RU2293897C1 - Multi-layer pipe and method of its making - Google Patents
Multi-layer pipe and method of its making Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293897C1 RU2293897C1 RU2005131103/06A RU2005131103A RU2293897C1 RU 2293897 C1 RU2293897 C1 RU 2293897C1 RU 2005131103/06 A RU2005131103/06 A RU 2005131103/06A RU 2005131103 A RU2005131103 A RU 2005131103A RU 2293897 C1 RU2293897 C1 RU 2293897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- reinforcement
- longitudinal
- pipe
- transverse
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства труб из армированных полимеров, которые могут быть использованы для транспортирования жидкостей и газов под давлением.The invention relates to the field of production of pipes made of reinforced polymers, which can be used for transporting liquids and gases under pressure.
Известна многослойная труба, содержащая перекрестные слои, образованные непрерывными волокнами под углами 52-56°, и защитный слой на внутренней поверхности трубы, который выполнен в виде концентрических слоев, уложенных с нахлестом по спирали [1].Known multilayer pipe containing cross layers formed by continuous fibers at angles of 52-56 °, and a protective layer on the inner surface of the pipe, which is made in the form of concentric layers laid with an overlap in a spiral [1].
Недостатком этой трубы является невысокая прочность, так как перекрестная намотка в подавляющем большинстве случаев не обеспечивает оптимальное расположение слоев по траектории главных нормальных напряжений. Вторым недостатком данной трубы является ее недостаточная герметичность, так как резина не обладает высокой газонепроницаемостью.The disadvantage of this pipe is its low strength, since cross winding in the vast majority of cases does not provide an optimal arrangement of the layers along the path of the main normal stresses. The second disadvantage of this pipe is its lack of tightness, since rubber does not have high gas impermeability.
Известна многослойная труба из композиционных материалов, содержащая комбинированный защитный слой, состоящий из герметизирующей пленочной оболочки и футеровочного слоя, нанесенного на внутреннюю поверхность герметизирующей оболочки по спирали [2].Known multilayer pipe made of composite materials containing a combined protective layer consisting of a sealing film shell and a lining layer deposited on the inner surface of the sealing shell in a spiral [2].
Эта труба имеет повышенную герметичность и износостойкость, так как исполнение защитного слоя в виде комбинации из двух материалов повышает герметизирующий и износостойкий потенциал защитного покрытия.This pipe has increased tightness and wear resistance, since the execution of the protective layer in the form of a combination of two materials increases the sealing and wear-resistant potential of the protective coating.
Недостатком этой трубы является недостаточная надежность, так как исполнение герметизирующего и футеровочного слоя в виде концентрических слоев, навитых по спирали, ведет к образованию большого количества нахлесточных соединений, которые являются потенциальными очагами неоднородностей и трещин.The disadvantage of this pipe is the lack of reliability, since the design of the sealing and lining layer in the form of concentric layers wound in a spiral leads to the formation of a large number of lap joints, which are potential foci of inhomogeneities and cracks.
Известна полимерная армированная труба, содержащая защитную оболочку из экструдированного полимера, продольный слой арматуры в виде стержней и поперечный слой арматуры, расположенные последовательно по толщине оболочки [3].Known polymer reinforced pipe containing a protective shell made of extruded polymer, a longitudinal reinforcement layer in the form of rods and a transverse reinforcement layer arranged in series along the thickness of the shell [3].
Данная труба имеет повышенную прочность, так как продольное и поперечное армирование исполнено по траектории главных нормальных напряжений.This pipe has increased strength, since the longitudinal and transverse reinforcement is made along the trajectory of the main normal stresses.
Недостатком этой трубы является недостаточная прочность соединения между продольным слоем арматуры и полимерной трубой из-за сильного различия в модулях упругости и коэффициентах линейного термического расширения, что обуславливает возникновение существенных технологических остаточных напряжений между высокомодульной арматурой и низкомодульным экструзионным полимером, причем величина этих напряжений увеличивается с увеличением толщины полимерной оболочки, которая должна быть значительна для того, чтобы служить оправкой и являться основанием для размещения продольных стержней. Второй причиной, которая снижает прочность этой трубы, является невозможность одновременного включения всех стержней в работу при возникновении внешней нагрузки. Кроме этого, экструзионные полимеры, из которых изготовлена защитная оболочка, часто имеют склонность к растрескивагнию при воздействии давления, агрессивных сред и пониженных температур.The disadvantage of this pipe is the insufficient strength of the connection between the longitudinal layer of the reinforcement and the polymer pipe due to the strong difference in the elastic moduli and the coefficients of linear thermal expansion, which leads to the appearance of significant technological residual stresses between the high modulus reinforcement and the low modulus extrusion polymer, and the magnitude of these stresses increases with increasing the thickness of the polymer shell, which must be significant in order to serve as a mandrel and are Use a base for placing longitudinal rods. The second reason, which reduces the strength of this pipe, is the inability to simultaneously turn on all the rods in operation when an external load occurs. In addition, the extrusion polymers of which the protective shell is made often have a tendency to crack under the influence of pressure, aggressive media and low temperatures.
