RU2808131C1 - Flexible pipe from polymer composite materials and method of its manufacture based on vulcanized rubber glass fabric and polymer coating - Google Patents

Flexible pipe from polymer composite materials and method of its manufacture based on vulcanized rubber glass fabric and polymer coating Download PDF

Info

Publication number
RU2808131C1
RU2808131C1 RU2023102608A RU2023102608A RU2808131C1 RU 2808131 C1 RU2808131 C1 RU 2808131C1 RU 2023102608 A RU2023102608 A RU 2023102608A RU 2023102608 A RU2023102608 A RU 2023102608A RU 2808131 C1 RU2808131 C1 RU 2808131C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer
shell
flexible pipe
pipe
spiral
Prior art date
Application number
RU2023102608A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Викторович Тятинькин
Александр Витальевич Суворов
Антон Викторович Дорчинец
Екатерина Александровна Варакина
Дмитрий Вадимович Паранин
Original Assignee
Акционерное общество Производственно-конструкторское объединение "Теплообменник" (АО ПКО "Теплообменник")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество Производственно-конструкторское объединение "Теплообменник" (АО ПКО "Теплообменник") filed Critical Акционерное общество Производственно-конструкторское объединение "Теплообменник" (АО ПКО "Теплообменник")
Application granted granted Critical
Publication of RU2808131C1 publication Critical patent/RU2808131C1/en

Links

Abstract

FIELD: polymers.
SUBSTANCE: group of inventions relates, in particular, to single-layer reinforced composite pipes made on the basis of vulcanized rubberized glass fabric intended for transporting gaseous substances in air distribution systems of aerospace equipment. The flexible pipe consists of a spiral (flexible) main part, including an inner shell made of various types of vulcanized rubberized fiberglass, a spiral made of silica-filled cord, a surrounding base composite material, a protective polymer shell of two cuffs made by contact moulding in place made of structural fiberglass impregnated with an elastic polymer, or from a rubber mixture, and intended for connecting the pipe in the working position at the site. The method of manufacturing a flexible pipe from polymer composite materials is achieved by increasing the quality of the product, its strength, flexibility, tightness, resistance to prolonged exposure to aggressive environments (ammonia, nitrogen dioxide, sulphur dioxide, hydrogen sulphide and ozone) and salt (sea) fog, as well as manufacturability and low cost.
EFFECT: improved performance characteristics, especially when operating the pipe at low temperatures, maintainability, ease of installation and operation.
3 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Группа изобретений относится, в частности к однослойным армированным композитным трубам, изготовленных на основе вулканизированной прорезиненной стеклоткани, предназначенных для транспортировки газообразных веществ в системах распределения воздуха из состава системы кондиционирования воздуха аэрокосмической техники.The group of inventions relates, in particular, to single-layer reinforced composite pipes made on the basis of vulcanized rubberized glass fabric, intended for transporting gaseous substances in air distribution systems from the air conditioning system of aerospace equipment.

Уровень техникиState of the art

Одними из наиважнейших задач в развитии аэрокосмической техники являются уменьшение массы и увеличение эксплуатационного ресурса летательных аппаратов (ЛА) - для обеспечения эффективности и надежности их использования. Значительного прогресса в этом направлении удалось добиться благодаря широкому применению полимерных композиционных материалов взамен металлов в конструкциях летательных аппаратов, что обусловлено их уникальными свойствами, такими как низкая объемная плотность, высокая удельная прочность, возможность создания крупногабаритных пространственно-сложных конструкций, способствующих снижению количества и массы соединительных элементов и др.One of the most important tasks in the development of aerospace technology is reducing the weight and increasing the operational life of aircraft - to ensure the efficiency and reliability of their use. Significant progress in this direction has been achieved thanks to the widespread use of polymer composite materials instead of metals in aircraft structures, which is due to their unique properties, such as low bulk density, high specific strength, the ability to create large-sized spatially complex structures that help reduce the number and weight of connecting parts. elements, etc.

Известно изобретение «Препрег» (патент RU2687926, МПК В32В 27/12, C08J 5/00, Заявка: 2018114525, 19.04.2018, Опубликовано: 16.05.2019) содержащий волокнистый наполнитель, состоящий из высокопрочных нейтральных нитей с номинальной линейной плотностью 14,3; 29,4; 58,8 текс, клеевое полимерное расплавное связующее и полисульфон, отличающийся тем, что высокопрочные нейтральные нити получены на основе арамидных волокон Русар-НТ, синтезированных с использованием мономера - хлор-n-фенилендиамина, при следующем соотношении компонентов. В отличие от изобретения №2687926, в исследуемом объекте отсутствуют высокопрочные нейтральные нити полученные на основе арамидных волокон Русар-НТ и другая плотность наполнителя.The invention “Prepreg” is known (patent RU2687926, MPK V32V 27/12, C08J 5/00, Application: 2018114525, 04/19/2018, Published: 05/16/2019) containing a fibrous filler consisting of high-strength neutral threads with a nominal linear density of 14.3 ; 29.4; 58.8 tex, adhesive polymer melt binder and polysulfone, characterized in that high-strength neutral threads are obtained on the basis of Rusar-NT aramid fibers, synthesized using the monomer - chloro-n-phenylenediamine, in the following ratio of components. Unlike invention No. 2687926, the object under study does not contain high-strength neutral threads based on Rusar-NT aramid fibers and a different filler density.

