RU2310841C1 - Method of assessing possibility of use of multi-layer polymeric material for manufacturing means for supplying oil product - Google Patents
Method of assessing possibility of use of multi-layer polymeric material for manufacturing means for supplying oil product Download PDFInfo
- Publication number
- RU2310841C1 RU2310841C1 RU2006130671/04A RU2006130671A RU2310841C1 RU 2310841 C1 RU2310841 C1 RU 2310841C1 RU 2006130671/04 A RU2006130671/04 A RU 2006130671/04A RU 2006130671 A RU2006130671 A RU 2006130671A RU 2310841 C1 RU2310841 C1 RU 2310841C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- samples
- multilayer
- temperature
- fuel
- polymer material
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к методам исследования свойств многослойных полимерных материалов, применяемых для изготовления эластичных резервуаров, поддонов, рукавов, фильтроэлементов, трубопроводов, бочек, канистр, барабанов, внутренних покрытий и т.д., и может быть использовано при разработке (модернизации), производстве, эксплуатации и ремонте технических средств нефтепродуктообеспечения.The invention relates to methods for studying the properties of multilayer polymeric materials used for the manufacture of elastic tanks, pallets, sleeves, filter elements, pipelines, barrels, cans, drums, inner coatings, etc., and can be used in the development (modernization), production, operation and repair of technical means of oil products supply.
Технические средства нефтепродуктообеспечения предназначены для хранения и транспортирования товарных нефтепродуктов, представляющих собой сложную смесь углеводородов различной групповой принадлежности, молекулярной массы и строения, а также неуглеводородных (сернистых, азотистых, кислородных) соединений и различных (вязкостных, противоизносных, моющих и других) присадок.Technical equipment for petroleum products is intended for storage and transportation of commercial petroleum products, which are a complex mixture of hydrocarbons of various group affiliation, molecular weight and structure, as well as non-hydrocarbon (sulfur, nitrogen, oxygen) compounds and various (viscous, anti-wear, detergents and other) additives.
В последние годы все более актуальной становится проблема снижения габаритно-массовых характеристик с одновременным повышением надежности эксплуатации технических средств нефтепродуктообеспечения за счет использования в их конструкции полимерных материалов.In recent years, the problem of reducing the overall mass characteristics with a simultaneous increase in the reliability of the operation of technical equipment for petroleum products through the use of polymer materials in their design has become more and more urgent.
Применение полимеров обусловлено рядом преимуществ перед металлическими материалами: низкая плотность, высокая прочность, стойкость к агрессивным средам, долговечность, способность принимать требуемую форму, возможность использования современных технологий производства, хранения и утилизации [В.К.Крыжановский, В.В.Бурлов, А.Д.Паниматченко, Ю.В.Крыжановская. Технические свойства полимерных материалов, Санкт-Петербург, издательство «Профессия», 2003, с.6].The use of polymers is due to a number of advantages over metal materials: low density, high strength, resistance to aggressive environments, durability, ability to take the required shape, the ability to use modern technologies for production, storage and disposal [V.K. Kryzhanovsky, V.V. Burlov, A .D. Panimatchenko, Yu.V. Kryzhanovskaya. Technical properties of polymeric materials, St. Petersburg, publishing house "Profession", 2003, p.6].
В настоящее время проявляется повышенный интерес к многослойным полимерным материалам, обладающим барьерными свойствами к нефтепродуктам, кроме этого комбинация слоев позволяет добиться лучших механических свойств, при этом суммарная толщина многослойного материала может быть на 15-20% меньше, чем однослойного [А.Павленко. Оборудование для производства полимерных пленок и перспективы использования полученной на нем продукции. Тематическое приложение к журналу «Индустрия упаковки», №2-3, 2005, с.36]. Улучшение барьерных свойств достигается за счет наличия в полимерном материале нанокомпозита, который содержит полимер (сополимер этилена и винилового спирта EVON, найлон 6, MXD6, полиакрилнитрил ПАН, полиэтилентерефталат ПЭТФ, поликетон, термопластик и этилен/малеиновый ангидрид ЭМА) и частицы модифицированной глины, имеющие наноразмеры (патент РФ № 2270146, МПК B65D 35/08). Известно также, что эксплуатационные свойства полимерных материалов: прочность, плотность, электропроводность, теплоемкость, фрикционность, стойкость к биоповреждениям и др. повышают с помощью специальных добавок [В.К.Крыжановский, В.В.Бурлов, А.Д.Паниматченко, Ю.В.Крыжановская Технические свойства полимерных материалов, Санкт-Петербург, издательство «Профессия», 2003, с.16, 17].Currently, there is an increased interest in multilayer polymeric materials with barrier properties to petroleum products, in addition, a combination of layers allows to achieve better mechanical properties, while the total thickness of the multilayer material can be 15-20% less than a single layer [A. Pavlenko. Equipment for the production of polymer films and the prospects for using the products obtained on it. Thematic supplement to the journal "Packaging Industry", No. 2-3, 2005, p.36]. The improvement of the barrier properties is achieved due to the presence in the polymer material of a nanocomposite that contains a polymer (ethylene vinyl alcohol copolymer EVON, nylon 6, MXD6, PAN polyacrylonitrile, PET polyethylene terephthalate, polyketone, thermoplastic and EMA ethylene / maleic anhydride) and modified clay particles having nanoscale (RF patent No. 2270146, IPC B65D 35/08). It is also known that the operational properties of polymeric materials: strength, density, electrical conductivity, heat capacity, friction, resistance to biodeterioration, etc. are increased with the help of special additives [V.K. Kryzhanovsky, V.V. Burlov, A.D. Panimatchenko, Yu .V. Kryzhanovskaya Technical properties of polymeric materials, St. Petersburg, Profession Publishing House, 2003, p.16, 17].
Применение современных многослойных полимерных материалов (L 328 NESU, ТПОЭР ТУ 405831-2005, «Полифуд С(30)140» ТУ 2245-001-52186250-2005 и др.) в технических средствах нефтепродуктообеспечения позволяют обеспечить высокую надежность и экологическую безопасность эксплуатации.The use of modern multilayer polymeric materials (L 328 NESU, TPOER TU 405831-2005, "Polyfood S (30) 140" TU 2245-001-52186250-2005, etc.) in petroleum products technical equipment allows ensuring high reliability and environmental safety of operation.
Особенностью эксплуатации технических средств нефтепродуктообеспечения является периодический контакт внутренней поверхности топливостойкого слоя с нефтепродуктом (заполнение, хранение и опорожнение), а также испарение и проницаемость нефтепродукта через многослойный полимерный материал.A feature of the operation of technical means of oil products supply is the periodic contact of the inner surface of the fuel-resistant layer with the oil product (filling, storage and emptying), as well as the evaporation and permeability of the oil product through a multilayer polymer material.
Проницаемость нефтепродукта - важнейший эксплуатационный показатель оценки возможности использования многослойных полимерных материалов для изготовления технических средств нефтепродуктообеспечения. Проницаемость позволяет определить не только количественные потери нефтепродукта, но и степень пожароопасности, загрязнения окружающей среды, влияния на обслуживающий персонал и другие факторы при эксплуатации технических средств.Permeability of a petroleum product is the most important operational indicator for assessing the possibility of using multilayer polymeric materials for the manufacture of petroleum product supply equipment. Permeability allows you to determine not only the quantitative loss of the oil product, but also the degree of fire hazard, environmental pollution, the impact on maintenance personnel and other factors during the operation of technical equipment.
Практика показала, что при контакте с нефтепродуктом из многослойного полимерного конструкционного материала экстрагируются наполнители: антифризы, антистарители, пластификаторы, отвердители, реологические добавки, красители, антисептики, антистатики. Экстракция наполнителей ухудшает деформационно-прочностные свойства не только технического средства из многослойного полимерного материала, но и качество хранимых (транспортируемых) нефтепродуктов.Practice has shown that upon contact with oil from a multilayer polymer structural material, fillers are extracted: antifreezes, antioxidants, plasticizers, hardeners, rheological additives, dyes, antiseptics, antistatic agents. Extraction of fillers worsens the deformation-strength properties of not only technical equipment from a multilayer polymer material, but also the quality of stored (transported) oil products.
Кроме того, средства нефтепродуктообеспечения используются в различных климатических районах I1-II12 (очень холодный - очень жаркий) с интервалом температур от минус 50 до плюс 70°С [ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей, Москва, Издательство стандартов, 1986, с.2].In addition, petroleum products are used in various climatic regions I 1 -II 12 (very cold - very hot) with a temperature range from minus 50 to plus 70 ° C [GOST 16350-80 USSR climate. Zoning and statistical parameters of climatic factors for technical purposes, Moscow, Publishing house of standards, 1986, p.2].
