Технологии стеклопластиковых трубопроводов

Технология производства стеклопластиковых труб Fpipes

Производством трубопродукции из стекловолоконного сырья команда ООО “Полиэк” занялась не так давно, но в сегодняшнем дне такие трубы стали успешным решением многих задач. Процесс изготовления подразумевает использование различных методов, благодаря которым трубы получаются и очень узкими, и составляют 600, 1000 и более миллиметров. Основными составляющими их являются:

синтетическая смола, обладающая, как связующий элемент, высокой сопротивляемостью ударным нагрузкам;

стекловолокно, армирующее стенки в трубах для повышения их прочности. Помимо стекла, может также применяться волокно углепластиковое или базальтовое;

синтетические волокна, позволяющие создать дополнительное армирование;

резины и фторопласты — для повышения оболочки к внешним агрессорам.

В зависимости от разновидностей, в Москве популярны все варианты производства стеклопластика, в соответствие конструкции стенки которого трубы различают: однослойные трубы, с массой эпоксидной пропитки до 60-70% общего веса и толщиной стенки 0,2. 0,8 мм; двухслойные — химически устойчивый защитный и конструкционный слои с общим параметром толщины 1. 3 мм; трехслойные — состоят из внутренней оболочки стеклопластикового происхождения обшитой конструкционными и защитными слоями, где внутренняя оболочка может составить 3-6 мм, а защитный полиэтиленовый (ПВД) слой — 1-3мм. Также, вместо полиэтилена может использоваться полипропилен. При этом стеклопластиковые трубы производят следующими способами:

намотки пропитанного стекловолокна на цилиндрическую оправку

центробежного формования, путем армирования смолами готового стеклотканевого рукава;

пултрузии, использующей две оправки для формования;

экструзии — смесь рубленого стекловолокна с отвердителем и смолой продавливают через кольцевое отверстие при помощи экструдера.

Но через ряд недостатков и невозможность выполнения больших диаметров, наибольшее распространение получили первый и последний вариант.

Намоточное производство

Непрерывная намотка является самым распространенным в Санкт-Петербурге и прочих труба-промышленных городов способом, использующим оправку как основное средство формирования трубы. Ведь процесс состоит из выпуска пропитанной смолой стекловолоконной нити, которая наматывается на оправку. Далее продольные ее сектора подают формирующиеся трубы сквозь печь предварительной термообработки и последующие, до максимального отведения. В результате, полимеризация образует инертное, с монолитным строением стенок высокопрочные материалы следующей структуры:

армированная стеклопластиковая оболочка внутреннего слоя (термореактивный лайнер). Ее поверхность имеет всего 23 мкм шероховатости для максимально эффективного прохождения рабочих жидкостей. Конструкцией обеспечивается полная устойчивость к средам-агрессорам и обеспечивается абсолютная герметичность.

слой силовой стеклопластиковый. Он придает трубам особую механическую прочность, необходимую для противодействия нагрузкам действия внутреннего и внешнего, которые возникают во время эксплуатации трубопроводов.

гелькоут или внешний слой. Его задачи: стойкость к влаге и прочим атмосферным явлениям, к влиянию ультрафиолета, химическим веществам. Меж тем, внешняя поверхность получает необычайную гладкость.

В зависимости от используемого оборудования, укладка армирующих стекловолокон также имеет некоторые особенности. В промышленности нашли распространение такие способы как продольно-поперечный и такой же косослойный, спирально-ленточный и спирально-кольцевой.

Экструдированное производство

Экструзией в промышленности называют формирование полимерных изделий за счет продавливания подготовленной массы сквозь имеющееся в экструдере формирующее изделие. Данная технология производства труб предполагает подготовку сырья из рубленного хаотичным способом стекловолокна. Очень высокая производительность, за счет непрерывной подачи труб позволяет значительно быстро получить необходимое количество материала.

Какие трубы лучше

Конечно же, экструзия является более дешевой технологией производства материала для стеклопластикового трубопровода. Но экструзионные системы не предполагают выполнение регулярного каркаса сплошной арматуры. Его отсутствие ведет к значительному ухудшению физико-механических характеристик. Поэтому такие конструкции идеальны при построении систем не в пределах агрессивных сред с транспортировкой жидкостей под малыми давлениями, или как временные конструкции.

