Tack vare kombinationen av de positiva egenskaperna hos glas och polymerer har glasfiberrör nästan obegränsade applikationsmöjligheter - från att ordna ventilationskanaler till läggning av petrokemiska vägar.
I den här artikeln tar vi hänsyn till huvuddragen hos glasfiberrör, märkning, tillverkningstekniker av polymerkomposit och sammansättningar av bindemedel som bestämmer kompositens omfattning.
Vi ger också viktiga urvalskriterier med hänsyn till de bästa tillverkarna, eftersom en viktig roll i kvaliteten på produkterna tilldelas tillverkarens tekniska kapacitet och rykte.
Allmänna egenskaper hos fiberglas
Glasfiber - ett plastmaterial, som innehåller glasfiberkomponenter och ett bindemedelsfyllmedel (termoplast och termohärdande polymerer). Tillsammans med en relativt låg densitet kännetecknas fiberglasprodukter av goda styrkaegenskaper.
De senaste 30-40 åren är fiberglas allmänt använt för tillverkning av rörledningar för olika ändamål.
En polymerkomposit är ett värdigt alternativ till glas, keramik, metall och betong vid tillverkning av strukturer utformade för att arbeta under extrema förhållanden (petrokemikalier, luftfart, gasproduktion, skeppsbyggnad, etc.)
Motorvägar kombinerar egenskaperna hos glas och polymerer:
- Lättvikt. Medelvikten på glasfiber är 1,1 g / cc. Som jämförelse är samma parameter för stål och koppar mycket högre - 7,8 respektive 8,9. Tack vare lättheten underlättas installationen och transport av material.
- Korrosionsbeständighet Komponenterna i kompositen har en låg reaktivitet, därför utsätts de inte för elektrokemisk korrosion och bakteriell sönderdelning. Denna kvalitet är ett avgörande argument för fiberglas för underjordiska verktyg.
- Höga mekaniska egenskaper. Den absoluta draghållfastheten för en komposit är underlägsen den för stål, men den specifika hållfasthetsparametern överstiger avsevärt termoplastiska polymerer (PVC, HDPE).
- Vädertålig. Området gränstemperaturer (-60 ° C .. + 80 ° C), behandling av rören med ett skyddande gelcoat garanterar immunitet mot UV-strålar. Dessutom är materialet motståndskraftigt mot vind (gränsen är 300 km / h). Vissa tillverkare hävdar att jordbävningsmotståndet för rördelar är.
- Brandmotstånd. Icke-brännbart glas är huvudkomponenten i glasfiber, så materialet är knappast brandfarligt. Vid förbränning frigörs inte giftig gasdioxid.
Fiberglas har en låg värmeledningsförmåga, vilket förklarar dess värmeisolerande egenskaper.
Nackdelarna med kompositrör: känslighet för nötning, bildning av cancerframkallande damm på grund av bearbetning och de höga kostnaderna jämfört med plast
När innerväggarna slits ut exponeras och bryts fibrer - partiklar kan komma in i det transporterade mediet.
Bildgalleri
Foto från
Vid tillverkning av fiberglasrör används fiberglas och bindemedel: termoplastiska och värmehärdande polymerer. Resultatet är ett material som är hållbart och motståndskraftigt mot yttre aggression med relativt låg specifik vikt
Glasfiberrör produceras genom gjutning eller kontinuerlig lindning. Tillverkningstekniken beror på destination och kommande driftsförhållanden.
För konstruktion av kommunikations- och transportsystem av varierande grad av komplexitet framställs glasfiberrör med olika diametrar. Både stamlinjer och grenar samlas in från dem.
Fiberglas långa produkter är mycket mer resistenta mot aggressiva och slipande miljöer än gjutjärn eller stålrör, därför används de aktivt inom industrin
Inom den kemiska, farmakologiska, livsmedels-, olje- och gasbearbetningsindustrin har fiberglasrör haft stor efterfrågan och används aktivt.