Температура оказывает существенное влияние на многослойные полимерные материалы: с повышением температуры степень и скорость изменения физико-механических свойств многослойных полимерных материалов при контакте с нефтепродуктами увеличивается.Temperature has a significant effect on multilayer polymeric materials: with increasing temperature, the degree and rate of change in the physicomechanical properties of multilayer polymeric materials in contact with petroleum products increases.
Одной из проблем эффективного применения многослойных полимерных материалов для изготовления технических средств нефтепродуктообеспечения является прогнозирование надежности эксплуатации в конкретных климатических условиях.One of the problems of the effective use of multilayer polymeric materials for the manufacture of petroleum products is the prediction of reliable operation in specific climatic conditions.
Известен способ определения стойкости полимерных материалов (пластмасс) к действию химических сред, включающий подготовку стандартных образцов пластмасс, образцов реагентов: жидких химических веществ, растворов твердых химических веществ и технических жидких сред (топлива, масла и т.п.) заданного качества и определения при заданных температуре и времени их стойкости к указанному воздействию по изменению величины одного или нескольких показателей: массы, линейных размеров и механических свойств в ненапряженном и напряженно-деформированном состоянии [ГОСТ 12020-72 Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред, Москва, Издательство стандартов, 1980, с.1].A known method for determining the resistance of polymeric materials (plastics) to the action of chemical environments, including the preparation of standard plastics samples, samples of reagents: liquid chemicals, solutions of solid chemicals and technical fluids (fuel, oil, etc.) of a given quality and determination when given temperature and time of their resistance to the specified effect by changing the value of one or more indicators: mass, linear dimensions and mechanical properties in unstressed and stress-strain nnom state [GOST 12020-72 Plastics. Methods for determining the resistance to chemical media, Moscow, Publishing house of standards, 1980, p.1].
Недостатком известного способа определения стойкости полимерных материалов к действию химических сред является низкая достоверность оценки изменения физико-механических показателей полимерных материалов после воздействия агрессивной среды, не отражающая реальных условий эксплуатации, что связано с характером контакта (объемное погружение) испытуемых образцов в агрессивную среду.A disadvantage of the known method for determining the resistance of polymeric materials to the action of chemical media is the low reliability of assessing changes in the physicomechanical parameters of polymeric materials after exposure to an aggressive environment, not reflecting the actual operating conditions, which is associated with the nature of the contact (volume immersion) of the test samples in an aggressive environment.
Известен способ оценки влияния светлых нефтепродуктов на изделия из полимерных материалов, включающий подготовку образцов полимерных материалов заданной массы, взаимодействие этих образцов с агрессивной средой при заданной температуре в течение заданного времени и последующее определение информативного показателя по расчетной формуле. При этом задают коэффициент кратности конкретного изделия заданной вместимости светлого нефтепродукта, который используют в качестве агрессивной среды, готовят образец светлого нефтепродукта с заданной концентрацией фактических смол и разделяют его на две равные по массе части, по отношению массы одной части образца к заданному коэффициенту кратности определяют массу образца полимерного материала, который помещают в одну из частей образца светлого нефтепродукта, выдерживают в герметичном контейнере обе части образца светлого нефтепродукта при температуре от 20 до 50°С, причем выдержку светлого нефтепродукта с образцом полимерного материала осуществляют до достижения этим образцом равновесного состояния набухания, которое устанавливают по достижении образцом постоянного значения массы, охлаждают обе части образца светлого нефтепродукта до комнатной температуры и определяют концентрации фактических смол в обеих частях этого образца, а в качестве информативного показателя используют разность этих концентраций, которая для полимерного материала, применимого для хранения данного светлого нефтепродукта, составляет для авиационных бензинов и реактивных топлив от 0,1 до 3 мг/100 см3, для автомобильных бензинов от 0,1 до 5 мг/100 см3, для дизельных топлив от 0,1 до 10 мг/100 см3 [заявка № 2005123851/04 (026855) от 27.07.2005 г., МПК 7 G01N 33/44, решение о выдаче патента от 12 мая 2006 г.].There is a method of assessing the effect of light petroleum products on products made of polymeric materials, including the preparation of samples of polymeric materials of a given mass, the interaction of these samples with an aggressive environment at a given temperature for a specified time and the subsequent determination of an informative indicator by a calculation formula. In this case, the coefficient of multiplicity of a particular product of a given capacity of a light oil product, which is used as an aggressive medium, is set, a sample of a light oil product with a given concentration of actual resins is prepared, and it is divided into two parts that are equal in weight, and the mass is determined by the ratio of the mass of one part of the sample to a given ratio a sample of polymer material, which is placed in one of the parts of the sample of light oil, is kept in an airtight container both parts of the sample of light oil product at a temperature of 20 to 50 ° C, moreover, exposure of the light oil product with a sample of polymer material is carried out until this sample reaches an equilibrium swelling state, which is established when the sample reaches a constant mass value, both parts of the light oil product sample are cooled to room temperature and the actual resin concentrations are determined in both parts of this sample, and as an informative indicator, the difference in these concentrations is used, which is for the polymer material applicable to storage of this light oil product, for aviation gasolines and jet fuels from 0.1 to 3 mg / 100 cm 3 , for gasoline from 0.1 to 5 mg / 100 cm 3 , for diesel fuels from 0.1 to 10 mg / 100 cm 3 [application No. 2005123851/04 (026855) dated July 27, 2005, IPC 7 G01N 33/44, decision on the grant of a patent dated May 12, 2006].
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
низкая достоверность оценки показателей после воздействия агрессивной среды, не отражающая реальных условий эксплуатации, что связано с характером контакта (объемное погружение) испытуемых образцов в агрессивную среду;low reliability of the evaluation of indicators after exposure to an aggressive environment, not reflecting the actual operating conditions, which is associated with the nature of the contact (volume immersion) of the tested samples in an aggressive environment;
контакт образца многослойного полимерного материала с агрессивной средой осуществляется без учета барьерных свойств (максимальной проницаемости нефтепродукта через испытуемый материал) топливостойкого слоя;contact of a sample of a multilayer polymeric material with an aggressive medium is carried out without taking into account the barrier properties (maximum permeability of the oil through the test material) of the fuel-resistant layer;
оценка влияния нефтепродуктов на изделия из полимерных материалов по изменению углеводородного состава является необходимым, но недостаточным условием для принятия решения о допуске полимерного материала к применению в технических средствах нефтепродуктообеспечения и требует проведения исследований изменения физико-механических показателей полимерного материала после контакта с нефтепродуктом.assessment of the impact of petroleum products on products made of polymeric materials by changing the hydrocarbon composition is a necessary but insufficient condition for deciding on the admission of polymeric material to be used in technical means of petroleum products supply and requires studies of changes in the physicomechanical parameters of the polymeric material after contact with the petroleum product.
Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является метод определения стойкости полимерных материалов (резин) в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред, включающий подготовку образцов полимерного материала заданной геометрической формы, воздействие на эти образцы жидких агрессивных сред заданного качества при заданных температуре и продолжительности и последующее определение их стойкости к указанному воздействию по изменению значения одного или нескольких показателей физико-механических свойств, рассчитываемому по математической зависимости [ГОСТ 9.030-74 «ЕСЗКР. Резины. Метод испытаний на стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред», метод В с.43].The closest in technical essence and taken as a prototype is a method for determining the resistance of polymeric materials (rubbers) in an unstressed state to liquid aggressive media, including the preparation of samples of polymer material of a given geometric shape, the impact on these samples of liquid aggressive media of a given quality at a given temperature and duration and the subsequent determination of their resistance to the specified impact by changing the value of one or more indicators of physical and mechanical voystv, calculated according to the mathematical relationship [GOST 9.030-74 "ESZKR. Rubber. The test method for resistance in an unstressed state to the effects of liquid aggressive environments ", method B p.43].