Но более дорогой и менее быстрый способ наматывания имеет значительные эксплуатационные преимущества. Так, покупка таких труб в городе Белгород и по всем российским округам популярна благодаря:

устойчивости к внешним агрессорам среды эксплуатации;

высокой гибкости с сохранением прочности;

стойкости к деформациям;

большой долговечности, с минимальным пределом в 50 лет, даже при перепадах температур и высокой сырости.

Поэтому, если нет необходимости строгой экономии или предполагается работа труб в особых условиях, конечно же, полученные изделия вторым способом более предпочтительны. Ведь выполненные на заводе ООО “Полиэк” стеклопластиковые трубы могут работать даже в самых суровых условиях. Поэтому их покупают для добычи нефтегазовых ископаемых, для ливневых канализационных систем, при подачи водоснабжения в ЖКХ, где долговечность труб и меньшая стоимость, по сравнению с металлами, поможет сэкономить городской бюджет.

Стеклопластиковые трубы

Журнал «Новости теплоснабжения», № 1, (17), январь, 2002, С. 32 – 33, www.ntsn.ru

к.т.н. В.Е.Бухин, старший научный сотрудник, НПО «Стройполимер»

(по материалам журнала «Трубопроводы и экология» №3, 1999 г.)

Традиционный способ борьбы с коррозией трубопроводов заключается, как известно, в специальной обработке труб и проведении периодической диагностики, что требует достаточно весомых затрат средств и рабочего времени. Применение современных материалов в производстве труб позволяет производителю выбрать между старым способом и новым, радикальным. Он заключается в переходе на трубы, изготовленные из стекловолокна и полимера. При использовании таких труб о существовании коррозии можно просто забыть.

Актуальность вопроса борьбы с коррозией возрастает по мере старения трубопровода. А в России трубопроводы на столько старые, что недалек тот день, когда латать дыры станет бессмысленно. Разумнее и дешевле будет заменить все трубопроводы полностью.

Примерно 30% трубопроводов России имеют «возраст» от 20 до 30 лет, еще 25% – старше 30 лет. Естественно, напрашивается вывод, что искать решение проблемы замены выходящего из строя оборудования необходимо в «новой системе координат». А именно – применять трубы, которые, в принципе, не подвержены коррозии, что позволит впредь не заботиться хотя бы об антикоррозийном покрытии, диагностике и других дорогостоящих процедурах.

С точки зрения экономической эффективности одним из наиболее приемлемых вариантов решения данной проблемы является переход к стеклопластиковым трубам.

Сам по себе стеклопластик (как и другие композитные материалы) разработан и применяется достаточно давно. Но на практике новые материалы с высокими эксплуатационными качествами использовались только в военно-промышленном комплексе. В бывшем СССР распространение новейших технологий на гражданские отрасли тормозилось жесткими правилами соблюдения секретности. Применение импортных композитных материалов было невозможно из-за ограничений, действовавших по системе «КОКОМ», ограничивающей распространение материалов, изделий и технологии «двойного назначения» в социалистические страны и развивающиеся государства. Получался замкнутый круг.

Первые позитивные сдвиги в данном вопросе произошли только в конце 80-х годов.

Свойства стеклопластиковых труб

Стеклопластики представляют собой композитные конструкционные материалы, сочетающие высокую прочность с относительно небольшой плотностью. В разных отраслях промышленности они успешно конкурируют с такими традиционными материалами, как металлы и их сплавы, бетон, стекло, керамика, дерево. В ряде случаев конструкции, отвечающие специальным техническим требованиям, могут быть созданы только из стеклопластика. Изделия из этого материала получили особенно широкое распространение в аппаратах, предназначенных для работы в экстремальных условиях – в судостроении, авиации и космической технике, оборудовании нефтехимической и газодобывающей отраслей.

Мировым лидером в производстве и потреблении изделий из композитных материалов являются США, где их промышленное производство было налажено еще в 1944 г.

Стеклопластиковые трубы были впервые использованы в конце 50-х. В 70-х годах на Западе они стали обычным решением проблемы коррозии трубопроводов.

Основные преимущества стеклопластиковых труб перед традиционными металлическими аналогами:

· низкая стоимость монтажа,

· высокая коррозийная стойкость,

· хорошие гидравлические параметры,

· отсутствие коррозионных отложений на внутренней поверхности,

· исключительно высокая способность выдерживать давление и осевую нагрузку,

· в 4-5 раз больший срок службы.

