RU2208735C2

RU2208735C2 - Method of manufacture of combined pipe

Info

Publication number: RU2208735C2
Application number: RU2001112857A
Authority: RU
Inventors: Р.У. Маганов; В.И. Некрасов; М.Г. Вятчинин; В.Ф. Лесничий; Н.В. Инюшин; А.Ф. Ларионов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь"
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2003-07-20

Abstract

FIELD: manufacture of plastic articles and long-cut biplastic pipes. SUBSTANCE: proposed method includes application of primary layer on polyethylene tubular blank, winding fibrous composite material on this layer and heat treatment followed by polymerization and building-in of pipe components. In the course of heat treatment, first polymerization of at least part of layer of composite material is performed, after which polymerization of remaining part of composite material and building-in of pipe components are performed. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg _

Description

Изобретение относится к области изготовления изделий из пластика, точнее к способам, и может быть использовано при изготовлении длинномерных бипластмассовых труб. The invention relates to the field of manufacture of plastic products, more specifically to methods, and can be used in the manufacture of long biplast pipes.

Известен способ изготовления бипластмассовых труб из термопласта и стеклопластика путем намотки стеклопластика на рукав из термопласта с последующим нагревом, расширением изнутри и последующей полимеризацией (см. а.с. СССР 193046, В 29 D 23/12). A known method of manufacturing biplastic pipes from thermoplastic and fiberglass by winding fiberglass onto a sleeve of thermoplastic followed by heating, expansion from the inside and subsequent polymerization (see A.S. USSR 193046, B 29 D 23/12).

Недостаток этого способа состоит в малой надежности. The disadvantage of this method is its low reliability.

Реализация способа приводит к неравномерному натяжению слоев армирующих (стеклопластиковых) волокон из-за "проседания" (уменьшения диаметра) рукава с ранее намотанными слоями под действием очередного наматываемого слоя и фиксации этой неравномерности в готовой трубе, что ведет к снижению точности, а при нагружении - к неодновременному вступанию в работу текстурных слоев трубы и тем самым значительно (до 40%) уменьшает ее механическую прочность; кроме того, неудовлетворительное сцепление стеклопластика с термопластом (полиэтиленом) ведет при эксплуатации трубы к сдвигу по их стыку (фактически к разрушению трубы). The implementation of the method leads to uneven tension of the layers of reinforcing (fiberglass) fibers due to the "subsidence" (reduction in diameter) of the sleeve with the previously wound layers under the action of the next wound layer and fixing this unevenness in the finished pipe, which leads to a decrease in accuracy, and when loading - non-simultaneous entry into the work of the texture layers of the pipe and thereby significantly (up to 40%) reduces its mechanical strength; In addition, poor adhesion of fiberglass to thermoplastic (polyethylene) leads to a shift in the joint during operation of the pipe (in fact, to destruction of the pipe).

Известен другой способ изготовления комбинированной трубы, включающий нанесение на полиэтиленовую трубчатую заготовку праймерного слоя, намотку композиционно-волокнистого материала и термообработку с полимеризацией и замоноличиванием элементов (реализованный в ЗАО "Композит-нефть", г. Пермь при изготовлении трубы по патенту РФ 2095676, F 16 L 9/133). Способ осуществляется с беззазорной установкой полиэтиленовой трубчатой заготовки на технологической оправке и материалах трубы, имеющих одинаковую температуру (~ 120^oС) подготовки к полимеризации и спеканию (замоноличиванию) элементов трубы.There is another method of manufacturing a combined pipe, including applying a primer layer to a polyethylene tubular billet, winding a composite fiber material and heat treatment with polymerization and monolithic elements (implemented in ZAO Composite-Neft, Perm, in the manufacture of pipes according to RF patent 2095676, F 16 L 9/133). The method is carried out with a gapless installation of a polyethylene tubular billet on a technological mandrel and pipe materials having the same temperature (~ 120 ^o C) of preparation for polymerization and sintering (monolithic) of the pipe elements.

В этом способе недостатки предыдущего способа фактически устранены. In this method, the disadvantages of the previous method are virtually eliminated.

Однако достигнутый положительный эффект остается недостаточным, т.к. при реализации способа в процессе термообработки (в период общего пластичного состояния материалов стенки трубы) наблюдается усиленное радиальное течение материалов трубчатой заготовки и праймерного слоя (из-за возникающего давления в связи с большими коэффициентами линейного расширения последних по сравнению с композиционно-волокнистым материалом) в межволоконные промежутки композиционно-волокнистого слоя с уменьшением вследствие этого толщины стенки и герметизирующей способности полиэтиленовой трубчатой заготовки и комбинированной трубы в целом. Кроме того, при этом частично сохранилось нарушение равномерности натяжения несущих нитей композиционно-волокнистого слоя. However, the achieved positive effect remains insufficient, because when the method is implemented, during the heat treatment (during the period of the general plastic state of the pipe wall materials), an enhanced radial flow of the tubular billet materials and the primer layer is observed (due to the pressure arising due to the large linear expansion coefficients of the latter as compared to the composite fiber material) into interfiber the gaps of the composite fiber layer with a consequent reduction in wall thickness and sealing ability of the polyethylene tubular preform and Anna pipes in general. In addition, at the same time, a violation of the uniformity of tension of the supporting threads of the composite fiber layer was partially preserved.

Задачей изобретения является повышение надежности способа изготовления комбинированной трубы. The objective of the invention is to increase the reliability of the method of manufacturing a combined pipe.