Недостатками известного способа, взятого за прототип, являются:The disadvantages of this method, taken as a prototype, are:
низкая достоверность оценки изменения физико-механических показателей полимерных материалов после воздействия агрессивных сред, не отражающая реальных условий эксплуатации, что связано с характером контакта (объемное погружение) испытуемых образцов в агрессивную среду;low reliability of the assessment of changes in the physico-mechanical properties of polymeric materials after exposure to aggressive environments, not reflecting the actual operating conditions, which is associated with the nature of the contact (volume immersion) of the test samples in an aggressive environment;
использование стандартных жидкостей А, Б, В, Г, Д, Е [ГОСТ 9.030-74 «ЕСЗКР. Резины. Метод испытаний на стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред» метод В с.45, приложение 1, табл.3] в качестве рабочих сред не моделирует реальные условия эксплуатации технических средств нефтепродуктообеспечения, что не позволяет достоверно оценить изменение физико-механических показателей испытуемых полимерных материалов при контакте с нефтепродуктами.the use of standard fluids A, B, C, G, D, E [GOST 9.030-74 “ESZKR. Rubber. The test method for resistance in an unstressed state to the effects of liquid aggressive environments "method B p. 45, appendix 1, table 3] as working media does not simulate the actual operating conditions of technical means of petroleum products, which does not allow to reliably assess the change in physical and mechanical parameters of the subjects polymer materials in contact with petroleum products.
Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, что известный способ не позволяет корректно оценить возможность использования многослойных полимерных материалов для изготовления технических средств нефтепродуктообеспечения без определенной доработки, касающейся особенностей их эксплуатации (температурные зоны эксплуатации конкретных технических средств для конкретных нефтепродуктов).Given the above, it can be concluded that the known method does not allow to correctly assess the possibility of using multilayer polymeric materials for the manufacture of technical means of petroleum products without any refinement regarding the features of their operation (temperature zones of operation of specific technical means for specific petroleum products).
Технический результат изобретения - повышение точности и достоверности результатов за счет приближения условий испытаний к натурным условиям эксплуатации.The technical result of the invention is to increase the accuracy and reliability of the results due to the approximation of test conditions to full-scale operating conditions.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе оценки возможности использования многослойного полимерного материала для изготовления технических средств нефтепродуктообеспечения, включающем подготовку исходных образцов многослойного полимерного материала заданной геометрической формы, измерение исходных разрывных нагрузок материала F и шва Fш, удлинения l при разрыве, прочности связи σр между слоями при расслоении, сопротивления раздиру Fp и температуры хрупкости Тхр, сравнение их с заданными значениями и отбраковку материала при отклонении хотя бы одного из этих показателей, а при отсутствии рассогласования - осуществление взаимодействия образцов с нефтепродуктом при температуре (70±2)°С в течение заданного времени, определение тех же показателей после воздействия нефтепродукта и оценку по величине отклонения физико-механических показателей от исходных возможности использования испытуемого многослойного полимерного материала в техническом средстве нефтепродуктообеспечения, согласно изобретению перед подготовкой образцов заданной геометрической формы определяют максимальную проницаемость Пmax г/м2сут конкретного нефтепродукта через исследуемый многослойный полимерный материал при температуре предполагаемой зоны использования технического средства, фиксируют отрезок времени ТПmax достижения максимальной проницаемости и при Пmax≤35 г/м2сут определяют физико-механические показатели образцов заданной геометрической формы, при отсутствии рассогласования значений которых от нормативных задают коэффициент вместимости конкретного технического средства для конкретного нефтепродукта, массу которого определяют путем умножения коэффициента вместимости конкретного технического средства на площадь посадочного места герметичного контейнера, в котором осуществляют с полученной массой нефтепродукта односторонний контакт многослойного полимерного материала со стороны топливостойкого слоя при температуре предполагаемой зоны использования технического средства в течение отрезка времени ТПmax достижения максимальной проницаемости, по истечении которого из этого многослойного полимерного материала изготавливают идентичные исходным образцы заданной геометрической формы, разделяют их на партии, определяют физико-механические показатели одной партии образцов и при отклонении полученных значений от исходных менее чем на 20% следующую партию образцов дополнительно выдерживают при температуре (70±2)°С в течение (72±2) ч, охлаждают до комнатной температуры, определяют те же физико-механические показатели и при отклонении каждого из определяемых показателей менее чем на 20% от исходных делают заключение о возможности использования многослойного полимерного материала для изготовления конкретных технических средств нефтепродуктообеспечения.The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of assessing the possibility of using a multilayer polymeric material for the manufacture of petroleum products, including the preparation of initial samples of multilayer polymeric material of a given geometric shape, measuring the initial tensile loads of the material F and weld F w , elongation l at break, p σ bond strength between the layers when the bundle, tear resistance F p and temperature T brittleness cartilage, compare them with predetermined values rejection of the material if at least one of these indicators deviates, and if there is no mismatch, the samples interact with the oil at a temperature of (70 ± 2) ° C for a specified time, the same parameters are determined after exposure to the oil product and the physical-mechanical deviation is estimated indicators from the source of the possibility of using the test multilayer polymeric material in the technical means of petroleum products, according to the invention before preparing samples specified minutes geometric shape determined maximum P max permeability g / m 2 day through the test oil particular multilayer polymer material at the intended area of use of technical means, fixed length of time T Pmax maximum permeability and P max ≤35 g / m 2 day determined physico mechanical indicators of samples of a given geometric shape, in the absence of a mismatch in the values of which from the normative ones, specify the capacity coefficient of a particular technical device for nkretnogo petroleum product, the mass of which is determined by multiplying the ratio of capacity of a particular technical means for the area of the seat of the sealed container, which is carried out with the obtained weight oil unilateral contact multilayered polymeric material from the fuel-proof layer at the intended area of use of technical means for a time interval T Pmax achievement maximum permeability, after which from this multilayer polymer mat Series are made identical to the original samples of a given geometric shape, they are divided into batches, the physicomechanical parameters of one batch of samples are determined, and if the obtained values deviate from the initial values by less than 20%, the next batch of samples is additionally kept at a temperature of (70 ± 2) ° С (72 ± 2) h, cooled to room temperature, the same physical and mechanical parameters are determined, and when each of the determined parameters deviates by less than 20% from the initial ones, they conclude that oglayer polymer material for the manufacture of specific technical means of petroleum products.
Техническая сущность изобретения заключается в том, что авторы, обработав большое количество статистических данных по техническим средствам нефтепродуктообеспечения (эластичные резервуары, трубопроводы, бочки, канистры с внутренним полимерным покрытием; пластиковые трубопроводы, рукава, полимерная тара, и др.) для хранения и транспортирования нефтепродуктов, получили зависимости площади внутренней поверхности конкретного технического средства от массы хранимого нефтепродукта. Фрагменты результатов статистической обработки результатов исследования эксплуатационных характеристик технических средств нефтепродуктообеспечения представлены в табл. 1-5:The technical essence of the invention lies in the fact that the authors, having processed a large amount of statistical data on technical means of oil products supply (elastic tanks, pipelines, barrels, canisters with internal polymer coating; plastic pipelines, sleeves, polymer containers, etc.) for storage and transportation of oil products , received the dependence of the internal surface area of a particular technical tool on the mass of stored oil. Fragments of the results of statistical processing of the results of a study of the operational characteristics of technical equipment for petroleum products are presented in table. 1-5:
табл.1 - результаты исследования эксплуатационных характеристик эластичных резервуаров;table 1 - the results of a study of the operational characteristics of elastic tanks;
табл.2 - результаты исследования эксплуатационных характеристик барабанов (бочек) из полимерных материалов;Table 2 - the results of a study of the operational characteristics of drums (barrels) of polymeric materials;
табл.3 - результаты исследования эксплуатационных характеристик канистр из полимерных материалов;table 3 - the results of a study of the operational characteristics of canisters of polymer materials;
табл.4 - результаты исследования эксплуатационных характеристик рукавов резиновых напорно-всасывающих;table 4 - the results of a study of the operational characteristics of rubber pressure-suction hoses;
табл.5 - результаты исследования эксплуатационных характеристик труб стеклопластиковых для сборно-разборных магистральных трубопроводов.table 5 - the results of a study of the operational characteristics of fiberglass pipes for collapsible trunk pipelines.
На основе проведенного исследования получен коэффициент вместимости Кв, представляющий собой отношение массы нефтепродукта к площади контактирующей с ним внутренней поверхности конкретного технического средства (табл.1-5, строки 6, 7, 8).On the basis of the study, a coefficient of capacity K in was obtained, which is the ratio of the mass of the oil product to the area of the inner surface of a specific technical product in contact with it (Table 1-5, lines 6, 7, 8).