Известен способ изготовления многослойных труб путем перекрестной намотки непрерывного волокна, пропитанного связующим, на дискретную оправку, отверждения связующего в печи и снятия трубы с оправки [1].A known method of manufacturing multilayer pipes by cross-winding continuous fiber, impregnated with a binder, on a discrete mandrel, curing the binder in the furnace and removing the pipe from the mandrel [1].
Недостаток этого способа состоит в невозможности получить трубу с продольным армированием, а это ведет к снижению ее прочности. Кроме этого, способ имеет высокую трудоемкость из-за наличия операций, связанных с оправками, а также повышенную энергоемкость из-за необходимости прогревать массивную оправку для отверждения связующего.The disadvantage of this method is the inability to obtain a pipe with longitudinal reinforcement, and this leads to a decrease in its strength. In addition, the method has a high complexity due to the presence of operations associated with mandrels, as well as increased energy consumption due to the need to heat up a massive mandrel for curing the binder.
Известен способ получения полимерных труб с продольным армированием путем протягивания непрерывного волокна через обогреваемую фильеру (метод пултрузии) [4].A known method of producing polymer pipes with longitudinal reinforcement by pulling a continuous fiber through a heated die (pultrusion method) [4].
Недостаток этого способа состоит в невозможности получить трубу с поперечным армированием, а это ведет к снижению ее прочности.The disadvantage of this method is the inability to obtain a pipe with transverse reinforcement, and this leads to a decrease in its strength.
Известен способ получения непрерывных многослойных труб путем продольно-поперечной косослойной намотки на оправку, которая совершает возвратно-поступательные движения [5].A known method of producing continuous multilayer pipes by longitudinally-transverse oblique winding on a mandrel, which performs reciprocating motion [5].
Недостатком данного способа является невысокая прочность трубы в осевом направлении, так как продольное армирование состоит из дискретных волокон, направленных не по траектории главных напряжений, при этом объемное содержание продольных волокон невелико, что не позволяет увеличить осевую прочность.The disadvantage of this method is the low strength of the pipe in the axial direction, since the longitudinal reinforcement consists of discrete fibers that are not directed along the main stress path, while the volume content of the longitudinal fibers is small, which does not allow to increase the axial strength.
Известен способ изготовления полимерных армированных труб путем первоначального изготовления полимерной защитной оболочки, размещения на ней стержней продольной арматуры и последующей навивки на нее поперечных стержней арматуры [3].A known method of manufacturing a polymer reinforced pipe by the initial manufacture of a polymer protective sheath, placing on it the rods of longitudinal reinforcement and subsequent winding on it transverse rods of the reinforcement [3].
Недостатком данного способа является вышеуказанная невысокая прочность соединения, а также громоздкий комплекс технологических операций, который должен включать изготовление полимерной защитной оболочки, укладку продольных стержней, их изгибание и намотку поперечных слоев арматуры.The disadvantage of this method is the aforementioned low bond strength, as well as a cumbersome complex of technological operations, which should include the manufacture of a polymer protective sheath, the laying of longitudinal rods, their bending and winding of the transverse layers of the reinforcement.
Группа технических решений [3] принята в качестве прототипа.The group of technical solutions [3] adopted as a prototype.
Задачи, решаемые предлагаемой группой изобретений, заключаются в следующем:The tasks solved by the proposed group of inventions are as follows:
- повышение прочности, герметичности и износостойкости трубы, придание материалу трубы особых свойств.- increasing the strength, tightness and wear resistance of the pipe, giving the pipe material special properties.
- снижение трудоемкости, материалоемкости, энергоемкости и обеспечение возможности получения герметичной и износостойкой трубы без технологических оправок с продольным и поперечным армированием.- reducing the complexity, material consumption, energy intensity and providing the possibility of obtaining a sealed and wear-resistant pipe without technological mandrels with longitudinal and transverse reinforcement.
Эти задачи решаются следующим образом.These tasks are solved as follows.
