1; HU9401534D0; RO113541B1; ES2150921T3; NO941908D0; NO300881B1; FI942347A; NO941908L; SE9103472L; DE69231277D1

Description

(54) ТРЪБА (57) Тръбата е приложима за транспортиране и съхраняване на въглеводороди, бензин, керосин, дизелово масло, мазут, природен газ, LPG (втечнен нефтен газ) и др., които проявяват химични и физични свойства, наподобяващи свойствата при дифузия през пластмасови материали. Тръбата е направена от слоест материал, в който има поне един основен и един преграждащ слой. Основният слой се състои главно от полиетен или полипропен, например MD-полиетен, а преграждащият - от полиетен или полипропен, например HD-полиетен, в комбинация с някоя от следните съставки: бутилкаучук, полиамид и полиестер.

претенции (54) ТРЪБА

Област на техниката

Изобретението се отнася до тръби и съдове за транспортиране и съхранение на бензин и въглеводороди от бензинов тип, използвани предимно в съоръженията на бензиностанциите и в други подобни съоръжения, където бензин или други въглеводороди, например керосин, дизелово масло, мазут, природен газ, LPG и други, се съхраняват в резервоари, откъдето се доставят чрез помпи в бензиностанцията. Тези тръби се използват за вентилация и рециркулация на газове и за нуждите на други начини на разпределение.

Предшестващо състояние на техниката

В посочените съоръжения обикновено се използват поцинковани тръби с дължина 6 т, което означава, че трябва да се съединят заедно, при което винаги съществува опасност от изтичане. Опасността се засилва от това, че времето се променя през различните годишни сезони и че движенията в земната кора оказват също влияния, които не могат изцяло да се избегнат. Дори ако тръбите се поставят под формата на непрекъснат маркуч от подходящ за използване пластмасов материал, силите, причинени от движенията на земната кора, се запазват, като в резултат на свойствените за материала характеристики, ефектите на тези сили могат в голяма степен да бъдат елиминирани, но остава рискът от изтичане чрез дифузия на въглеводородите.

Изпускането на тръбите, които обикновено се използват за тази цел, приблизително се оценява на 0.4 g/m на месец, т.е. 2,5 Ι/m на година. Тази оценка се отнася до полиетиленови тръби от традиционния вид. Освен полиетиленови тръби се използват и тръби от пластмасов материал, армиран със стъклена тъкан.

Предметът на изобретението са такива тръби или съдове за транспортиране и/или съхраняване на бензин или въглеводороди с подобни свойства, които са изработени от материал, който е химически съвместим с посочените въглеводороди и е с намалено абсорбиране спрямо транспортираните и съхраняваните въглеводороди. Освен това тръбите са устойчиви на дифузия до такава степен, че могат да се инсталират в земята при по-висока степен на безопасност, отколкото известните.

Повечето полиолефини могат да се използват при транспортирането на бензин, като се взема предвид, че проявяват устойчивост към 5 него в по-голяма или по-малка степен. Сред тях спадат полиетен и полипропен, които са химически инертни материали и имат свойства, правещи ги подходящи за използване с въглеводороди, като най-широко приложение намират при поставянето на резервоари за гориво в автомобилите, които резервоари повече от десет години се изработват от полиетен.

Полиетеновата матрица (т.е. молекулната структура на материала) обаче не принадлежи към повечето пластмаси, устойчиви на дифузия, тъй като през нея материалът се дифузира и в него се абсорбират известни количества разтворители, например бензин. Съществено значение имат дебелината на изработените елементи и външните атмосферни условия, особено температурата, ако тръбата е инсталирана над земята, а ако е инсталирана в земята - влияещите фактори основно са същите. Фактът, че различните видове пластмаси проявяват различна степен на пропускливост, е добре известен в тази област, което има значение при различните практически приложения.

Известно е, че при другите сфери на приложение, върху външната стена на тръбите се нанася покритие, което спира дифузията отвътре на газообразните елементи или съединения в нея, например нанасяне на покритие върху външната страна на водните тръби, което спира влизането на кислород в циркулиращата гореща вода в радиаторните вериги.