Учитывая, что образцы заданной геометрической формы должны быть изготовлены из многослойного полимерного материала, который предварительно подвергают одностороннему контакту с нефтепродуктом со стороны топливостойкого слоя, авторы экспериментально доказали, что площадь контакта (площадь посадочного места) должна быть больше суммарной площади всех образцов заданной геометрической формы. Исходя из этого требования, экспериментально доказано, что для оценки качества топливостойкого слоя многослойного полимерного материала необходимо и достаточно конкретной массы нефтепродукта, которую предлагается определять как произведение коэффициента вместимости и площади посадочного места. Для удобства выполнения исследований при осуществлении одностороннего контакта можно использовать известные герметичные контейнеры с площадью посадочного места ≈490 см2 (для 3-6 образцов заданной геометрической формы).Considering that samples of a given geometric shape should be made of a multilayer polymer material, which is previously subjected to unilateral contact with the oil from the fuel-resistant layer, the authors experimentally proved that the contact area (footprint) should be larger than the total area of all samples of a given geometric shape. Based on this requirement, it was experimentally proved that to assess the quality of the fuel-resistant layer of a multilayer polymer material, it is necessary and sufficiently specific mass of the oil product, which is proposed to be defined as the product of the capacity coefficient and the footprint. For the convenience of performing research, when making one-sided contact, you can use well-known sealed containers with a footprint of ≈490 cm 2 (for 3-6 samples of a given geometric shape).
Максимальную Пmax проницаемость и отрезок времени ТПmax достижения максимальной проницаемости нефтепродукта через многослойный полимерный материал определяют известным методом [ГОСТ 27896-88 «Резины, полимерные эластичные материалы, прорезиненные ткани и ткани с полимерным эластичным покрытием. Методы определения топливопроницаемости» с.8] при температуре предполагаемой зоны использования.The maximum n max, and the time constant T Pmax maximum permeability of oil through the multilayer polymeric material is determined by a known method [GOST 27896-88 "Rubber polymer elastic materials, elastic rubber polymer coated fabric and fabric. Methods for determination of fuel permeability "p.8] at the temperature of the intended use area.
Контейнер для одностороннего контакта многослойных полимерных материалов с нефтепродуктом со стороны топливостойкого слоя изготавливается из материала, стойкого к действию нефтепродуктов (сплава из алюминия, легированной или нержавеющей стали), и состоит из цилиндрического металлического стакана с промежуточным кольцом и зажимной втулкой. В верхней части стакана имеется внутренняя резьба, на которую навинчивается зажимная втулка, обеспечивающая герметичность.The container for one-sided contact of multilayer polymeric materials with oil from the fuel-resistant layer is made of a material resistant to the action of oil products (aluminum alloy, alloy or stainless steel), and consists of a cylindrical metal cup with an intermediate ring and a clamping sleeve. In the upper part of the glass there is an internal thread, onto which a clamping sleeve is screwed, ensuring tightness.
Объем контейнера выбирают с учетом максимальной массы нефтепродукта, необходимой для одностороннего контакта с образцом многослойного полимерного материала со стороны топливостойкого слоя, при этом габаритные размеры контейнера выбирают из условий возможности его размещения в термостате.The volume of the container is selected taking into account the maximum mass of the oil product required for one-sided contact with the sample of the multilayer polymeric material from the side of the fuel-resistant layer, while the overall dimensions of the container are selected from the conditions of its placement in the thermostat.
Проведя исследования различных многослойных полимерных материалов, авторы экспериментально получили предельнодо пустимые значение максимальной проницаемости Пmax (35 г/м2сут) нефтепродукта через многослойный полимерный материал, а также величину рассогласования исходных значений физико-механических показателей (F, l, Fш, σр, Fp, Тхр) и этих же показателей образцов, изготовленных после одностороннего контакта с нефтепродуктом многослойного полимерного материала со стороны топливостойкого слоя при температуре предполагаемой зоны использования в течение отрезка времени ТПmax достижения максимальной проницаемости (менее чем на 20% от исходных).Having studied various multilayer polymeric materials, the authors experimentally obtained the maximum permissible maximum permeability max max (35 g / m 2 days) of the oil product through the multilayer polymeric material, as well as the mismatch value of the initial values of the physical and mechanical properties (F, l, F w , σ p , F p , T xp ) and the same parameters of samples made after unilateral contact with the oil product of a multilayer polymer material from the fuel-resistant layer at the temperature of the proposed zone of use use during the period of time T P max to achieve maximum permeability (less than 20% of the original).
Так, установлено, что многослойный полимерный материал можно рекомендовать для изготовления конкретного технического средства нефтепродуктообеспечения при следующих условиях:So, it was found that a multilayer polymer material can be recommended for the manufacture of a specific technical means of petroleum products under the following conditions:
максимальная проницаемость Пmax нефтепродукта составляет не более 35 г/м2сут;the maximum permeability P max of the oil product is not more than 35 g / m 2 day;
отклонение значений физико-механических показателей (Fн, lн, Fшн, σрн, Fрн, Тхр.н.) многослойного полимерного материала после одностороннего контакта со стороны топливостойкого слоя с нефтепродуктом при температуре предполагаемой зоны использования в течение отрезка времени ТПmax составляет менее чем 20% от исходных (F, l, Fш, σp, Fp, Тхр);deviation of the values of physical and mechanical parameters (F n , l n , F chn , σ rn , F rn , T h.p. ) of a multilayer polymer material after unilateral contact from the fuel-resistant layer with the oil product at the temperature of the intended use zone for a period of time T Pmax is less than 20% of the original (F, l, F W , σ p , F p , T xp );
отклонение значений физико-механических показателей (Fи, lи, Fши, σри, Fри, Тхр.и) после дополнительной выдержки образцов многослойного полимерного материала при температуре (70±2)°С в течение (72±2) ч составляет менее чем 20% от исходных (F, l, Fш, σр, Fp, Тхр).deviation of the values of physical and mechanical parameters (F and , l and , F Shea , σ ri , F ri , T hr.i ) after additional exposure of samples of the multilayer polymer material at a temperature of (70 ± 2) ° C for (72 ± 2) h is less than 20% of the original (F, l, F W , σ p , F p , T xp ).
По каждому из определяемых показателей можно оценить физическое состояние технических средств нефтепродуктообеспечения с достаточной степенью достоверности.For each of the determined indicators, it is possible to assess the physical condition of the technical means of oil products supply with a sufficient degree of reliability.
Так, разрывная нагрузка F многослойного полимерного материала и сопротивление Fp раздиру характеризуют его предельное сопротивление механическому разрушению при деформациях растяжения и раздира соответственно.Thus, the breaking load F of a multilayer polymer material and the tear resistance F p characterize its ultimate resistance to mechanical fracture under tensile and tear deformations, respectively.
Разрывная нагрузка Fш шва определяет прочность шва (сварного, клеевого и т.д.) многослойного полимерного материала и технического средства в целом.The breaking load F W of the seam determines the strength of the seam (welded, adhesive, etc.) of the multilayer polymer material and the technical equipment as a whole.
Прочность связи σр между слоями при расслоении определяет силу сцепления полимерного материала с силовой оболочкой и способность многослойного полимерного материала противостоять различным деформациям без расслоений.The bond strength σ p between the layers during delamination determines the adhesion strength of the polymer material with the force shell and the ability of the multilayer polymer material to withstand various deformations without delamination.
Удлинение l при разрыве позволяет прямо или косвенно оценить высокоэластические и упругие свойства материала при воздействии деформаций растяжения, сжатия, изгиба, сдвига и др.Elongation l at break makes it possible to directly or indirectly evaluate the highly elastic and elastic properties of the material under the action of tensile, compression, bending, shear, etc.
Температура Тхр хрупкости характеризует морозостойкость многослойного полимерного материала, возможность эксплуатации технических средств нефтепродуктообеспечения в различных климатических зонах.The temperature T xp brittleness characterizes the frost resistance of a multilayer polymer material, the possibility of operating technical means of petroleum products in various climatic zones.