Fiberglas används vid konstruktion av alla typer av verktygssystem. De är lämpliga för konstruktion av vattenförsörjning, ventilation, uppvärmning, dränering. Tjäna som ett hölje i den underjordiska installationen av elektriska och andra kommunikationslinjer
Glasfiberrör är lämpliga för både underjordisk och underjordisk installation. De behöver inte ytterligare skydd
Dimensionerna och utformningen av glasfiberrör är enhetliga. Deras anslutning utförs på det sätt som föreskrivs för andra typer av rör i ett visst område
Viktiga fördelar med glasfiberrör
Kontinuerlig tillverkning av slingrör
Glasfiberprodukter med olika diametrar
Transport av slipande och aggressiva medier
Glasfiberrör på företaget
Hylsanslutning i dräneringssystemet
Öppna röret på stöd
Använd flänsanslutning
Fiberglass Pipe Manufacturing Technologies
Den färdiga produktens fysikalisk-mekaniska egenskaper beror på produktionstekniken. Kompositbeslag tillverkas på fyra olika sätt: strängsprutning, pultrusion, centrifugalgjutning och lindning.
Teknik # 1 - Extrusion
Extrusion är en teknologisk process som bygger på kontinuerlig tvång av ett pastaliknande eller mycket visköst material genom ett formningsverktyg. Hartset blandas med krossat glasfiber och en plasthärdare och matas sedan in i extrudern.
Den färdiga produkten har ingen kontinuerlig förstärkningsram, eftersom bindemedlet fylls slumpmässigt med glasfiber. Frånvaron av "armopoyas" påverkar minskningen i rörstyrka
En högpresterande strängsprutningslinje gör att du kan få framlösa kompositprodukter till ett lågt pris, men efterfrågan på det är begränsad på grund av de låga mekaniska egenskaperna. Basen för polymermatrisen är polypropen och polyeten.
Teknik # 2 - Pultrusion
Pultrusion är en teknik för tillverkning av sammansatta långlängdelement med liten diameter med konstant tvärsnitt. När de passerar genom den uppvärmda formformningen (+140 ° С) dras detaljerna ur fiberglasmaterial impregnerat med härdplast.
Till skillnad från strängsprutningsprocessen, där trycket är den avgörande påverkan, spelas denna roll i dragkraftseffekten i pulserande enheten.
De huvudsakliga arbetsenheterna för pultrusionsinstallationen: fiberförsörjningskomplex, polymertank, förformningsanordning, termoform, dragband och skärmaskin
Teknologisk process:
- Filamenten från spolarna matas in i ett polymerbad, där de impregneras med termoplastiska hartser.
- De bearbetade fibrerna passerar genom en förformningsenhet - trådarna är i linje och tar den önskade formen.
- Ohärdad polymer kommer in i munstycket. På grund av flera värmare skapas ett optimalt läge för polymerisation och draghastigheten väljs.
Den härdade produkten dras av en dragmaskin och skärs i segment.
Särskilda egenskaper hos pultruded teknologi:
- acceptabla polymerer - epoxi, polyesterhartser, vinyler;
- draghastighet - användningen av innovativa optimerade "pultruderade" polymerer gör att du kan påskynda broschyr upp till 4-6 m / min. (standard - 2-3 m / min.);
- uppkörning: minimum - 3,05 * 1 m (dragkraft upp till 5,5 ton), högst - 1,27 * 3,05 m (kraft - 18 ton).
Utgången är ett rör med perfekt släta ytter- och innerväggar på hög nivå och styrkaindikatorer.
Egenskaperna hos glasfiber erhållna med metoden för pultrusion: brytning av böjspänning - 700-1240 MPa, värmeledningsförmåga - 0,35 W / kvadratmeter, grad av dragelasticitet - 21-41 GPa
Nackdelarna med metoden hänför sig inte till kvaliteten på den ursprungliga produkten utan till själva tekniken. Argument mot: den höga kostnaden och varaktigheten för produktionsprocessen, oförmågan att tillverka rör med stor diameter, konstruerade för betydande belastningar.
Teknik # 3 - Centrifugal gjutning
Schweiziska företag HOBAS utvecklad och patenterad centrifugalformningsteknik. I detta fall utförs produktionen från rörets yttervägg till den inre genom att använda en roterande form. Rörledningens sammansättning innefattar: krossade glasdrag, sand och polyesterhartser.
Råmaterial matas in i en roterande matris - strukturen på rörets yttre yta bildas. När produktionen fortskrider blandas fasta komponenter, fyllmedel och glasfiber med det flytande hartset - polymerisationen fortskrider snabbare under påverkan av katalysatorn.
