RU2312269C2

RU2312269C2 - Method of manufacturing fiber basalt glass

Info

Publication number: RU2312269C2
Application number: RU2006101624/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Игоревич Грейлих (RU); Владимир Игоревич Грейлих
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СТП-РЕГИОН"
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2007-12-10
Also published as: RU2006101624A

Abstract

FIELD: pipeline manufacturing.

SUBSTANCE: method comprises molding funnel simultaneously with molding the load-bearing layer of the pipe. The end of the pipe is conical and is made of the fiber basalt glass material. The pipe moves in the threaded mold in a partially solidified or soft condition. The binder is supplied to the space between the threaded mold and conical part by means of working the end with the threaded mold.

EFFECT: enhanced strength and reliability.

9 dwg

Description

Данное техническое решение относятся к стеклобазальтопластиковым трубам, в том числе к способам изготовления указанных труб.This technical solution relates to fiberglass-plastic pipes, including methods of manufacturing these pipes.

Способ предназначен для использования в области производства труб, которые предназначены преимущественно для строительства коммуникаций и для других целей.The method is intended for use in the production of pipes, which are intended primarily for the construction of communications and for other purposes.

Известны трубы, выполненные из композиционного материала на основе связующего и ровинга или ткани, содержащие несущий нагрузку слой трубы (далее - несущий слой), расположенную на несущем слое трубы теплоизоляцию, на которой закреплена наружная защитная оболочка [1-6], при этом в [1] теплоизоляция расположена между наружной оболочкой и многослойной трубой, в [2] композиционно-волокнистый материал имеет меньшую температуру полимеризации, чем температура подготовки к отверждению праймерного слоя, в [3] теплоизоляция выполнена из пенопласта, и труба включает панели из стеклобазальтового материала, в [4] труба выполнена из нескольких слоев различной плотности, и ее средний слой, соединенный со смежными слоями трубы, имеет ячеистую структуру, в [6] теплоизоляция закреплена на трубе гибкими элементами, охватывающими трубу.Known pipes made of a composite material based on a binder and roving or fabric containing a load-bearing pipe layer (hereinafter referred to as the carrier layer) located on the carrier layer of the pipe insulation, on which the outer protective sheath is attached [1-6], while in [ 1] thermal insulation is located between the outer shell and the multilayer pipe, in [2] the composite fiber material has a lower polymerization temperature than the preparation temperature for curing the primer layer, in [3] the thermal insulation is made of foam, and uba includes panels of glass-basalt material, in [4] the pipe is made of several layers of different densities, and its middle layer connected to adjacent layers of the pipe has a cellular structure, in [6] the insulation is fixed to the pipe by flexible elements covering the pipe.

Известны способы изготовления труб, которые имеют несущий слой, теплоизоляцию и наружную оболочку, причем каждый из известных способов включает операцию намотки на оправку композиционного материала на основе эпоксидного связующего, ровинга или ткани, формовку несущего слоя трубы, раструба и ниппеля, или раструба и раструба, или ниппеля и ниппеля, отверждение несущего слоя трубы [7-9], причем в [7] сначала изготавливают один слой трубы и его отверждают, затем изготавливают и отверждают второй слой трубы, в [8] сначала осуществляют полимеризацию наружной части слоя композитно-волокнистого материала, а зетем осуществляют полимеризацию остальной части слоя композитно-волокнистого материала, в [9] при намотке герметизирующего слоя трубы одновременно формуют раструб и ниппель, в [10] при изготовлении трубы последовательно наносят на трубу один или несколько слоев пенопласта с намоткой на каждый слой гибкой сетки и защитного покрытия.Known methods of manufacturing pipes that have a carrier layer, insulation and outer shell, each of the known methods includes the operation of winding onto the mandrel a composite material based on an epoxy binder, roving or fabric, forming a carrier layer of a pipe, socket and nipple, or socket and socket, or nipple and nipple, curing the pipe support layer [7–9], moreover, in [7], one pipe layer is first made and cured, then the second pipe layer is made and cured, in [8] polymerization is first carried out the outer part of the composite fiber layer, and then polymerize the rest of the composite fiber layer, then in [9] the pipe and the nipple are simultaneously formed during winding of the sealing layer of the pipe, in [10] one or more of the pipes are sequentially applied to the pipe layers of foam with winding on each layer of flexible mesh and protective coating.

Известны теплостойкие и огнестойкие трубы, выполненные из стеклопластиков [11-12], при этом в [11] труба имеет теплостойкую волокнистую стеклоарматуру и негорючее связующее, внутренний волокнистый слой стеклоарматуры не пропитан связующим и образует собой ворсистый покров, который при необходимости может быть выполнен на наружной поверхности трубы, а в [12] стекловолокнистый наполнитель пропитан связующим, и это связующее выполнено из компонентов, препятствующих горению.Known heat-resistant and fire-resistant pipes made of fiberglass [11-12], while in [11] the pipe has a heat-resistant fibrous glass reinforcement and a non-combustible binder, the inner fiber layer of the glass reinforcement is not impregnated with a binder and forms a fleece, which, if necessary, can be made on the outer surface of the pipe, and in [12] the fiberglass filler is impregnated with a binder, and this binder is made of components that prevent combustion.