Для решения этой задачи усовершенствуется способ изготовления комбинированной трубы, включающий нанесение на полиэтиленовую трубчатую заготовку праймерного слоя, намотку композиционно-волокнистого материала и термообработку с полимеризацией и замоноличиванием элементов. To solve this problem, a method of manufacturing a combined pipe will be improved, including applying a primer layer to a polyethylene tubular billet, winding a composite fiber material and heat treatment with polymerization and monolithic elements.

Это усовершенствование состоит в том, что в процессе термообработки сначала осуществляют полимеризацию, по крайней мере, наружной части слоя композиционно-волокнистого материала, а затем полимеризацию остальной части композиционно-волокнистого материала и замоноличивание элементов трубы. This improvement consists in the fact that during the heat treatment, the polymerization of at least the outer part of the composite fiber material layer is first carried out, and then the rest of the composite fiber material is polymerized and the pipe elements are monolized.

Осуществление в процессе термообработки сначала полимеризации, по крайней мере, наружной части слоя композиционно-волокнистого материала обеспечивает его замоноличивание с закупориванием межволоконных каналов в нем. The implementation during the heat treatment first polymerization, at least the outer part of the layer of composite fiber material ensures its monolithic with clogging of the interfiber channels in it.

Последующее ведение термообработки исключает в процессе повышения температуры радиальное течение связующего неполимеризованной части композиционно-волокнистого слоя и радиальное течение в его межволоконные промежутки праймерного слоя и материала размягченной стенки полиэтиленовой трубчатой заготовки под действием его давления и, следовательно, утонение последней. Кроме того, при этом сохраняется равномерность натяжения нитей композиционно-волокнистого слоя. Subsequent heat treatment eliminates during the temperature increase the radial flow of the binder unpolymerized part of the composite fiber layer and the radial flow into its interfiber spaces of the primer layer and the softened material of the polyethylene tubular billet under its pressure and, consequently, the thinning of the latter. In addition, while maintaining the uniformity of the tension of the filaments of the composite fiber layer.

Полимеризация остальной части композиционно-волокнистого материала и замоноличивание элементов трубы обеспечивает получение комбинированной трубы с увеличенной толщиной стенки полиэтиленовой трубчатой заготовки и сохранение равномерности натяжения нитей армирующего слоя, благодаря чему повышаются герметизирующая и несущая способности комбинированной трубы и надежность способа по изобретению. Polymerization of the rest of the composite fibrous material and monolithic elements of the pipe provides a combined pipe with an increased wall thickness of the polyethylene tubular billet and maintains the uniformity of the tension of the threads of the reinforcing layer, thereby increasing the sealing and bearing capacity of the combined pipe and the reliability of the method according to the invention.

Ниже со ссылкой на прилагаемый чертеж дается описание предлагаемого способа изготовления комбинированной трубы. Below, with reference to the accompanying drawing, a description is given of a proposed method for manufacturing a combined pipe.

При осуществлении способа на полиэтиленовую трубчатую заготовку 1, предварительно установленную беззазорно на технологической оправке 2, наносят праймерный слой 3 и выполняют на него намотку композиционно-волокнистого материала 4, после чего выполняют термообработку с полимеризацией и замоноличиванием элементов 1, 3 и 4. When implementing the method, a primer layer 3 is applied to a polyethylene tubular billet 1, previously installed gaplessly on a technological mandrel 2, and composite fiber material 4 is wound thereon, after which heat treatment is performed with polymerization and monolization of elements 1, 3 and 4.

В процессе термообработки сначала осуществляют полимеризацию, по крайней мере, наружной части 5 слоя композиционно-волокнистого материала 4 (благодаря чему происходит замоноличивание с закупоркой межволоконных каналов в наружной части 5), а затем полимеризацию остальной части 6 слоя композиционно-волокнистого материала 4 и замоноличивание элементов 1, 3 и 4 трубы. При этом в процессе повышения температуры исключается радиальное течение связующего неполимеризованной части 6 и течение в ее межволоконные промежутки праймерного слоя 3 и материала полиэтиленовой трубчатой заготовки 1 под действием давления последнего и тем самым уменьшается утонение стенки трубчатой заготовки 1; кроме того, при этом сохраняется равномерность натяжения несущих нитей композиционно-волокнистого материала 4. In the heat treatment process, first polymerization of at least the outer part 5 of the layer of composite fiber material 4 is carried out (due to which monolization occurs with blockage of the interfiber channels in the outer part 5), and then the remaining part 6 of the layer of composite fibrous material 4 is polymerized and the elements are monolized 1, 3 and 4 pipes. Moreover, in the process of increasing the temperature, the radial flow of the binder unpolymerized part 6 and the flow into its interfiber spaces of the primer layer 3 and the material of the polyethylene tubular billet 1 under the influence of the pressure of the latter are excluded, thereby thinning the wall of the tubular billet 1; in addition, while maintaining the uniformity of the tension of the supporting threads of the composite fibrous material 4.

Способ по изобретению обеспечивает изготовление комбинированной трубы с повышенной герметизирующей и несущей способностями и характеризуется повышенной надежностью. The method according to the invention provides the manufacture of a combined pipe with increased sealing and bearing capacity and is characterized by increased reliability.

Claims

A method of manufacturing a combined pipe, comprising applying a primer layer to a polyethylene tubular billet, winding a composite fiber material and heat treating with polymerization and monolithic pipe elements, characterized in that during the heat treatment, at least the outer part of the composite fiber layer is polymerized first and then polymerizing the rest of the composite fiber material and monoling the pipe elements.