Som ett resultat bildas flerskiktiga släta väggar. Tack vare den centrifugala "sprutningstekniken" är rörstrukturen monolitisk, homogen utan delaminering och gasformiga partiklar
Ytterligare fördelar:
- hög noggrannhet för måtten på den ursprungliga produkten (den inre delen av den roterande formen motsvarar den yttre diametern för den färdiga produkten);
- förmågan att gjuta en vägg av vilken tjocklek som helst;
- hög ringstyvhet hos polymerkompositen;
- erhålla en slät yta utanför och inuti rörbeslag.
Nackdelen med centrifugalproduktion av glasfiberrör är energiintensiteten och höga kostnader för slutprodukten.
Teknik # 4 - progressiv lindning
Den mest populära tekniken är kontinuerlig lindning. Röret skapas genom att växla dornen med glasfiberpolymerer med kylningsprocesser. Tillverkningsmetoden har flera underarter.
Spiralringsteknologi
Fiberstakaren är en speciell ring, på omkretsen där det finns spindelar med gängor.
Arbetselementet rör sig kontinuerligt längs den rörliga ramens axel och fördelar fibrerna längs de spiralformade linjerna.
Vid ändring av ramens rotationshastighet och staplarens rörelse förändras glasfibrernas vinkel. Vid rörets ändar arbetar ringen i ”omvänd” -läge och sätter gängorna med en minimal lutning
Metodens huvudfördelar:
- jämn styrka över motorvägens hela yta;
- utmärkt tolerans mot dragbelastningar - inga sprickor;
- skapande av produkter med variabel diameter och tvärsnitt med en komplex konfiguration.
Denna teknik gör det möjligt att erhålla höghållfasta rör utformade för drift under högt tryck (pump-kompressortekniknät).
Spiralbandspolning
Tekniken liknar den föregående, skillnaden är att staplaren matar ett smalt band med fibrer. Ett tätt förstärkningsskikt uppnås genom att öka antalet passeringar.
Billigare utrustning är involverad i produktionen än med spiralringmetoden, men ett par väsentliga nackdelar är inneboende i "band" -lindningen:
- begränsad prestanda;
- lös läggning av fibrer minskar styrkan hos rörledningen.
Spiralbandmetoden är relevant vid tillverkning av rörbeslag för lågt, måttligt tryck.
Längs-tvärgående metod
Kontinuerlig lindning utförs - staplaren placerar de längsgående och tvärgående fibrerna samtidigt. Det finns ingen omvänd rörelse.
Under den roterande dornen används rörliga spolar som matar längdförstärkande fibrer. Vid tillverkning av volymrör krävs det ett stort antal spolar
Metodegenskaper:
- Det används främst när du skapar rör med ett tvärsnitt upp till 75 mm;
- det finns möjlighet att spänna de axiella trådarna, på grund av vilken styrka uppnås, som i spiralmetoden.
Longitudinell tvärgående teknik är mycket produktiv. Med maskiner kan du ändra förhållandet mellan axiell och ringformig förstärkning i ett brett intervall.
Lutande tvärgående longitudinella teknik
Utvecklingen av Kharkov-ingenjörer är efterfrågad bland inhemska tillverkare. Med skev lindning visar staplaren en "slöja" som består av ett bunt med bindetrådar. Tejpen matas till ramen i en liten överlappningsvinkel med föregående vridringarmering.
Efter avslutad bearbetning av hela dornen rullas fibrerna in av rullar - resterna av bindemedelspolymererna tas bort, den förstärkande beläggningen komprimeras.
Rullning gör att du kan uppnå det minsta nödvändiga plastinnehåll. Andelen glas i den härdade kompositen är cirka 80% - ett optimalt resultat som ger hög hållfasthet och låg brandfarlighet
Funktioner i tvärskiktets rullning
- fiberglas täthet;
- obegränsad diameter på producerade rör;
- höga dielektriska egenskaper på grund av frånvaron av kontinuerlig förstärkning längs axeln.
Den elastiska modulen för "tvärskikt" -fiberglaset är underlägsen den liknande parametern för andra tekniker. På grund av risken för sprickor mellan skikt är metoden inte genomförbar när rörledningar skapas under högt tryck.