В известной многослойной трубе, содержащей футеровочный слой, герметизирующий слой, продольный слой арматуры и поперечный слой арматуры, расположенные последовательно по толщине стенки трубы, причем слои арматуры выполнены из непрерывных волокон, погруженных в блок полимерного связующего, согласно изобретению, футеровочный слой, герметизирующий слой и продольный слой арматуры выполнены в виде отдельной трубы-заготовки, при этом на ее внешней поверхности имеется шероховатость со средней высотой неровностей не менее 2,5 мкм, угол наклона волокон в продольном слое арматуры к продольной оси трубы составляет от -1,5° до +1,5°, объемное содержание волокон в продольном слое арматуры составляет от 30 до 85%, при этом герметизирующий слой и футеровочный слой выполнены в виде отдельных полос, расположенных вдоль оси трубы, а продольные края полос каждого слоя соединены между собой внахлест с помощью адгезива и/или сварки, образуя два замкнутых контура, при этом число нахлестов в каждом контуре составляет не менее 1, величина нахлеста составляет не менее 3 мм, а поперечный слой трубы располагается на внешней поверхности трубы-заготовки, объемное содержание волокон в нем составляет от 30 до 85%, при этом между шероховатой внешней поверхностью трубы-заготовки и поперечным слоем арматуры расположен слой адгезива, угол наклона волокон в поперечном слое арматуры составляет от ±89,9° до ±45°, при этом соотношение толщин продольного слоя арматуры и поперечного слоя арматуры составляет от 1:5 до 5:1, толщина герметизирующего слоя составляет не менее 10 микрон, толщина футеровочного слоя составляет не менее 25 микрон.In a known multilayer pipe containing a lining layer, a sealing layer, a longitudinal reinforcement layer and a transverse reinforcement layer arranged successively along the pipe wall thickness, the reinforcement layers being made of continuous fibers immersed in a polymer binder block according to the invention, the lining layer, the sealing layer and the longitudinal layer of reinforcement is made in the form of a separate pipe-workpiece, while on its outer surface there is a roughness with an average height of irregularities of at least 2.5 μm, the angle of inclination the fibers in the longitudinal layer of the reinforcement to the longitudinal axis of the pipe is from -1.5 ° to + 1.5 °, the volumetric content of the fibers in the longitudinal layer of the reinforcement is from 30 to 85%, while the sealing layer and the lining layer are made in the form of separate strips, located along the pipe axis, and the longitudinal edges of the strips of each layer are overlapped by adhesive and / or welding, forming two closed contours, while the number of overlaps in each circuit is at least 1, the overlap is at least 3 mm, and the transverse pipe layer lays on the outer surface of the billet pipe, the volumetric content of fibers in it is from 30 to 85%, while between the rough outer surface of the billet pipe and the transverse reinforcement layer there is an adhesive layer, the angle of inclination of the fibers in the transverse reinforcement layer is from ± 89.9 ° to ± 45 °, while the ratio of the thicknesses of the longitudinal reinforcement layer and the transverse reinforcement layer is from 1: 5 to 5: 1, the thickness of the sealing layer is at least 10 microns, and the thickness of the lining layer is at least 25 microns.
Наружная поверхность многослойной трубы может быть покрыта лакокрасочным покрытием.The outer surface of the multilayer pipe may be varnished.
Наружная и/или внутренняя поверхности многослойной трубы могут быть облицованы антистатическим покрытием, например, на основе токопроводящих нитей, ровингов, тканей, эмалей или их комбинацийThe outer and / or inner surfaces of the multilayer pipe may be coated with an antistatic coating, for example, based on conductive threads, rovings, fabrics, enamels, or combinations thereof
Непрерывные волокна арматуры могут быть выполнены из высокопрочных и высокомодульных волокон, например стекляных, базальтовых, углеродных, органических или их комбинации.Continuous reinforcing fibers can be made of high strength and high modulus fibers, for example glass, basalt, carbon, organic, or a combination thereof.
В полимерное связующее, скрепляющее продольный и поперечный слои арматуры, может быть добавлен дисперсный наполнитель, например мел, каолин, тальк, микрокальцит, или их комбинации.A disperse filler, for example chalk, kaolin, talc, microcalcite, or combinations thereof, may be added to the polymer binder holding the longitudinal and transverse reinforcement layers together.
В полимерное связующее, скрепляющее продольный и поперечный слои арматуры, могут быть введены краситель и/или светостабилизирующие добавки.Dye and / or light stabilizing additives can be introduced into the polymer binder, fastening the longitudinal and transverse layers of the reinforcement.
В полимерное связующее, скрепляющее продольный и поперечный слои арматуры, могут быть введены антипереновые добавки.Anti-foam additives can be introduced into the polymer binder, fastening the longitudinal and transverse layers of the reinforcement.
Отдельная труба-заготовка может быть выполнена методом пултрузии или продольно-поперечной намотки, или ручного контактного формования.A separate pipe billet can be made by pultrusion or longitudinal-transverse winding, or by manual contact molding.
На внешней поверхности пултрузионной трубы-заготовки может располагаться токопроводящий резистивный слой, например, на основе резистивных нитей, ровингов, тканей, бумаги или их комбинации.A conductive resistive layer, for example, based on resistive threads, rovings, fabrics, paper or a combination thereof, may be located on the outer surface of the pultruded billet pipe.
На внешней поверхности трубы-заготовки может располагаться дополнительный футеровочный слой со средней высотой неровностей шероховатости не менее 2.5 мкм.An additional lining layer with an average roughness roughness height of at least 2.5 μm may be located on the outer surface of the billet pipe.
На внешней поверхности трубы-заготовки могут последовательно располагаться дополнительный герметизирующий слой и дополнительный футеровочный слой со средней высотой неровностей шероховатости не менее 2,5 мкм.An additional sealing layer and an additional lining layer with an average roughness roughness height of at least 2.5 μm can be sequentially located on the outer surface of the billet pipe.
Футеровочный слой может быть выполнен из тканых или нетканых материалов, пропитанных полимерным связующим, при этом объемное содержание полимерного связующего составляет от 60 до 95%.The lining layer may be made of woven or non-woven materials impregnated with a polymer binder, while the volume content of the polymer binder is from 60 to 95%.