Большинство стеклопластиковых труб изготавливаются методом намотки стекловолокна со связующим компонентом (таким, как полиэфирная или эпоксидная смола) на оправку. После намотки труба отверждает-ся, снимается с оправки, испытывается и отгружается заказчику.

Особое значение имеют процесс намотки и научно обоснованный подход к разработке технологии этого процесса. Автоматизация намотки, увеличение числа контролируемых технологических параметров, а также повышение точности их контроля и измерения способствуют не только повышению производительности труда и улучшению качества изделий, но и позволяют уменьшить число операций, снизить численность персонала и сделать технологию безотходной.

Другим способом изготовления стеклопластиковых труб является центробежное формование – технология, предложенная фирмой Hobas. Процесс производства этих труб протекает в направлении от наружной поверхности к внутренней, с применением вращающейся формы. Труба изготавливается из рубленых стеклянных волокнистых жгутов (ровингов), полиэфирной смолы и песка.

Трубы из стеклопластика классифицируются по жесткости и номинальному давлению.

Жесткость трубы определяется ее способностью сопротивляться нагрузкам от окружающего грунта и движения транспорта, а также отрицательным внутренним давлениям.

Чем толще стенка, тем выше жесткость и способность к сопротивлению нагрузкам. По жесткости в разных системах стандартизации трубы делятся на следующие классы

SN5000

Система стандартизации	Обозначение	Единица измерения	Класс жесткости
			SN2500	SN10000
ISO	SP	Н/м 2 (Па)	2500	5000	10000
DIN	SR	Н мм (МПа)	0,02	0,04	0,08
ASTM	F/Δy	psi	20	40	80

По давлению трубы классифицируются по номинальному давлению (PN), под которым подразумевается величина безопасного давления воды в МПа при +20 °С в течение нормируемого срока службы (обычно 50 лет).

Например, стандартные стеклопластиковые трубы фирмы Hobas имеют комбинированные характеристики по рабочему давлению и жесткости, показанные в табл. 2.

Технологические процессы производства стеклопластиковых труб позволяют изготавливать трубы с внутренним покровным слоем, стойким к воздействию разных сред (табл. 3).

В России стеклопластиковые трубы и детали в зависимости от температуры, содержания твердых компонентов, химического состава транспортируемого вещества изготовляют с различными защитными внутренними покрытиями. Их подразделяют на следующие виды:

а – для жидкостей с абразивными компонентами,

х – для химически агрессивных сред,

п – для питьевой холодной воды,

г – для горячей (до 75 °С) воды хозяйственно-питьевого водоснабжения,

с – для других сред.

Толщина слоя внутреннего защитного покрытия составляет от 0,5 до 3 мм, в зависимости от вида покрытия и транспортируемой среды.

В табл. 4, 5 и 6 приведены физико-механические свойства стеклопластиковых труб.

Трубы и соединительные детали из стеклопластика имеют обозначения и изготавливаются под стыковые соединения следующих типов:

МК – муфтовый клеевой,

С – специальный (например, резьбовой).

Сортаменты стеклопластиковых труб довольно обширны. Так, например, трубы по ТУ 2296 250-24046478 95 на эпоксидном связующем изготовляются диаметром от 60 до 400 мм на номинальное давление от 0,6 до 4,0 МПа. По ТУ 2296011-26598466 96 изготовляются стеклопластиковые трубы на полиэфирном связующем с раструбно-шиповым типом соединения диаметром от 50 до 1000 мм на номинальное давление 0,6, 1,0 и 1,6 МПа.

Технологии стеклопластиковых трубопроводов

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/

Технологии стеклопластиковых трубопроводов

• Долгосрочный период успешной эксплуатации
• Нет нужды в дополнительном использовании защитных покрытий, слоев, катодной защиты и прочих мер защиты от коррозии
• Низкие затраты на эксплуатацию
• Гидравлические характеристики практически не меняются во времени.