«Способ получения конструкционного композиционного материала» по патенту на изобретение (RU2405675, МПК В29С 51/10, В32В 27/12, C08J 5/00, Заявка: 2009126970/04, 15.07.2009, Опубликовано: 10.12.2010), включающий сборку пакета из слоев арамидной ткани и полимерного связующего и формование его при повышенной температуре и давлении, отличающийся тем, что сборку пакета осуществляют из слоев арамидной ткани и полимерного связующего в количестве 40-55 мас. %, а перед формованием собранный пакет помещают в гермочехол, подключают к вакуумной системе, вакуумируют до остаточного давления 0,07-0,09 МПа и выдерживают при температуре 70-120°С не менее 30 мин. В исследуемом объекте, в отличии от заявленного технического решения по патенту на изобретение №2405675 не используются вакуумная установка и нет формования.“Method for producing structural composite material” according to a patent for an invention (RU2405675, IPC V29S 51/10, V32V 27/12, C08J 5/00, Application: 2009126970/04, 07/15/2009, Published: 12/10/2010), including assembly of the package from layers of aramid fabric and a polymer binder and molding it at elevated temperature and pressure, characterized in that the package is assembled from layers of aramid fabric and a polymer binder in an amount of 40-55 wt. %, and before molding, the assembled bag is placed in a hermetic case, connected to a vacuum system, vacuumed to a residual pressure of 0.07-0.09 MPa and kept at a temperature of 70-120°C for at least 30 minutes. In the object under study, in contrast to the declared technical solution under patent for invention No. 2405675, a vacuum installation is not used and there is no molding.

В качестве прототипа выбрано изобретение «Гибкий трубопровод из полимерного композиционного материала» (патент RU2733797, МПК F16L 11/10, Заявка: 2019136153, 11.11.2019, Опубликовано: 06.10.2020, статус: действует), имеющий гибкий трубопровод из полимерного композиционного материала, включающий эластичную оболочку, выполненную из материала, армированного одним слоем стеклоткани, и усиленную спиралью жесткости, отличающийся тем, что эластичная оболочка выполнена из негорючего эластичного материала с углом расположения нитей основы и утка к продольной оси трубопровода 45°±10°, при этом поверх оболочки приклеена на эластичном клее спираль жесткости, состоящая из шнура с нитями, пропитанного низкоконцентрированным раствором термореактивного связующего, причем шнур просушен до приклейки к оболочке, а связующее после приклейки шнура отверждено при температуре от +50°С до +140°С, а по открытым сторонам концов трубопровода приклеены на эластичном клее манжеты из эластичного материала.The invention chosen as a prototype is “Flexible pipeline made of polymer composite material” (patent RU2733797, IPC F16L 11/10, Application: 2019136153, 11/11/2019, Published: 10/06/2020, status: valid), having a flexible pipeline made of polymer composite material, comprising an elastic shell made of material reinforced with one layer of fiberglass and reinforced with a rigidity spiral, characterized in that the elastic shell is made of non-flammable elastic material with an angle of warp and weft threads to the longitudinal axis of the pipeline of 45°±10°, while on top of the shell glued on elastic glue is a spiral of rigidity, consisting of a cord with threads, impregnated with a low-concentrated solution of a thermosetting binder, and the cord is dried before gluing to the shell, and the binder, after gluing the cord, is cured at a temperature from +50°C to +140°C, and on the open sides The ends of the pipeline are glued with cuffs made of elastic material using elastic glue.

К недостаткам прототипа можно отнести расслоение композитного патрубка в условиях быстрого снижением давления газа или под воздействием значительных изгибающих усилий, вследствие того, что соединение между полимерной лентой армированная однонаправленными волокнами и контактной поверхностью внутренней полимерной трубы, в случае близкой к оптимальной комбинации материалов является недостаточным, чтобы выдерживать нагрузки при установке и эксплуатации в жестких условиях, которым подвергают трубы.The disadvantages of the prototype include the delamination of the composite pipe under conditions of a rapid decrease in gas pressure or under the influence of significant bending forces, due to the fact that the connection between the polymer tape reinforced with unidirectional fibers and the contact surface of the internal polymer pipe, in the case of a close to optimal combination of materials, is insufficient to withstand the loads during installation and operation in the harsh conditions to which the pipes are subjected.

В отличие от прототипа в данном способе изготовления патрубков гибких последовательное склеивание манжет по месту изготовления, а не отливка в пресс-форме, а также другой режим термообработки изделия и угол расположения нитей основы и утка к продольной оси трубопровода.Unlike the prototype, this method of manufacturing flexible pipes involves sequential gluing of the cuffs at the point of manufacture, rather than casting in a mold, as well as a different mode of heat treatment of the product and the angle of the warp and weft threads to the longitudinal axis of the pipeline.

Важной особенностью полимерных композиционных материалов (ПКМ) с кремнийорганическим полимерным материалом является высокая стабильность (наблюдаются минимальные потери) их механических свойств при переходе в область низких температур (при от -30°С до -50°С). У кремнийорганических полимеров основная цепь построена из атомов кремния и кислорода, а боковые группы содержат атомы углерода, водорода или других химических элементов, благодаря чему кремнийорганические соединения обладают повышенной термической и химической стойкостью.An important feature of polymer composite materials (PCMs) with organosilicon polymer material is the high stability (minimal losses are observed) of their mechanical properties when moving to the low temperature region (from -30°C to -50°C). In organosilicon polymers, the main chain is built from silicon and oxygen atoms, and the side groups contain atoms of carbon, hydrogen or other chemical elements, due to which organosilicon compounds have increased thermal and chemical resistance.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Технической задачей настоящего изобретения является получение патрубка гибкого из полимерных композиционных материалов, в котором применены современные технологии при изготовлении, обеспечение компенсации температурного расширения и деформации мест крепления на летательном аппарате, герметичности воздухопровода, негорючесть, минимальная масса и высокая надежность, что выполняется техническими решениями соответствующим аналогичным решениям, известным из современной научно-технической информации и применяемым при решении аналогичных задач в современном авиастроении, позволяя обеспечить современным отечественным пассажирским самолетам конкурентоспособность в сравнении с зарубежными аналогами при высокой эксплуатационной надежности и комфорте пассажиров.The technical objective of the present invention is to obtain a flexible pipe from polymer composite materials, in which modern technologies are used in manufacturing, providing compensation for thermal expansion and deformation of attachment points on the aircraft, air duct tightness, non-flammability, minimal weight and high reliability, which is achieved by technical solutions corresponding to similar ones solutions known from modern scientific and technical information and used in solving similar problems in modern aircraft construction, allowing modern domestic passenger aircraft to be competitive in comparison with foreign analogues with high operational reliability and passenger comfort.

