RU2211983C2

RU2211983C2 - Pipe

Info

Publication number: RU2211983C2
Application number: RU2001107652A
Authority: RU
Inventors: В.И. Грейлих; Н.И. Кобяков; И.И. Маевский; Л.Н. Зырянова; А.А. Махнутин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "НПП Композит-нефть"
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2003-09-10

Abstract

FIELD: reinforced plastic pipes. SUBSTANCE: pipe consists of sealing layer 1, reinforcing composite-fibrous layer 2 and primer layer 3, and is characterized by the fact that layer 2 is made of materials with polymerization temperature lower than temperature of preparation for hardening of layer 3. EFFECT: higher reliability of pipe. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относися к области труб из пластических масс, выполненных с армированием. The invention relates to the field of plastic pipes made with reinforcement.

Известна труба, содержащая внутренний, наружный и праймерный слои (см. патент США 3886024, F 16 L 9/14 на "Толстостенные армированные волокном композитные структуры и способ их изготовления"). Внутренние и наружные слои этой трубы выполнены в виде отдельных оболочек, отвержденных при температуре 149. . . 177^oС, телескопически вставленных одна в другую; на сопрягаемые поверхности оболочек предварительно наносят праймерный слой-клей, в процессе отверждения которого (температура <66^oС) происходит соединение оболочек с образованием комбинированной трубы.Known pipe containing the inner, outer and primer layers (see US patent 3886024, F 16 L 9/14 for "Thick-walled fiber-reinforced composite structures and method of their manufacture"). The inner and outer layers of this pipe are made in the form of separate shells cured at a temperature of 149.. . 177 ^o C, telescopically inserted one into another; a primer adhesive layer is preliminarily applied to the mating surfaces of the shells, during the curing of which (temperature <66 ^° C), the shells are joined to form a combined pipe.

Недостаток такой трубы заключается в малой надежности. The disadvantage of such a pipe is its low reliability.

Малая надежность объясняется неоднородностью стенки трубы, возникающей в процессе телескопической сборки оболочек из-за сдвига при этом их клеевых слоев по длине с образованием неустранимых пустот между оболочками. The low reliability is explained by the inhomogeneity of the pipe wall arising during the telescopic assembly of the shells due to the shift of their adhesive layers along the length with the formation of unavoidable voids between the shells.

Известна другая труба, содержащая термопластичный, композиционно-волокнистый и праймерный слои (см. патент РФ 2095676, F 16 L 9/133); слои этой трубы выполнены из материалов, имеющих одинаковую температуру (~120^oС) подготовки к спеканию и полимеризации, что позволяет изготовить трубу в рамках единого процесса термообработки с уменьшением образования несплошности (пустот) между слоями и тем самым повысить ее надежность.Another pipe is known containing a thermoplastic, composite fiber and primer layers (see RF patent 2095676, F 16 L 9/133); the layers of this pipe are made of materials having the same temperature (~ 120 ^o C) of preparation for sintering and polymerization, which allows the pipe to be manufactured as part of a single heat treatment process with a decrease in the formation of discontinuities (voids) between the layers and thereby increase its reliability.

Однако достигнутый положительный эффект в этой трубе недостаточен, т.к. при термообработке на оправке (в период общего пластичного состояния материалов стенки трубы) имеет место усиленное радиальное течение материалов термопластичного и праймерного слоев (из-за возникающего давления в связи с большими коэфициентами линейного расширения последних) в межволоконные промежутки композиционно-волокнистого слоя с уменьшением вследствие этого толщины стенки и герметезирующей способности термопластичного слоя и комбинированной трубы в целом. However, the achieved positive effect in this pipe is insufficient. during heat treatment on the mandrel (during the period of the general plastic state of the pipe wall materials) there is an increased radial flow of materials of the thermoplastic and primer layers (due to the pressure arising due to the large coefficients of linear expansion of the latter) into the interfiber spaces of the composite fiber layer with a decrease as a result of this wall thickness and sealing ability of the thermoplastic layer and the combined pipe as a whole.

