RU2150629C1

RU2150629C1 - Method of manufacture of combined pipe

Info

Publication number: RU2150629C1
Application number: RU98119021A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Ларионов; Н.И. Кобяков; А.А. Тульников
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Композит-нефть"
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2000-06-10

Abstract

FIELD: manufacture of plastic pipes. SUBSTANCE: method includes fitting the polyethylene billet on mandrel, applying layer of sevilen on it and winding glass-reinforced plastic material followed by heat treatment and polymerization and cooling, after which pipe is removed from mandrel. Pipe billet whose inner diameter is lesser than diameter of mandrel is fitted at negative clearance or is first calibrated to size exceeding the diameter of mandrel and is fitted on mandrel at clearance, after which it is kept at relaxation till tight joint with mandrel (without clearance). Then layer of sevilen is applied, glass-reinforced material is wound, heat treatment with polymerization and cooling is conducted and finished pipe is removed from mandrel. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области труб из пластических масс, выполненных с армированием, точнее - к способам их изготовления. The invention relates to the field of pipes made of plastics made with reinforcement, more specifically, to methods for their manufacture.

Известен способ изготовления комбинированной трубы, включающий раздельное изготовление внутреннего и наружного слоев в виде оболочек, нанесение на сопрягаемые поверхности оболочек праймерного слоя, сборку оболочек и отверждение праймерного слоя с образованием комбинированной трубы (см. патент США N3886024 F 16 L 9/14 на "Толстостенные армированные волокном композитные структуры и способ их изготовления"). При изготовлении трубы отверждение оболочек ведется при температуре 149-177 градусов Цельсия, а праймерного слоя - при температуре 66 градусов Цельсия. Такой способ изготовления ведет к плохой ремонтопригодности и низкой надежности получаемых труб. A known method of manufacturing a combined pipe, including the separate manufacture of the inner and outer layers in the form of shells, drawing on the mating surfaces of the shells of the primer layer, assembling the shells and curing the primer layer with the formation of the combined pipe (see US patent N3886024 F 16 L 9/14 for "Thick-walled fiber reinforced composite structures and method for their manufacture "). In the manufacture of pipes, curing of the shells is carried out at a temperature of 149-177 degrees Celsius, and the primer layer at a temperature of 66 degrees Celsius. This manufacturing method leads to poor maintainability and low reliability of the resulting pipes.

Плохая ремонтопригодность объясняется тем, что реализация способа происходит при разных температурах получения слоев трубы, из-за чего ремонт, например наружного слоя с нагревом и отверждением, вызывает разрушение примыкающего к ремонтируемому участку праймерного слоя, т.е. расслоение неповрежденного участка комбинированной трубы. Poor maintainability is explained by the fact that the implementation of the method occurs at different temperatures for obtaining the pipe layers, due to which the repair, for example, the outer layer with heating and curing, causes the destruction of the primer layer adjacent to the repair area, i.e. stratification of the undamaged portion of the combination pipe.

Низкая надежность способа объясняется тем, что в процессе смыкания трубы внутренняя (полиэтиленовая) ее оболочка под действием нагрева расширяется больше армирующей (наружной) - (из-за большего коэффициента линейного расширения материала) и частично вытесняет при этом праймерный слой из межстеночного пространства через торцевые каналы, а при охлаждении релаксирует больше наружной, из-за чего происходит образование местных пустот в праймерном слое и отверждение трубы с ними, т.е. с неоднородной структурой. The low reliability of the method is explained by the fact that during the closing of the pipe, its inner (polyethylene) shell under the action of heating expands more than the reinforcing (outer) - (due to the greater coefficient of linear expansion of the material) and partially displaces the primer layer from the interwall space through the end channels , and when cooled, it relaxes more than the outer one, due to which local voids in the primer layer are formed and the pipe cures with them, i.e. with heterogeneous structure.

Известен другой способ изготовления комбинированной трубы, включающий установку на оправке полиэтиленовой трубчатой заготовки, нанесение на нее слоя сэвилена и намотку стеклопластикового материала, последующую термообработку с полимеризацией и охлаждением и снятие готовой трубы с оправки (см. патент на изобретение РФ 2095676, оп. 10.11.97 на "Трубу", в котором реализован описанный способ). Установку полиэтиленовой трубчатой заготовки на оправку в этом способе ведут по посадке с зазором, а трубу выполняют из материалов, имеющих одинаковую температуру (120 градусов Цельсия) подготовки к спеканию и полимеризации. There is another method of manufacturing a combined pipe, including installing on a mandrel a polyethylene tubular billet, applying a layer of sevilen on it and winding fiberglass material, subsequent heat treatment with polymerization and cooling and removing the finished pipe from the mandrel (see RF patent 2095676, op. 10.11. 97 to the "Pipe" in which the described method is implemented). The installation of a polyethylene tubular billet on a mandrel in this method is carried out by landing with a gap, and the pipe is made of materials having the same temperature (120 degrees Celsius) of preparation for sintering and polymerization.

