RU70281U1

RU70281U1 - FIRE-SAFE PIPELINE MODULE

Info

Publication number: RU70281U1
Application number: RU2007131987/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Гнедин; Станислав Усманович Гумеров; Владимир Васильевич Марьин
Original assignee: Научно-производственное предприятие Общество с ограниченной ответственностью "Рекстром-М"
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2008-01-20

Abstract

Полезная модель относится к строительным конструкциям и предназначена для использования в качестве элемента пожаробезопасных трубопроводов различного назначения, например: систем мусороудаления, бельепроводов и пищепроводов для жилых и общественных зданий, вентиляционных шахтных стволов и т.п. Модуль выполнен трехслойным. Внутренний и наружный слои выполнены из коррозионностойкой стали. Промежуточный слой выполнен из композиционного материала на основе фосфатного связующего и армирующих наполнителей - стекловолокнистого наполнителя и наполнителя в виде микросфер. Стенка модуля имеет толщину 7-10 мм. Технический результат - снижение массы модуля при сохранении необходимой прочности конструкций без установки направляющих элементов, а также упрощение монтажа конструкций. 9 з.п. ф-лы.The utility model relates to building structures and is intended for use as an element of fireproof pipelines for various purposes, for example: waste disposal systems, laundry chutes and food pipelines for residential and public buildings, ventilation shaft shafts, etc. The module is made three-layer. The inner and outer layers are made of stainless steel. The intermediate layer is made of a composite material based on a phosphate binder and reinforcing fillers - fiberglass filler and filler in the form of microspheres. The wall of the module has a thickness of 7-10 mm. The technical result is a reduction in the mass of the module while maintaining the necessary structural strength without installing guide elements, as well as simplifying the installation of structures. 9 s.p. f-ly.

Description

Полезная модель относится к строительным конструкциям и предназначена для использования в качестве элемента пожаробезопасных трубопроводов различного назначения, например, систем мусороудаления, бельепроводов и пищепроводов для жилых и общественных зданий, вентиляционных шахтных стволов и т.п.The utility model relates to building structures and is intended for use as an element of fireproof pipelines for various purposes, for example, waste disposal systems, laundry chutes and food pipelines for residential and public buildings, ventilation shaft shafts, etc.

Известен модуль пожаробезопасного трубопровода, используемого в качестве секции мусоропровода, представляющий собой асбоцементную трубу (Туполев М.С. Конструкции гражданских зданий М., Стройиздат, 1973, с.226-227).The known module fireproof pipeline used as a section of the garbage chute, which is an asbestos-cement pipe (Tupolev M.S.Construction of civil buildings M., Stroyizdat, 1973, p.226-227).

Недостатками такого модуля являются большая масса, что усложняет монтаж конструкции, и неэкологичность в связи с использованием материала, содержащего асбест.The disadvantages of this module are the large mass, which complicates the installation of the structure, and environmental friendliness in connection with the use of asbestos-containing material.

Известен также модуль пожаробезопасного трубопровода, используемого в качестве секции мусоропровода, состоящий из наружной огнестойкой и звукоизоляционной оболочки и внутренней металлической оболочки, при этом внутренняя оболочка выполнена из коррозионностойкого металла, а наружная оболочка - из сегментов, изготовленных из легкого бетона или кирпича, уложенного в один ряд на ребро относительно внутренней оболочки, причем толщина наружной оболочки равна 1/5-1/10 внутреннего диаметра ствола (патент РФ №2129641).Also known is a module of a fireproof pipeline used as a section of a garbage chute, consisting of an external fireproof and soundproofing sheath and an inner metal sheath, while the inner sheath is made of corrosion-resistant metal, and the outer sheath is made of segments made of lightweight concrete or brick laid in one a row per rib relative to the inner shell, and the thickness of the outer shell is 1 / 5-1 / 10 of the inner diameter of the barrel (RF patent No. 2129641).

Недостатками такого модуля являются большая масса и сложность монтажа конструкции.The disadvantages of this module are the large mass and complexity of installation.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является известный модуль пожаробезопасного трубопровода, выполненный Closest to the proposed utility model is the well-known fireproof pipeline module, made

трехслойным, причем внутренний и наружный слои выполнены из коррозионностойкой стали, а промежуточный слой выполнен из керамзитобетона или керамзитоцемента (патент РФ №34589).three-layer, and the inner and outer layers are made of corrosion-resistant steel, and the intermediate layer is made of expanded clay concrete or expanded clay cement (RF patent No. 34589).

