Делаем трубу из стекловолокна

Стеклопластиковые трубы отличаются большой прочностью при малом весе. Они очень востребованы в ракетостроении и не только в любительском. Из стеклопластика делаются корпуса ракет и ракетных моторов. Однако купить в магазине нужную трубу вряд ли удастся. Любители обычно их сами делают. Мне тоже пришлось озадачиться этой проблемой. Моя технология имеет некоторые положительные особенности и, смею надеяться, может быть востребована.

После довольно большого количества экспериментов пришел к выводу, что при изготовлении стеклопластиковых труб, особенно большого размера, есть две основные проблемы: обеспечить плотную укладку стеклоткани и снять готовую трубу с оправки. Обе проблемы удалось решить очень простыми способами, без привлечения дорогих материалов и оборудования. Эту технологию, уже успешно обкатанную при изготовлении 50-ти миллиметровой трубы для корпуса ракеты, я и предлагаю. /15.06.2011, автор Козлов И., kia-soft/

Материалы

С материалами тут все ясно. Стеклоткань выбирается в зависимости от целей. Мне нравится не дорогие конструкционные ткани марки Т-13 и Т-23.

От качества эпоксидки зависит в основном удобство работы. Очень удобно использовать жидкую и довольно быстро сохнущую эпоксидку фирмы West System. Наша ЭД-20 заметно гуще, с ней труднее работать, но зато намного дешевле.

Понадобится еще нетолстый ватман, в использовании которого и кроется изюминка моей технологии.

Обязательно нужна оправка. Это какая-нибудь ровная труба нужного диаметра. Очень ценно то, что для предлагаемой технологии не нужна оправка с идеальной поверхностью. Например, я использовал обычную пластиковую сантехтрубу из ПВХ. Надо только проследить, чтобы она не была гнутой.

Еще потребуется лавсановая пленка или пленка, которую используют для букетов. Кроме лавсановой пленки нужен еще моток полиэтиленовой ленты, например, которую использую для огораживания опасных участков. А вот всякие там мастики и воски нам будут не нужны совсем.

Еще пригодится тюбик любого суперклея и, пожалуй, все. Да, еще хочу заметить, что работать надо в латексных перчатках.

   Изготовление

Очень много работал с бумажно-эпоксидными трубами (например, корпус ракеты Ирокез) и проблем со съёмом готовой трубы с оправки никогда не возникало. Бумага имеет собственную жесткость и, как бы плотно мы не мотали её на оправку, она намертво на нее не сядет. Это свойство я и решил использовать при изготовлении труб из стеклопластика.

Итак, берем ПВХ трубу в качестве оправки. На нее плотно наматываем два слоя лавсановой пленки и фиксируем от разматывания полоской тонкого скотча.

Отрезаем кусок ватмана необходимой длины и такой ширины, чтобы хватило на два оборота вокруг оправки. Промазываем ватман эпоксидкой. На кусок шириной 62 см (соответственно длина трубы получается 62 см) мне понадобилось около 30 г.

Наносить эпоксидную смолу очень удобно резиновым или мягким пластиковым шпателем. Следим, чтобы смола хорошо пропитала бумагу. Жидкая эпоксидка сама хорошо пропитывает ватман.

Если эпоксидка густая, может понадобиться прогрев при температуре примерно 60°С в духовке.

Плотно наматываем ватман на оправку и обматываем полиэтиленовой лентой в два слоя. Оставляем в покое до полного высыхания. После застывания смолы сматываем полиэтилен и снимаем готовую тонкую эпоксидно-бумажную трубу (далее — ЭБ труба) для контроля качества. Если все сделано аккуратно, то с качеством проблем не наблюдается.

Теперь на оправку мотаем один слой лавсана с нахлестом и на него одеваем нашу ЭБ трубу. Лавсан должен выступать на 5-10 см за пределы бумажной трубы. Отрезаем нужную полосу стеклоткани, немного шире ЭБ трубы. В моем случае это 65см х 100см. Хватит на 6 слоев.

Далее переходим к необходимой операции, которая позволит нам плотно уложить слои ткани. ЭБ труба достаточно легко снимается с оправки, но вращается на оправке с трудом.

Поэтому нам достаточно закрепить край стеклоткани на ЭБ трубе и при намотке просто подтягивать её. Для этого наносим на самый край ткани тонкой струйкой суперклей и накатываем на нее ЭБ трубу.

Клей сразу схватывается и можно приступать к следующему этапу.

А следующий этап — основной. Это нанесение эпоксидки на стеклоткань, что мы и проделываем с помощью мягкого шпателя. Тщательно промазываем ткань рядом с оправкой и накатываем оправку с ЭБ трубой на ткань. Излишки смолы перегоняем дальше по ткани.

Подтягиваем ткань, чтобы не образовывались пузыри. Проделываем эту операцию до полной намотки. Мне понадобилось для качественной пропитки 85 г смолы. Причем, если немного не хватает на промазку «хвоста», ничего страшного.

За счет избытка смолы в предыдущих слоях он все равно пропитается.

Следующий момент очень важен для хорошего натяжения и пропитки. Берем уже намотанную трубу, удерживаем за свободный конец оправки, и рукой в перчатке обжимаем и подкручиваем нашу намотку в направлении накрутки.

Проходим по всей длине. Таким манером мы очень плотно укладываем стеклоткань и выдавливаем избыток смолы. Данная операция возможна только потому, что начальный край ткани намертво прихвачен суперклеем к ЭБ трубе.