Техническим результатом изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик в целом, особенно при эксплуатации патрубка при низких температурах и достижения нового технического результата.The technical result of the invention is to improve operational characteristics in general, especially when operating the pipe at low temperatures and to achieve a new technical result.

К преимуществам изобретения по сравнению с аналогами, можно отнести весовую эффективность, а также ее высокие показатели прочности и жесткости при минимальной массе. Чем меньше масса вспомогательных систем, тем больше полезная нагрузка ЛА и более рационален расход топлива, как следствие экономия топлива и снижение стоимости перевозок. Надежность и простота в эксплуатации в течение длительного времени работы увеличивает продолжительность срока службы ЛА, обеспечивает эффективность их использования в коммерческих целях. Установка не содержит элементов автоматики. Рекомендуется только периодический внешний осмотр.The advantages of the invention compared to analogues include weight efficiency, as well as its high strength and rigidity indicators with minimal weight. The smaller the mass of the auxiliary systems, the greater the payload of the aircraft and the more rational the fuel consumption, as a result of which fuel economy is saved and the cost of transportation is reduced. Reliability and ease of operation over a long period of operation increases the service life of the aircraft and ensures the efficiency of their use for commercial purposes. The installation does not contain automation elements. Only periodic external inspection is recommended.

В результате решения технической задачи предложен патрубкок гибкий из полимерного композиционного материала, включающий эластичную оболочку, выполненную из стеклотканного материала, армированного прорезиненной вулканизованной стеклотканью и усиленную спиралью жесткости, отличающийся тем, что эластичная оболочка выполнена из негорючего эластичного материала с углом расположения нитей основы и утка к продольной оси трубопровода 45°±5°, при этом поверх оболочки приклеена на эластичный полимерный материал спираль жесткости, состоящая из просушенного до приклейки к оболочке шнура с нитями, пропитанного раствором термореактивного связующего, отвержденного при температуре от +75°С до +135°С, при этом, патрубок состоит из основной части и двух манжет, изготовленных контактным формованием по месту, выполненных из стеклоткани конструкционной, пропитанной эластичным полимером, или из смеси резиновой, и предназначенных для соединения патрубка в рабочем положении на объекте.As a result of solving a technical problem, a flexible pipe made of a polymer composite material was proposed, including an elastic shell made of fiberglass material reinforced with rubberized vulcanized fiberglass and reinforced with a spiral of rigidity, characterized in that the elastic shell is made of non-flammable elastic material with an angle of warp and weft threads to longitudinal axis of the pipeline 45°±5°, while on top of the shell a rigidity spiral is glued to an elastic polymer material, consisting of a cord with threads, dried before gluing to the shell, impregnated with a solution of a thermosetting binder, cured at a temperature from +75°C to +135°C , in this case, the pipe consists of a main part and two cuffs, made by contact molding in place, made of structural fiberglass impregnated with an elastic polymer, or from a rubber mixture, and intended for connecting the pipe in the working position on the site.

Технической задачей предлагаемой технологии является разработка способа изготовления патрубка гибкого из ПКМ, не требующий специального дорогостоящего оборудования для его осуществления, позволяющего изготавливать изделия в диапазоне от 200 до 3000 мм с постоянным диаметром сечения и с шагом 5-25 мм по всей длине трубы.The technical task of the proposed technology is to develop a method for manufacturing a flexible pipe from PCM, which does not require special expensive equipment for its implementation, allowing the production of products in the range from 200 to 3000 mm with a constant cross-sectional diameter and in increments of 5-25 mm along the entire length of the pipe.

Технический результат от использования способа изготовления патрубка гибкого из ПКМ заключается в повышении качества изготовления изделия, его прочности, гибкости, герметичности, стойкости к длительному воздействию агрессивных сред (аммиака, двуокиси азота, сернистого газа, сероводорода и озона) и соляного тумана, а также технологичности изготовления, простоты монтажа и эксплуатации в составе системы кондиционирования и вентиляции воздуха, взаимозаменяемости его узлов и деталей, ремонтопригодности и низкой себестоимости, как при изготовлении и монтаже в составе системы кондиционирования и вентиляции воздуха, так и в процессе его эксплуатации и проведения ремонтно-восстановительных работ.The technical result from using the method for manufacturing a flexible pipe from PCM is to improve the quality of the product, its strength, flexibility, tightness, resistance to prolonged exposure to aggressive environments (ammonia, nitrogen dioxide, sulfur dioxide, hydrogen sulfide and ozone) and salt fog, as well as manufacturability manufacturing, ease of installation and operation as part of an air conditioning and ventilation system, interchangeability of its components and parts, maintainability and low cost, both during manufacture and installation as part of an air conditioning and ventilation system, and during its operation and repair and restoration work .

Основные задачи способа решены и технический результат достигнут:The main objectives of the method have been solved and the technical result has been achieved:

• за счет применения новых операций в технологических процессах изготовления патрубка гибкого;• through the use of new operations in the technological processes of manufacturing flexible pipes;

• за счет наиболее эффективного с точки зрения обеспечения эксплуатационной надежности оболочки патрубка гибкого, образованной из стеклотканного наполнителя и полимерного связующего, его структуры и состава, объемного соотношения армирующего наполнителя и полимерного связующего на разных стадиях преобразования в готовое изделие.• due to the most effective from the point of view of ensuring operational reliability of the shell of the flexible pipe, formed from glass fabric filler and a polymer binder, its structure and composition, the volumetric ratio of the reinforcing filler and polymer binder at different stages of transformation into the finished product.