Полимерное связующее, которым пропитан футеровочный слой, может содержать износостойкие добавки, например карбид кремния, нитрид бора.The polymer binder, which is impregnated with the lining layer, may contain wear-resistant additives, such as silicon carbide, boron nitride.
Герметизирующий слой может быть выполнен из пленочного материала, например, на основе лавсановых, полиэтиленовых, полиолефиновых, полиимидных, фторопластовых, полиуретановых, каучуковых и других пленок или их комбинаций.The sealing layer may be made of a film material, for example, based on mylar, polyethylene, polyolefin, polyimide, fluoroplastic, polyurethane, rubber and other films, or combinations thereof.
Герметизирующий слой может быть выполнен из фольги, например, на основе алюминия или меди.The sealing layer may be made of foil, for example, based on aluminum or copper.
Герметизирующий слой может быть выполнен из комбинированного материала на основе пленки и фольги.The sealing layer may be made of a combined material based on film and foil.
На внешних поверхностях герметизирующего слоя может быть расположен адгезив.An adhesive may be located on the outer surfaces of the sealing layer.
Герметизирующий слой и футеровочный слой, расположенные последовательно, могут быть выполнены в виде двухслойной полосы или нескольких двухслойных полос, погруженных в блок полимерного связующего, при этом продольные края двухслойной полосы или двухслойных полос соединены между собой внахлест и образуют замкнутый контур таким образом, что в месте нахлеста герметизирующий слой имеет адгезионное и/или сварочное соединение с футеровочным слоем.The sealing layer and the lining layer, arranged in series, can be made in the form of a two-layer strip or several double-layer strips immersed in a polymer binder block, while the longitudinal edges of the double-layer strip or double-layer strips are overlapped and form a closed loop so that in place overlapping sealing layer has an adhesive and / or welding connection with the lining layer.
В известном способе изготовления многослойной трубы, включающем изготовление футеровочного и герметизирующего слоев, формирование слоев продольной арматуры и поперечной арматуры, согласно изобретению, футеровочный, герметизирующий и продольный слой арматуры формируют методом пултрузии, при этом волокна продольной арматуры, полосы герметизирующего и футеровочного слоев подаются с отдельных накопителей, проходят через пропиточную ванну с раствором связующего, а затем они совместно протягиваются через разогретую фильеру пултрудера с помощью тянущего устройства, в результате чего получается отвержденная герметичная труба непрерывной длины с преимущественно продольным армированием, которая затем нарезается на отрезки заданной длины, после чего на пултрузионной трубе-заготовке организуется шероховатость, затем труба-заготовка устанавливается в намоточное устройство, состоящее из накопителя волокон поперечной арматуры и привода, и производится намотка поперечных слоев арматуры, пропитанных полимерным связующим с помощью пропиточной ванночки, а оправкой служит упомянутая пултрузионная труба-заготовка.In the known method of manufacturing a multilayer pipe, including the manufacture of lining and sealing layers, the formation of layers of longitudinal reinforcement and transverse reinforcement according to the invention, the lining, sealing and longitudinal reinforcement layer is formed by pultrusion, while the fibers of the longitudinal reinforcement, strips of the sealing and lining layers are fed from separate drives pass through an impregnation bath with a binder solution, and then they are pulled together through a heated pultruder die using a pulling device, resulting in a cured sealed pipe of continuous length with mainly longitudinal reinforcement, which is then cut into segments of a given length, after which a roughness is organized on the pultruded billet pipe, then the billet pipe is installed in a winding device consisting of a transverse fiber storage reinforcement and drive, and the winding of the transverse layers of the reinforcement is impregnated with a polymer binder using an impregnating bath, and serves as a mandrel for bent pultruded billet pipe.
Перед намоткой поперечных слоев на шероховатую поверхность пултрузионной трубы-заготовки может быть нанесен адгезив.Prior to winding the transverse layers, an adhesive may be applied to the rough surface of the pultruded billet pipe.
После нанесения адгезива может быть произведено его отверждение перед намоткой поперечного слоя.After applying the adhesive, it can be cured before winding the transverse layer.
Перед процессом пултрузии на герметизирующий слой может быть нанесен адгезив.Prior to the pultrusion process, an adhesive may be applied to the sealing layer.
После намотки поперечных слоев может быть проведено их отверждение путем нагрева или в естественных атмосферных условиях.After winding the transverse layers, they can be cured by heating or in natural atmospheric conditions.
Предварительно может быть изготовлена двухслойная полоса, которая содержит герметизирующий и футеровочный слои, а затем данная двухслойная полоса наматывается на отдельный накопитель и протягивается через фильеру пултрудера одновременно с волокнами продольной арматуры.A two-layer strip can be preliminarily made, which contains the sealing and lining layers, and then this two-layer strip is wound on a separate drive and pulled through the pultruder die simultaneously with the fibers of the longitudinal reinforcement.
Перед намоткой поперечного слоя на внешнюю поверхность пултрузионной трубы может быть уложен токопроводящий слой.Before winding the transverse layer onto the outer surface of the pultruded pipe, a conductive layer can be laid.