• Низкие затраты на транспортировку (можно трубы просунуть друг в друга на время транспортировки)
• Нет необходимости в использовании тяжелых и дорогостоящих машин и оборудования для прокладки трубопроводов

• Наличие многих классов давления и жесткости означает для проектировщиков свободу проектирования
• Фазная скорость волны потока более низка по сравнению с иными материалами, что позволяет снизить затраты на прокладку трубопроводов уже на этапе проектных расчетов по гидравлическим ударам и резким изменениям давления.
• Высокое качество продуктов, его повторяемость и единая производственная политика во всех предприятиях Компании позволяет исполнять все требования стандартов ASTM, AWWA, DIN-EN.и прочих по качеству

• Необыкновенно гладкая внутренняя поверхность.
• Коэффициент потока Hazena-Williamsa C=150 (приблизительно).
• Малое трение на стенках трубы означает меньший расход энергии на перекачку и более низкие эксплуатационные затраты
• Коэффициент потока Manninga n = 0,009.
• Минимизация донных отложений означает снижение затрат на чистку
• Отличная устойчивость на истирание.

• Плотное, эффективное соединения, спроектированное таким образом, чтобы исключить протечки в обоих направлениях.
• Упрощенное соединение труб сокращает время монтажа трубопроводов.
• Соединительные муфты нивелируют небольшие осевые и поперечные смещения, вызванные различной скоростью просадки, и которые не требуют установки дополнительных фитингов.

• Возможность производства труб с нестандартным диаметром по заказу получателя, что позволяет добиваться максимизации потоков.
• Возможность производства труб нестандартной длины, что позволяет максимально экономно прокладывать трубопроводы.

• Канализация
• Питьевое водоснабжение
• Ирригация
• Гидроэнергетика
• Водоотведение
• Микротоннелирование
• Накопительные системы
• Колодцы
• Ремонт колодцев
• Специальное применение

Стеклопластиковые трубы изготавливаются в виде многослойной конструкции с использованием технологии непрерывной намотки Flowtite. Основным сырьем, используемым при производстве труб, являются смола, стекловолокно и кварцевый песок.

GRP Flowtite Pipe — стандартные стеклопластиковые трубы. Подходят как для безнапорных, так и напорных сетей.
GRP Flowtite Grey — стеклопластиковые ударопрочные трубы с усиленным внутренним слоем
GRP Flowtite Orange — стеклопластиковые износостойкие трубы, устойчивые к истиранию с дополнительным внутренним слоем из полиуретана.
GRP Flowtite Jacking Pipe — стеклопластиковые трубы разработанные, чтобы противостоять высоким усилиям сжатия. Обычно используется для продавливания и микротоннелирования. Классификация данных труб включает в себя диаметр, окружную жесткость, допустимое усилие продавливания и тип соединения.

Трубы GRP Flowtite поставляются с номинальным диаметром в диапазоне от DN 300 до DN 4 000, кольцевой жесткостью от SN 2 500 до SN 1 000 000 и по классам давления до 32 бар.

Нестандартные длины, диаметры, классы давления и жесткости доступны по запросу!

Трубопроводные системы GRP non-circular pipes (NC Line) в основном предназначены для бестраншейного ремонта сетей гравитационной канализации, выполненной из труб некруглого сечения. Трубы, выполняются в прерывистом процессе, заключающемся в спиральном наматывании ленты из стекловолокна. Ленты бесконечной длины и жгуты, разрезанные на небольшие отрезки, насыщенные смолой, наматываются последовательно на вращающийся округлый сердечник. Такая технология позволяет получать очень плотный ламинат, который совмещает в себе свойства всех трех основных компонентов: стекловолокна, смолы и кварцевого песка.

В основном производятся трубы следующих форм поперечного сечения:

• яйцевидный
• раструбный
• грушеобразный
• параболический
• эллипсоидный

По заказу потребителя трубы производятся и нестандартных сечений, согласно требованиям спецификаций конкретного проекта. Длина стандартных отрезков производимых труб это 2 и 3 метра. По заказу потребителя можем предоставить отрезки максимальной длины 6 метров. Богатый ассортимент элементов системы non-circular pipes (NC Line) охватывает также расширенный ассортимент сегментных фитингов. Трубы, используемые для прокладки сточной канализации прокладываются в земле по существующим каналам канализации (relining).

Трубы и фитинги, как правило, соединяются раструбными муфтами с использованием эластомерных уплотнений. По заказу потребителя возможны соединения клеевые и ламинатные. Длина и толщина таких соединений зависит от диаметра и предназначения трубы.

Стеклопластиковые трубы изготавливаются в виде многослойной конструкции с использованием технологии непрерывной намотки Flowtite. Основным сырьем, используемым при производстве труб, являются смола, стекловолокно и кварцевый песок.