Таким образом, суть способа заключается в том, что перед подготовкой образцов заданной геометрической формы из исследуемого многослойного полимерного материала для определения исходных физико-механических показателей (F, l, Fш, σр, Fp, Txp) предварительно исследуют барьерные свойства многослойного полимерного материала, определяя максимальную Пmax проницаемость нефтепродукта и отрезок ТПmax времени ее достижения при температуре предполагаемой зоны использования технического средства. При Пmax>35 г/м2сут бракуют материал, а при Пmax>35 г/м2сут как и в прототипе готовят образцы заданной геометрической формы и определяют исходные физико-механические показатели, при величине рассогласования с нормативными значениями >20% материал бракуют, а ≤20% осуществляют односторонний контакт самого многослойного полимерного материала со стороны топливостойкого слоя с нефтепродуктом, массу которого определяют по коэффициенту вместимости Кв конкретного технического средства, полученному экспериментально, и площади контакта многослойного полимерного материала (площадь посадочного места). После одностороннего контакта многослойного полимерного материала с нефтепродуктом при температуре предполагаемой зоны использования технического средства в течение времени ТПmax готовят образцы заданной геометрической формы.Thus, the essence of the method lies in the fact that before preparing samples of a given geometric shape from the studied multilayer polymer material to determine the initial physical and mechanical parameters (F, l, F w , σ p , F p , T xp ), the barrier properties of the multilayer polymeric material defining the maximum P max oil permeability and Pmax time interval T at a temperature of achieving the intended area of use of technical means. At P max > 35 g / m 2 days, the material is rejected, and at P max > 35 g / m 2 days, as in the prototype, samples of a given geometric shape are prepared and the initial physical and mechanical parameters are determined, with a value of mismatch with standard values> 20% the material is rejected, and ≤20% carry out unilateral contact of the multilayer polymer material itself from the side of the fuel-resistant layer with the oil product, the mass of which is determined by the coefficient of capacity K in a specific technical device obtained experimentally, and the contact area of the multilayer polymeric material (footprint). After one-sided contact of the multilayer polymeric material with the oil product at a temperature of the intended area of use of the technical tool for a time T Pmax , samples of a given geometric shape are prepared.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Пример 1. Необходимо оценить возможность использования многослойного полимерного материала марки ТПОЭР ТУ 405831-2005 г. производства ОАО «Тульский завод РТИ» для изготовления эластичного резервуара вместимостью 25 м3 (ЭР-25) для хранения автомобильных бензинов [ГОСТ Р 51105-97 Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия, Москва, Издательство стандартов, 1999] в климатическом районе II12 (очень жаркий сухой) со средней месячной температурой воздуха июля выше 30°С.Example 1. It is necessary to assess the possibility of using a multilayer polymer material of the TPOER TU brand 405831-2005 manufactured by Tula Plant RTI for the manufacture of an elastic tank with a capacity of 25 m 3 (ER-25) for storing motor gasolines [GOST R 51105-97 Fuel for internal combustion engines. Unleaded gasoline. Specifications, Moscow, Publishing House of Standards, 1999] in climatic region II 12 (very hot dry) with an average monthly July air temperature above 30 ° C.
В качестве нефтепродукта для проведения испытаний использовали широко применяемую марку высокооктанового автобензина Регуляр-92 по ГОСТ Р 51105-97, имеющего в своем составе ароматические углеводороды, а также кислородсодержащие антидетонационные (октаноповышающие) присадки.A widely used brand of high-octane gasoline Regular-92 according to GOST R 51105-97, which contains aromatic hydrocarbons, as well as oxygen-containing antiknock (octane enhancing) additives, was used as an oil product for testing.
За температуру предполагаемой зоны использования принимают температуру (70±2)°С - максимальная температура эксплуатации эластичных резервуаров в экстремальных условиях [С.В.Левинин. Мягкие резервуары для хранения и транспортирования нефтепродуктов, часть II, Москва, Издательство «ЦНИИТЭнефтехим», 1993, с.24]).The temperature of the intended use zone is taken to be (70 ± 2) ° С - the maximum operating temperature of elastic tanks in extreme conditions [S.V. Levinin. Soft tanks for storage and transportation of petroleum products, part II, Moscow, TsNIITEneftekhim Publishing House, 1993, p.24]).
В соответствии с алгоритмом (см. чертеж) реализации способа оценки возможности использования многослойного полимерного материала для изготовления технических средств нефтепродуктообеспечения определяют максимальную проницаемость Пmax (этап 3) автобензина Регуляр-92 через испытуемый материал, фиксируют отрезок ТПmax времени (этап 4) достижения максимальной проницаемости при температуре (70±2)°С известным методом по ГОСТ 27896-88. По результатам испытаний определено, что через 48 часов Пmax автобензина Регуляр-92 через многослойный материал марки ТПОЭР составила 449 г/м2сут.In accordance with the algorithm (see drawing) of the method for assessing the possibility of using a multilayer polymeric material for the manufacture of petroleum products, the maximum permeability P max (step 3) of Regular-92 gasoline is determined through the test material, the time interval T Pmax is recorded (step 4) to achieve the maximum permeability at a temperature of (70 ± 2) ° C by a known method according to GOST 27896-88. According to the test results, it was determined that after 48 hours P max of Regular-92 gasoline through TPOER multilayer material was 449 g / m 2 days.
Полученное значение максимальной проницаемости в ~13 раз превышает допустимое (Пmax≤35 г/м2сут.). Материал бракуют (этап 14).The obtained value of maximum permeability is ~ 13 times higher than permissible (P max ≤35 g / m 2 days). The material is rejected (step 14).
Вывод: многослойный полимерный материал марки ТПОЭР ТУ 405831-2005 г. производства ОАО «Тульский завод РТИ» не может применяться в конструкции эластичного резервуара вместимостью 25 м3 (ЭР-25) для хранения автомобильных бензинов в очень жарком сухом климатическом районе.Conclusion: TPOER TU 405831-2005 multilayer polymer material manufactured by Tula Plant RTI OJSC cannot be used in the construction of an elastic tank with a capacity of 25 m 3 (ER-25) for storing motor gasoline in a very hot, dry climatic region.
Пример 2. Необходимо оценить возможность использования многослойного полимерного материала марки «Полифуд С(30) 140» ТУ 2245-001-52186250-2005 производства ООО «Технопак» в качестве конструкционного материала для изготовления эластичного резервуара вместимостью 4 м3 (ЭР-4) для хранения и транспортирования топлив для реактивных двигателей [ГОСТ 10227-86 Топливо для реактивных двигателей. Технические условия, Москва, Издательство стандартов, 1998] в климатическом районе II12 (очень жаркий сухой) со средней месячной температурой воздуха июля выше 30°С.Example 2. It is necessary to assess the possibility of using a multilayer polymer material of the Polyfood S (30) 140 brand TU 2245-001-52186250-2005 manufactured by Technopack LLC as a structural material for the manufacture of an elastic tank with a capacity of 4 m 3 (ER-4) for storage and transportation of fuels for jet engines [GOST 10227-86 Fuel for jet engines. Specifications, Moscow, Standards Publishing House, 1998] in climatic region II 12 (very hot dry) with an average monthly July air temperature above 30 ° C.
В качестве нефтепродукта для проведения испытаний использовали широко применяемую марку топлива для реактивных двигателей ТС-1 по ГОСТ 10227-86.A widely used brand of fuel for jet engines TS-1 according to GOST 10227-86 was used as a petroleum product for testing.
За температуру предполагаемой зоны использования принимают температуру (70±2)°С - максимальная температура эксплуатации эластичных резервуаров в экстремальных условиях.The temperature of the intended use zone is taken to be (70 ± 2) ° С - the maximum operating temperature of elastic tanks in extreme conditions.
Определяют максимальную проницаемость Пmax (этап 3 алгоритма) топлива ТС-1 через испытуемый материал, фиксируют отрезок ТПmax времени (этап 4 алгоритма) достижения максимальной проницаемости при температуре (70±2)°С известным методом по ГОСТ 27896-88. По результатам испытаний определено, что через 9 суток Пmax топлива ТС-1 через многослойный материал марки «Полифуд С(30)» составила 8 г/м2 сут., что меньше предельнодопустимого значения (Пmax≤35 г/м2 сут.).The maximum permeability P max (step 3 of the algorithm) of the TS-1 fuel is determined through the test material, the time interval T Pmax (step 4 of the algorithm) is reached to reach the maximum permeability at a temperature of (70 ± 2) ° C by the known method according to GOST 27896-88. According to the test results, it was determined that after 9 days П max fuel ТС-1 through the multilayer material of the Polyfood S (30) brand was 8 g / m 2 days, which is less than the maximum permissible value (P max ≤35 g / m 2 days. )
Из испытуемого материала готовят образцы (этап 5 алгоритма) заданной геометрической формы и определяют исходные физико-механические показатели (этап 6 алгоритма) известными методами.Samples (stage 5 of the algorithm) of a given geometric shape are prepared from the test material and the initial physical and mechanical parameters (stage 6 of the algorithm) are determined by known methods.