Сущность изобретения поясняется чертежами с их кратким описанием.The invention is illustrated by drawings with a brief description.
На фиг.1 изображена многослойная труба.Figure 1 shows a multilayer pipe.
На фиг.2 изображена многослойная труба (исполнение по п.3 формулы изобретения).Figure 2 shows a multilayer pipe (execution according to
На фиг.3 изображен поперечный разрез многослойной трубы (разрез А-А на фиг.1).Figure 3 shows a cross section of a multilayer pipe (section aa in figure 1).
На фиг.4 изображен поперечный разрез футеровочного и герметизирующего слоев.Figure 4 shows a cross section of the lining and sealing layers.
На фиг.5 изображена труба-заготовка.Figure 5 shows the pipe billet.
На фиг.6 изображена труба-заготовка (исполнение по п.9 формулы изобретения)Figure 6 shows the pipe billet (execution according to
На фиг.7 изображена труба-заготовка (исполнение по п.10 формулы изобретения).In Fig.7 shows a pipe billet (execution according to
На фиг.8 изображена труба-заготовка (исполнение по п.11 формулы изобретения).In Fig.8 shows a pipe billet (execution according to
На фиг.9 изображен поперечный разрез футеровочного и герметизирующего слоев (исполнение по п.16 формулы изобретения).Figure 9 shows a cross section of the lining and sealing layers (execution according to
На фиг.10 изображено получение трубы заготовки путем формирования слоев продольной арматуры, футеровочного слоя и герметизирующего слоя с отдельных накопителей.Figure 10 shows the receipt of the workpiece pipe by forming layers of longitudinal reinforcement, the lining layer and the sealing layer from individual drives.
На фиг.11 изображена намотка слоя поперечной арматуры на трубу-заготовку.In Fig.11 shows the winding layer of transverse reinforcement on the pipe-workpiece.
На фиг.12 изображено получение трубы-заготовки путем формирования слоев продольной арматуры и двухслойной полосы, состоящей из герметизирующего и футеровочного слоев.On Fig shows the receipt of the pipe stock by forming layers of longitudinal reinforcement and a two-layer strip consisting of a sealing and lining layers.
Многослойная труба содержит футеровочный слой 1 для защиты внутренней поверхности трубы от износа и от действия агрессивных сред, герметизирующий слой 2 для придания трубе герметичности, продольные слои арматуры для придание трубе осевой прочности и жесткости и поперечные слои арматуры для придания трубе кольцевой прочности и жесткости, которые состоят из продольных волокон арматуры 4 и поперечных волокон арматуры 5, погруженных в блок полимерного связующего 3, которое скрепляет волокна продольной и поперечной арматуры. Все слои расположены последовательно по толщине оболочки. Футеровочный слой 1, герметизирующий слой 2 и продольные слои арматуры образуют отдельную трубу-заготовку (Фиг.5). Формирование футеровочного слоя 1, герметизирующего слоя 2 и продольных слоев арматуры в виде отдельной трубы-заготовки, в отличие от совместной намотки продольных и поперечных слоев, необходимо для обеспечения максимальной осевой прочности, герметичности и износостойкости, а также для упрощения технологии за счет отсутствия технологической оправки. На внешней поверхности трубы-заготовки выполнена шероховатость с высотой неровностей не менее 2,5 микрон для лучшей адгезии с поперечным слоем арматуры. Угол наклона волокон 4 в продольном слое арматуры к продольной оси трубы составляет от -1,5° до +1,5°, что обеспечивает максимальную осевую прочность, а объемное содержание волокон 4 в нем составляет от 30 до 85%, что обеспечивает оптимальную прочность и герметичность. Герметизирующий слой 2 (Фиг.3) и футеровочный слой 1 (Фиг.3) выполнены в виде отдельных полос, расположенных вдоль оси трубы, а продольные края полос каждого слоя соединены между собой внахлест 10, 11 (Фиг.3) с помощью адгезива и/или сварки 12 (Фиг.4), что обеспечивает герметичность и износостойкость трубы при минимальном влиянии нахлесточных зон в отличие от формирования герметизирующего и футеровочного слоев путем намотки на оправку. Таким образом, герметизирующий слой 2 (Фиг.4) и футеровочный слой 1 (Фиг.4) образуют два замкнутых круговых контура. Число нахлестов в каждом контуре составляет не менее 1, а величина нахлеста не менее 3 мм. Поперечный слой арматуры располагается на внешней поверхности трубы-заготовки, объемное содержание волокон 5 в нем составляет от 30 до 85%, что обеспечивает оптимальную прочность и экономичность конструкции. Между шероховатой внешней поверхностью трубы-заготовки и поперечным слоем арматуры расположен слой адгезива 6 для лучшего соединения слоев поперечной и продольной арматуры. Угол наклона волокон 5 в поперечном слое арматуры к продольной оси трубы составляет от ±89,9° до ±45°, что обеспечивает оптимальную прочность в зависимости от соотношения внешних сил, воздействующих на трубу, а соотношение толщин продольного слоя арматуры и поперечного слоя арматуры в зависимости от внешних сил составляет от 1:5 до 5:1. Толщина герметизирующего слоя 2 составляет не менее 10 микрон, толщина футеровочного слоя 1 составляет не менее 25 микрон, что является достаточным для обеспечения герметичности и износосойкости.The multilayer pipe contains a
Для защиты наружной поверхности многослойной трубы она может быть покрыта лакокрасочным покрытием 8.To protect the outer surface of the multilayer pipe, it can be coated with a
Для снятия статического электричества наружная и/или внутренняя поверхности многослойной трубы могут быть облицованы антистатическим покрытием 9 (Фиг.2), например, на основе токопроводящих ровингов, тканей, эмалей или их комбинаций.To remove static electricity, the outer and / or inner surfaces of the multilayer pipe can be coated with an antistatic coating 9 (Figure 2), for example, based on conductive rovings, fabrics, enamels, or combinations thereof.