Описание чертежейDescription of drawings

Преимущества и особенности изобретения поясняются конкретными примерами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, где на фигуре показана конструкция патрубка гибкого, состоят из спиральной (гибкой) основной части I и двух манжет II, с разным соединением с основной частью и разным составом материалов в вариантах изготовления по месту и предназначенных для соединения патрубков в рабочем положении на объекте.The advantages and features of the invention are explained by specific examples of its implementation with reference to the attached drawings, where the figure shows the design of a flexible pipe, consisting of a spiral (flexible) main part I and two cuffs II, with different connections to the main part and different compositions of materials in manufacturing options in place and intended for connecting pipes in working position at the site.

По 1 варианту патрубок гибкий из спиральной (гибкой) части включающей внутреннюю оболочку (1) из ткани прорезиненной вулканизированной двусторонней с направлением основы под углом 45°±5°, армированной спиралью из шнура кремнеземного наполненного 2 для обеспечения «сгибаемости» трубопровода без схлопывания, окружающего ее базового композитного материала 3, манжеты из стеклоткани конструкционной пропитанной эластичным полимером 4.According to option 1, the flexible pipe is made of a spiral (flexible) part including an inner shell (1) of rubberized vulcanized double-sided fabric with the direction of the base at an angle of 45°±5°, reinforced with a spiral of silica-filled cord 2 to ensure “bending” of the pipeline without collapsing surrounding its base composite material 3, cuff made of structural fiberglass impregnated with elastic polymer 4.

По 1 варианту патрубок гибкий из спиральной (гибкой) части включающей внутреннюю оболочку (1) из ткани прорезиненной вулканизированной двусторонней с направлением основы под углом 45°±5°, армированной спиралью из шнура кремнеземного наполненного 2 для обеспечения «сгибаемости» трубопровода без схлопывания, окружающего ее базового композитного материала 3, манжеты из смеси резиновой 4.According to option 1, the flexible pipe is made of a spiral (flexible) part including an inner shell (1) of rubberized vulcanized double-sided fabric with the direction of the base at an angle of 45°±5°, reinforced with a spiral of silica-filled cord 2 to ensure “bending” of the pipeline without collapsing surrounding its base composite material is 3, the cuff is made of a rubber mixture 4.

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

Пример 1.Example 1.

При изготовлении патрубка гибкого на основе вулканизированной прорезиненной ткани и полимерного покрытия, ножницами отрезают от рулона стеклоткани конструкционной заготовку не менее 1 метра и производят сушку заготовки при температуре 110±100°С в течение 3-3,5 часов в электрошкафу. Нарезают материалы на заготовки по размерам и пропитывают на кленке края разметки стеклоткани герметиком с помощью кисти, при этом герметик необходимо приготовить в соотношении 100:80. Заготовки отрезают по разметке и нарезают шнур кремнеземный наполненный. Далее наматывают шнур в один слой на приспособление для пропитки. Пропитывают шнур кремнеземный наполненный связующим типа РС-Н, с концентрацией 30% и при этом допускается приготовить раствор, смешением 30 м.ч. связующего и 70 м.ч ацетона. После этого производят сушку шнура при температура 105±50°С в течение 1,5±0,5 часа в электрошкафу. После чего охлаждают до температуры окружающей среды. Затем снова пропитывают шнур кремнеземный наполненный связующим типа РС-Н, с концентрацией 30%. После чего производят сушку в электрошкафу шнура при температуре 75±50°С в течение 1,5±0,5 часа.When manufacturing a flexible pipe based on vulcanized rubberized fabric and a polymer coating, a piece of at least 1 meter is cut from a roll of structural fiberglass fabric with scissors and the piece is dried at a temperature of 110±100°C for 3-3.5 hours in an electrical cabinet. The materials are cut into blanks according to size and the edges of the fiberglass markings are impregnated on the maple with sealant using a brush, and the sealant must be prepared in a ratio of 100:80. The blanks are cut according to the markings and the silica filled cord is cut. Next, wind the cord in one layer onto the impregnation device. Impregnate a silica cord filled with a binder of the RS-N type, with a concentration of 30%, and at the same time it is possible to prepare a solution by mixing 30 parts per part. binder and 70 parts of acetone. After this, the cord is dried at a temperature of 105±50°C for 1.5±0.5 hours in an electrical cabinet. Then cooled to ambient temperature. Then the silica cord is again impregnated with a RS-N type binder, with a concentration of 30%. Then the cord is dried in an electrical cabinet at a temperature of 75±50°C for 1.5±0.5 hours.