Наконец, обматываем конструкцию полиэтиленовой лентой в два слоя в натяг. Уже после обмотки полиэтиленом делаем укатку ровной дощечкой в направлении намотки ткани. Эта операция позволяет дополнительно уплотнить намотку уже с учетом поддавливания полиэтиленовой пленкой. Кроме того, если намотка полиэтилена проделана аккуратно с половинным нахлестом соседних витков, укатка выравнивает внешнюю поверхность будущей трубы.

Оставляем трубу на просушку. После застывания смолы снимаем полиэтилен, стаскиваем трубу с оправки, вынимаем лавсан, торцуем и получаем готовую стеклопластиковую трубу. В таком виде труба вполне годится для корпуса мотора. Для корпуса ракеты её, конечно, следует облагородить.

Берем не грубую шкурку, где-то Н10, одеваем на ровный брусок, на физиономию натягиваем марлевую повязку и драим потихоньку внешнюю поверхность трубы до культурного состояния. Поскольку изначально труба не слишком горбатая, эта занудная операция не занимает много времени. Довольно быстро получаем качественную стеклопластиковую заготовку для корпуса ракеты.

Труба очень прочная и нетяжелая — 185 г для трубы 620х50 (ЭБ + 6 слоев стеклоткани) это не много.

Заключение

Конечно, могут возникнуть возражения, что полученная в результате труба не чисто стеклопластиковая, не буду спорить. Однако убежден, это не имеет принципиального значения.

Основные свойства сохранены, а если учесть доступность и простоту технологии, то про этот нюанс можно просто забыть. По данной методе любой не слишком искушенный любитель может сделать очень качественное изделие.

Это чего-то стоит. /15.11.2011 kia-soft/

P.S.    Технология проверенная и отработанная, но какие-то вариации могут появиться. Оставляю за собой право вносить дополнения и коррективы.

***

Производство и правила монтажа стеклопластиковых труб

Стеклопластик – высокотехнологичный материал, состоящий из стекловолокнистых компонентов и связующих полимеров. Сочетание малого веса, прочности и превосходных эксплуатационных качеств делает его отличным вариантом для изготовления трубных изделий различного назначения: от монтажа бытовых трубопроводных сетей до строительства крупных магистралей нефтехимической промышленности.

Что такое стеклопластиковые трубы

Стандартная труба из стеклопластика представляет собой пустотелое изделие заданной длины, предназначенное для транспортировки жидких или газообразных рабочих сред (реже – для прокладки кабельных сетей).

Труба имеет диаметр 100-3800 мм, максимальная длина изделия достигает 18 м. По показателям прочности трубы подразделяют на 3 класса, по давлению рабочей среды – на 6 классов.

Важнейшими показателями трубы считается жесткость и номинальное давление. Первый параметр обозначается аббревиатурой SN и характеризует способность изделия противостоять внешним нагрузкам. Жесткость определяется, в первую очередь, толщиной стенок трубы.

Номинальное давление (PN) определяет уровень воздействия рабочей среды на материал трубы. Измеряется в Мпа.

Преимущества и недостатки трубных изделий из стеклопластика

Широкое распространение трубных изделий из стеклопластика обусловлено большим перечнем преимуществ:

• Длительный срок эксплуатации. В зависимости от технологии производства составляет 40-50 лет.
• Небольшой вес. Усредненный показатель составляет 1,1 г/куб.см. Выгодно отличается от, к примеру, меди и стали (8,9 и 7,8 соответственно).
• Легкость транспортировки и монтажа.
• Низкий показатель теплового расширения.
• Устойчивость к коррозии и воздействию агрессивных химических соединений.
• Экологичность.
• Высокая прочность. Немногим уступает по этому показателю стальным изделиям, но однозначно превосходит полимерные аналоги.
• Сравнительно небольшая стоимость (в зависимости от технологии изготовления).

Среди недостатков стеклопластика отметим уязвимость к абразивному воздействию и высокую (для сегмента полимерных изделий) стоимость.

Обратите внимание! Стеклопластиковые трубы обладают низкой устойчивостью к нагрузкам, направленным поперек расположения волокон. Такие воздействия чреваты образованием трещин. Нивелировать такой недостаток помогает добавление рифленого слоя на внутреннюю поверхность трубы.

Технологии производства

Современная промышленность успешно реализует 4 принципиально разные технологии, позволяющие производить стеклопластиковые трубные изделия в различных ценовых сегментах:

Намотка (навивка)

Простая в исполнении и очень производительная технология. Бывает простой и непрерывной. Подразумевает использование различных полимерных составляющих: термопластичных (полипропилен, полиамид, полиэтилен и т.п.), либо термореактивных (полиэфиры, эпоксидные смолы, фенол-формальдегиды и т.п.).

Допускается укладка стекловолокна различными способами. На крупных производственных предприятиях реализуется 4 варианта:

• Спирально-кольцевой. Укладочный механизм поступательно перемещается вдоль вращающейся заготовки, наматывая на нее слой волокон. В зависимости от числа прогонов достигается необходимая толщина стенки. Используется при изготовлении стеклопластиковых изделий высокого давления, применяемых на ответственных участках работы: в линиях электропередач, ракетостроении и т.д. Процесс производства сложный и дорогостоящий, для габаритных изделий не применяется.
• Продольно-поперечный. Станок укладывает продольные и поперечные волокна материала независимо друг от друга.
• Спирально-ленточный. Упрощенный вариант, дающий возможность производить недорогие и практичные изделия ценой некоторого снижения прочности. Изделия пользуются спросом при монтаже сетей низкого и среднего давления.
• Продольно-поперечный косослойный. Инновационная технология, разработанная специально для военно-промышленного комплекса.