Известны устройства для изготовления резьбы на концах выполненных из композиционных материалов труб, причем в устройства входят резьбовые втулки и матрицы, которые в процессе изготовления резьбы заводят на конец трубы [13-14].Known devices for the manufacture of threads at the ends made of composite pipes, and the device includes threaded bushings and dies, which in the process of making threads lead to the end of the pipe [13-14].

Прототипом способа изготовления стеклобазальтопластиковой трубы является способ изготовления стеклобазальтопластиковой трубы, имеющей несущий слой трубы с резьбовыми раструбом и ниппелем или ниппелем и ниппелем, включающий операцию намотки на оправку композиционного материала на основе эпоксидного связующего и стеклобазальтовых ровинга или ткани, формовку несущего слоя, резьбового раструба и концевой части трубы под ниппель, изготовление резьбы ниппеля методом деформации концевой части трубы под ниппель резьбовой матрицей, перемещаемой вдоль трубы при вращении последней, введение связующего в зазор между резьбовой матрицей и ниппелем во время изготовления резьбы ниппеля [15].A prototype of a method for manufacturing a glass-basalt-plastic pipe is a method of manufacturing a glass-basalt-plastic pipe having a pipe support layer with a threaded socket and a nipple or a nipple and a nipple, including an operation of winding a composite material based on an epoxy binder and glass-basalt roving or fabric onto a mandrel, forming a supporting layer and a thread, forming a bearing layer and thread parts of the pipe under the nipple, manufacture of the thread of the nipple by deformation of the end of the pipe under the nipple with a threaded matrix moving along the pipe during rotation of the latter, the introduction of a binder into the gap between the threaded matrix and the nipple during the manufacture of the thread of the nipple [15].

Известные технические решения в недостаточной мере удовлетворяют современным технологическим условиям изготовления труб, при этом конструкции труб, изготовленные по известным способам, имеют неудовлетворительную прочность и надежность при сравнительно большой трудоемкости их изготовления.Known technical solutions do not adequately satisfy the current technological conditions for the manufacture of pipes, while the design of pipes made by known methods have unsatisfactory strength and reliability with a relatively high complexity of their manufacture.

Техническим результатом способа является повышение прочности и надежности труб и снижение трудоемкости их изготовления.The technical result of the method is to increase the strength and reliability of pipes and reduce the complexity of their manufacture.

Для этого в способе изготовления стеклобазальтопластиковой трубы, имеющей несущий слой трубы с резьбовыми раструбом и ниппелем или ниппелем и ниппелем, включающем операцию намотки на оправку композиционного материала на основе эпоксидного связующего и стеклобазальтовых ровинга или ткани, формовку несущего слоя, резьбового раструба и концевой части трубы под ниппель, изготовление резьбы ниппеля методом деформации концевой части трубы под ниппель резьбовой матрицей, перемещаемой вдоль трубы при вращении последней, введение связующего в зазор между резьбовой матрицей и ниппелем во время изготовления резьбы ниппеля, - резьбовый раструб формуют оправкой одновременно при формовании несущего слоя трубы, а конец трубы под ниппель выполняют с коническим припуском из указанного композиционного материала, перемещение трубы в резьбой матрице осуществляют в частично отвержденном или в неотвержденном состоянии композиционного материала несущего слоя трубы, подачу связующего в зазор между резьбовой матрицей и конической частью конца трубы обеспечивают путем обработки резьбовой матрицей указанного припуска материала в рабочей полости резьбовой матрицы и перемещения связующего вдоль ниппеля во время формования резьбы, а после формования резьбы ниппеля матрицу нагревают и осуществляют отверждение ниппеля в нагретой матрице.To this end, in a method for manufacturing a glass-basalt-plastic pipe having a pipe support layer with a threaded socket and a nipple or a nipple and a nipple, comprising the step of winding a composite material based on an epoxy binder and glass-basalt roving or fabric onto a mandrel, forming a bearing layer, a threaded socket and an end part of a pipe nipple, manufacture of a nipple thread by deformation of the end part of a pipe under a nipple by a threaded matrix moved along the pipe when the latter rotates, introduction of a binder into the gap between the threaded matrix and the nipple during the manufacture of the nipple thread, the threaded socket is formed by the mandrel at the same time when the carrier layer of the pipe is formed, and the end of the pipe under the nipple is made with a conical allowance from the specified composite material, the pipe is moved in the threaded matrix in partially cured or in the uncured state of the composite material of the carrier layer of the pipe, the supply of a binder in the gap between the threaded matrix and the conical part of the pipe end is provided by machining the threads the new matrix of the specified allowance of the material in the working cavity of the threaded matrix and the movement of the binder along the nipple during the molding of the thread, and after the molding of the thread of the nipple, the matrix is heated and the nipple is cured in the heated matrix.