Ремонтопригодность этого способа значительно повышена, т.к. одинаковая температура подготовки к спеканию всех слоев трубы позволяет при температуре воздействия на них в процессе ремонта исключить расслоение участков трубы, примыкающих к ремонтируемому. The maintainability of this method is significantly increased, because the same temperature of preparation for sintering of all layers of the pipe allows at the temperature of exposure to them during the repair process to eliminate the delamination of pipe sections adjacent to the repaired.

Надежность этого способа несколько повышена, благодаря практически беззазорной намотке на полиэтиленовую трубчатую заготовку с сэвиленом стеклопластикового материала и уменьшению выдавливания при этом в процессе нагревания праймерного слоя (сэвилена). The reliability of this method is slightly increased, due to the almost gapless winding on a polyethylene tubular billet with sevilen fiberglass material and reducing extrusion while heating the primer layer (sevilen).

Достигнутый положительный эффект, однако, недостачен, т.к. в процессе реализации способа расширение полиэтиленовой трубчатой заготовки, остановленное жесткой стеклопластиковой намоткой, ведет к потере устойчивости стенки заготовки в направлении оси и образованию гофр (волн) в пределах зазора с оправкой и, соответственно, пустот между намоткой и полиэтиленовой заготовкой, что при затвердевании трубы ведет к неоднородности ее стенки. The achieved positive effect, however, is not sufficient, because during the implementation of the method, the expansion of the polyethylene tubular billet stopped by rigid fiberglass winding leads to a loss of stability of the billet wall in the direction of the axis and the formation of corrugations (waves) within the gap with the mandrel and, accordingly, voids between the winding and the polyethylene billet, which leads to hardening of the pipe to the heterogeneity of its wall.

Задачей изобретения является повышение надежности способа. The objective of the invention is to increase the reliability of the method.

Для решения этой задачи усовершенствуется способ изготовления комбинированной трубы, включающей установку на оправке полиэтиленовой трубчатой заготовки, нанесение на нее слоя сэвилена и намотку стеклопластикового материала, последующую термообработку с полимеризацией и охлаждением и снятие готовой трубы с оправки. To solve this problem, the method of manufacturing a combined pipe will be improved, including installing a polyethylene tubular blank on a mandrel, applying a layer of sevilen on it and winding fiberglass material, subsequent heat treatment with polymerization and cooling, and removing the finished pipe from the mandrel.

Это усовершенствование состоит в том, что трубчатую заготовку с внутренним диаметром, меньшим диаметра оправки, с натягом устанавливают на последней или сначала калибруют на размер, больший диаметра оправки, и с зазором устанавливают на ней, после чего выдерживают в процессе релаксации до беззазорного сопряжения с оправкой, а затем наносят слой сэвилена, наматывают стеклопластиковый материал, ведут термообработку с полимеризацией и охлаждением и снимают готовую трубу с оправки. This improvement consists in the fact that a tubular billet with an inner diameter smaller than the diameter of the mandrel is fitted with an interference fit on the latter or is first calibrated to a size larger than the diameter of the mandrel and installed on it with a gap, after which it is held in the relaxation process until it is gapless to pair with the mandrel and then a layer of sevilen is applied, fiberglass material is wound, heat treatment is carried out with polymerization and cooling, and the finished pipe is removed from the mandrel.

Установка трубчатой заготовки с внутренним диаметром, меньшим диаметра оправки, на последней с натягом или сначала калибровка на размер, больший диаметра оправки, и установка на ней с зазором с последующей выдержкой в процессе релаксации до беззазорного сопряжения с оправкой обеспечивает беззазорное положение полиэтиленовой заготовки на оправке. Installing a tubular billet with an inner diameter smaller than the diameter of the mandrel, on the latter with an interference fit or first calibrating to a size larger than the diameter of the mandrel, and installing on it with a gap with subsequent exposure during relaxation to the gapless interface with the mandrel ensures a gapless position of the polyethylene blank on the mandrel.