Литье (центробежное формование)

Технология подразумевает изготовление трубы в обратном порядке – от наружной стенки к внутренней. Такой способ дает возможность увеличивать толщину стенок почти без ограничений. Трубы имеют высокую кольцевую жесткость и легко выдерживают большие осевые нагрузки.

Протяжка (пултрузия)

Нити стекловолокнистого вещества, пропитанные смесью смол, проходят через формообразующую установку, где за счет тянущего воздействия им придается необходимая конфигурация. Наилучшим образом подходит для производства изделий, используемых в строительстве систем водоснабжения, отопления, канализации.

Выдавливание (экструзия)

Самая дешевая технология. Вязкая пастообразная заготовка непрерывно продавливается сквозь формующую установку. Перемешивание стекловолокна и смолы происходит хаотично, поэтому изделия не имеют сплошного армирования. Это негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках.

Разновидности

Для воплощения различных инженерных проектов существует несколько разновидностей стеклопластиковых изделий. Они отличаются по прочности, долговечности, области применения и, как следствие, конечной стоимости.

Рекомендуем ознакомиться:  Фланцевый адаптер для соединения ПЭ труб

В первую очередь, на прочностные характеристики трубы влияет вид и концентрация смол, добавляемых в смесь в процессе производства. Технология допускает применение изофталевой, ортофталевой, бифенольной смолы. Это повышает устойчивость к солям, кислотам и щелочным соединениям.

Также, прочностные характеристики трубы повышают путем увеличения количества слоев:

• Однослойная труба. Производится посредством намотки из чистого композитного материала. Отличается малой стоимостью и сравнительно низкими эксплуатационными характеристиками.
• Двухслойная труба. Имеет дополнительную внешнюю оболочку, защищающую изделие от механических повреждений, разрушительного воздействия ультрафиолета, иных агрессивных сред.
• Трехслойная труба. Каждый слой полимера покрывается защитной оболочкой из полиэтилена. Слои стыкуются между собой способом высокотемпературной полимеризации. Слой, расположенный в центре, является силовым. Его задача – усилить прочность изделия.

Выбирая стеклопластиковые трубы для реализации того или иного проекта, стоит акцентировать внимание на некоторых важных моментах:

• Материал трубы не должен иметь вкраплений посторонних элементов.
• Поверхность должна быть идеально ровной и гладкой, без вмятин и вздутий.
• Край каждого изделия не должен иметь расслоений и трещин – это явный признак брака.

Это важно! Стеклопластиковые трубы можно резать, точить или сверлить. Качественное изделие не меняет от этих механических воздействий своих эксплуатационных характеристик.

Применение и маркировка

Многочисленные достоинства стеклопластиковых труб обеспечили широкое применение изделий в различных областях народного хозяйства:

• Угольная промышленность. В этой отрасли ценится малый вес, простота монтажа, плохая горючесть и нетоксичность трубных изделий. Также играет роль отсутствие осколков при возможном взрыве метана.
• Энергетика.
• Нефтедобывающие предприятия. Устойчивость к разрушительному воздействию агрессивных сред, отсутствие коррозии и высокая прочность делают стеклопластик отличным вариантом при строительстве трубопроводных сетей.
• Сфера ЖКХ. Надежные и долговечные стеклопластиковые изделия все чаще находят применение при строительстве систем отопления, канализации, холодного и горячего водоснабжения.

Маркировка изделий содержит исчерпывающую информацию о свойствах стеклопластиковой трубы.

Российские производители используют такие литеры:

• А. подходит для транспортировки рабочих сред с абразивными компонентами.
• Г. Предназначена для монтажа сетей горячего водоснабжения. Допустимая температура жидкости – 75°С.
• П. Для трубопроводных сетей с питьевой водой.
• С. Изделия универсального назначения.
• Х. Трубы для перекачки химически активных сред.

Из многообразия фирм-производителей можно выделить несколько брендов, успевших прочно закрепиться на рынке и заслужить доверие покупателей.

В первую очередь, это иностранные марки Hobas и Amiantit – компании с непогрешимой репутацией, настоящие законодатели мод в этом сегменте. Российские производители также способны предложить потребителям качественный товар по конкурентным ценам.

Многолетний успешный опыт работы имеют фирмы Полиэк, Стеклокомпозит, Arpipe, Завод стеклопластиковых труб.

Особенности монтажа

Как и для других трубных изделий, соединение стеклопластика допускает применение различных способов. Большая часть этих технологий проста в использовании и не требует использования специального оборудования:

• Муфтовый. Концы труб вставляются в фитинг соответствующей конфигурации и размера. Конструкция закрепляется при помощи клеящего состава.
• Раструбный. Каждая следующая труба вставляется в расширение на конце предыдущей. Соединение разборное. Герметичность стыка обеспечивает уплотнительное резиновое кольцо.
• Бугельный. Разновидность муфтового соединения. Трубопровод монтируется при помощи крепежных элементов.
• Резьбовый. Для стеклопластиковых изделий применяется редко.
• Фланцевый. Используется на крупных трубопроводных сетях. Концы соединяемых труб оснащаются фланцами с отверстиями под болты.

Обратите внимание! При подземном способе прокладки следует обращать внимание на технологию изготовления и прочностные характеристики труб. Обладающие наименьшей прочностью однослойные изделия подлежат более бережному обращению, с обязательным устройством песчаной подушки на дне траншеи.