Използва се също така запечатване на вътрешността на резервоарите за гориво в автомобилите, където се нанася покритие от изолиращ материал, за да спре дифузията на бензиновите газове. Поради естествени причини този вид обработка не може да се използва при непрекъснатите тръби.

От ЕР 2 0030091А е известен елемент, устойчив на газова дифузия, в който са включени 45 3 слоя, като средният от тях е избран така, че да слепва другите два, като компенсира относителните коефициенти на линейно разширение между себе си и свързаните с него слоеве. Тези тръби могат да се направят чрез едновременно 50 екструдиране. Тръбата е предназначена за използване при централноотоплителни системи, които по този начин трябва да издържат на силно вариращи температурни промени в много поширок температурен обхват, откалкото е подходящо за тръбите съгласно изобретението.

Известни са и други решения като JP 2035290А, JP 3197034, JP 3224735А.

Техническа същност на изобретението

Посочените проблеми се разрешават чрез нанасяне на покритие върху вътрешната страна на полиетенова тръба ,която е от традиционно използвания за тази цел тип. Тръбата е направена от полиетен от типа MD-PD (полиетен със средна плътност) и преграждащ слой, съвместим както с полиетена, така и с въглеводородите, които трябва да се транспортират или съхраняват. Като преграждащ слой може да се използва полиетен или полипропилен. Този слой съдържа също вторична субстанция, избрана от компонентите полиамид, полиестер бутилкаучук, които са подходящи за тази цел. Подходящи за целта са също етиленов и винилов алкохол, например EVOH и EVAL. Тази вторична субстанция може или да се смеси в полиетена от вида MD-PD ( полиетен със средна плътност), или да е присадена в полиетилена.

Преграждащият слой може да е например от HD-полиетен, съдържащ бутилкаучук, със състав, при който количеството на бутилкаучуковия компонент варира от 5 до 50%, като предпочитаното количество маса е около 30%,а остатъкът се състои главно от HD-полиетен, който може да е свързан в напречна връзка. Известно е, че когато процентното съдържание е по-високо от 50%, се появяват технологични проблеми, а когато се използват добавки в малки количества, ефектите от бутилкаучука намаляват и при добавянето му в колчество, по-малко от 5 %, не се постига задоволително взаимодействие. Оказва се, че същите пропорции взаимодействат с посочените други субстаници, наречени вторични субстанции.

Важен аспект на това изобретение е, че не е необходимо да се създаде допълнителен слой под каквато и да е форма или каквото и да е лепило между двата слоя, т.е. между основния и преграждащия слой. Двата слоя могат просто едновременно да бъдат екструдирани, тъй като са съвместими един с друг.

Материалът за преграждащия слой е скъп и използването му е ограничено само в рамките на такова количество, необходимо за постигане на целите. Използването на преграждащ слой с дебелина от 10 до 15% от общото количество материал намалява дифузията до една десета от стойността, която се среща при използваните днес материали. Поради практически съображения е трудно преграждащият слой да се направи потънък от 0.3 mm при предпочитана дебелина от 1 до 2 mm. Създаването на слой, по-дебел от този, не подобрява неговите свойства, а напротив запълва по нежелан начин съществуващото в тръбата пространство. Сравнително тънкият вътрешен слой не би променил в значителна степен цената и успешните опити, тъй като според изобретението не се заменя материалът в полиетеновата тръба, а се добавя малко количество върху нейната вътрешна стена. Ако вместо това се нанесе слой върху външната стена на тръбата .тогава всички механични свойства, например сила на устойчивост на тръбните съеднителни части, би трябвало да се изпробват и преценят отново в продължение на дълъг период от време. Чрез тази процедура може без допълнително изпробване и разработване да се използват тръбните съединителни части и други подобни и освен това да е сигурно, че ще се запазят всички стандартни стойности на свойствата на полиетена като тръба на налягане.