В соответствии с требованиями, предъявляемыми к материалам для эластичных резервуаров, определяются следующие показатели: разрывные нагрузки F (этап 7 алгоритма) материала, Fш (этап 9 алгоритма) шва и удлинение (этап 8 алгоритма) при разрыве по ГОСТ 30303-95, температура Тхр (этап 12 алгоритма) хрупкости по ГОСТ 16783-71.In accordance with the requirements for materials for elastic tanks, the following indicators are determined: breaking load F (stage 7 of the algorithm) of the material, F W (stage 9 of the algorithm) of the weld and elongation (stage 8 of the algorithm) at break according to GOST 30303-95, temperature T XP (stage 12 of the algorithm) fragility according to GOST 16783-71.
Получены следующие значения показателей: F по основе и утку - 415 Н и 405 Н соответственно; l по основе и утку - 437% и 492% соответственно; Fш - 350 Н; Тхр - ниже минус 58°С.The following indicator values were obtained: F on the basis and weft - 415 N and 405 N, respectively; l warp and weft - 437% and 492%, respectively; F W - 350 N; T xp - below minus 58 ° C.
Сравнивают (этап 13 алгоритма) полученные результаты с заданными (см. табл.6).Compare (step 13 of the algorithm) the obtained results with the given ones (see table 6).
Все значения соответствуют заданным. Продолжают исследования.All values correspond to the set. Research continues.
Задают для ЭР-4 коэффициент вместимости (этап 15 алгоритма) Кв=MTC-1/Sпов.ЭР -4=3200/267800=11,9 г/см2 (см. табл.1).For ER-4, the capacity coefficient is set (step 15 of the algorithm) K in = M TC-1 / S pov. ER -4 = 3200/267800 = 11.9 g / cm 2 (see table 1).
Площадь (Sпов.ЭР-4) внутренней поверхности в см2 резервуара ЭР-4, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, рассчитывается по формуле [В.А.Гусев, А.Г.Мордкович. Математика. Справочные материалы, Москва, Просвещение, 1988, с.402]:The area (S rep. ER-4 ) of the inner surface in cm 2 of the ER-4 reservoir, having the shape of a rectangular parallelepiped, is calculated by the formula [V.A. Gusev, A.G. Mordkovich. Maths. Reference materials, Moscow, Education, 1988, p.402]:
Sпов.ЭР-4=2(ab+bc+ac),S rep. ER-4 = 2 (ab + bc + ac),
где а - длина, см; b - ширина, см; с - высота в заполненном состоянии, см.where a is the length, cm; b - width, cm; c - height in the filled state, see
Sпов.ЭР-4=(360×260+260×65+360×65)=267800 см2 S rep. ER-4 = (360 × 260 + 260 × 65 + 360 × 65) = 267800 cm 2
Масса МТС-1 хранимого топлива ТС-1 при плотности 
Массу (mТС-1) топлива ТС-1, необходимого для одностороннего контакта с образцом многослойного полимерного материала, определяют по формуле mТС-1=Sпов.обр Kв=490,6×11,9=5855 г или по табл.1 (этап 16 алгоритма).The mass (m ТС-1 ) of ТС-1 fuel required for one-sided contact with a sample of a multilayer polymer material is determined by the formula m ТС-1 = S rev.ref K в = 490.6 × 11.9 = 5855 g or according to the table .1 (step 16 of the algorithm).
Для определения физико-механических показателей многослойного полимерного материала необходимо три контейнера: два - для разрывной Fн нагрузки и удлинения lн при разрыве по основе и утку и один - для разрывной Fшн нагрузки шва. Образцы для определения температуры хрупкости имеют сравнительно небольшие геометрические размеры (6,5×25 мм) и не требуют дополнительного контейнера.To determine the physicomechanical parameters of a multilayer polymeric material, three containers are necessary: two for a tensile F n load and an elongation l n for a gap along the base and weft, and one for a tensile F sut joint load. Samples for determining the brittle temperature have relatively small geometric dimensions (6.5 × 25 mm) and do not require an additional container.
В каждый контейнер мерным цилиндром заливают рассчитанную mТС-1 массу топлива ТС-1 (5855 г), устанавливают в каждое посадочное место образец (Sпов.обр=490 см2) многослойного полимерного материала топливостойким слоем внутрь. Контейнеры в сборе переворачивают образцом многослойного полимерного материала вниз и проверяют их герметичность известным способом (например, по отсутствию видимого подтекания топлива).The calculated m ТС-1 mass of fuel ТС-1 (5855 g) is poured into each container with a measuring cylinder, and a sample (S rev.rev = 490 cm 2 ) of a multilayer polymer material with a fuel-resistant layer inside is installed in each seat. The assembled containers are turned upside down with a sample of multilayer polymer material and checked for their tightness in a known manner (for example, by the absence of visible fuel leakage).
Затем герметичные контейнеры помещают в предварительно нагретые до максимальной температуры климатического района II12 (70±2)°С термостаты (этап 17 алгоритма) и выдерживают в течение отрезка времени TПmax=9 сут. (этап 4 алгоритма).Then the sealed containers are placed in thermostats (stage 17 of the algorithm) preheated to the maximum temperature of climatic region II 12 (70 ± 2) ° C and held for a period of time T Pmax = 9 days. (stage 4 of the algorithm).
После истечения 9 сут контейнеры извлекают из термостата и охлаждают при температуре (23±2)°С не менее 0,5 ч до комнатной температуры (этап 18 алгоритма), разбирают контейнеры по одному, готовят из этого многослойного полимерного материала образцы заданной (в виде полосок - 6 шт.) геометрической формы (этап 19 алгоритма), разделяют их на две равные партии (этапы 20 и 21 алгоритма), одну из которых (этап 20 алгоритма) помещают в эксикатор и не позднее чем через 30 с определяют физико-механические показатели (этап 22 алгоритма) образцов Fн=402 Н и 385 Н, lн=441% и 486% по основе и утку соответственно, Fшн=280 Н, Тхр.н=ниже минус 60°С (табл.6) и сравнивают с исходными (этапы 7, 8, 9, 12 алгоритма).After 9 days, the containers are removed from the thermostat and cooled at a temperature of (23 ± 2) ° С for at least 0.5 h to room temperature (step 18 of the algorithm), the containers are disassembled one at a time, samples are prepared from this multilayer polymer material (in the form strips - 6 pcs.) of geometric shape (stage 19 of the algorithm), they are divided into two equal batches (stages 20 and 21 of the algorithm), one of which (stage 20 of the algorithm) is placed in the desiccator and physical and mechanical parameters are determined no later than 30 seconds later indicators (step 22 of the algorithm) of samples F n = 402 N and 385 N, l n = 441% and 486 % based and weft, respectively, F шн = 280 Н, Т хр.н = below minus 60 ° С (Table 6) and compared with the initial ones (stages 7, 8, 9, 12 of the algorithm).
Результаты испытаний показывают, что изменение физико-механических показателей образцов материала «Полифуд С(30) 140» после одностороннего контакта с топливом ТС-1 не превышает 20% от исходных значений.The test results show that the change in the physical and mechanical properties of the Polyfood S (30) 140 material samples after unilateral contact with the TS-1 fuel does not exceed 20% of the initial values.
Переходят к следующему этапу испытаний. Вторую партию образцов заданной геометрической формы дополнительно выдерживают как в прототипе при температуре (70±2)°С в течение 72 ч (этап 23 алгоритма) и после охлаждения до комнатной температуры (этап 24 алгоритма) определяют известными методами значения тех же физико-механических показателей (этап 25 алгоритма) Fи=408 Н и 394 Н, lи=433% и 460% по основе и утку соответственно, Fши=325 Н, Тхр.и.=минус 52°С (см. табл.6) и сравнивают с исходными (этапы 7, 8, 9, 12 алгоритма).Go to the next test stage. The second batch of samples of a given geometric shape is additionally maintained as in the prototype at a temperature of (70 ± 2) ° C for 72 hours (step 23 of the algorithm) and after cooling to room temperature (step 24 of the algorithm), the values of the same physical and mechanical parameters are determined by known methods (algorithm step 25) F u = 408 H and 394 H, l and a = 433% and 460% in the warp and weft, respectively, F shi H = 325, T hr.i. = minus 52 ° C (see table 6) and compared with the source (stages 7, 8, 9, 12 of the algorithm).
Как показали полученные результаты, рассогласование значений физико-механических показателей не превышает 20% от исходных.As the results showed, the mismatch of the values of physical and mechanical parameters does not exceed 20% of the original.