Задачей изобретения является повышение надежности трубы. The objective of the invention is to increase the reliability of the pipe.

Для решения этой задачи усовершенствуется труба, содержащая термопластичный, композиционно-волокнистый и праймерный слои. To solve this problem, a pipe containing thermoplastic, composite fiber and primer layers will be improved.

Это усовершенствавание состоит в том, что композиционно-волокнистый слой выполнен из материалов, имеющих температуру полимеризации меньше температуры подготовки к отверждению праймерного слоя. This improvement consists in the fact that the composite fiber layer is made of materials having a polymerization temperature lower than the preparation temperature for curing the primer layer.

Композиционно-волокнистый слой может быть выполнен из материалов с температурой полимеризации 90...110^oС, а праймерный слой с температурой подготовки к отверждению 111...120^oС.The composite fibrous layer can be made of materials with a polymerization temperature of 90 ... 110 ^o C, and a primer layer with a preparation temperature for curing of 111 ... 120 ^o C.

Выполнение композиционно-волокнистого слоя из материалов, имеющих температуру полимеризации меньше температуры подготовки к отверждению праймерного слоя, обеспечивает в процессе постепенного нагрева при изготовлении трубы опережающую полимеризацию (замоноличивание) композиционно-волокнистого слоя, исключающую при дальнейшем повышении температуры и текучести праймерного и термопластичного слоев их истечение в межволоконные промежутки композиционно-волокнистого слоя, т. е. радиальный сдвиг отдельных участков герметизирующего слоя (уменьшение его рабочей толщины) и тем самым повышает надежность трубы. The implementation of the composite fiber layer from materials having a polymerization temperature lower than the preparation temperature for the curing of the primer layer ensures that the polymerization (monolithic) of the composite fiber layer is prevented during gradual heating in the manufacture of the pipe, eliminating their outflow with a further increase in temperature and fluidity of the primer and thermoplastic layers into the interfiber spaces of the composite fiber layer, i.e., the radial shift of individual sections of the sealing layer I (reduction of its working thickness) and thereby increases the reliability of the pipe.

Выполнение композиционно-волокнистого слоя из материалов с температурой полимеризации 90. ..110^oС, а праймерного слоя - с температурой подготовки к отверждению 111. ..120^oС обеспечивает повышение надежности трубы при незначительных затратах тепловой энергии.The implementation of the composite fibrous layer of materials with a polymerization temperature of 90. ..110 ^o C, and the primer layer with a temperature of preparation for curing 111. ..120 ^o C improves the reliability of the pipe at low cost of thermal energy.

Изобретение поясняется чертежом, где показана труба на технологической оправке. The invention is illustrated in the drawing, which shows a pipe on a technological mandrel.

Предлагаемая труба состоит из герметизирующего термопластичного слоя 1, армирующего композиционно-волокнистого 2 и праймерного слоя 3; композиционно-волокнистый слой 2 выполнен из материалов, имеющих температуру полимеризации меньше температуры подготовки к отверждению праймерного слоя 3. В варианте исполнения композиционно-волокнистый слой 3 выполнен из материалов, имеющих температуру полимеризации 90...110^oС, а праймерный слой 3 с температурой подготовки к отверждению 111...120^oС.The proposed pipe consists of a sealing thermoplastic layer 1, a reinforcing composite fiber 2 and a primer layer 3; the composite fiber layer 2 is made of materials having a polymerization temperature lower than the preparation temperature for curing of the primer layer 3. In the embodiment, the composite fiber layer 3 is made of materials having a polymerization temperature of 90 ... 110 ^° C, and the primer layer 3 with a temperature preparation for curing 111 ... 120 ^o C.