При транспортирането на флуиди и течности по тръбите се увеличава статичното електричество, което винаги трябва да се изведе навън. Известен е метод, при който тази област се прибавя въглеродни сажди към пластмасовия материал, което го прави проводим. Добавяното количество зависи от качеството на въглеродните сажди и сферата на приложение, т.е. от степента на проводимост, която е необходима, за да се постигнат желаните резултати. За да се избегне статичното електричество, подходящата стойност на съпротивление трябва да е от 5 до 500 ohm/cm. Тази съставка може да се прибави към основния слой.

За да се подобри допълнително беозпасността при този вид тръбни инсталации, тясната ивица върху тръбата е под формата на проводим слой, което позволява да се измери количеството съпротивление в ивицата по начин, добре познат на специалистите в тази област. Освен това механизмът на работа е такъв, че ако пластмасовият материал абсорбира разтворителите и той се разширява при което общите разстояния между частиците на въглеродните сажди ще се увеличат, вследствие на което, съпротивлението в ивицата ще даде ясна индикация при изтичане на разтворителите от тръбата.

Едновременното екструдране на тази ивица при образуването на тръбата има особено практическо значение, тъй като след това инсталацията 5 ще се състои само от една тръба, вместо да има допълнителна близо до първата, както това се практикува.

Примерно изпълнение на изобретението 10

Извършени са сравнителни тестове с три вида полиетенови тръби с диаметър 66 mm. Тръбите включват следните видове: стандартна тръба (1) от типа SA 1-1-2305-5, тръба (2), в която 15 има преграждащ слой от HD-полиетен с присаден бутил, и тръба (3), в която има преграждащ слой, съдържащ HD-полиетен, смесен с термопластичен полиестер.

Тръбите се напълват със синтетичен нефт 20 съгласно AB Svenska Anlaggningsprovnings Technical Instruction ТА 14-01. Нефтът се състои от 50% изо-октан, 30% толуол и 20% орто-ксилол с общо процентно съдържание в обемни единици.

Теглото на тръбите се измерва, след което се заравят в кутия, пълна с чакъл, с изключение на стандартната тръба. Размерите на кутията са 30x30x200 mm. Останалите три тръби се държат на открито. Всички опитни обекти се държат при стайна температура. След 30 дни се отбелязват следните резултати.

Проба 1 2 3	Загуба в теглото за 30 дена в g/m е
чакъл 0.00 0.00	тръоа на открито 0.00 0.05 0.00

В тръбите, в които има преграждащ слой от HD-PD с присаден бутил, също така се изпробва тяхното съпротивление по отношение на химическите елементи. Тръбите са с диаметър 6 mm и дебелина на стените 5 mm за външния слой и 1,2 mm за преграждащия слой.

При изпробване под налягане (при температура 80°С, в продължение на 170 h съгласно SS 33627 и 33628) върху тръбите с дължина 400 mm се отбелязват следните резултати:

Проба	Среден външен диаметър mm	Обща дебелина	P	Време на пробив h
min mm	max mm	MPa	MPa
1	66.4	6.50	7.00	4.6	0.749	>170
2	66.4	6.40	7.10	4.6	0.749	>170
3	66.4	6.40	7.10	4.6	0.749	>170
4	66.4	6.30	7.10	4.6	0.749	>170
5	66.4	6.50	7.00	4.6	0.749	>170

ратура +23 С

Изпробването на налягането (Р) при дебелина на стената 5.00 mm, която се отнася до част от дебелината на стената на тръбите, не представлява преграждащия слой.

Осовата деформация се измерва върху 3 προ-би и се отбелязват следните резултати:

Осова деформация	Промяна в дължината (в %)	Средна стойност-1.1 изискване ± 3
1	-1.0
2	-1.0
3	-1.2

Върху 3 проби се извършва също и изпробване на разтягането.