Вывод: многослойный полимерный материал марки «Полифуд С(30) 140» ТУ 2245-001-52186250-2005 производства ООО «Технопак» может применяться в качестве конструкционного материала эластичного резервуара вместимостью 4 м3 (ЭР-4) для хранения и транспортирования топлив для реактивных двигателей в очень жарком сухом климатическом районе (этапы 26 и 27 алгоритма).Conclusion: multilayer polymer material of the Polyfood S (30) 140 brand TU 2245-001-52186250-2005 manufactured by Technopack LLC can be used as a structural material of an elastic tank with a capacity of 4 m 3 (ER-4) for storing and transporting fuels for jet engines in a very hot, dry climatic region (stages 26 and 27 of the algorithm).
Пример 3. Необходимо оценить возможность использования многослойного полимерного материала марки 2-1000 производства ЗАО «Курскрезинотехника» для изготовления напорно-всасывающих рукавов диаметром ⌀100 длиной 6 м ТУ 38 105620-86 «Рукава резиновые для перекачивания авиатоплив и авиамасел на нефтяной основе» для перекачивания автомобильных бензинов в климатическом районе II4 (умеренно холодный) со средней месячной температурой воздуха июля до 25°С.Example 3. It is necessary to evaluate the possibility of using a multilayer polymer material of grade 2-1000 manufactured by Kurskrezinotekhnika CJSC for the manufacture of pressure-suction hoses with a diameter of ⌀100 6 m long TU 38 105620-86 "Rubber hoses for pumping aircraft fuel and aircraft oil based on oil" for pumping motor gasoline in climatic region II 4 (moderately cold) with an average monthly air temperature of July up to 25 ° С.
В качестве нефтепродукта для проведения испытаний использовали широко применяемую марку высокооктанового автобензина Регуляр-92 по ГОСТ Р 51105-97, имеющего в своем составе ароматические углеводороды, а также кислородосодержащие антидетонационные (октаноповышающие) присадки.A widely used brand of high-octane gasoline Regular-92 according to GOST R 51105-97, which contains aromatic hydrocarbons, as well as oxygen-containing antiknock (octane enhancing) additives, was used as an oil product for testing.
За температуру предполагаемой зоны использования принимают температуру (23±2)°С.The temperature of the intended use zone is taken to be (23 ± 2) ° C.
Определяют максимальную проницаемость Пmax (этап 3 алгоритма) автобензина Регуляр-92 через испытуемый материал, фиксируют отрезок ТПmax времени (этап 4 алгоритма) достижения максимальной проницаемости при температуре (23±2)°С известным методом по ГОСТ 27896-88. По результатам испытаний определено, что через 7 суток Пmax автобензина Регуляр-92 через многослойный материал марки 2-1000 составил 34 г/м2сут, что меньше предельно допустимого значения (Пmax≤35 г/м2сут).The maximum permeability P max (step 3 of the algorithm) of Regular-92 gasoline is determined through the test material, the time interval T Pmax (step 4 of the algorithm) is reached to achieve maximum permeability at a temperature of (23 ± 2) ° С by a known method according to GOST 27896-88. According to the test results, it was determined that after 7 days P max of Regular-92 gasoline through 2-1000 multilayer material was 34 g / m 2 days, which is less than the maximum permissible value (P max ≤35 g / m 2 days).
Из испытуемого материала готовят образцы (этап 5 алгоритма) заданной геометрической формы и определяют исходные физико-механические показатели (этап 6 алгоритма) известными методами.Samples (stage 5 of the algorithm) of a given geometric shape are prepared from the test material and the initial physical and mechanical parameters (stage 6 of the algorithm) are determined by known methods.
В соответствии с требованиями, предъявляемыми к материалам для напорно-всасывающих рукавов, определяются следующие показатели: разрывная нагрузки F (этап 7 алгоритма) материала и удлинение l при разрыве (этап 8 алгоритма) по ГОСТ 30303-95, прочность связи σр между слоями при расслоении (этап 10 алгоритма) по ГОСТ 6768-75, сопротивление Fp раздиру (этап 11 алгоритма) по ГОСТ 30304-95, температура Тхр (этап 12 алгоритма) хрупкости по ГОСТ 16783-71.In accordance with the requirements for materials for pressure-suction hoses, the following indicators are determined: breaking load F (stage 7 of the algorithm) of the material and elongation l at break (stage 8 of the algorithm) according to GOST 30303-95, bond strength σ p between the layers at delamination (step 10 of the algorithm) according to GOST 6768-75, tear resistance F p (step 11 of the algorithm) according to GOST 30304-95, temperature T xp (step 12 of the algorithm) fragility according to GOST 16783-71.
Получены следующие значения показателей: F по основе и утку - 1015 Н и 1005 Н соответственно; l по основе и утку - 237% и 298% соответственно; σр=25 Н/см; Fp по основе и утку - 56 Н и 53 Н соответственно; Тхр - минус 52°С.The following indicator values were obtained: F on the basis and weft - 1015 N and 1005 N, respectively; l warp and weft - 237% and 298%, respectively; σ p = 25 N / cm; F p on the basis and weft - 56 N and 53 N, respectively; T xp - minus 52 ° C.
Сравнивают (этап 13 алгоритма) полученные результаты с заданными (см. табл.7).Compare (step 13 of the algorithm) the obtained results with the given ones (see table 7).
Все значения соответствуют заданным. Продолжают исследования.All values correspond to the set. Research continues.
Задают для напорно-всасывающего рукава диаметром ⌀100 мм длиной 6 м коэффициент вместимости (этап 15 алгоритма).For a pressure-suction hose with a diameter of ⌀100 mm and a length of 6 m, a capacity coefficient is specified (step 15 of the algorithm).
Кв=МРегуляр-92/Sпов.⌀100=18997/34,4=1,8 г/см2 (см. табл.4).To in = M Regular-92 / S pov.⌀100 = 18997 / 34.4 = 1.8 g / cm 2 (see table 4).
Площадь (Sпов.⌀100) внутренней поверхности в см2 рукава, имеющего форму цилиндра, рассчитывается по формуле [В.А.Гусев, А.Г.Мордкович. Математика. Справочные материалы, Москва, Просвещение, 1988, с.403].The area (S pov.⌀100 ) of the inner surface in cm 2 of the sleeve, having the shape of a cylinder, is calculated by the formula [V.A. Gusev, A.G. Mordkovich. Maths. References, Moscow, Education, 1988, p.403].
Sпов.⌀100=2πRH+2πR2,S rot . ⌀100 = 2πRH + 2πR 2 ,
где R - радиус основания цилиндра, см;where R is the radius of the base of the cylinder, cm;
Н - высота цилиндра, см;H is the height of the cylinder, cm;
Sпов.⌀100=2×3,14×5×600+2×3,14×52=18997 см2 S rep . ⌀100 = 2 × 3.14 × 5 × 600 + 2 × 3.14 × 5 2 = 18997 cm 2
Масса автобензина Регуляр-92 в рукаве диаметром ⌀100 мм длиной 6 м при плотности 
Массу (mрегуляр-92 ) автобензина Регуляр-92, необходимого для одностороннего контакта с образцом многослойного полимерного материала, определяют по формуле mРегуляр-92=Sпов.обрКв=490,6×1,8=882 г или по табл.1 (этап 16 алгоритма).Mass (m reg-92) Regular gasoline-92 required for one-sided contact with the sample multilayer polymeric material is determined by the formula m Regular-92 = S pov.obr K = 490,6 × 1,8 = 882 g or Table .1 (step 16 of the algorithm).
Для определения физико-механических показателей многослойного полимерного материала необходимо семь контейнеров: два - для разрывной F нагрузки и удлинения l при разрыве по основе и утку и один - для прочности связи σр, четыре - для сопротивления Fp раздиру по основе и утку. Образцы для определения температуры хрупкости имеют сравнительно небольшие геометрические размеры (6,5×25 мм) и не требуют дополнительного контейнера.To determine the physicomechanical parameters of a multilayer polymeric material, seven containers are needed: two for breaking strength F and elongation l for breaking on the base and weft, and one for bond strength σ p , four for resistance F p tearing along the base and weft. Samples for determining the brittle temperature have relatively small geometric dimensions (6.5 × 25 mm) and do not require an additional container.
В каждый контейнер мерным цилиндром заливают рассчитанную mрегуляр-92 массу автобензина Регуляр-92 (882 г), устанавливают в каждое посадочное место образец (Sпов.обр=490 см2) многослойного полимерного материала топливостойким слоем внутрь. Контейнеры в сборе переворачивают образцом многослойного полимерного материала вниз и проверяют их герметичность известным способом (например, по отсутствию видимого подтекания автобензина).A calculated m regular-92 mass of Regular-92 gasoline (882 g) is poured into each container with a measuring cylinder, a sample (S rev.rev = 490 cm 2 ) of a multilayer polymer material with a fuel-resistant layer inside is installed in each seat. The assembled containers are turned down with a sample of multilayer polymer material and checked for their tightness in a known manner (for example, by the absence of visible leakage of gasoline).