Недостатком этого модуля, принятого за прототип, также является его большая масса, поскольку, как показали испытания, для обеспечения необходимой прочности в отсутствие направляющих элементов, а также для обеспечения огнестойкости конструкции требуется такая толщина промежуточного слоя, которая обеспечивается массой погонного метра модуля 70 кГ. Длина секции мусоропровода, для изготовления которого предназначен известный модуль, составляет 2,8 м, соответственно, масса модуля составляет около 200 кГ. Большая масса модуля требует использования специального оборудования (кранов) для монтажа конструкции, что усложняет и удорожает монтажные работы. Кроме того, при использовании известного модуля как секции мусоропровода в жилых зданиях массовой застройки (серия П-44, 17-22 этажа) из-за большой его массы не представляется возможным ввести в эксплуатацию мусоропровод в виде единого ствола.The disadvantage of this module, taken as a prototype, is also its large mass, because, as tests have shown, in order to provide the necessary strength in the absence of guide elements, as well as to ensure fire resistance of the structure, such an intermediate layer thickness is required that is provided by the mass of a running meter of 70 kg module. The length of the section of the chute, for the manufacture of which the known module is intended, is 2.8 m, respectively, the mass of the module is about 200 kg. The large mass of the module requires the use of special equipment (cranes) for installation of the structure, which complicates and increases the cost of installation work. In addition, when using the well-known module as a garbage chute section in residential buildings of mass development (P-44 series, floors 17-22), because of its large mass, it is not possible to put the garbage chute into operation as a single barrel.

Техническая задача полезной модели состоит в устранении указанных недостатков.The technical task of the utility model is to eliminate these drawbacks.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в снижении массы модуля при сохранении необходимой прочности конструкций без установки направляющих элементов, а также в упрощении монтажа конструкций.The technical result of the proposed utility model is to reduce the weight of the module while maintaining the necessary structural strength without installing guide elements, as well as to simplify the installation of structures.

Указанный технический результат достигается тем, что в модуле пожаробезопасного трубопровода, выполненном трехслойным, с внутренним и наружным слоями из коррозионностойкой стали и промежуточным слоем, толщина стенки модуля составляет 7-10 мм, при этом промежуточный слой выполнен из композиционного материала на основе фосфатного связующего и армирующих наполнителей - стекловолокнистого наполнителя и наполнителя в виде микросфер.The specified technical result is achieved by the fact that in a fireproof pipeline module made of three layers, with inner and outer layers of corrosion-resistant steel and an intermediate layer, the wall thickness of the module is 7-10 mm, while the intermediate layer is made of a composite material based on a phosphate binder and reinforcing fillers - fiberglass filler and filler in the form of microspheres.

В качестве армирующего стекловолокнистого наполнителя предпочтительно используют стеклоткань (например, полотно нитепрошивное стекловолокнистое НПГ-210 по ТУ 6-48-00202956-30-94, толщина, 0,33 (±0,10) мм, поверхностная плотность, 210 (±20) г/м², разрывная нагрузка по длине не менее 50 кГс, по ширине не менее 70 кГс, ширина ткани 95 (±1), 100 (±1) см). Однако могут быть использованы и другие стекловолокнистые наполнители: длинномерные и рубленные стеклянные волокна, стеклоленты и т.д. Стекловолокнистый наполнитель негорюч и нетоксичен; являясь широко известным армирующим наполнителем позволяет существенно повысить прочность конструкции, не приводя к увеличению ее массы.As a reinforcing fiberglass filler, it is preferable to use fiberglass (for example, a fiberglass fiberglass cloth NPG-210 according to TU 6-48-00202956-30-94, thickness, 0.33 (± 0.10) mm, surface density, 210 (± 20) g / m ² , breaking load along the length of at least 50 kgf, width not less than 70 kgf, fabric width 95 (± 1), 100 (± 1) cm). However, other glass fiber fillers can be used: long and chopped glass fibers, glass tape, etc. Fiberglass filler is non-combustible and non-toxic; being a well-known reinforcing filler, it can significantly increase the strength of the structure, without leading to an increase in its mass.

Предпочтительно в качестве наполнителя в виде микросфер материал содержит стеклянные микросферы, например, микросферы, получаемые из золы ТЭЦ методом флотации, однако могут быть использованы микросферы из других негорючих, например, высокопрочных полимерных материалов.Preferably, the material in the form of microspheres contains glass microspheres, for example, microspheres obtained from CHP ash by flotation, but microspheres from other non-combustible, for example, high-strength polymeric materials can be used.