Закрепляют приспособление на поверхности стола при помощи ленты с липким слоем, протирают внутреннюю поверхность приспособления и стола тканью с мыльным раствором и просушивают оснастку при температуре окружающей среды до удаления влаги. После чего распределяют герметик по внутренней поверхности приспособления с помощью шпателя, при этом: герметик должен быть приготовлен в соотношении 100:50. Далее просушивают оснастку при температуре окружающей среды до удаления влаги и распределяют герметик по внутренней поверхности приспособления с помощью шпателя, при этом герметик должен быть приготовлен в соотношении 100:50. Выдерживают при температуре окружающей среды до полной полимеризации герметика, не менее 8 ч. Вынимают заготовку манжеты из приспособления и размечают заготовку манжеты по необходимым размерам. После чего заворачивают оправку фторопластовой пленкой, по спирали с нахлестом от 5 до 10 мм и закрепляют лентой с липким слоем и наносят подслой типа П-9 на расстоянии 10±2 мм от края заготовки из ткани термостойкой облицовочной с помощью кисти, по длине с обеих сторон заготовки. Просушивают при температуре окружающей среды 1-2 ч и наносят подслой типа П-11 на расстоянии 10±2 мм от края заготовки из ткани термостойкой облицовочной с помощью кисти, по длине с обеих сторон заготовки, учитывая в случаи применения двух заготовок из ткани термостойкой облицовочной, пропитку производить и по краю ширины заготовки. Просушивают при температуре окружающей среды 1-2 ч и пропитывают на пленке с любой 1 стороны заготовку из стеклоткани герметиком с помощью кисти, учитывая, что герметик необходимо приготовить в соотношении 100:30. После чего пропитывают на пленке заготовку из ткани термостойкой облицовочной со стороны стеклоткани по краю длины (2±1) герметиком с помощью кисти. Герметик приготовить в соотношении 100:30. Состыковывают заготовку пропитанными краями по диаметру оправки. Заготовку из стеклоткани наносят на стык ткани термостойкой облицовочной и заворачивают оправку с оболочкой фторопластовой пленкой и зафиксировать резиновым бинтом. Выдерживают при температуре окружающей среды до полной полимеризации герметика, не менее 8 ч. Снимают бинт и пленку с оправки и наносят подслой типа П-9 (П-9Б) на оболочку из ткани термостойкой облицовочной, расположенную на оправке с помощью кисти. После чего просушивают при температуре окружающей среды 1-2 ч и наносят подслой типа П-11 на оболочку из ткани термостойкой облицовочной, расположенную на оправке с помощью кисти. Далее просушивают при температуре окружающей среды 1-2 ч. Затем наматывают шнур кремнеземный наполненный вокруг оболочки, при помощи приспособления, соблюдая шаг и угол намотки, соблюдая, что первый и последний виток спирали выполнить в виде замкнутого контура и учитывая, что первый и последний витки выполнять на расстоянии 2-3 мм от края оболочки. Наносят герметик на спиральную часть трубопровода с помощью краскораспылителя, учитывая, что герметик приготовить в соотношении 100:80. Выдерживают при температуре окружающей среды до полной полимеризации герметика, не менее 8 ч. И наносят герметик повторно на спиральную часть трубопровода с помощью краскораспылителя, учитывая, что герметик приготовить в соотношении 100:80. Выдерживают при температуре окружающей среды до полной полимеризации герметика, не менее 8 ч. Наносят герметик по краю оболочки и по первому витку спирали с помощью кисти, соблюдая, что герметик приготовить в соотношении 100:30. Состыковывают манжету из полимеризованного герметика по диаметру оправки на оболочку, закрывая 1 виток спиральной части и наносят на стык манжеты герметик, зафиксировав места склейки фторопластовой лентой. После чего, выдерживают при температуре окружающей среды до полной полимеризации герметика, не менее 8 ч. и наносят герметик на 1 сторону заготовки из стеклоткани с помощью кисти, учитывая, что герметик приготовить в соотношении 100:30. Состыковывают пропитанную герметиком заготовку по диаметру оправки, закрывая 1 виток спиральной части. Фиксируют места стыка оболочки с наконечником пленкой и закрепить лентой с липким слоем и выдержать при температуре окружающей среды до полной полимеризации герметика, не менее 8 ч. Наносят герметик на стеклоткань наконечника с помощью кисти, при этом герметик приготовить в соотношении 100:30. Состыковывают манжету из полимеризованного герметика по диаметру оправки на оболочку, закрывая 1 виток спиральной части. Наносят на стык манжеты герметик, зафиксировав места склейки фторопластовой лентой и выдержать при температуре окружающей среды до полной полимеризации герметика, не менее 8 ч. Закрепляют на приспособлении оправку с патрубком и извлекают части оправки из патрубка при помощи киянки, удаляют пленку из патрубка, размечают патрубок в приспособлении для фиксации и производят его термообработку при t=135±5°C, в течении 2,0±0,5 ч.Secure the device to the table surface using tape with an adhesive layer, wipe the inner surface of the device and table with a cloth and soapy water, and dry the equipment at ambient temperature until moisture is removed. Then spread the sealant over the inner surface of the device using a spatula, in this case: the sealant should be prepared in a ratio of 100:50. Next, dry the equipment at ambient temperature until moisture is removed and distribute the sealant over the inner surface of the device using a spatula, while the sealant should be prepared in a ratio of 100:50. Maintain at ambient temperature until the sealant is completely polymerized, for at least 8 hours. Remove the cuff blank from the device and mark the cuff blank according to the required dimensions. Then wrap the mandrel with fluoroplastic film, in a spiral with an overlap of 5 to 10 mm and secure it with tape with an adhesive layer and apply an underlayer of the P-9 type at a distance of 10±2 mm from the edge of the workpiece made of heat-resistant facing fabric using a brush, along the length of both sides of the workpiece. Dry at ambient temperature for 1-2 hours and apply an underlayer of type P-11 at a distance of 10±2 mm from the edge of the workpiece made of heat-resistant facing fabric using a brush, along the length on both sides of the workpiece, taking into account in cases of using two pieces of heat-resistant facing fabric , impregnation should also be carried out along the edge of the width of the workpiece. Dry at ambient temperature for 1-2 hours and impregnate the glass fabric blank on either side of the film with sealant using a brush, taking into account that the sealant must be prepared in a ratio of 100:30. After that, a blank of heat-resistant facing fabric is impregnated on the film on the fiberglass side along the edge of the length (2±1) with sealant using a brush. Prepare the sealant in a ratio of 100:30. The workpiece is joined with the impregnated edges along the diameter of the mandrel. The fiberglass blank is applied to the joint of the heat-resistant facing fabric and the mandrel with the shell is wrapped with fluoroplastic film and secured with a rubber bandage. Maintain at ambient temperature until the sealant is completely polymerized, for at least 8 hours. Remove the bandage and film from the mandrel and apply an underlayer of type P-9 (P-9B) to a shell of heat-resistant facing fabric located on the mandrel using a brush. After which it is dried at ambient temperature for 1-2 hours and an underlayer of type P-11 is applied to a shell made of heat-resistant facing fabric, located on the mandrel using a brush. Next, dry at ambient temperature for 1-2 hours. Then wind the silica cord filled around the shell using a device, observing the pitch and angle of winding, ensuring that the first and last turns of the spiral are made in the form of a closed loop and taking into account that the first and last turns perform at a distance of 2-3 mm from the edge of the shell. Apply the sealant to the spiral part of the pipeline using a paint sprayer, taking into account that the sealant is prepared in a ratio of 100:80. Maintain at ambient temperature until the sealant is completely polymerized, for at least 8 hours. And the sealant is reapplied to the spiral part of the pipeline using a paint sprayer, taking into account that the sealant is prepared in a ratio of 100:80. Maintain at ambient temperature until the sealant is completely polymerized, for at least 8 hours. Apply the sealant along the edge of the shell and along the first turn of the spiral using a brush, ensuring that the sealant is prepared in a ratio of 100:30. A cuff made of polymerized sealant is joined along the diameter of the mandrel onto the shell, covering 1 turn of the spiral part, and sealant is applied to the joint of the cuff, fixing the gluing points with fluoroplastic tape. After that, it is kept at ambient temperature until the sealant is completely polymerized, for at least 8 hours, and the sealant is applied to 1 side of the fiberglass workpiece using a brush, taking into account that the sealant is prepared in a ratio of 100:30. Join the workpiece impregnated with sealant along the diameter of the mandrel, covering 1 turn of the spiral part. Fix the junction of the shell with the tip with film and secure with tape with an adhesive layer and keep at ambient temperature until the sealant is completely polymerized, for at least 8 hours. Apply the sealant to the fiberglass of the tip using a brush, and prepare the sealant in a ratio of 100:30. A cuff made of polymerized sealant is joined along the diameter of the mandrel onto the shell, covering 1 turn of the spiral part. Apply sealant to the joint of the cuff, fixing the gluing points with fluoroplastic tape and keep at ambient temperature until the sealant is completely polymerized, for at least 8 hours. Attach the mandrel with the pipe to the device and remove parts of the mandrel from the pipe using a mallet, remove the film from the pipe, mark the pipe in a fixation device and heat treat it at t=135±5°C for 2.0±0.5 hours.