Затем герметичные контейнеры выдерживают при температуре климатического района II4(23±2)°C (этап 17 алгоритма) в течение отрезка времени ТПmax=7 сут (этап 4 алгоритма).Then the sealed containers are kept at a temperature of the climatic region II 4 (23 ± 2) ° C (step 17 of the algorithm) for a period of time T Pmax = 7 days (step 4 of the algorithm).
После истечения 7 сут разбирают контейнеры по одному, готовят из этого многослойного полимерного материала образцы заданной (в виде полосок) геометрической формы (этап 19 алгоритма), разделяют их на две равные партии (этапы 20 и 21 алгоритма), одну из которых (этап 20 алгоритма) помещают в эксикатор и не позднее чем через 30 с определяют физико-механические показатели (этап 22 алгоритма) образцов Fн=902 Н и 890 Н, lн=240% и 285% по основе и утку соответственно, σрн=10 Н/см; Fрн по основе и утку - 45 Н и 41 Н соответственно; Тхр.н - ниже минус 60°С (табл.7) и сравнивают с исходными (этапы 7, 8, 10, 11, 12 алгоритма).After 7 days, the containers are disassembled one at a time, samples of a given geometric shape (in the form of strips) of this multilayer polymer material are prepared (step 19 of the algorithm), they are divided into two equal lots (steps 20 and 21 of the algorithm), one of which (step 20 algorithms) are placed in a desiccator and physicomechanical indicators (step 22 of the algorithm) of samples F n = 902 N and 890 N, l n = 240% and 285% of the base and weft, respectively, σ ph = 10 are determined no later than 30 s N / cm; F pH on the basis and weft - 45 N and 41 N, respectively; T h.p.n is below minus 60 ° C (Table 7) and compared with the initial ones (stages 7, 8, 10, 11, 12 of the algorithm).
Результаты испытаний показывают, что изменение прочности связи σрн между слоями при расслоении образцов материала 2-1000 после одностороннего контакта с автобензином Регуляр-92 составило 37,5% по отношению к исходному значению, что превышает 20%. Материал бракуют (этап 14 алгоритма), испытания прекращают.The test results show that the change in the bond strength σ ph between the layers during the separation of samples of 2-1000 material after unilateral contact with Regular-92 gasoline amounted to 37.5% with respect to the initial value, which exceeds 20%. The material is rejected (step 14 of the algorithm), the tests are stopped.
Вывод: многослойный полимерный материал марки 2-1000 производства ЗАО «Курскрезинотехника» не может применяться для изготовления напорно-всасывающих рукавов диаметром ⌀100 длиной 6 м ТУ 38 105620-86 «Рукава резиновые для перекачивания авиатоплив и авиамасел на нефтяной основе» для перекачивания автомобильных бензинов в умеренно-холодном климатическом районе.Conclusion: multilayer polymer material of grade 2-1000 manufactured by Kurskrezinotekhnika CJSC cannot be used for the manufacture of pressure-suction hoses with a diameter of 6100 with a length of 6 m TU 38 105620-86 "Rubber hoses for pumping jet fuels and oil oils based on oil" for pumping gasoline in a moderately cold climatic region.
Таким образом, способ оценки возможности использования многослойного полимерного материала для изготовления технических средств нефтепродуктообеспечения позволяет:Thus, the method of assessing the possibility of using a multilayer polymer material for the manufacture of technical means of petroleum products allows you to:
повысить достоверность результатов исследования за счет приближения условий испытаний к условиям эксплуатации конкретных технических средств из многослойных полимерных материалов в различных климатических районах;to increase the reliability of the research results by bringing the test conditions closer to the operating conditions of specific technical equipment from multilayer polymeric materials in various climatic regions;
обеспечить надежность и экологическую безопасность эксплуатации технических средств из многослойных полимерных материалов (получены максимальное значение проницаемости товарных нефтепродуктов через многослойный полимерный материал, а также предельно допустимое изменение его физико-механических показателей после контакта с нефтепродуктами по отношению к исходным).to ensure the reliability and environmental safety of the operation of technical equipment made of multilayer polymeric materials (the maximum value of the permeability of marketable petroleum products through a multilayer polymeric material, as well as the maximum permissible change in its physical and mechanical properties after contact with petroleum products relative to the original ones, were obtained).
Изобретение может быть использовано при разработке (модернизации), производстве, эксплуатации и ремонте технических средств нефтепродуктообеспечения.The invention can be used in the development (modernization), production, operation and repair of technical means of petroleum products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006130671/04A RU2310841C1 (en) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | Method of assessing possibility of use of multi-layer polymeric material for manufacturing means for supplying oil product |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006130671/04A RU2310841C1 (en) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | Method of assessing possibility of use of multi-layer polymeric material for manufacturing means for supplying oil product |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2310841C1 true RU2310841C1 (en) | 2007-11-20 |
Family
ID=38959493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006130671/04A RU2310841C1 (en) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | Method of assessing possibility of use of multi-layer polymeric material for manufacturing means for supplying oil product |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2310841C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470264C1 (en) * | 2011-07-20 | 2012-12-20 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Method to determine mass of oil products when storing them in elastic reservoir |
| RU2659382C1 (en) * | 2017-05-25 | 2018-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО" (ООО "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО") | Method for evaluating of condition of polymer pipe |
-
2006
- 2006-08-25 RU RU2006130671/04A patent/RU2310841C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 9.030-74. ЕСЗКР. Резины. Метод испытаний на стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред. Метод В, с.43. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470264C1 (en) * | 2011-07-20 | 2012-12-20 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Method to determine mass of oil products when storing them in elastic reservoir |
| RU2659382C1 (en) * | 2017-05-25 | 2018-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО" (ООО "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО") | Method for evaluating of condition of polymer pipe |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2266309C2 (en) | Polyamide-based composition for flexible tubes contained crude oil or gas | |
| Barth et al. | Polymers for hydrogen infrastructure and vehicle fuel systems | |
| RU2310841C1 (en) | Method of assessing possibility of use of multi-layer polymeric material for manufacturing means for supplying oil product | |
| KR102412269B1 (en) | Multilayer hollow body having high leaching resistance | |
| Kass et al. | Compatibility study for plastic, elastomeric, and metallic fueling infrastructure materials exposed to aggressive formulations of isobutanol-blended gasoline | |
| US5220823A (en) | Double walled underground storage tank | |
| WO2012039759A2 (en) | Multimedia evaluation of butanol-containing fuels | |
| Broughton et al. | Accelerated ageing of polymeric materials. | |
| Pinter et al. | Influence of nonylphenol–polyglycol–ether environments on the results of the full notch creep test | |
| Kass et al. | Intermediate Ethanol Blends Infrastructure Materials Compatibility Study: Elastomers, Metals, and Sealants | |
| US20220306378A1 (en) | Container liner for holding liquids | |
| Liao et al. | Failure analysis of glass fiber reinforced composite pipe for high pressure sewage transport | |
| WO2012100923A1 (en) | Method to improve the barrier properties of composite gas cylinders and high pressure gas cylinder having enhanced barrier properties | |
| RU2304553C1 (en) | Mobile elastic tank for oil products | |
| Sängerlaub et al. | Long‐time performance of bottles made of PET blended with various concentrations of oxygen scavenger additive stored at different temperatures | |
| Frank et al. | Characterization of crack initiation and slow crack growth resistance of PE 100 and PE 100 RC pipe grades with cyclic cracked round bar (CRB) tests | |
| Weltschev | Comparison between material parameters of polyethylene grades and the test performance behaviour of packaging for the transport of dangerous goods | |
| Jansma et al. | Testing spoolable reinforced flexible pipes and liner material for high-pressure hydrogen transport | |
| RO113541B1 (en) | Tube used especially in transporting hydrocarbons | |
| EP2598576B1 (en) | Fuel part and process for preparation of a fuel part | |
| CA3005824A1 (en) | Hose inner layer formed of eco blended with nbr/pvc | |
| RU2343447C1 (en) | Method of evaluation of oil products effect onto polymer materials used in technical means of oil products provision | |
| US11034236B2 (en) | Fuel tank composition | |
| Frank et al. | Accelerated material testing with cyclic CRB tests | |
| Rybakov et al. | Methods and Technologies for Creating a New Generation of Fuel Storage and Transportation Facilities |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HK4A | Changes in a published invention | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110826 |