Процесс создания детали из стеклопластика — DRIVE2

Что такое стеклопластик?Стеклопластиком обычно зовется уже готовое изделие – совокупность материалов, технологий и работ. Чем удобен стеклопластик? Да тем, что можно изготовить любой формы деталь, какую только вообразит фантазия, будь то сабвуфер, повторяющий нижней стенкой очертания багажника, мелкосерийные крылья автомобилей своего дизайна, реплики спойлеров, обвесы, бампера, различные усовершенствования внутренних панелей салона автомобиля и многое другое.

Какие существуют методы производства изделий?Достаточно часто требуется изготовить всего одно изделие и сэкономить время и материалы, в таком случае делается болван (макет) и прямо по нему клеится стеклопластик с последующим его выведением шпаклёвкой под покраску. Макет должен быть заведомо меньших размеров(на толщину стеклопластик+шпаклёвка.

Другой метод – изготовление изделий по матрице. Применяется для размножения (копирования, тиражирования) какого-либо изделия, а так же если делается в одном экземпляре, но есть вероятность разрушения изделия в процессе эксплуатации (например юбка бампера).

Изготовление болвана Первым делом необходимо задать будущую форму из любых подручных материалов, наиболее распространенные перечислены ниже.Для гладких и плавных искривленных плоскостей обычно используют натянутую ткань между жесткими краями.

Для больших и крупногабаритных участков, а также для прямых длинных и тонких используется листовой металл, фанера, ДСП металлические трубы квадратного сечения и любые комбинации с этими материалами.

Для изготовления ребер часто применяется картон, вырезается профиль изделия, расставляются по основанию и либо заполняются пеной промежутки, либо натягивается ткань.

Так же картон можно применять и в качестве других конечных граней, вообще при сноровке возможно и весь болван сделать из картона.Достаточно хороший материал для болванов – пенопласт, он легко режется, шкурится, склеивается друг с другом и достаточно дешев.

• Так же удобно использовать обычную монтажную пену в баллонах, она как и пенопласт легко обрабатывается.
• Если деталь сразу делается на болване, то желательно позаботиться о том, что бы после выклейки стеклопластика можно было достать болван, пусть даже в разрушенном виде, поскольку оставление его там резко сократит срок службы самой детали из-за погодных условий.
• Видео-пример изготовления детали из стеклопластика, с использованием полиэфирных смол и стекломата:

И как вариант использование уже существующей детали из стеклопластика, с его разрезкой, добавления других фрагментов из стеклопластика и последующим их соединением в новую деталь с проклейкой заплатками стеклоткани.После того как форма предварительная сделана, переходят к следующему этапу – выведение «под покраску». Что бы защитить пену или пенопласт от смолы, обычно несколько слоёв газет просто наклеивают на пенопласт клеем ПВА, он не пропускает смолу и является дополнительным укреплением макета, дабы смола не разъела пену. Так же плоские поверхности пенопласта возможно защитить скотчем упаковочным или алюминиевым. Для дальнейшего выведения используется на твердые поверхности сразу шпаклевка, на нетвердые желательно стеклопластик нанести, либо жесткую строительную штукатурку. Далее обрабатывается наждачками до необходимых форм и размеров.Следующий этап необходим, если болван делается под матрицу. большинство материалов, из которых обычно строятся болваны, даже при хорошей обработке разделителями, будут впитывать в себя смолу, потому необходимо болван покрыть лаком.

Материалы для полиэфирных смолДля полиэфирных смол используются следующие материалы:стекловуаль для первого слоядля последующих слоев – стекломаты 100, 300, 450 и 600 г/м.кв.

обычно 100 и 300 для первого-второго слоя, 450 и 600 для набора толщиныдля внутренних углов применяется ровинг рубленый, ровинг в виде нитидля жесткости применяется стеклоткань или стеклорогожа конструкционная, но эти материалы не любят изгибовдля склейки половинок и для некоторых других случаев (заполнение углов, увеличение толщины в частных случаях) применяется аэросил размешанный в смоле либо готовая смесь Филердля финишного (первого) слоя изделия в матрице применяется гелькоут.Для эстетики последним слоем матрицы, а так же изделия наносится топкоут, необязательный материал.Гелькоуты и топкоуты обычно делятся на 2 группы и каждая так же на две – для ручного нанесения(Hand маркировка Н) и для пульверизатора(Spray маркировка S), для матриц (маркировка GM) и просто изделий (для матриц повышенной износостойкостью отличается)

Смолы так же выпускаются различных модификаций, такие как матричные, уменьшенной усадки, для изделий стандартные общего применения; устойчивые к химическим средам, устойчивые к повышенной температуре, устойчивые к атмосферным воздействиям (ультрафиолету).

Меры безопасности при работе с полиэфирными смоламиПолиэфирная смола выделяет очень вредные для здоровья летучие вещества, поэтому необходимо защищать органы дыхания как минимум угольным респиратором и обязательная вентиляция помещения, иначе дикая вонь и головные боли обеспечены, возможно и расстройство здоровья.Так же необходимо защищать руки медицинскими перчатками, что б на кожу не попадала смола.

Вкратце про эпоксидные смолы и материалы под нихНачнем с того, что эпоксидные смолы в настоящее время используются в основном для изготовления декоративного карбона, так как время кристаллизации большое, жесткость больше и соответственно изделие будет более хрупким, кроме того эпоксидная смола стоит дороже полиэфирной. Стекломатериалы для эпоксидки применяются так же специальные, так как стандартные стекломаты пропитаны специальной эмульсией, которую растворяет только полиэфирная смола.