Изпробване на разтягането при темпеСила на опъване 25 mm/min

Проба kN

9.9

9.7

Изпробване на разтягането се извършва също и върху части от тръбния материал, който се държи при температура +80°С. Частите са валцовани до дебелина 1 mm, като вътрешността на тръбната стена е незасегната. Четири образеца се държат в продължение на 14 дни при температура +23°С в течност, състояща се от една част синтетичен нефт (вж.по-долу) и една част метанол.

Нефтът се състои от:

60 части изо-октан 5 части бензол 20 части толуол

15 части о-ксилол Непосредствено преди и след посочената процедура се измерва теглото на образците.

Образец	Промяна в теглото (%)	в точка провлачане МРа	на удължение в границата на провлачане %
необработени 1		14.7	2.0
2	-	15.1	1.4
3	-	15.3	1.6
4	-	15.2	1.4
5	-	14.7	1.6
средна	-	15.0	1.6
стойност обработени 6	15.1	13.5	4.0
7	15.0	13.3	3.8
8	15.0	13.4	3.8
9	15.2	13.3	3.8
10	15.0	13.0	4.0
	15.1	13.3	3.9
средна стойност промяна в%	+15.1	-11	+144

Измерване на налягането

Тръба, снабдена с тръбни съединителни части и след това поставена във водна баня при температура 2°С, се подлага на налягане 25 bar. След един час опитът се преустановява и тръбата не експлоадира.

Посочената тръба е направена чрез едновременно екструдиране на два слоя. Възможно е да се постави реагиращ слой във вътрешността на тръбата, след като е била вече екструдирана. Тъй като тръбите трябва да се изработват във формата на непрекъснати тръби, се оказва, че методът на едновременното екструдиране е найподходящия начин на производство. При производството на съдове за съхраняване или части с размери, по-големи от описаните тръби, преграждащият слой може разбира се да се използва в завършените елементи.

Изобретението е описано с помощта на пробни образци. Възможно е изобретението да бъде модифицирано в рамките на патентните претенции.

Claims

Патентни претенции

1. Тръба от слоест материал, в която има един основен слой, състоящ се главно от полиетен или полипропен, например MD-полиетен и един преграждащ слой, използвана при транспортиране и съхраняване на въглеводороди например бензин, керосин, дизелово масло, мазут, природен газ, LPG и други подобни въглеводороди, които проявяват химични и физични свойства, наподобяващи свойствата при дифузия през пластмасови материали, характеризираща се с това, че преграждащият слой се състои от полиетен или полипропен, например HD-полиетен, в комбинация със следните компоненти: бутилкаучук, полиамид и полиестер, като количеството на всекг от компонентите е от 5 до 50% тегл. по отношение теглото на полиетена или полипропилена, за предпочитане около 30% тегловни.
2. Тръба съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че преграждащият слой има дебелина от 1 до 2 mm.
3. Тръба съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че преграждащият слой се състои от смес от полиетен или полипропен и един от посочените компоненти.
4. Тръба съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че преграждащият слой се състои от полиетен или полипропилен, върху който е присаден един от посочените компоненти.
5. Тръба съгласно претенции от 1 до 4, характеризираща се с това, че преграждащият слой е разположен върху вътрешната й стена.
6. Тръба съгласно претенции от 1 до 5, характеризираща се с това, че към основния слой се добавя електропроводима субстанция, за предпочитане въглеродни сажди.
7. Тръба съгласно претенции от 1 до 6, характеризираща се с това, че преграждащият

5 слой има дебелина от 10 до 15% от общата й дебелина.
8. Тръба съгласно претенции от 1 до 7, характеризираща се с това, че електропроводимата тясна ивица пластмаса е разположена
10 по цялата й дължина, като за предпочитане е получена при едновременното екструдиране на тръбата като цяло.

Експерт: С.Павлова Издание на Патентното ведомство на Република България 1113 София, бул. Д-р Г. М. Димитров 52-Б Редактор: Н.Божинова Пор. № 40038 Тираж: 40 MB