Parametrar för val av glasfiberrör
Valet av glaskompositrör bygger på följande kriterier: styvhet och konstruktionstryck, typ av bindemedelskomponent, väggens strukturella egenskaper och anslutningsmetod. Betydande parametrar anges i de bifogade dokumenten och på varje rör - förkortad märkning.
Stabilitet och tryckklassificering
Glasfiberstyvhet bestämmer materialets förmåga att motstå yttre belastningar (markens svårighetsgrad, trafik) och tryck på väggarna från insidan. Enligt ISO-standardisering klassificeras rördelar i flera styvhetsklasser (SN).
Den högsta tillåtna arbetstrycket för var och en av klasserna: SN 2500 - 0,4 MPa, SN 5000 - 1 MPa, SN 10000 - 2,5 MPa
Stivhetsgraden ökar med ökande väggtjocklek hos glasfiberröret.
Klassificeringen med nominellt tryck (PN) återspeglar gradering av produkter med avseende på säkert vätsketryck vid en temperatur på +20 ° C under hela livslängden (cirka 50 år). Mätenheten för PN är MPa.
Vissa tillverkare, som Hobas, anger kombinerade egenskaper för två parametrar (tryck och styvhet) genom en bråkdel. Rör med ett arbetstryck på 0,4 MPa (PN-4-klass) med en styvhetsgrad (SN) på 2500 Pa kommer att märkas - 4/2500.
Typ av bindemedel
Rörets driftsegenskaper beror till stor del på typen av bindemedel. I de flesta fall används polyester- eller epoxytillsatser.
Funktioner hos PEF-bindemedel
Väggarna är gjorda av härdade polyesterhartser förstärkta med glasfiber- och sandtillsatser.
De använda polymererna har viktiga egenskaper:
- låg toxicitet;
- härdning i rumstemperaturförhållanden;
- pålitlig koppling med glasfibrer;
- kemisk inertness.
Kompositrör med PEF-polymerer utsätts inte för korrosion och aggressiva media.
Räckvidd: bostäder och kommunala tjänster, vattenintag, rörledningen för avloppsreningsverk, industri- och hushållsavlopp. Driftsbegränsningar: temperatur över +90 ° С, tryck över 32 atmosfärer
Epoxi-egenskaper
Ett bindemedel ger materialet ökad styrka. Temperaturgränsen för kompositer med epoxider är upp till + 130 ° C, och det maximala trycket är 240 atmosfärer.
En ytterligare fördel är nästan noll värmeledningsförmåga, så den monterade bagagerummet kräver inte ytterligare värmeisolering.
Rör i denna klass kommer att kosta mer än PEF-produkter. Som regel används glasfiberrörledningar med ett epoxibindemedel inom olje- och gasindustrin, petrokemisk industri och i organisationen av hamnarnas infrastruktur
Väggdesign av kompositrör
Enligt designen skiljer de sig mellan enkla, dubbla och treskiktsfiberglasrör.
Egenskaper hos enskiktsprodukter
Rören har inte en skyddande fodrad beläggning, på grund av vilken de är till låg kostnad. Funktioner i rördelar: oförmåga att använda i regioner med svår terräng och hårt klimat.
Dessutom kräver dessa produkter noggrann installation - gräva en stor volym dik, ordna en sandig "kudde". Men beräkningen av installationsarbetet ökar på grund av detta.
Funktioner i tvåskiktsrör
Produkter inuti är fodrade med en filmbeläggning - högtryckspolyeten. Skydd ökar kemisk resistens och förbättrar linjens täthet under yttre belastningar.
Driften av armaturer i oljeledningar avslöjade emellertid svagheterna i tvålagersmodifieringar:
- brist på vidhäftning mellan konstruktionsskiktet och fodret - brott mot väggarnas hållfasthet;
- försämring av elasticiteten hos den skyddande filmen vid undervattentemperaturer.
Vid transport av ett gasinnehållande medium kan fodret delamineras.
Syftet med tvåskiktsledningen är transport av gasmassor. Kompositrör är lämpliga för att pumpa avloppsvatten, lägga avlopp och vattenledningar
Trelags rörparametrar
Fiberglasrörsstruktur:
- Externt polymerskikt (tjocklek 1-3 mm) - ökning av mekanisk och kemisk resistens.