Замешивание смол, гелькоутовВажно не отходить от рекомендаций производителя по пропорциям смолы и отвердителя, иначе, если отвердителя перельете смола может закипеть, либо кристаллизоваться намного быстрее, чем нанесете. Если меньше нальете, то рискуете испортить все, так как смола не кристаллизуется.Смолы необходимо замешивать столько, что б можно было ее всю использовать за примерно 20 минут работы.

В идеальном варианте можно иметь весы электронные, в более простом – шприцы, большой на 20мл для смолы и инсулиновый для отвердителя.

Снятие формы (матрицы), разделителиРабочая температура в помещении должна быть не менее 20 градусов по Цельсию.Первым этапом необходимо определиться, будет ли матрица из одной части или нескольких. Для этого необходимо прикинуть, сможете ли вы вытащить болван из матрицы, не разрушив его.

Далее делаются поля из тонкого листового картона, либо из пластика, приклеиваются на пластилин либо термоклей по границе матрицы, если матрица будет состоять из нескольких частей то по границе первой части и последующих нечетных. Когда будут готовы эти части матрицы, необходимо будет удалить поля и завосковать оставшиеся части изделия и поля готовых частей матрицы.

Так же желательно сделать бугорки из пластилина на полях для матрицы, что бы у самих полей матрицы были контрольные пазы.

Первым делом необходимо, что бы изделие или болван были чистыми. Далее наносится воск в несколько слоев с промежуточной сушкой и Конечной полировкой. После воскования и полировки желательно нанести поливиниловый спирт CRA губкой или мягкой тканью в один слой.

Пример создания матрицы и изделия из стеклопластика:

Если у вас есть компрессор, так же удобно будет предусмотреть съемники в виде сосков на крупногабаритных матрицах, они облегчат съем матрицы и последующие выемки изделий.

Следующий этап – нанесение гелькоута. Есть два способа – кистью и пульверизатором. Кистью желательно в два тоненьких слоя.

В инструкции к гелькоуту обычно есть рекомендуемая толщина нанесения, для этого необходимо будет приобрести.

После застывания гелькоута «на отлип» (палец след не оставляет, но еще липнет) наносится либо второй слой гелькоута, либо стекловуаль. Аккуратно промакивается кистью, что б не повредить слой гелькоута.

Как только кристаллизуется слой со стекловуалью можно приступать к набору толщины стекломатами, предварительно проблемные места заполнить рубленым ровингом (или если нету, распушите немного стеломата).

Все последующие слои наносятся следующим методом (не претендую на идеал): замешивается смола, наносится слой смолы на всю поверхность, укладывается стекломат, пропитывается кистью и остатками смолы и прокатывается валиком.

Второй вариант — небольшой кусок ткани, стекломата(20х20см) намачивается на столе и быстро с помощью пинцета и кисти переносится на место укладки. Промедление грозит расползанием стекломата.

После набора толщины, желательно сделать Каркас для матрицы и вклеить ее. Ее можно сделать либо в виде ребер жесткости из ДСП, досок, фанеры, в виде сварного каркаса, вариаций масса. Делается это для того, что бы после снятия матрицы ее не повело.

Далее если матрица из нескольких частей, то необходимо в полях проделать отверстия под болтовые или шурупные соединения.

1. Формула расчёта материалов для изготовления:Расчет веса материалов (х-это знак умножения)Площадь поверхности х количество слоев х удельный вес стеклоткани = вес стеклотканиВес стеклоткани х 2 (где 2 отношение к смоле 1:2)= вес смолыПлощадь поверхности х 0,6(удельный вес гелькоата 0,6кг х 1м²)= вес гелькоатаВес смолы х 0,03(удельный вес закрепителя0,03кг* х 1кг)= вес закрепителя
2. Вес стеклоткани + Вес смолы + Вес гелькоата + Вес закрепителя = Вес детали (будущей)
3. Ламинирование ручноеЛаминирование в матрице вакуумное – инжекция и просто пакет
4. к преимуществам вакуумной технологии можно отнести такие вещи как: меньший расход смолы, нестесненная по времени укладка стекломатериалов, намного проще работать со смолой, более лучшее соотношение смола/стекломатериалы, в результате чего получается более легко и крепкое изделие

Инжекциятехнология состоит в том, что вакуум сам распределяет смолу по стекломатериалу, далее вакуум сохраняется до кристаллизации смолы.предварительно необходимо по периметру матрицы приклеить спираль из пвх, с ее помощью вакуум будет равномерно по всей матрице засасывать смолу.

далее наносится гелькоут.

после укладываются стекломатериалы в нужном количестве, далее укладывается на всю поверхность стекломатериала проводящий смолу слой, сверху на него впитывающий слой, далее из специальной пленки делается либо мешок, в который полностью входит матрица, либо пленка приклеивается по периметру матрицы. в пленке предусматриваются два отверстия, одно под сосок для вакуума, устанавливается впритык к вакуумной магистрали, второе под сосок для подачи смолы. возможны варианты с большим количеством резервуаров для подачи смолы, все зависит от конфигурации матрицы.

когда все подготовлено включается насос. при достижении максимального вакуума, открываем магистраль подачи смолы. при заполнении полностью всего стекломатериала подачу смолы прекращают. так же на вакуумной магистрали желательно предусмотреть резервуар под лишнюю смолу.