Для придания трубе максимальной прочности и жесткости и для снижения массы непрерывные волокна продольной 4 и поперечной 5 арматуры могут быть выполнены из высокомодульных и высокопрочных волокон, например базальтовых, углеродных, органических или их комбинаций.To give the pipe maximum strength and rigidity and to reduce weight, continuous fibers of longitudinal 4 and transverse 5 reinforcement can be made of high modulus and high strength fibers, such as basalt, carbon, organic, or combinations thereof.
Для придания большей герметичности и для экономии связующего в полимерное связующее 3, скрепляющее волокна продольного и поперечного слоев арматуры, может быть добавлен дисперсный наполнитель, например мел, каолин, тальк, микрокальцит или их комбинации.To impart greater tightness and to save the binder, a disperse filler, for example chalk, kaolin, talc, microcalcite, or combinations thereof, can be added to the
Для придания нужного цвета и защиты от ультрафиолетового излучения в полимерное связующее 3, скрепляющее волокна продольного и поперечного слоев арматуры, может быть введен краситель и/или светостабилизирующие добавки.To give the desired color and protection against ultraviolet radiation, a dye and / or light stabilizing additives can be introduced into the
Для обеспечения негорючести в полимерное связующее 3, скрепляющее волокна продольного и поперечного слоев арматуры, могут быть введены антипереновые добавки.To ensure incombustibility in the
Отдельная труба-заготовка (Фиг.5) может быть выполнена различными методами, например пултрузии или продольно-поперечной намотки или ручного контактного формования.A separate pipe billet (Figure 5) can be performed by various methods, for example, pultrusion or longitudinal-transverse winding or manual contact molding.
Для обеспечения обогрева трубы на внешней поверхности трубы-заготовки может быть расположен токопроводящий резистивный слой 13, например, на основе резистивных нитей, ровингов, эмалей или их комбинаций.To ensure heating of the pipe, a conductive
Для лучшей защиты внешней поверхности трубы-заготовки на ней может быть расположен дополнительный футеровочный слой 1 (Фиг.7) со средней высотой неровностей шероховатости не менее 2,5 микрон.To better protect the outer surface of the billet pipe, an additional lining layer 1 (Fig. 7) with an average roughness roughness height of at least 2.5 microns can be located on it.
Для лучшей герметизации и защиты внешней поверхности трубы-заготовки на ней могут быть последовательно расположены дополнительный герметизирующий слой 2 (Фиг.8) и дополнительный футеровочный слой 1 (Фиг.8) со средней высотой неровностей шероховатости не менее 2,5 микрон.For better sealing and protection of the outer surface of the billet pipe, an additional sealing layer 2 (Fig. 8) and an additional lining layer 1 (Fig. 8) with an average roughness roughness height of at least 2.5 microns can be sequentially arranged on it.
Футеровочный слой 1 может быть выполнен из тканых или нетканых материалов, пропитанным полимерным связующим 3, при этом объемное содержание полимерного связующего 3 составляет от 60 до 95%, что обеспечивает достаточную герметичность.The
Для придания большей износостойкости в полимерное связующее 3, которым пропитан футеровочный слой 1, могут быть добавлены износостойкие добавки, например карбид кремния, нитрид бора.To impart greater wear resistance to the
Герметизирующий слой может быть выполнен из пленочного материала, например, на основе лавсановых, полиэтиленовых, полиолефиновых, полиимидных, фторопластовых, полиуретановых, каучуковых и других пленок или их комбинаций.The sealing layer may be made of a film material, for example, based on mylar, polyethylene, polyolefin, polyimide, fluoroplastic, polyurethane, rubber and other films, or combinations thereof.
Для лучшей герметизации герметизирующий слой может быть выполнен из фольги, например, на основе алюминия или меди.For better sealing, the sealing layer can be made of foil, for example, based on aluminum or copper.
Герметизирующий слой может быть выполнен из комбинированного материала на основе пленки и фольги.The sealing layer may be made of a combined material based on film and foil.