Модуль может содержать полые микросферы, что дополнительно облегчает конструкцию без потери ее прочности. Примером таких микросфер являются специально разработанные микросферы на основе натрий-борсиликатного стекла 3М Scotchlite^ТМ серии HGS, обладающие постоянной плотностью.The module may contain hollow microspheres, which further facilitates the design without losing its strength. An example of such microspheres is specially designed microspheres based on 3M Scotchlite ^TM -HGS sodium borosilicate glass, which have a constant density.

Предпочтительно, промежуточный слой выполнен из композиционного материала, содержащего 10-40 об.% наполнителя в виде микросфер в расчете на связующее. Это количество является оптимальным для обеспечения прочности конструкции, намного превышающей нормативную прочность, при сохранении низких значений массы модуля. Однако, как показали испытания, снижение массы модуля по сравнению с прототипом при сохранении его нормативной прочности (технический результат) достигается и при очень низких и при более высоких, чем 40% об., значениях содержания микросфер (вплоть до минимального Preferably, the intermediate layer is made of a composite material containing 10-40 vol.% Filler in the form of microspheres calculated on the binder. This amount is optimal to ensure structural strength that is much higher than standard strength, while maintaining low module mass values. However, as tests have shown, reducing the mass of the module compared to the prototype while maintaining its standard strength (technical result) is achieved at very low and higher than 40% vol., The values of the content of microspheres (up to the minimum

остаточного количества связующего, достаточного для выполнения им своей функции).residual amount of binder sufficient to fulfill its function).

Предпочтительно, внутренний слой выполнен из нержавеющей стали.Preferably, the inner layer is made of stainless steel.

Наружный слой может быть выполнен из той же или другой коррозионностойкой стали, например, из оцинкованной стали.The outer layer may be made of the same or other corrosion-resistant steel, for example, galvanized steel.

Толщина внутреннего и наружного слоев, предпочтительно, по 0,5-0,8 мм. В этом случае возможно их выполнение из стали по ГОСТ 7350.The thickness of the inner and outer layers, preferably 0.5-0.8 mm. In this case, they can be made of steel according to GOST 7350.

Возможно использование стали 12Х17 (AISI 430), применяемой для изготовления оборудования пищевой промышленности, получаемого методом холодной штамповки. Сталь 12Х17 (AISI 430) сваривается аргонно-дуговой сваркой без присадки и с присадкой проволоки из стали 10Х18Н10Т (AISI 321), а также автоматической электродуговой сваркой под флюсом и в малых толщинах - контактной сваркой, по коррозионной стойкости не уступает маркам AISI 304, AISI 321.It is possible to use steel 12X17 (AISI 430), used for the manufacture of food processing equipment obtained by cold stamping. Steel 12X17 (AISI 430) is welded without argon-arc welding and with filler wire of steel 10X18H10T (AISI 321), as well as automatic submerged arc welding and in small thicknesses - resistance welding, corrosion resistance is not inferior to AISI 304, AISI 321.

В качестве фосфатного связующего могут быть использованы, например, алюмофосфатное, алюмоборфосфатное (например, ФОСКОН различных марок), алюмомагнийфосфатное, алюмохромфосфатное и др.As a phosphate binder, for example, aluminum phosphate, aluminum phosphate (for example, FOSCON of various grades), aluminum magnesium phosphate, aluminum chromophosphate, etc. can be used.

Основные преимущества композиционных материалов на основе фосфатных связующих состоят, как известно, в том, что фосфатные связующие сохраняют постоянство объема, обеспечивают высокие эксплуатационные свойства до температур их спекания (2000°С и выше), позволяют прогнозировать специфические технические свойства. Фосфатные связующие обеспечивают высокую адгезию к различным материалам (металлам, керамике, стеклу).The main advantages of composite materials based on phosphate binders are, as you know, that phosphate binders maintain a constant volume, provide high performance properties to their sintering temperatures (2000 ° C and above), and allow specific technical properties to be predicted. Phosphate binders provide high adhesion to various materials (metals, ceramics, glass).