• Инструменты для ручного ламинированиядля ручного ламинирования используются кисти флейцевые, валики металлические, металл.угловые, игольчатые
• Инструменты и материалы для вакуумной инжекции-насос вакуумный-спираль пвх-пропускающий слой-впитывающий слой-соски, трубочки-пленка вакуумная
• -герлен
• Видео про стеклопластик на моем канале: You-Tube канал

Стеклопластиковые трубы — производство, фоединение, монтаж

Полимерные, композитные материалы являются основными конкурентами металлов не только в бытовом хозяйстве, где они практически их вытеснили с рынка, но и в различных отраслях промышленности. Примером тому служат трубы из стеклопластика, выпуском которых занимаются не только зарубежные компании, но и ряд отечественных производителей.

Трубные изделия из стекловолоконной нити практически невозможно встретить в быту, их чаще используют в трубопроводах промышленного и коммунального назначения. Материал, из которого делают не только трубы, но множество высокопрочных деталей для машиностроения, изделий для использования в промышленной сфере и быту, получил название стеклопластик.

Рис. 1 Разновидности труб из стеклопластика

Области применения

Высокопрочные стеклопластиковые трубы находят применение в промышленной сфере при транспортировке нефти и нефтепродуктов, пресной, соленой воды, агрессивных химических веществ, газов. Их можно использовать в качестве защитных оболочек силовых электрокабелей, а также телефонных, оптоволоконных, коммуникационных линий.

В коммунальном хозяйстве стеклопластиковые трубы могут быть использованы для наружных систем водоснабжения и канализации.

Производство стеклопластиковых труб

Для трубного производства используют стекловолоконные нити в виде скрученных жгутов (шнуров, шпагатов) или рассыпные как короткие отрезки (штапельные), так и длинномерные рубленые волокна.

Для их соединения используют наполнители в виде синтетических эпоксидных (марки ЭД, 5 ЭД, 20 Эд – 22 ЭД), полиэфирных (марки М105, М 251, G 200 LE и т.п., либо ПН-1 и ПН-609), кремний органических, фенолформальдегидных смол.

В основном изготовление труб осуществляют из безвредных эпоксидных и полиэфирных компонентов.

Процесс выпуска изделий на некоторых стадиях может отличаться у разных производителей, его основные этапы:

Намотка пропитанных эпоксидным компаундом нитей на металлическую формообразующую оправку. Стоит отметить, что в зависимости от трубных диаметров существует две технологии производства.

При циклической на металлическую оправку наматывает нити и после полимеризации оболочку снимают, после чего процесс периодически повторяют.

Данный метод используют, если выпускается стеклопластиковая труба большого диаметра.

• Рис. 2 Производство стеклопластиковых труб – основной этап

Статья по теме:

ПНД труба – процесс производства, применение, способы стыковки, монтаж. В данной статье рассказывается про полиэтиленовые ПНД трубы, немного о производстве, подробнее,  о диаметрах, способах их монтажа.

При непрерывной технологии волокно наматывают на оправку и в процессе производства готовая оболочка сходит с нее – этот способ подходит для труб практически неограниченной длины и малых диаметров.

По методам намотки и укладки фибры, нитей, есть существенные различия между разными производителями. К примеру, трубы от InFiberex выпускают чередованием радиальной намотки волокон вокруг оправки с их продольными участками в виде спиральной решетки. Частотой укладки нитей в этом случае задают прочностные характеристики изделий.

В более простом отечественном производстве на оправку перед формированием оболочки наматывают металлическую и затем разделительную синтетическую ленты.

Затем обрезки рубленного стекловолокна насыпают на вращающуюся оправку, наматывают стекловуаль, одновременно поливая сверху компоненты через ряд форсунок эпоксидной смолой.

Далее, вместе со стекловолокном на оболочку досыпают кварцевый песок, это происходит после формирования первого слоя толщиной 1,5 – 2 мм. В последнем, третьем слое, используют рубленое волокно без добавления песка и композитный наполнитель.

Полимеризация компаунда, нарезка. После формирования оболочки готовое изделие помещают в инфракрасную печь, где происходит полимеризация смолы. Затем трубу снимают с оправки и нарезают дисковой пилой на фрагменты нужной длины.

Помимо трубного производства, предприятия выпускают широкий ряд фасонных изделий — стеклопластиковые муфты, радиусные элементы, тройники. Муфты изготавливают из трубных отрезков, вырезая внутри канавки и вставляя туда резиновые кольцевые уплотнители.

Рис. 3 Структура стеклопластиковой трубы

Трубы из стеклопластика — характеристики

Трубы из стекловолокна отличаются следующими свойствами:

• Имеют малый вес порядка 1,1 – 1,8 грамма на кубический сантиметр. В сравнении со стальными трубопроводами это в 4 — 7 раз меньше. Благодаря этому можно сэкономить немалые финансовые средства на транспортировке и монтаже легких крупногабаритных изделий.
• Стеклопластик обладает высокой коррозионной и электрохимической стойкостью, что делает допустимой его эксплуатацию под землей длительный период.
• По прочности стеклопластик хотя и уступает стали, но значительно превосходит аналоги из поливинилхлорида ПВХ и полиэтилена низкого давления ПНД.