GRP Flowtite Jacking Pipe — стеклопластиковые трубы разработанные, чтобы противостоять высоким усилиям сжатия. Используется для продавливания и микротоннелирования.

Миркотоннелирование — это бурение отверстия управляемым буровым диском с одновременным гидравлическим продавливанием трубы за диском. Перед началом прокладывания трубопровода методом продавливания или микротоннелирования, выполняется входной ствол, называемый стартовым котлованом, и выходной ствол, называемый приемным котлованом. Размеры котлованов зависят от вида используемого оборудования и длины труб, а так же указываются производителями машин.

Классификация труб GRP Flowtite Jacking Pipe включает в себя диаметр (DN), окружную жесткость (SN), допустимое усилие продавливания (F) и тип соединения.

Трубы GRP Flowtite Jacking Pipe поставляются с номинальным внешним диаметром в диапазоне от OD 300 до OD 3 000, кольцевой жесткостью от SN 20 00 до SN 1 000 000 и по классам давления до 10 бар. Стандартная длина труб 1/2/3 м.

Нестандартные длины, диаметры, классы давления и жесткости доступны по запросу!

Смотровые колодцы и камеры составляют часть подземных гравитационных и напорных трубных систем, обеспечивая контроль и эксплуатацию трубопроводов и фитингов, а также изменение условий потока среды в пределах спектра их преднамеренного использования.

Стеклопластиковые смотровые колодцы и камеры предназначены главным образом для:

• инспекции и ремонта дренажных водостоков или канализационных коллекторов
• вентиляции дренажных водостоков или канализационных коллекторов
• изменения условий потока среды (изменения направления, давления, размера водного потока)
• чистки и промывки дренажных водостоков или канализационных коллекторов
• ремонта расходомеров и фитингов
• размещения в них насосных станций
• входных дренажных колодцев

Стеклопластиковые смотровые колодцы и камеры изготовлены из стеклопластиковых труб как неотъемлемая часть прокладки трубопроводов.

Их дизайн выполнен на основе стеклопластиковых труб и стеклопластиковых плит, соединенных при помощи полиэфирного ламинирования. Данная технология гарантирует их герметичность, полную коррозийную устойчивость, отличную прочность и обеспечивает их безопасное техобслуживание и ремонт.

Смотровые колодцы, камеры, резервуары и корпуса КНС являются монолитными продуктами с определенной структурой и свойствами:

• изготавливаются из армированного композитного материала, который выдерживает большое давление воды и грунта, имеет высокую химическую стойкость, малый удельный вес, не подвержен коррозии и обеспечивает длительный срок службы изделия;
• имеют широкий диапазон размеров;
• устойчивы к 9-ти бальному сейсмическому воздействию;
• изделия поставляются в полной готовности к установке на объекте, что упрощает монтажные и пуско-наладочные работы и экономят средства заказчика.

Основные проблемы применения стеклопластиковых труб и пути их решения

Стеклопластиковые трубы (СПТ) успешно эксплуатируются во всем мире уже более 50 лет. Композитные трубы отличаются высокой прочностью на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, абсолютно не подвержены коррозии. Кроме того, отсутствуют блуждающие токи, а относительно быстрый и простой монтаж требует в 3-4 раза меньше времени. Средний срок службы СПТ в агрессивной среде превышает 20 лет. В свою очередь, вес стеклопластиковых труб в 4-5 раз меньше веса стальных, что существенно облегчает все операции.
За последние годы производителям удалось существен- но повысить качество производства композитных труб из стеклопластика с учетом положительного и отрицательного опыта их эксплуатации. Благодаря этому, нефтяные компании все чаще выбирают именно СПТ для про- кладки внутрипромысловых трубопроводов в качестве надежного и долговечного решения.

Как же выбрать из большого сортамента стеклопластиковых труб те, которые наилучшим образом подойдут для Вашего проекта?

В настоящее время существует несколько вариантов исполнения стеклопластиковых труб в зависимости от материала и конструкции внутреннего гермослоя. Во-первых, может использоваться лейнер — полиэтиленовая труба. Во-вторых, герметизирующий слой может быть выполнен из материала с высоким содержанием смолы (связующего вещества). Наконец, может применяться эластичный пленочный материал (рис. 1). При этом для каждого из решений характерны свои преимущественные разрушающие СПТ процессы.

