Разработка технологии производства напорных полиэтиленовых труб большого диаметра, армированных сетками из стекловолокна

• Автор: Бисерова, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Содержание
Введение
1. ГЛАВА 1. Литературный обзор
1Л. Напорные трубы большого диаметра из полиэтилена, получаемые
методом прямой экструзии
1.1.1. Материалы для производства напорных труб
1.1.2. Особенности технологии производства напорных труб больших диаметров
1.2. Безнапорные полиэтиленовые трубы большого диаметра
1.2.1. Тип А1 со вспененным средним слоем
1.2.2. Трубы типа Б с кольцевым полым профилем
1.2.3. Спиральновитые трубы
1.2.3.1. Технология фирмы КЛАН
1.2.3.2.Технология фирмы ОокМопе
1.2.3.3. Трубы спиральновитые СВТ
1.2.3. Материалы для производства безнапорных труб
1.3. Армированные трубы
1.3.1. Напорные трубы по технологии КЛАН (КРРЗ-ргрез)
1.3.2. Стеклопластиковые трубы
1.3.3. Стеклопластиковые комбинированные трубы
1.3.4.Трубы, армированные высокопрочными синтетическими нитями..
1.3.4. Трубы армированные жёстким каркасом из стальной малоуглеродистой проволоки
1.3.5. Гибкие полиэтиленовые трубы, армированные стальной малоуглеродистой проволокой и синтетическими нитями
Выводы по литературному обзору
2. ГЛАВА 2. Материалы и методики эксперимента
2.1. Материалы
2.2. Методы испытаний

2.2.1. Определение кольцевой жёсткости
2.2.2. Испытания на стойкость сварного шва к осевому растяжению
2.2.3. Метод оценки объёмных изменений при повышении давления в системе
2.2.4. Гидравлические испытания 20° С 100 ч
2.2.5. Втулки под фланец
3. ГЛАВА З.Экспериментальная часть и обсуждение результатов
3.1. Выбор базовой схемы витых труб
3.2. Влияние технологических режимов переработки на прочность сварного шва, образуемого при намотке трубы
3.3. Технология армированных труб больших диаметров. Разработка системы армирования стеклосетками
3.4. Разработка технологии производства армированных труб большого диаметра
3.4.1. Расчёт разрывного давления для труб
3.4.2. Экспериментальное определение разрывного давления
3.4.2.1. Однослойное армирование
3.4.2.2. Двухслойное армирование
3.4.2.3. Гидравлические испытания труб 20°С, 100 ч
3.5. Армирование стеклосетками труб, полученных методом прямой экструзии
Заключение
Выводы
Список литературы
Приложения

Введение.
В последнее время наблюдается тенденция создания напорных полимерных труб больших диаметров. Освоены в производстве методом прямой экструзии напорные полиэтиленовые трубы диаметром до 1,6 м в России и до 2 м за рубежом. Развивается производство полиэтиленовых безнапорных труб с диаметром до 4 м методом навивки, которые имеют существенные технико-экономические преимущества перед напорными трубами, полученными прямой экструзией. Эти преимущества состоят в том, что безнапорные трубы обладают существенно меньшим весом и высокой кольцевой жёсткостью, позволяющей использовать их для создания коммуникаций при большом заглублении до 6-8 м. Поэтому актуальной задачей является повышение рабочего давления в трубах, получаемых навивкой, что даёт возможность сохранить указанные преимущества и в напорных трубах.
В 2008 г. В.В. Швабауэр предложил схему армирования полиэтиленовых труб большого диаметра сетками из стекловолокна.
В настоящее время на Климовском трубном заводе работает технологическая линия по производству труб методом навивки диаметром до
2,6 м. Поэтому разработка технологии, обеспечивающей получение на этой линии напорных труб с рабочим давлением до 10 атм за счёт армирования сетками из стекловолокна, была актуальна.
Кроме того, практически важно проверить возможность использования армирующих элементов на основе сеток из стекловолокна для улучшения технических характеристик напорных труб, получаемых прямой экструзией.
Целью данной работы является разработка технологии производства напорных труб, армированных сетками из стекловолокна, с использованием технологических линий производства витых сложнопрофильных труб, а также изучение возможности использования разработанных армирующих элементов для получения труб большого диаметра, полученных прямой экструзией и дополнительно армированных сетками из стекловолокна.

Для стеклонаполненной композиции была определена плотность на трубе 0 315 мм в соответствии с ISO 1183/1. Благодаря введению стекловолокна, плотность ПЭ композиции колебалась в пределах 1,04 - 1,08 г/см3.
На образцах труб диаметром 315 и 900 мм были получены кривые регрессии. Полиэтиленовые трубы, усиленные рубленным стекловолокном имеют 6LThs>22,5 МПа и 6Lpl>18,8 МПа. Для труб, армированных рубленным стекловолокном MRS (минимальная длительная прочность при 20°С) составляет >20 МПа.
На трубах диаметром 315 мм были проведены испытания на стойкость к медленному распространению трещин в соответствии с ISO 13479. Испытания были проведены на трубах 0315 мм в соответствии с ISO 13479. На образцах труб (длина 1200 мм, со свободной длинной 800 мм между заглушками) был сделан надрез (4 равноудалённых надреза длинной 315 мм) с помощью фрезы. Угол между надрезами 60°С, форма надреза-У-образный. Результаты испытаний: испытание было остановлено после 2500 часов без разрушения трубы.
На трубе, армированной рубленным стекловолокном, были проведены испытания на стойкость к быстрому распространению трещин в соответствии с ISO 13477.
Условия проведения испытаний представлены в таблице 1.14:
Таблица 1.14. Условия проведения испытаний.
Температура, °С
Давление, бар
Длина трещины а, мм
a/dn 1,
Результат Трещина остановилась
Длина трещины измерялась от центра удара ножом. Длина трещины также представлена в отношении к номинальному диаметру трубы. Опыты