Рис. 4 Стеклопластиковые трубы в сравнении с трубами из других материалов

1. Хотя стекловолокно — термостойкой негорючий материал, компаунд со смолами в виде термопластика обладает более скромными температурными характеристиками. Стандартная труба эксплуатируется при температурах от — 60 до + 90 °С.
2. Трубная оболочка устойчива к ультрафиолету, иногда для этих целей ее снаружи покрывают защитным слоем из гелькоута.
3. Стекловолокно в смеси с эпоксидной смолой является негорючим материалом.
4. Теплопроводность стекловолокна чуть выше, чем у других пластиков и в среднем составляет 0,7 Вт/м·°С.
5. Обычно стеклопластиковые трубы выпускают большого размера, многие производители поставляют на рынок изделия диаметрами от 300 до 2600 мм.
6. Трубы из стеклопластика выпускают нескольких классов жесткости — SN 2,5, SN 5, SN 10. Соответственно, они рассчитаны на рабочее давление 4, 10 и 25 бар (атмосфер).
7. Одна из уникальных особенностей труб из стеклопластика – высокая ремонтопригодность трубопроводов. При повреждении дефектный участок несложно заклеить стеклотканью в композиции с эпоксидной смолой.

2. Рис. 5 Муфтовое и раструбное соединение стеклопластиковых труб
4. Внутренний трубный слой определяет максимальные температуры транспортируемой среды. Всего существует 4 группы внутренних оболочек стеклопластиковых труб, имеющих следующие условные обозначения и максимальные температуры эксплуатации:

• VA — до 35 °C при водородном показателе рН среды от 1 до 9;
• DA — до 50 °С при рН среды от 0,8 до 10;
• DS — до 75 °С при рН транспортируемой среды от 0,5 до 13;
• HP — до 95 °С при рН рабочего тела от 0,2 до 14.

Монтаж стеклопластиковых труб

Отличительная особенность стекловолоконных труб — возможность соединения их в трубопроводную магистраль разнообразными методами. Трубопроводы из стекловолокна монтируют по следующим технологиям стыковки:

• Раструбное. При этом соединении один из трубных торцов расширяют и вставляют во внутреннюю канавку резиновый кольцевой уплотнитель. Вторую трубу при соединении с усилием вставляют в раструб другой. Данный метод стыковки используется для безнапорных коммуникаций
• Муфтовое. На гладкостенные трубы натягивают муфту с тремя резиновыми кольцами в канавках. Два крайних играют роль уплотнителей, а центральное предохраняет трубные торцы от соприкосновения и является разделительным. При помощи муфт получают соединение, способное выдерживать напор до 25 атмосфер.
• Фланцевое. Трубный стеклопластиковый торец делают дисковой формы с отверстиями для крепежных болтов или без них. При втором варианте на расширенный конец одевают дисковые металлические кольца для соединения труб.
• Клеевое. Для склеивания стеклопластиковых труб используют аналогичную при их производстве композицию — эпоксидную смолу с добавлением стекловолоконных нитей. Процесс фиксации иногда ускоряют подогревом клеевой смеси.

Статья по теме:

Клеевые трубы ПВХ – сфера применения, монтаж, производители и стоимость. В данной статье рассказывается про область применения клеевых труб, преимуществах и недостатках, а также, о клее и монтаже.

Рис. 6 Примеры фланцевого соединения и термосклейка

Стекловолокно благодаря своим высоким химическим характеристикам и прочности, термостойкости, нашло рациональное применение в трубах различного назначения. Стеклопластиковые трубопроводы больших диаметров используют в различных отраслях народного хозяйства, а по ряду параметров они нередко составляют конкуренцию изделиям из популярного полиэтилена низкого давления.

Способ изготовления стеклопластиковой трубки

В способе изготовления стеклопластиковой трубки наматывают на оправку препрег на основе пропитанного стекловолокна и отверждают его при нагревании. Перед наматыванием препрег раскраивают по заданной схеме и подсушивают.

На полученную намоткой заготовку надевают термоусадочную трубку. Проводят отверждение в два этапа: на первом этапе — при температуре 105-115°С в течение 0,5-0,7 часа, на втором этапе — при температуре 140-150°С в течение 0,7-2,0 часов.

Подсушку препрега осуществляют при температуре 70-80oС в течение 20-40 мин или при температуре окружающей среды в течение 0,5-2,0 суток. Перед наматыванием препрега оправку нагревают до температуры 35-45°С. Термоусадочную трубку используют разных цветов.

Способ позволяет изготовить изделие со стабильными диэлектрическими свойствами высокого качества. Способ прост и экономичен. 3 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к технологии изготовления трубчатых изделий малого сечения из стеклопластика методом ручной /накатки/ или механизированной намотки, которые могут быть использованы в различных областях промышленности, в частности в электроэнергетике, для изготовления изолирующих частей защитных средств для работы на электроустановках с напряжением от 0,4 до 220 кВт и выше.