Для лучшей адгезии герметизирующего слоя 2 с полимерным сязующим 3 на его внешних поверхностях может быть дополнительно расположен адгезив 7.For better adhesion of the
Для упрощения конструкции, технологии и повышения герметичности герметизирующий слой 2 и футеровочный слой 1, расположенные последовательно, могут быть выполнены в виде двухслойной полосы или нескольких двухслойных полос, погруженных в блок полимерного связующего 3, при этом продольные края двухслойной полосы или нескольких двухслойных полос соединены между собой внахлест и образуют один замкнутый круговой контур таким образом, что в месте нахлеста герметизирующий слой 2 имеет адгезионное и/или сварное соединение 12 (Фиг.9) с футеровочным слоем 1.To simplify the design, technology and increase the tightness of the
Способ изготовления многослойной трубы включает предварительное формирование слоев продольной арматуры, герметизирующего слоя и футеровочного слоя методом пултрузии. Для этого волокна продольной арматуры 4 (Фиг.10) полосы герметизирующего слоя 2 (Фиг.10) и полосы футеровочного слоя 1 (Фиг.10) подаются с отдельных накопителей для волокон продольной арматуры 15, полос герметизирующего слоя 16 и полос футеровочного слоя 17, проходят через пропиточную ванну 18 и через фильеру 14, снабженную нагревательными элементами 19. Тянущее устройство 20 обеспечивает поступательное движение отвержденной трубы с заданной скоростью. В результате получается получается отвержденная герметичная труба непрерывной длины с преимущественно продольным армированием, которая затем нарезается на трубы-заготовки заданной длины с помощью отрезного устройства 21. После этого на каждой трубе-заготовке организуется шероховатость, например, с помощью шлифовальной бумаги. Затем труба-заготовка устанавливается в намоточное устройство, которое состоит из накопителя волокон поперечной арматуры 22 и привода 23, который придает вращение пултрузионной трубе-заготовке 24 (Фиг.11), которая служит оправкой. Перед намоткой волокна поперечной арматуры проходят через пропиточную ванну 26, в которой они пропитываются раствором полимерного связующего 25.A method of manufacturing a multilayer pipe includes the preliminary formation of layers of longitudinal reinforcement, a sealing layer and a lining layer by pultrusion. For this, the fibers of the longitudinal reinforcement 4 (FIG. 10) of the strip of the sealing layer 2 (FIG. 10) and the strip of the lining layer 1 (FIG. 10) are fed from separate drives for the fibers of the
Для лучшей адгезии на шероховатую поверхность пултрузионной трубы заготовки может быть нанесен адгезив. Для еще большего увеличения адгезии после нанесения адгезива может быть проведено его отверждение перед намоткой поперечного слоя.For better adhesion, an adhesive can be applied to the rough surface of the pultruded workpiece tube. To further increase the adhesion after applying the adhesive, it can be cured before winding the transverse layer.
В зависимости от типа связующего и требований, предъявляемых к трубе, отверждение связующего в поперечном слое может происходить путем нагрева или в естественных климатических условиях.Depending on the type of binder and the requirements for the pipe, the curing of the binder in the transverse layer can occur by heating or in natural climatic conditions.
Для упрощения процесса пултрузии предварительно может быть изготовлена двухслойная полоса, содержащая герметизирующий слой и футеровочный слой. Затем данная полоса наматывается на отдельный накопитель 27 и протягивается через фильеру пултрудера 14 (Фиг.12) одновременно с волокнами продольной арматуры 4 (Фиг.12).To simplify the pultrusion process, a two-layer strip containing a sealing layer and a lining layer can be preliminarily made. Then this strip is wound on a
Для создания труб с встроенным обогревом перед намоткой поперечного слоя на внешнюю поверхность пултрузионной трубы-заготовки может быть уложен токопроводящий слой.To create pipes with built-in heating, a conductive layer can be laid before the transverse layer is wound on the outer surface of the pultruded billet pipe.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2166145, 1999 г., МПК F 16 L 9/12.1. RF patent No. 2166145, 1999, IPC F 16
2. Патент РФ № 2226636, 2002 г., МПК F 16 L 9/12.2. RF patent No. 2226636, 2002, IPC F 16
3. Патент РФ №2220353, 2002 г., МПК F 16 L 9/12.3. RF patent No. 2220353, 2002, IPC F 16
4. Патент РФ №2083338, 1994 г., МПК В 23 К 20/00.4. RF patent No. 2083338, 1994, IPC 23
5. Патент РФ №2161089, 1998 г., МПК B 29 D 23/00.5. RF patent No. 2161089, 1998, IPC B 29
Claims (25)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005131103/06A RU2293897C1 (en) | 2005-10-10 | 2005-10-10 | Multi-layer pipe and method of its making |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005131103/06A RU2293897C1 (en) | 2005-10-10 | 2005-10-10 | Multi-layer pipe and method of its making |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2293897C1 true RU2293897C1 (en) | 2007-02-20 |
Family
ID=37863484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005131103/06A RU2293897C1 (en) | 2005-10-10 | 2005-10-10 | Multi-layer pipe and method of its making |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2293897C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012070985A1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-05-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа Полимертепло" | Multilayer reinforced polymeric pipe and system of pipes |