- Strukturella skikt - konstruktionslager som ansvarar för produktens styrka.
- Foder (tjocklek 3-6 mm) - Glasfiber inre skal.
Det inre skiktet ger jämnhet, täthet och jämnar ut cykliska fluktuationer i det inre trycket.
Fysikamekaniska egenskaper hos treskiktsfiberglasrör gör att de kan användas i olika industrier för transport av gasinnehållande och flytande media
Fiberglas-dockningsmetod
Enligt anslutningsmetoden är sortimentet av rördelar tillverkade av komposit uppdelade i fyra grupper.
Grupp nr 1 - dockningsspickad dockning
Elastiska gummipakningar är monterade i passande spår på rörets ändspetsar. Landningsringar är utformade på utrustning med elektronisk kontroll, vilket garanterar noggrannheten för deras placering och storlek.
Beroende på platsen för tekniknätverket och typen av transportmedium väljs typen av gummitätningsmedel. Rördelar är utrustade med nödvändiga ringar
Grupp nr 2 - klockformad med tapp och tätning
När du anordnar en landlinje är det nödvändigt att kompensera för effekten av axiella krafter på rörledningen. För detta ändamål, förutom tätningen, placeras ett stopp. Elementet är tillverkat av en metallkabel, polyvinylklorid eller polyamid.
Proppen är installerad i de ringformade spåren genom hålet på tappänden. Begränsaren tillåter inte axiell rörelse av bagagelementen
Grupp nr 3 - flänsanslutning
Dockning av en sammansatt rörledning med beslag eller metallrör. Anslutningsdimensionerna för glasfiberflänsar regleras GOST 12815-80.
För flänsfixering vid rörets botten finns en speciell "fot" med hål för fästelement. Anslutningsflänsernas bredd beror på ledningens parametrar
Grupp nr 4 - limfixering
Oskiljbar anslutningsmetod - sammansättningen av armeringsglasmaterial med tillsats av en polyesterkomponent av "kall" härdning appliceras på spetsarna. Metoden ger linjens styrka och täthet.
Markering av det skyddande innerlagret
Metodiken för produktion av rörprodukter gör att du kan producera produkter med olika sammansättning av det inre skiktet, vilket bestämmer motståndet för motorvägen mot det transporterade mediet.
Variationen av varor är indelad i fyra grupper. HP fiberglasrör tål lugnt regelbunden pumpning av vätskor upp till +90 ° C, medan det ultimata pH-värdet inte bör överstiga 14
Inhemska tillverkare tillämpar följande märkning av skyddsbeläggningar.
Brevet anger acceptabel användning:
- OCH - transport av vätska med slipmedel;
- P - tillförsel och utsläpp av kallt vatten, inklusive dricka;
- X - tillåten användning i kemiskt aggressiva gas- och flytande miljöer;
- G - varmvattenförsörjningssystem (gräns 75 ° C);
- FRÅN - andra vätskor, inklusive sådana med hög surhet.
Skyddsbeläggningen appliceras med ett skikt på upp till 3 mm.
Översikt över produkter från ledande tillverkare
Bland de olika produkterna som presenteras finns det ansedda varumärken med många års positivt rykte. Dessa inkluderar produkter från företag: Hobas (Schweiz), Steklokompozit (Ryssland), Amiantit (ett företag från Saudiarabien med produktionsanläggningar i Tyskland, Spanien, Polen), Ameron International (USA).
Unga och lovande tillverkare av kompositfiberglasrör: Polyek (Ryssland), Arpipe (Ryssland) och Fiberglass Plant (Ryssland).
Tillverkare nr 1 - HOBAS varumärke
Varumärkesfabriker finns i USA och många europeiska länder. Hobas-produkter har fått världens erkännande för sin utmärkta kvalitet. GRT-rör med ett polyesterbindemedel tillverkas med hjälp av centrifugalgjutningstekniken av glasfiber och omättade polyesterhartser.