После чего охлаждают патрубок до температуры окружающей среды. Размечают габариты патрубка и обрезают припуск наконечников.Then cool the pipe to ambient temperature. Mark the dimensions of the pipe and cut off the allowance of the tips.

Пример 2.Example 2.

Весь процесс изготовления патрубка гибкого происходит также как и в примере 1, с разницей в том, что учитывая в случае применения двух заготовок из ткани термостойкой облицовочной, заворачивают оправку фторопластовой пленкой, по спирали с нахлестом от 5 до 10 мм и закрепляют лентой с липким слоем и наносят подслой типа П-9 на расстоянии 10±2 мм от края заготовки из ткани термостойкой облицовочной с помощью кисти, по длине с обеих сторон заготовки и по краю ширины заготовки.The entire process of manufacturing a flexible pipe occurs in the same way as in example 1, with the difference that, in the case of using two blanks made of heat-resistant facing fabric, the mandrel is wrapped with fluoroplastic film, in a spiral with an overlap of 5 to 10 mm and secured with tape with an adhesive layer and apply an underlayer of type P-9 at a distance of 10±2 mm from the edge of the workpiece made of heat-resistant facing fabric using a brush, along the length on both sides of the workpiece and along the edge of the width of the workpiece.

ПрименимостьApplicability

В соответствии с настоящим изобретением были изготовлены опытные образцы патрубка гибкого из полимерных композиционных материалов, которые затем прошли испытания на герметичность и на устойчивость воздействию агрессивных сред (аммиака, двуокиси азота, сернистого газа, сероводорода и озона) и соляного (морского) тумана по методу ускоренных испытаний.In accordance with the present invention, prototypes of a flexible pipe made of polymer composite materials were manufactured, which were then tested for tightness and resistance to aggressive environments (ammonia, nitrogen dioxide, sulfur dioxide, hydrogen sulfide and ozone) and salt (sea) fog using the accelerated method tests.

Результаты испытаний и исследований положительны: Экспериментальные образцы патрубка гибкого герметичны, способны противостоять воздействию агрессивных сред (аммиака, двуокиси азота, сернистого газа, сероводорода и озона), соляного (морского) тумана.The results of tests and research are positive: Experimental samples of the flexible pipe are sealed, able to withstand the effects of aggressive environments (ammonia, nitrogen dioxide, sulfur dioxide, hydrogen sulfide and ozone), salt (sea) fog.

Патрубок гибкий из ПКМ соответствуют по требованиям отсутствия выпадения конденсата, накопления влаги и ее замерзания. Патрубок гибкий из ПКМ соответствуют требованиям негорючести. Материалы изобретения устойчивы к биологическому повреждению плесневелыми грибами.The flexible pipe made of PCM meets the requirements of the absence of condensation, accumulation of moisture and its freezing. The flexible pipe made of PCM meets the requirements of non-flammability. The materials of the invention are resistant to biological damage by mold fungi.