| RU2488732C1 (en) * | 2012-07-26 | 2013-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые композитные технологии" | Method of making combined pressure pipe |
| RU2726422C1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-07-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛКАД" | Hybrid pipe |
| CN114719091A (en) * | 2022-03-23 | 2022-07-08 | 山西生意兴隆科技有限公司 | Fiber mesh belt reinforced composite pipe and manufacturing method thereof |
| RU2776048C2 (en) * | 2017-10-18 | 2022-07-12 | Лм Уинд Пауэр Интернешнал Текнолоджи Ii Апс | Blade of wind power plant, containing structural element of tail end with pultrusion element having transition section |
| US11644005B2 (en) | 2017-10-18 | 2023-05-09 | Lm Wind Power International Technology Ii Aps | Wind turbine blade comprising a root end structure with a pultruded element having a transition portion |
-
2005
- 2005-10-10 RU RU2005131103/06A patent/RU2293897C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012070985A1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-05-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа Полимертепло" | Multilayer reinforced polymeric pipe and system of pipes |
| RU2457388C2 (en) * | 2010-10-07 | 2012-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО" (ООО "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО") | Multilayer reinforced polymer pipe and pipe system for water transportation |
| CN103154589A (en) * | 2010-10-07 | 2013-06-12 | 热聚化合物有限责任公司 | Multilayer reinforced polymeric pipe and system of pipes for conveying water |
| EA020832B1 (en) * | 2010-10-07 | 2015-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа Полимертепло" | Multilayer reinforced polymeric pipe and system of pipes for water transportation |
| CN103154589B (en) * | 2010-10-07 | 2016-02-24 | 热聚化合物有限责任公司 | Multilayer strengthen polymer pipeline and for carrying the pipe-line system of water |
| US9920861B2 (en) | 2010-10-07 | 2018-03-20 | Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu “Gruppa Polymerteplo” | Multilayer reinforced polymeric pipe and system of pipes for water transportation |
| RU2488732C1 (en) * | 2012-07-26 | 2013-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые композитные технологии" | Method of making combined pressure pipe |
| RU2776048C2 (en) * | 2017-10-18 | 2022-07-12 | Лм Уинд Пауэр Интернешнал Текнолоджи Ii Апс | Blade of wind power plant, containing structural element of tail end with pultrusion element having transition section |
| US11644005B2 (en) | 2017-10-18 | 2023-05-09 | Lm Wind Power International Technology Ii Aps | Wind turbine blade comprising a root end structure with a pultruded element having a transition portion |
| RU2726422C1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-07-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛКАД" | Hybrid pipe |
| CN114719091A (en) * | 2022-03-23 | 2022-07-08 | 山西生意兴隆科技有限公司 | Fiber mesh belt reinforced composite pipe and manufacturing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6087420B2 (en) | Multi-layer pipeline including polymer material, apparatus for manufacturing multi-layer pipeline, and method for manufacturing multi-layer pipeline | |
| NL2020042B1 (en) | High-pressure pipe with pultruded elements and method for producing the same | |
| CN108286627B (en) | Thermoplastic composite tube with multi-layer middle sheet layer | |
| RU2293897C1 (en) | Multi-layer pipe and method of its making | |
| US8322382B2 (en) | Composite pipe having non-bonded internal liner, method and assembly for the production thereof | |
| WO2019192624A1 (en) | Nonmetallic flexible pipe and manufacturing method thereof | |
| CN106979391B (en) | Non-bonding thermoplastic composite material flexible pipe and preparation process thereof | |
| MXPA00012490A (en) | A flexible composite pipe and a method for manufacturing same. | |
| CN111765300A (en) | Barrier composite pipe and preparation method thereof | |
| CN108284659B (en) | Thermoplastic composite pipe with multiple intermediate layers | |
| CN104141838A (en) | Flexible composite high-pressure delivery pipe | |
| US8967220B2 (en) | Method and assembly for the production of a homogenous composite pipe of unspecified length | |
| EP0697273A1 (en) | Apparatus and method for applying a plastic top-coat to the surface of a composite article, and coated composite article | |
| US20240019051A1 (en) | Flexible fluid transport pipe and associated methods | |
| CN206738760U (en) | A kind of non-adherent thermoplastic composite flexible pipe | |
| CN112984233A (en) | High-rigidity polyethylene composite pipe and preparation method thereof | |
| CN111457171A (en) | Non-adhesive equidirectionally wound thermoplastic flexible pipe and manufacturing method thereof | |
| RU2365804C1 (en) | Method for increase of pipes leak-tightness | |
| CN203500692U (en) | Flexible composite high pressure delivery pipe | |
| RU2726422C1 (en) | Hybrid pipe | |
| RU2216672C1 (en) | Method of manufacture of combined pipe | |
| KR20240078600A (en) | Hydrogen transfer pipe having pressure resistance property | |
| RU2226636C2 (en) | Pipe line made from composite material and method of manufacture of such pipe line | |
| CN116658702A (en) | Coiled multiphase nonmetallic reinforced composite pipe and manufacturing method thereof | |
| JPH04327639A (en) | Fiber-compound eaves gutter and manufacture thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091011 |