Разработка технологии изготовления гибридного сосуда высокого давления методом ротационного формования из линейного полиэтилена с применением армирования

• Автор: Игуменов, Максим Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ И МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСУДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Конструкции сосудов высокого давления

1.2 Изготовление сосудов высокого давления из полимерных материалов

1.2.1 Технологии изготовления внутренней оболочки из полимерных материалов

1.2.2 Технологии изготовления внешнего силового слоя

1.3 Материалы для изготовления полимерных композитных сосудов высокого давления

1.3.1 Полимерные материалы, перерабатываемые методом ротационного формования, пригодные для изготовления внутренней оболочки сосуда высокого давления
1.3.2 Материалы, пригодные для изготовления силовой оболочки сосуда высокого давления
1.3.2.1 Волокнистые наполнители
1.3.2.2 Связующие для изготовления силовой оболочки
1.4 Выводы и обоснование направления исследования
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА НАУЧНО ОБОСНОВАННЫХ РЕЖИМОВ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕРМОПЛАСТОВ МЕТОДОМ РОТАЦИОННОГО ФОРМОВАНИЯ
2.1 Объекты и методы исследования
2.1.1 Объекты исследования
2.1.2 Методы исследования
2.2 Особенности процесса получения изделий методом ротационного формования

2.3 Разработка требований к полимерным материалам для переработки 53 методом ротационного формования
2.4 Исследование влияния технологических режимов переработки на качество изделия, полученного методом ротационного формования
2.4.1 Обоснование оптимальной температуры переработки линейного полиэтилена низкой плотности
2.4.2 Определение продолжительности нагрева при переработке линейного полиэтилена низкой плотности
2.4.3 Влияние скорости вращения формы на равнотолщинность изделия
2.4.4 Определение продолжительности охлаждения при переработке
линейного полиэтилена низкой плотности
ГЛАВА 3 КОНСТРУКЦИЯ СОСУДА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Изучение физико-механических свойств изделий, полученных из ротационных марок линейного полиэтилена низкой

плотности
3.2 Расчет разрушающего напряжения предлагаемой конструкции без силовой оболочки
3.3 Выбор материала и способа создания внешнего силового слоя
3.3.1 Анализ применимости стеклопластиков для изготовления силового слоя сосуда высокого давления
3.3.2 Расчет прочностных характеристик силовой оболочки
3.4 Исследование адгезионной прочности герметизирующей и силовой
оболочки
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБРИДНОГО
СОСУДА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
4.1 Технология изготовления внутренней оболочки сосуда высокого давления из линейного полиэтилена низкой плотности

4.2 Технология процесса оформления силового слоя и сборки сосуда
высокого давления
ГЛАВА 5 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ РАЗРАБОТАННОГО СОСУДА ВЫСОКОГО ДАВЛЕ1ШЯ
5.1 Разрушение гидравлическим давлением в том числе пневматические испытания
5.2 Циклические (ресурсные) испытания сосудов высокого давления
5.3 Испытания сосудов высокого давления на ударные нагрузки, прострел и наличие дефектов
5.4 Испытания при различных климатических условиях
5.5 Кручение закладной горловины
5.6 Испытание на газопроницаемость
ЗАКЛЮЧЕНИЯ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А
Приложение Б
создания внутреннего избыточного давления при отверждении для удаления продуктов реакции и остатков растворителей [31].
Характеристики основных термореактивных связующих для стеклопластика представлены в таблице 1.5 [42].
Таблица 1.5 - Свойства термореактивных связующих
Связующее Феноло- формальдегидное Эпоксидное Полиэфирное, общего назначения
Плотность, кг/м3 1330-1570 1200-1900 1100-1
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа - 50-450
Растяжение, % - -
Теплостойкость, °С 260 80-200
Адгезионная прочность в системе стекловолокносвязующее, МПа 20 - 22,5 28-42
Усадка при отверждении, % 6 - 7 2-3
Температурный коэффициент линейного расширения а-106, град'1 75 60
Рассмотрим свойства эпоксидных и полиэфирных связующих для стекловолокон подробнее.
Эпоксидные связующие. Эпоксидные смолы представляют собой смесь олигомерных продуктов с эпоксидными группами на концах звеньев. Эпоксидные связующие обладают хорошей адгезией к различным волокнам, могут длительное время находиться в недоотвержденном состоянии, что позволяет изготавливать на их основе предварительно пропитанные и частично отвержденные полуфабрикаты (препреги). Модифицированные эпоксидные связующие имеют повышенную теплостойкость с работоспособностью при температуре до 200 °С.
Эпоксидные смолы являются одними и? лучших видов связующих для большого числа волокнистых композитов [40].