Так, в стенке трубы с высоким содержанием связующего вещества происходит процесс развития микротрещин (рис. 2). Частые перепады давления при эксплуатации трубопроводов приводят к увеличению размеров микротрещин, которые со временем пре- вращаются в магистральные трещины. Также вследствие механического удара или сильного изгиба на внутренней поверхности трубы в герметизирующем слое могут образоваться трещины, через которые просачивается сначала газ, а со временем иная транспортируемая среда, образуя протечку, так называемый процесс «выпотевания» (рис. 3).

Трубы с лейнером из полиэтиленовой трубы и эластичным пленочным материалом эффективны для транспортировки агрессивных химических сред с малым содержанием газа. При работе с флюидом с повышенным газосодержанием такие трубы подвержены кессонному эффекту: во время транспортировки среды внутренний слой насыщается молекулами присутствующего газа и в случае снижения давления пузырьки газа расширяются, смещая слой в сторону наименьшего давления. В результате происходит отрыв герметизирующего слоя от основной трубы (рис. 4, 5).

На основе опыта эксплуатации труб с лейнерами и эластичными пленочными материалами была разработана трехслойная стеклопластиковая труба. Предлагаемая конструкция позволяет избежать недостатков двухслойных труб и максимально использовать положительные свойства материалов. Это достигается за счет размещения герметизирующего слоя в среднем слое стенки трубы, что делает невозможным проявления «кессонного эффекта», позволяет защитить герметизирующий слой от абразивных частиц и инородных тел, повысить стойкость к изгибным и локальным нагрузкам и существенно снизить ограничения при транспортировке и укладке труб.

В качестве герметизирующего слоя используются полиолефиновые материалы с поперечной прошив- кой и относительным удлинением при разрыве более 300%, что позволяет обеспечить абсолютную герметичность трубы до момента ее разрушения. При этом наружная стенка трубы прочно скреплена с герметизирующим слоем, а внутренняя — откреплена от него, что позволяет транспортировать нефтепродукты с практически любым уровнем газосодержания (рис. 6).

Известно, что под действием длительной нагрузки композиты (стеклопластики) теряют свою прочность быстрее, чем сталь. Это обстоятельство давно исследовано и проверено производителями, в том числе и на натурных объектах. Поэтому назначаемые для труб и узлов их соединений запасы по герметичности и прочности должны быть не менее четырехкратных, если речь идет о сроках эксплуатации более 10 лет, особенно в подвижных грунтах, в условиях циклически изменяющихся нагрузок.

Одно из прописных правил для всех организаций- разработчиков различных конструкций труб, включая трубы из композиционных материалов (в том числе и из стеклобазальтопластиков) требует соблюдения следующей последовательности подтверждения их пригодности к использованию в составе нефтегазопроводов:

1) подтверждение прочности и герметичности (длительную прочность) труб и узлов соединений при автономных испытаниях;

2) подтверждение стойкости труб и узлов их соединений к воздействию агрессивных сред, насыщенных сероводородом и углекислым газом, а также стойкости к «кессонному» разрушению стенки трубы при сбросах давления.

Для подтверждения характеристик труб необходимо производить испытания в сертифицированных организациях по методикам, имитирующим воздействие внешней и внутренней среды, перепады давлений, подвижки грунтов, влияние агрессивных сред. Без этих испытаний трубы не могут допускаться в эксплуатацию, особенно, в нефтяной промышленности при давлениях выше 25 кгс/см2. Испытания необходимо проводить на завершенном продукте, а не на образцах, так как они не могут показать весь спектр нагрузок, которым подвержена труба.

Испытаниям должны подвергаться не только сами трубы, но и узлы стыка, так как это самое «нагруженное» место в трубопроводе. Каждый стык должен испытываться на герметичность при четырехкратном эксплуатационном давлении, при испытаниях обязательно должна присутствовать осевая нагрузка на узел соединения от действия внутреннего давления.

Только при соблюдении всех мероприятий нефтяные компании получат трубу, которая будет служить им долгие годы в самых экстремальных ситуациях.

Экономическая эффективность применения стеклопластиковых труб перед стальными очевидна. Несмотря на то, что стоимость погонного метра СПТ выше, затраты на монтаж и эксплуатацию СПТ значительно ниже, а необходимость защиты от коррозии полностью отсутствует (см. таблицу).

ВОЛКОВ Алексей Станиславович

Директор по развитию ООО «САФИТ»