Композитная труба

Полезная модель относится к армированным трубам из пластмасс. Композитная труба содержит внутренний слой из полиолефина и последовательно нанесенные на него в виде оболочки слои из сэвилена, углеродного волокна и углепластика. Технический результат - повышение стойкости к внешнему давлению.

Полезная модель относится к области труб из пластических масс, выполненных с армированием, и может быть использована для хранения и транспортирования различных жидкостей и газов.

Известна композитная труба, содержащая внутренний слой из полиолефина и нанесенные на него в виде оболочек слои из сэвилена и стеклопластикового материала (пат. РФ 2150629 С1, 1998).

Однако, из-за низкой адгезии стеклопластинового материала к сэвилену, в условиях эксплуатации, особенно при низких температурах, имеет место расслоение трубы, приводящее к преждевременному выходу ее из строя.

Наиболее близкой к предлагаемой по совокупности признаков является композитная труба, содержащая внутренний слой из полиолефина и последовательно нанесенные на него в виде оболочек слои из сэвилена, стекловолокна и силовой слой из стеклопластика (пат. РФ 49944 И1, 2005).

Благодаря использованию в конструкции промежуточного слоя из стекловолокна, удается значительно увеличить адгезию слоев, из которой выполнена труба. В то же время, известная труба имеет недостаточно высокую механическую прочность, что ограничивает области ее применения.

Поставленная задача заключалась в разработке конструкции композитной трубы, имеющей высокую механическую прочность и стойкость к внешним нагрузкам, в частности, внутреннего давления, возникающего при транспортировке внутри нее нефти, газа и других агрессивных сред.

Технический результат достигается тем, что в композитной трубе, содержащей внутренний слой из полиолефина и последовательно нанесенные на него слои сэвилена, химического волокна и силовой слой, в качестве химического волокна выбрано углеродное волокно, а силовой слой выполнен из углепластика.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором показана композитная труба в разрезе.

Труба содержит внутренний слой 1 из полиолефина, слой 2 из сэвилена, слой 3 из углеродного волокна, слой 4 из углепластика.

Ниже приводятся сведения, подтверждающие промышленную применимость полезной модели.

Для изготовления трубы применяют известные промышленно выпускаемые материалы.

При изготовлении внутреннего слоя 1 используют промышленные марки полиолефинов, представителями которых являются, в частности, полиэтилен и полипропилен.

Сэвилен - промышленная марка выпускаемого отечественного сополимера этилена и винилацетата (ТУ 6-05-1636).

Углепластики представляют собой композиционные материалы, состоящие из армирующих элементов - углеродных волокон в виде нитей или жгутов, ткани и нетканых материалов, и связующего, в качестве которого применяют эпоксидные, эпоксифенольные, полиимидные и другие смолы. При изготовлении промышленных органопластиков используют армирующие элементы - арамидные волокна, представленные в виде жгутов, нитей или тканей.

Углеродные волокна - химические волокна, состоящие в основном из углерода, получают путем термической обработки (900-3000°С) органических волокон с большим содержанием углерода, например, вискозного кордного волокна, полиакрилонирильного волокна. Они выпускаются в промышленности под названиями ВМН (РФ), Магнамит (США), Торейка (Япония) и др.

Технология изготовления трубы сводится к следующему.

На закрепленную с торцов трубчатую заготовку из полиолефина, представляющую собой внутренний слой 1 трубы наносят слой 2 из сэвилена, а затем осуществляют намотку углеродного волокна, например, в виде нитей. Одновременно при намотке ведут прогрев заготовки, например, горячим воздухом до расплавления сэвилена, после чего на заготовке формируют слой 3 путем намотки углепластика в виде нитей, жгутов, ленты или ткани. Полученную трубу подвергают термообработке с целью отверждения связующего углепластика.

Образцы предлагаемой трубы были подвергнуты испытаниям, при которых внутри них создавалось повышенное внутреннее давление. Образцы выдерживали испытания без разрушения при значениях давления 15-20 МПа, что соответствует реальным значениям внутреннего давления в трубах при транспортировке по ним жидкостей и газов. В то же время образцы известной трубы при аналогичных испытаниях подвергаются разрушению.

Композитная труба, содержащая внутренний слой из полиолефина и последовательно нанесенные на него в виде оболочек слои из сэвилена, химического волокна и силовой слой, отличающаяся тем, что в качестве химического волокна выбрано углеродное волокно, а силовой слой выполнен из углепластика.