В термобарокамере провели испытания патрубков, находящихся в взвешенном, нерабочем состоянии на воздействие динамической пыли (песка) состава: кварцевый песок - 70%, мел - 15%, каолин - 15%, при концентрации в воздухе камеры 5±2 г/м3 и скорости циркуляции воздуха до начала оседания пыли от 10 до 15 м/с, в течении 2 часов испытания 12 м/с и на воздействие статической пыли (песка) состава: кварцевый песок - 60%, мел - 20%, каолин - 20% при температуре 55±2°С, влажности не более 50%, концентрации в воздухе камеры 2±1 г/м3, при циркуляции воздуха 0,98 м/с в течении 2 часов. Замечаний по внешнему виду нет.In a thermal pressure chamber, pipes in a suspended, non-working state were tested for exposure to dynamic dust (sand) of the composition: quartz sand - 70%, chalk - 15%, kaolin - 15%, with a concentration in the air of the chamber of 5±2 g/m 3 and air circulation speed before dust begins to settle from 10 to 15 m/s, during 2 hours of testing 12 m/s and for exposure to static dust (sand) composition: quartz sand - 60%, chalk - 20%, kaolin - 20% at temperature 55±2°C, humidity no more than 50%, concentration in the chamber air 2±1 g/ m3 , with air circulation 0.98 m/s for 2 hours. There are no comments on appearance.

Анализ проб воздуха, по результатам испытаний патрубка гибкого на выделение токсических, аллергенных и канцерогенных веществ из материалов изобретения не превышают уровни ПДК, установленные п. 25.831 (d*) АП-25, ГОСТ 12.1.005, СанПиН 1.2.3685.Analysis of air samples, based on the results of testing the flexible pipe for the release of toxic, allergenic and carcinogenic substances from the materials of the invention, does not exceed the MPC levels established by clause 25.831 (d*) AP-25, GOST 12.1.005, SanPiN 1.2.3685.

В России в настоящее время элементы СКВ летательных аппаратов изготавливают из алюминиевых сплавов или с применением импортных или ранее разработанных отечественных полимерных материалов. Однако из-за большой трудоемкости изготовления, энергозатратного процесса, потребности снижения веса и коррозионной активности металлических элементов, ведется поиск материалов с низкой плотностью, обеспечивающих необходимые прочностные и эксплуатационные характеристики, предъявляемые к конструкции СКВ. В этой связи разработка современных полимерные композитные материалы для системы кондиционирования воздуха летательных аппаратов, ввиду специфики их изготовления, является актуальной задачей, которая позволит уменьшить время и энергозатраты при изготовлении воздуховодов и решить задачу импортозамещения. Предложенная конструкция патрубка гибкого из полимерных композиционных материалов промышленно применима с помощью существующих технических средств.In Russia, SCR elements of aircraft are currently made from aluminum alloys or using imported or previously developed domestic polymer materials. However, due to the high labor intensity of manufacturing, the energy-consuming process, the need to reduce weight and the corrosion activity of metal elements, a search is underway for low-density materials that provide the necessary strength and performance characteristics required for the design of SCR. In this regard, the development of modern polymer composite materials for air conditioning systems of aircraft, due to the specifics of their manufacture, is an urgent task, which will reduce time and energy costs in the manufacture of air ducts and solve the problem of import substitution. The proposed design of a flexible pipe made of polymer composite materials is industrially applicable using existing technical means.

По совокупности проведенной работы получены конкурентоспособные отечественные изделия, не уступающие по своим характеристикам зарубежным и технология их изготовления, готовые к внедрению их в серийное производство.Based on the totality of the work carried out, competitive domestic products were obtained that are not inferior in their characteristics to foreign ones and their manufacturing technology, ready for their introduction into mass production.

Claims (10)

1. Патрубок гибкий из полимерного композиционного материала, включающий эластичную оболочку, выполненную из стеклотканного материала, армированного прорезиненной вулканизованной стеклотканью, и усиленную спиралью жесткости, отличающийся тем, что эластичная оболочка выполнена из негорючего эластичного материала с углом расположения нитей основы и утка к продольной оси трубопровода 45±5°, при этом поверх оболочки приклеена на эластичный полимерный материал спираль жесткости, состоящая из просушенного до приклейки к оболочке шнура с нитями, пропитанного раствором термореактивного связующего, отвержденного при температуре от +75°С до +135°С, при этом патрубок состоит из основной части и двух манжет, изготовленных контактным формованием по месту, выполненных из стеклоткани конструкционной, пропитанной эластичным полимером, или из смеси резиновой, и предназначенных для соединения патрубка в рабочем положении на объекте.1. A flexible pipe made of a polymer composite material, including an elastic shell made of fiberglass material reinforced with rubberized vulcanized fiberglass, and reinforced with a rigidity spiral, characterized in that the elastic shell is made of non-flammable elastic material with an angle of warp and weft threads to the longitudinal axis of the pipeline 45±5°, while on top of the shell a rigidity spiral is glued to an elastic polymer material, consisting of a cord with threads, dried before gluing to the shell, impregnated with a solution of a thermosetting binder, cured at a temperature from +75°C to +135°C, with the pipe consists of a main part and two cuffs made by contact molding on site, made of structural fiberglass impregnated with an elastic polymer, or from a rubber mixture, and intended for connecting the pipe in the working position on the site. 2. Способ изготовления методом контактного формования патрубка гибкого из полимерного композиционного материала по п. 1, включающий следующие стадии:2. A method for manufacturing a flexible pipe made of a polymer composite material by contact molding according to claim 1, including the following stages: a) послойное нанесение раствора полимерной композиции на текстильную основу при помощи кисти и последовательное выдерживание заготовки до полной полимеризации;a) layer-by-layer application of a solution of the polymer composition onto a textile base using a brush and sequential holding of the workpiece until complete polymerization; b) нанесение подслоя П-9 в сочетании с подслоем П-11 для обеспечения адгезии;b) applying sublayer P-9 in combination with sublayer P-11 to ensure adhesion; c) намотка стеклянного шнура вокруг оболочки при помощи приспособления, соблюдая шаг и угол намотки;c) winding the glass cord around the shell using a device, observing the pitch and winding angle; d) послойное нанесение раствора герметика краскораспылителем на стеклоткань с последующей выдержкой каждого слоя при температуре окружающей среды;d) layer-by-layer application of a sealant solution using a paint sprayer onto fiberglass, followed by holding each layer at ambient temperature; e) нанесение герметика по краю оболочки и по первому витку спирали с помощью кисти и состыковка пропитанной герметиком заготовки из стеклоткани по диаметру оправки, закрывая 1 виток спиральной части;e) applying sealant along the edge of the shell and along the first turn of the spiral using a brush and joining a glass fabric blank impregnated with sealant along the diameter of the mandrel, covering 1 turn of the spiral part; f) нанесение раствора герметика на заготовку манжеты при помощи кисти и выдерживание ее до полной полимеризации, затем формируется последующий слой, и процесс повторяется до полного завершения изготовления изделия;f) applying a sealant solution to the cuff blank using a brush and holding it until complete polymerization, then a subsequent layer is formed and the process is repeated until the product is completely completed; g) термообработка патрубка при температуре 135±5°C, в течение 2,0±0,5 часов с последующим охлаждением его до температуры окружающей среды.g) heat treatment of the pipe at a temperature of 135±5°C, for 2.0±0.5 hours, followed by cooling it to ambient temperature. 3. Способ изготовления патрубка гибкого по п. 2, отличающийся тем, что слои лент из армированного непрерывными однонаправленными волокнами термопластичного полимера базового композитного материала и слои материала эластичной прослойки, армированные непрерывными однонаправленными волокнами дополнительного термопластичного полимера, намотаны под разными углами к оси внутренней оболочки.3. A method for manufacturing a flexible pipe according to claim 2, characterized in that layers of tapes made of base composite material reinforced with continuous unidirectional fibers of thermoplastic polymer and layers of elastic layer material reinforced with continuous unidirectional fibers of additional thermoplastic polymer are wound at different angles to the axis of the inner shell.
RU2023102608A 2023-02-03 Flexible pipe from polymer composite materials and method of its manufacture based on vulcanized rubber glass fabric and polymer coating RU2808131C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808131C1 true RU2808131C1 (en) 2023-11-23