Способы получения композиционных материалов, содержащих в качестве армирующего наполнителя микросферы, а также использование микросфер (как полых, так и сплошных) для получения строительных материалов и изделий широко известны (см., например, опубликованная Methods for producing composite materials containing microspheres as a reinforcing filler, as well as the use of microspheres (both hollow and solid) to obtain building materials and products are widely known (see, for example, published

заявка РФ №200513219, а также патенты РФ №2173752, №2289557 и №2304119). Модуль согласно предлагаемой полезной модели изготавливают путем формирования на обечайке из стали (внутренний слой модуля) оболочки из композиционного материала на основе фосфатного связующего и армирующих наполнителей (промежуточный слой). Затем формируют наружный слой, выполненный из листовой стали, получая трехслойную конструкцию. Полученный модуль при толщине стенки 7-10 мм имеет массу погонного метра не более 16 кГ.RF application No. 200513219, as well as RF patents No. 2173752, No. 2289557 and No. 2304119). The module according to the proposed utility model is made by forming on the shell of steel (the inner layer of the module) a shell of a composite material based on a phosphate binder and reinforcing fillers (intermediate layer). Then form the outer layer made of sheet steel, obtaining a three-layer structure. The resulting module with a wall thickness of 7-10 mm has a running meter mass of not more than 16 kg.

Для сравнения с прототипом были проведены испытания при использовании модуля по предлагаемой полезной модели в качестве секции мусоропровода.For comparison with the prototype, tests were carried out using the module according to the proposed utility model as a section of the garbage chute.

Масса секции мусоропровода (2,8 м) даже при максимальной толщине стенки 10 мм составляет не более 45 кГ (около 200 кГ по прототипу), что позволяет производить монтаж без использования специального оборудования. При этом указанная толщина стенки обеспечивает необходимую прочность конструкции.The weight of the garbage chute section (2.8 m) even with a maximum wall thickness of 10 mm is not more than 45 kg (about 200 kg according to the prototype), which allows installation without the use of special equipment. Moreover, the specified wall thickness provides the necessary structural strength.

Так, испытания на устойчивость ствола мусоропровода (с комплектом навесного оборудования) массой, соответствующей высоте 17-22-этажного жилого дома серии П-44 (при содержании микросфер менее 10 и более 40 об.%), и 30-этажного дома (при содержании микросфер 10-40 об.%), показали наличие запаса прочности в 1,5 раза, что обеспечивает надежность и безопасность его эксплуатации.So, tests for the stability of the trunk of a garbage chute (with a set of attachments) with a mass corresponding to the height of a 17-22-story residential building of the P-44 series (with microspheres content of less than 10 and more than 40 vol.%), And a 30-story house (when maintaining microspheres 10-40 vol.%), showed the presence of a safety factor of 1.5 times, which ensures the reliability and safety of its operation.

Состав промежуточного слоя даже при минимальной толщине стенки модуля (7 мм) обеспечивает не только большой запас прочности, но и как нормативную огнестойкость (огнестойкость Е45, т.е. стабильность свойств при температурных условиях, имитирующих пожарную ситуацию, в течение 45 мин), так и огнестойкость значительно выше нормативной (Е90).The composition of the intermediate layer even with a minimum module wall thickness (7 mm) provides not only a large margin of safety, but also as standard fire resistance (E45 fire resistance, i.e. stability of properties under temperature conditions simulating a fire situation for 45 minutes), and fire resistance is much higher than standard (E90).

Claims

1. The fireproof pipeline module, made three-layer with the inner and outer layers of corrosion-resistant steel and an intermediate layer, characterized in that the wall thickness of the module is 7-10 mm, while the intermediate layer is made of a composite material based on phosphate binder and reinforcing fillers - fiberglass filler and filler in the form of microspheres.

2. The fireproof pipeline module according to claim 1, characterized in that it contains glass microspheres as a filler in the form of microspheres.

3. The fireproof pipeline module according to claim 1, characterized in that it contains hollow microspheres.

4. The fireproof pipeline module according to claim 1, characterized in that the intermediate layer is made of composite material containing 10-40 vol.% Filler in the form of microspheres per binder.

5. The fireproof pipeline module according to claim 1, characterized in that fiberglass is used as a fiberglass filler.

6. The fireproof pipeline module according to claim 1, characterized in that the inner layer is made of stainless steel.

7. The fireproof pipeline module according to claim 1, characterized in that the outer layer is made of galvanized steel.

8. The fireproof pipeline module according to claim 1, characterized in that the outer layer is made of stainless steel.

9. The fireproof pipeline module according to claim 1, characterized in that the thickness of the inner layer is 0.5-0.8 mm.

10. The fireproof pipeline module according to claim 1, characterized in that the thickness of the outer layer is 0.5-0.8 mm.