Известен способ изготовления полых армированных пластиковых секций для удилищ путем намотки /навивки/ стеклоткани, пропитанной смолой, на металлический дорн /ГДР, патент N51982, кл. 39 а3 23/00, 1966 г./. Известен также способ формования трубы путем намотки на оправку с натяжением листа волокон, пропитанных смолой так, что волокна ориентируются параллельно оси оправки и отверждения смолы при удерживании волокон под натяжением /Великобритания, заявка N1592578, 1981 г., B 29 D 23/00/. Недостатком обоих известных технических решений является относительно высокая нестабильность электрической прочности пластиковых триб в силу слоистой микропористой структуры материала. Наиболее близким по технической сущности к изобретению относится способ изготовления стеклопластиковой трубки путем наматывания на оправку препрега на основе пропитанного стекловолокна и отверждения его при нагревании /Япония, заявка N59-46772, МКИ B 29 D 3/02, 1984 г. — прототип/. К недостаткам прототипа относятся также высокая электрическая нестабильность диэлектрических параметров трубок, а также трудоемкость и неэкологичность процесса, связанная с необходимостью удаления обжимного целлофана мелким песком, шлифовкой и покрытием краской наружной поверхности изделия с целью удаления дефектов. Задачей данного изобретения является устранение недостатков прототипа. Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе изготовления стеклопластиковой трубки путем наматывания на оправку препрега на основе пропитанного стекловолокна и отверждения его при нагревании перед наматыванием препрег раскраивают по заданной схеме, подсушивают, а на полученную намоткой заготовку надевают термоусадочную трубку и проводят отверждение в два этапа: на первом этапе — при температуре 105-115oC в течение 0,5-0,7 часа, на втором этапе — при температуре 140-150oC в течение 0,7-2,0 часов. При этом целесообразно осуществлять подсушку препрега при температуре 70-80oC в течение 20-40 мин или при температуре окружающей среды в течение 0,5-2,0 суток. Желательно перед намоткой препрега нагреть оправку до температуры 35-45oC. Кроме того, возможно использовать термоусадочную трубку разных цветов. Стабилизация электрических свойств пластика обусловлена удалением летучих веществ на стадии подсушивания раскроенных мерных заготовок и на первом этапе отверждения изделия, благодаря чему получают композит с более однородной структурой. Осадка ТУТ на еще не полностью отвержденный пластик способствует достижению того же результата, предотвращая появление дефектов в виде пузырьков, раковин и т.п. внутри и снаружи изделия. Очевидно, что все это повышает качество изделия. Использование термоусадочной трубки намного упрощает технологический процесс, делает его экологически более чистым. Возможность применения ТУТ различных цветов придает изделиям декоративную привлекательность и различительную способность. Примеры выполнения способа. Пример 1. Для изготовления стеклопластиковой трубки диаметром 30 мм, длиной 1000 мм, толщиной стенки 1,1 мм использовали препрег тканый /стеклоткань/ ТУ 6-48-62-90. Перед намоткой препрег раскроили на мерные заготовки, исходя из габаритов изделия. Мерные заготовки размещали для подсушки в термокамере с температурой 75oC и выдерживали в ней в течение 30 мин. Намотку мерной заготовки на оправку осуществляли вручную на столе с резиновым покрытием. Перед этим оправку нагревали до температуры 40oC и покрывали ее поверхность разделительным слоем — литолом. К оправке, размещенной на столе, приклеивали кромку мерной заготовки, скроенной по продольной образующей, а затем оправку прокатывали несколько раз по столу для получения заготовки трубки с ровной поверхностью /без гофр, вздутий и др. дефектов/. На полученную заготовку трубки надевали термоусадочную трубку /ТКТ/ — ТУ 95.1613.87. После этого трубку помещали в термокамеру для отверждения. На первом этапе отверждение проводили при температуре 110oC в течение 0,6 часа для окончательного удаления оставшихся в препреге летучих веществ. На втором этапе отверждение проводили при температуре 145oC в течение 1,3 часа с целью усадки ТУТ и окончательного последующего за этим отверждения стеклопластика. Полученное изделие снимали с оправки. Пример 2. Осуществляли аналогично примеру 1, но изготавливали трубку диаметром 50 мм, длиной 2000 мм, толщиной стенки 1,3 мм. Мерные заготовки подсушивали в термокамере при температуре 80oC в течение 40 мин. Намотку данного длинномерного изделия осуществляли механизированным способом. При этом использовали известное устройство из трех валков, два из которых являются опорными, а третий — прижимным. В центре этого устройства находилась оправка. После приклеивания к оправке кромки мерной заготовки на эту кромку опускали с требуемым усилием прижимной валик, приводили во вращение оправку и осуществляли радиальную намотку до получения плотной заготовки трубки. На первом этапе отверждение проводили при температуре 115oC в течение 0,7 часа, на втором этапе отверждение проводили при температуре 150oC в течение 2 часов. Причем оправку перед намоткой нагревали до температуры 45oC. Пример 3. Осуществляли аналогично примеру 1, но изготавливали трубку диаметром 8 мм, длиной 50 мм, толщиной 1,0 мм. Мерные заготовки препрега подсушивали при температуре окружающей среды /18oC/. На первом этапе отверждение трубки проводили при температуре 105oC в течение 0,5 часа, на втором этапе — при температуре 140oC в течение 0,7 часа. Таким образом, технический результат предлагаемого способа выражается в повышении стабильности диэлектрических свойств изделия, упрощении и повышении экологичности процесса, повышении качества изделия.

Формула изобретения

1. Способ изготовления стеклопластиковой трубки путем наматывания на оправку препрега на основе пропитанного стекловолокна и отверждения его при нагревании, отличающийся тем, что перед наматыванием препрег раскраивают по заданной схеме, подсушивают, а на полученную намоткой заготовку надевают термоусадочную трубку и проводят отверждение в два этапа: на первом этапе при температуре 105 — 115oC в течение 0,5 — 0,7 ч, на втором этапе при температуре 140 — 150oC в течение 0,7 — 2,0 ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подсушку препрега осуществляют при температуре 70 — 80oC в течение 20 — 40 мин или при температуре окружающей среды в течение 0,5 — 2,0 суток. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед наматыванием препрега оправку нагревают до температуры 35 — 45oC. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют термоусадочную трубку разных цветов.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 24.07.2004