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993008023A1 (en) * 1991-10-22 1993-04-29 Brigham Young University Improved damping in composite structures through stress coupling
RU2217522C2 (en) * 1997-12-04 2003-11-27 Аэроспасьяль Сосьете Насьональ Эндюстриель Part made from composite material with metal matrix possessing high stiffness and stability in longitudinal direction
RU2662446C1 (en) * 2017-04-06 2018-07-26 Общество с ограниченной ответственностью "ЛИРСОТ" Insulating screening shell
RU2733797C1 (en) * 2019-11-11 2020-10-06 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Flexible pipe from polymer composite material
EP3835340A1 (en) * 2018-08-07 2021-06-16 Toray Industries, Inc. Multiaxial textile resin base material and method for production thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993008023A1 (en) * 1991-10-22 1993-04-29 Brigham Young University Improved damping in composite structures through stress coupling
RU2217522C2 (en) * 1997-12-04 2003-11-27 Аэроспасьяль Сосьете Насьональ Эндюстриель Part made from composite material with metal matrix possessing high stiffness and stability in longitudinal direction
RU2662446C1 (en) * 2017-04-06 2018-07-26 Общество с ограниченной ответственностью "ЛИРСОТ" Insulating screening shell
EP3835340A1 (en) * 2018-08-07 2021-06-16 Toray Industries, Inc. Multiaxial textile resin base material and method for production thereof
RU2733797C1 (en) * 2019-11-11 2020-10-06 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Flexible pipe from polymer composite material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104354436B (en) The manufacture method of high-temperature fibre wound composite housing
CN104633378B (en) Ultraviolet light solidification soft pipe lining old pipeline repairing technology
JP4836205B2 (en) Method for forming or curing polymer composite
ES2390737T3 (en) Molding of fiber reinforced composite material and its manufacture
JP5531094B2 (en) Rotor blade, rotor blade element and manufacturing method
JP2008068626A (en) Corner part of composite material and method of manufacturing corner part of composite material
RU2808131C1 (en) Flexible pipe from polymer composite materials and method of its manufacture based on vulcanized rubber glass fabric and polymer coating
Ahn et al. Repair of composite laminates-I: test results
BR112019009436B1 (en) COMPOSITE COMPONENT, WIND TURBINE AND METHOD FOR PRODUCING A COMPOSITE COMPONENT
RU2442060C2 (en) Aircraft pipeline
RU2817033C1 (en) Flexible branch pipe from polymer composite materials and method of its manufacturing based on unvulcanized rubberized glass fabric
WO1997044188A1 (en) Reinforcement of structures in high moisture environments
KR101307327B1 (en) Anti-corrosion duct
JP4025312B2 (en) Insulation pipe cover
JP2004276471A (en) Fiber-reinforced thermoplastic composite molding and its molding method
Kececi et al. Effects of moisture ingression on polymeric laminate composites and its prevention via highly robust barrier films
RU2235936C2 (en) Method of making multi-layer pipe of steel belts
CN108545146A (en) Ferry glass reinforced plastic boat moulding process
CN107310167A (en) A kind of building method of reinforced carbon fiber cloth composite bed and the pipeline crack arrester of application this method
CN106835935A (en) A kind of outsourcing FRP steel pipe arch structures
Papakonstantinou et al. Geopolymer protective coatings for concrete
CN206635633U (en) A kind of outsourcing FRP steel pipe arch structures
RU2208195C1 (en) Method of and polymeric tape for repair of pipeline
RU184732U1 (en) AIR DUCT FOR COOLING AND VENTILATION SYSTEM OF TRACTION LOCOMOTIVE ELECTRIC MOTORS
US20100112885A1 (en) High performance liner for power plant emissions systems