При изготовлении трубы на термопластичный слой 1, предварительно установленный на технологической оправке 4 (показана тонкими линиями), наносят праймерный слой 3, а на него композиционно-волокнистый слой 2. In the manufacture of the pipe, a primer layer 3 is applied to the thermoplastic layer 1 pre-installed on the technological mandrel 4 (shown by thin lines), and a composite fiber layer 2 is applied to it.

В процессе термообработки описанной сборки сначала происходит полимеризация (замоноличивание) композиционно-волокнистого слоя 2. При дальнейшем повышении температуры происходит размягчение и увеличение текучести праймерного 3 и термоплатичного 1 слоев (без радиального истечения их в межволоконные промежутки слоя 2, благодаря его замоноличенному состоянию) и последующее отверждение слоев 1 и 3 с окончательным замоноличиванием стенки трубы. In the process of heat treatment of the described assembly, polymerization (monolithic) of the composite fiber layer 2 first occurs. With a further increase in temperature, the primer 3 and thermoplastic 1 layers soften and increase in fluidity (without radial outflow into the interfiber spaces of layer 2 due to its monolithic state) and subsequent curing layers 1 and 3 with the final monolithic wall of the pipe.

В варианте исполнения слой 2 трубы выполнен из материалов, полимеризуемых при 90...110^oС, например композиционно-волокнистый материал на основе стеклоровинга РБН-1260 и связующего: смола эпоксидно-диановая ЭД-20 100 мас. ч., отвердитель ТЭА (триэтаноламин) 14 мас.ч. (см. Альперин В.И. и др. Конструкционные стеклопластики. - И.: Химия, 1979, с. 54), а слой 3 с температурой подготовки к отверждению 111...120^oС, например, композиция сэвилена клеевая марка 113-81 ТУ РБ 04643628.080-99 НПП "Пластполимер" с образованием адгезивного соединения при температуре не ниже 115^oC (что обеспечивает незначительные затраты тепловой энергии при изготовлении трубы). При этом термопластичный слой 1 выполнен в виде полиэтиленовой оболочки с температурой начала размягчения 115...120^oС.In an embodiment, layer 2 of the pipe is made of materials polymerized at 90 ... 110 ^° C, for example, a composite fiber material based on RBN-1260 glass roving and a binder: epoxy-diane resin ED-20 100 wt. hours, hardener TEA (triethanolamine) 14 wt.h. (see Alperin V.I. et al. Structural fiberglass plastics. - I .: Chemistry, 1979, p. 54), and layer 3 with a preparation temperature for curing of 111 ... 120 ^o С, for example, the composition of sevilene adhesive brand 113 -81 TU RB 04643628.080-99 NPP Plastpolymer with the formation of an adhesive compound at a temperature not lower than 115 ^o C (which provides low thermal energy costs in the manufacture of pipes). In this case, the thermoplastic layer 1 is made in the form of a polyethylene shell with a softening temperature of 115 ... 120 ^o C.

Предлагаемая труба имеет повышенную надежность, т.к. в процессе изготовления (благодаря изобретению) практически исключается истечение в межволокнистые промежутки композиционно-волокнистого слоя материалов праймерного и термопластичного слоев, а следовательно, уменьшение толщины и герметизирующей способности последнего в изготовленной трубе. The proposed pipe has increased reliability, because during the manufacturing process (thanks to the invention), the outflow into the interfiber spaces of the composite-fibrous layer of materials of the primer and thermoplastic layers and, consequently, a decrease in the thickness and sealing ability of the latter in the fabricated pipe are practically eliminated.

Claims

1. A pipe containing a thermoplastic, composite fiber and primer layers, characterized in that the composite fiber layer is made of materials having a polymerization temperature lower than the preparation temperature for curing the primer layer.

2. The pipe according to claim 1, characterized in that the composite fibrous layer is made of materials with a polymerization temperature of 90-110 ^o C, and the primer layer with a preparation temperature for curing of 111-120 ^o C.