Hobas rörsystem används ofta i avlopp, dränerings- och VVS-komplex, industriella rörledningar och vattenkraftverk. Tillåten markläggning, placering med mikrotunnel och dragmetod
Egenskaper hos Hobas kompositrör:
- diameter - 150-2900 mm;
- SN-styvhetsklass - 630-10 000;
- PN-trycknivå - 1-25 (PN1 - tryckfri rörledning);
- närvaron av en inre beklädnadskorrosionsbeläggning;
- syrabeständighet över ett brett pH-område.
Produktionen av formade delar: armbågar, adaptrar, flänsade rör och tees har fastställts.
Tillverkare # 2 - Steklokompozit-företag
Företaget "Steklokompozit" etablerade en linje för produktion av glasfiberrör Flowtech, produktionsteknik - kontinuerlig lindning.
Utrustning med dubbeltillförsel av hartsartade ämnen är involverad. Högteknologiska hartser används för att lägga inre skiktet, och en billigare komposition appliceras på konstruktionsskiktet. Tekniken gör det möjligt att rationalisera materialförbrukningen och minska produktionskostnaderna.
Utbudet av Flowtech-rör är 300-3000 mm, PN-klassen är 1-32. Standardfilmer - 6, 12 m. På begäran är produktion inom 0,3-21 m möjlig
Tillverkare nr 3 - Amiantit varumärke
Huvudkomponenterna i Amiantits Flowtite-rör är glasfiber, polyesterharts, sand. Den använda tekniken är kontinuerlig lindning, vilket ger skapandet av en flerskiktsledning.
Strukturen i glasfiber innehåller sex lager:
- nonwoven tape yttre lindning;
- kraftlager - hackad fiberglas + harts;
- mellanlager - glasfiber + sand + polyesterharts;
- upprepat kraftlager;
- foder av glastrådar och harts;
- fiberdukskyddsbeläggning.
Studierna visade hög slitstyrka - för 100 tusen gruscykler var förlusten av skyddsbeläggning 0,34 mm.
Styrka av Flowtite-produkter är 2500 - 10000; det är möjligt att tillverka rör SN-30000 på begäran. Driftstryck - 1-32 atmosfärer, maximal flödeshastighet - 3 m / s (för rent vatten - 4 m / s)
Tillverkare nr 4 - Polyec-företag
Polyek LLC gör olika modifieringar av Fpipes glasfiberrörsprodukter. Tillverkningstekniken (kontinuerlig sned längsgående tvärlindning) gör att du kan skapa treskiktsrör upp till 130 cm i diameter.
Polymerkompositmaterial är involverade i skapandet av höljesrör, länkar till vattenspelare, vattenledningsrörledningar och värmesystem.
Nomenklaturområdet för avloppsrör i glasfiber är 62,5-300 mm, högtrycksprodukter - 62,5-200 mm, ventilationskanaler - 200-300 mm, brunnshölje - 70-200 mm
Förutom fiberglasrör erbjuder marknaden många produkter från andra material - stål, koppar, polypropen, plast, polyeten, etc. Som på grund av det mer överkomliga priset används aktivt inom olika områden för vardagsbruk - installation av uppvärmning, vattenförsörjning, avlopp, ventilation och mer.
Du kan bekanta dig med rörets egenskaper från olika material i våra följande artiklar:
- Plaströr: typer, specifikationer, installationsfunktioner
- Polypropylenrör och rördelar: typer av PP-produkter för montering av rörledningar och anslutningsmetoder
- Plastventilationsrör för huvar: typer, deras egenskaper, användning
- Kopparrör och kopplingar: typer, märkning, funktioner i anordningen av en kopparrörledning
- Stålrör: typer, sortiment, översikt över tekniska egenskaper och installationsnyanser
Tillverkningsteknologi och möjligheten att använda glasfiberrör:
Jämförelse av kontinuerliga och buntlindningstekniker:
I privata bostäder används glasfiberrör sällan. Det främsta skälet är de höga kostnaderna jämfört med plast motsvarigheter. I industrisfären uppskattades emellertid kvaliteten på kompositen och slitna metalllinjer ersattes på fiberglasbasis i stora mängder..
Efter att ha läst vår artikel har du fortfarande frågor? Fråga dem i kommentarblocket - våra experter kommer att försöka ge ett uttömmande svar.
Eller kanske du vill komplettera det material som presenteras med relevant information eller exempel från personlig erfarenhet? Skriv din åsikt under den här artikeln.