DE2842530A1

DE2842530A1 - GLASS FIBER REINFORCED PLASTIC PIPE

Info

Publication number: DE2842530A1
Application number: DE19782842530
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Puck
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1977-10-03
Filing date: 1978-09-29
Publication date: 1979-04-05
Also published as: GB2005377A; CH623909A5; FR2404791A1; CA1099223A; JPS5461280A; GB2005377B

Description

CIBA-GEIGY AG, CH-4002 BaselCIBA-GEIGY AG, CH-4002 Basel

Case 37-11360 DeutschlandCase 37-11360 Germany

CIBA-GEiGYCIBA-GEiGY

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197-197-

Glasfaserverstärktes KunststoffrohrGlass fiber reinforced plastic pipe

Die Erfindung betrifft ein glasfaserverstärktes Kunststoffrohr mit einer ersten Rohrschicht, in der die Glasfasern angenähert in Umfangsrichtung verlaufen, und einer zweiten Rohrschicht, in der die Glasfasern angenähert parallel zur Rohrachse orientiert sind.The invention relates to a glass fiber reinforced plastic pipe with a first pipe layer in which the Glass fibers run approximately in the circumferential direction, and a second pipe layer in which the glass fibers are oriented approximately parallel to the pipe axis.

Beim Konzipieren von GFK-Rohren ist in der Vergangenheit kaum beachtet worden, dass die Art der InstallationIn the past, when designing GRP pipes, little attention was paid to the type of installation

aO9814/1057aO9814 / 1057

erheblich Einfluss auf die in Längsrichtung auftretenden ("axialen") Kräfte im Rohr haben kann. Man ging bisher davon aus, dass jedes Rohr für eine Axialspannung C. auszulegen sei, die halb so gross wie die vom Innendruck verursachte Umfangsspannung (T ist.can have a considerable influence on the longitudinal ("axial") forces in the pipe. It was previously assumed that every pipe was to be designed for an axial stress C. that is half the size of the hoop stress caused by the internal pressure (T.

Ueberraschenderweise wurde nun gefunden, dass diese Ueberlegungen für in Pipelines einzusetzende GFK-Rohre nicht zutrifft und sich die auftretende Axialspannung C^ erheblich reduzieren lässt, wenn gemäss der Erfindung die Glasfasermenge in der zweiten Rohrschicht weniger als 20% der Gesamtglasfasermenge des Rohrs beträgt.Surprisingly, it has now been found that these considerations do not apply to GRP pipes to be used in pipelines and that the axial stress C ^ occurring can be reduced considerably if, according to the invention, the amount of glass fiber in the second pipe layer is less than 20% of the total amount of glass fiber in the pipe.

Die Erfindung basiert auf der Überraschenden Erkenntnis, dass die Axialspannung durch "Wegnehmen" von axial orientierten Glasfasern abnimmt. In der Praxis beträgtThe invention is based on the surprising finding that the axial tension by "removing" axial oriented glass fibers decreases. In practice it amounts to

die Menge der axialen Glasfasern etwa 30-10%,vorzugsweise etwa 20-10% der Gesamtglasfasermenge. Die Orientierung der Fasern in den beiden Schichten bezüglich der Rohrachse ist *8O-88° bzw. *2-10°, vorzugsweise etwa *85° bzw. *5°.the amount of the axial glass fibers about 30-10%, preferably about 20-10% of the total amount of glass fiber. The orientation of the fibers in the two layers with respect to the tube axis is * 80-88 ° or * 2-10 °, preferably about * 85 ° or * 5 °.

Durch die Through the

Wahl der Faserorientierung kann man die Querkontraktions- zahl V_UA in weiten Grenzen variieren. So wurde (bei einem Harz-Elastizitätsmodul von 3000 N/mm und einem Glasvolumenanteil von 60%) für ein 0°/90°-Rohr mit 10% der Fasern in Achsenrichtung eine Querkontraktionszahl V_A= 0,09 gefunden, während ein + 55°-Rohr eine Querkontraktions zahl V_UA = 0,45 aufweist. Ebenso wie sich When choosing the fiber orientation, the Poisson's ratio V _UA can be varied within wide limits. Thus (with a resin modulus of elasticity of 3000 N / mm and a glass volume fraction of 60%) for a 0 ° / 90 ° pipe with 10% of the fibers in the _{axial direction, a Poisson's ratio V A} = 0.09 , while a + 55 ° pipe has a Poisson's ratio V _UA = 0.45. As well as yourself

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diese Querkontraktionszahlen bei- den erfindungsgemässen Rohren etwa um den Faktor 5 gegenüber herkömmlichen Rohren unterscheiden, unterscheiden sich auch die bei gleichem Innendruck auftretenden Axialspannung 6^. um den Faktor 5.These transverse contraction numbers of the two pipes according to the invention differ approximately by a factor of 5 compared to conventional pipes, and the axial stress 6 ^ which occurs at the same internal pressure also differs. by a factor of 5.

Die Herabsetzung der auftretenden Axialspannung ist insbesondere im Zusammenhang mit den bei Pipelines unvermeidbaren Rohrverbindungen von Bedeutung» Mit abnehmender Axialspannung sinkt nämlich auch die Belastung, für welche die Rohrverbindungen ausgelegt werden müssen. Bei Einsatz erfindungsgemässer GFK-Rohre, bei denen sich Querkontraktionszahlen bis hinab zu etwa 0,1 erreichen lassen, (was (F. =0,1 0"! zur Folge hat), müssen die Rohrverbindungen nur für ein Fünftel der Lasten dimensioniert werden, die bisher aufgrund der Beziehung (T. =0,5 Ck, veranschlagt wurden. Da man es bei Pipelines mit hohen Drucken zu tun hat, schafft das erfindungsgemässe Rohr diesbezüglich eine erhebliche Erleichterung.The reduction in the axial stress that occurs is particularly unavoidable in connection with pipelines Pipe connections of importance »With decreasing axial tension, the load also decreases, for which the pipe connections must be designed. When using GRP pipes according to the invention, which have Poisson's ratios down to about 0.1 can be achieved (which results in (F. = 0.1 0 "!), need the pipe connections only for a fifth of the Loads are dimensioned that were previously estimated on the basis of the relationship (T. = 0.5 Ck. Since one it has to do with high pressures in pipelines, the pipe according to the invention creates a considerable amount in this regard Relief.

Bei Rohren mit mehr als zwei Schichten gilt selbstverständlich, dass die Menge aller in Längsrichtung orientierten Glasfasern weniger als 30% der Menge aller Glasfasern in Umfangsrichtung beträgt.In the case of pipes with more than two layers, it goes without saying that the amount of all is oriented in the longitudinal direction Glass fibers is less than 30% of the amount of all glass fibers in the circumferential direction.

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Claims

Claims 2842530

l.y Glass fiber reinforced plastic pipe with a first Pipe layer, in which the glass fibers run approximately in the circumferential direction, and a second pipe layer, in which the glass fibers are oriented approximately parallel to the pipe axis, characterized in that the The amount of glass fiber in the second pipe layer is less than 30% of the total amount of glass fiber in the pipe.

2. Pipe according to claim 1, characterized in that the amount of glass fiber in the second pipe layer is less than 20% of the total amount of glass fiber.

3. Pipe according to claim 1, characterized in that the amount of glass fiber in the second pipe layer is about 10% of the total amount of glass fiber.

4. Pipe according to one of claims 1-3, characterized in that the glass fibers in the two pipe layers are oriented inclined at 80-88 ° or 2 ° -10 ° to the pipe axis.

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ORIGINAL INSPECTED