Нанесение слоя сзвилена и намотка на него стеклопластикового материала обеспечивают расположение полиэтиленовой трубчатой заготовки в силовом каркасе с малодеформируемыми стенками (оправкой и стеклопластиковой намоткой). The application of a svilen layer and the winding of fiberglass material on it ensure the location of the polyethylene tubular workpiece in the power frame with poorly deformed walls (mandrel and fiberglass winding).

Термообработка с полимеризацией и охлаждение и снятие готовой трубы с оправки обеспечивают минимальное расширение полиэтиленовой заготовки при нагревании с последующей минимальной ее релаксацией при охлаждении и снятии готовой трубы (благодаря силовому замыканию заготовки) и, следовательно, пониженной вероятности образования пустот (неоднородностей) в стенке трубы, что повышает надежность способа. Heat treatment with polymerization and cooling and removal of the finished pipe from the mandrel provide minimal expansion of the polyethylene preform when heated, followed by its minimum relaxation during cooling and removal of the finished pipe (due to the force closure of the preform) and, therefore, a reduced likelihood of voids (inhomogeneities) in the pipe wall, which increases the reliability of the method.

Изобретение поясняется технологической картой с эскизами. The invention is illustrated by a flow chart with sketches.

При осуществлении предлагаемого способа устанавливают на оправке 1 полиэтиленовую трубчатую заготовку 2, наносят на нее слой сэвилена 3 (показано толстой линией) и наматывают стеклопластиковый материал 4, после чего ведут термообработку полученной сборки с полимеризацией и охлаждением, а затем снимают готовую трубу 5 с оправки 1. When implementing the proposed method, a polyethylene tubular preform 2 is installed on the mandrel 1, a layer of sevilen 3 is applied to it (shown by a thick line) and the fiberglass material 4 is wound, after which the resulting assembly is heat-treated with polymerization and cooling, and then the finished pipe 5 is removed from the mandrel 1 .

Способ характеризуется тем, что трубчатую заготовку 2 с внутренним диаметром, меньшим диаметра оправки 1, с натягом устанавливают на последней или сначала калибруют на размер, больший диаметра оправки 1, и с зазором устанавливают на ней, после чего выдерживают в процессе релаксации до беззазорного сопряжения с оправкой 1. Затем на заготовку 2 наносят слой сэвилена 3 и наматывают стеклопластиковый материал 4 (чем обеспечивается расположение заготовки 2 в силовом каркасе: оправка 1 - стеклопластиковый материал 4 с малодеформируемыми стенками). После чего подвергают полученную сборку термообработке с полимеризацией и охлаждением и снимают готовую трубу 5 с оправки 1 (при этом достигается минимальное расширение заготовки 2 в процессе нагревания с последующей минимальной ее релаксацией при охлаждении и снятии готовой трубы и, следовательно, пониженная вероятность образования пустот (неоднородностей) в стенке трубы. The method is characterized in that the tubular billet 2 with an inner diameter smaller than the diameter of the mandrel 1 is fitted with an interference fit on the latter or is first calibrated to a size larger than the diameter of the mandrel 1 and installed on it with a gap, after which it is held in the relaxation process until it is gapless to mandrel 1. Then, a layer of Sevilen 3 is applied to the workpiece 2 and fiberglass material 4 is wound (which ensures the location of the workpiece 2 in the power frame: mandrel 1 - fiberglass material 4 with poorly deformed walls). After that, the assembly is subjected to heat treatment with polymerization and cooling and the finished pipe 5 is removed from mandrel 1 (this ensures the minimum expansion of the workpiece 2 during heating, followed by its minimal relaxation during cooling and removal of the finished pipe and, therefore, a reduced probability of the formation of voids (inhomogeneities ) in the pipe wall.

Способ изготовления комбинированной трубы по изобретению имеет повышенную надежность; его использование значительно повышает качество комбинированных труб и уменьшает расход материала на праймерный слой последних. A method of manufacturing a combination pipe according to the invention has increased reliability; its use significantly improves the quality of combined pipes and reduces the consumption of material on the primer layer of the latter.

Claims

A method of manufacturing a combined pipe, including installing a polyethylene tubular blank on a mandrel, applying a layer of sevilen on it and winding fiberglass material, subsequent heat treatment with polymerization and cooling, and removing the finished pipe from the mandrel, characterized in that the tubular blank with an inner diameter smaller than the mandrel diameter with an interference fit on the latter or first calibrate to a size larger than the diameter of the mandrel, and with a gap set on it, and then withstand during the relaxation Backlash-free and to interface with the mandrel, and then a layer of sevilene, wound fiberglass material to conduct heat treatment and polymerization is removed by cooling and finished pipe from the mandrel.