На фиг.1-8 показаны стеклобазальтопластиковые трубы в их различных исполнениях;Figure 1-8 shows glass-basalt plastic pipes in their various versions;

на фиг.9 - схема, поясняющая способ, включающий операцию изготовления резьбы ниппеля стеклобазальтопластиковой трубы.Fig.9 is a diagram explaining a method including the operation of manufacturing a thread of a nipple of a glass-basalt plastic pipe.

Данный способ предусматривает изготовление стеклобазальтопластиковой трубы 1, включающей несущий слой 2 (на котором имеется теплоизоляция 3 или не имеется теплоизоляция, имеется или не имеется защитная оболочка 4), а также включающей резьбовые раструб 5 и ниппель 6 (фиг.1), или ниппель 6 и ниппель 6 (фиг.4), или только один ниппель 6. Способ включает формовку несущего слоя 2 трубы и при этом одновременную формовку резьбового раструба 5 с его резьбой 7, а также формовку резьбы 8 ниппеля 6 на конце 9 (фиг.9) несущего слоя 2 трубы.This method involves the manufacture of glass-basalt plastic pipe 1, including a carrier layer 2 (on which there is thermal insulation 3 or there is no thermal insulation, there is or is not a protective sheath 4), as well as including threaded socket 5 and nipple 6 (Fig. 1), or nipple 6 and nipple 6 (FIG. 4), or only one nipple 6. The method includes forming the carrier layer 2 of the pipe and simultaneously molding the threaded socket 5 with its thread 7, as well as forming the thread 8 of the nipple 6 at the end 9 (FIG. 9) carrier layer 2 pipes.

Несущий слой 2 трубы выполняют путем вращения вокруг оси 10 оправки 11 и намотки на оправку композиционного материала на основе эпоксидного связующего и стеклобазальтовых ровинга или ткани (фиг.9). Резьбовый раструб 5 и его резьбу 7 формуют оправкой 11 одновременно во время формования несущего слоя 2 трубы. Резьбу 8 ниппеля 6 изготавливают после формования резьбового раструба 5 до операции отверждения несущего слоя 2 трубы и раструба 5.The carrier layer 2 of the pipe is performed by rotation around the axis 10 of the mandrel 11 and winding on the mandrel of a composite material based on an epoxy binder and glass-basalt roving or fabric (Fig. 9). The threaded socket 5 and its thread 7 are formed by the mandrel 11 at the same time during the formation of the carrier layer 2 of the pipe. The thread 8 of the nipple 6 is made after forming the threaded socket 5 before the operation of curing the carrier layer 2 of the pipe and the socket 5.

Резьбу 8 ниппеля 6 изготавливают методом пластической деформации концевой части 12 трубы. Деформацию последней производят резьбовой матрицей 13, имеющей на внутренней цилиндрической поверхности витки резьбы 14. Во время изготовления резьбы 8 ниппеля 6 трубы, находящийся на оправке 11, несущий слой 2 трубы вращают оправкой 11 вокруг продольной оси 10 оправки, а резьбовую матрицу 13 перемещают вдоль оси 10 по стрелке 15.The thread 8 of the nipple 6 is made by plastic deformation of the end part 12 of the pipe. The deformation of the latter is carried out by a threaded matrix 13 having thread turns 14 on the inner cylindrical surface. During the manufacture of thread 8 of the pipe nipple 6, located on the mandrel 11, the pipe support layer 2 is rotated by the mandrel 11 around the longitudinal axis 10 of the mandrel, and the threaded matrix 13 is moved along the axis 10 along arrow 15.

Во время изготовления резьбы 8 ниппеля вводят связующее 16 вышеуказанного композиционного материала в зазор 17 между витками резьбы 14 резьбовой матрицы 13 и наружной поверхностью концевой части 12 несущего слоя 2 трубы с целью исключения разрыва нитей ровинга концевой части несущего слоя 2. Связующее 16, которое показано условно, образует собой по существу конический припуск 18 для обеспечения беспрепятственного ввода концевой части 12 несущего слоя 2 трубы в резьбовую матрицу 13. При этом диаметр торца концевой части 12 несущего слоя выбирают меньше диаметра входной части резьбовой матрицы 13.During the manufacture of the thread 8 of the nipple, a binder 16 of the above composite material is introduced into the gap 17 between the threads of the thread 14 of the threaded matrix 13 and the outer surface of the end part 12 of the pipe carrier 2 in order to prevent rupture of the roving threads of the end part of the carrier layer 2. Binder 16, which is shown conditionally , forms a substantially conical allowance 18 to ensure unimpeded entry of the end portion 12 of the carrier layer 2 of the pipe into the threaded matrix 13. The diameter of the end of the end portion 12 of the carrier layer is then chosen narrower than the diameter of the input part of the threaded matrix 13.

Вращение несущего слоя 2 трубы в резьбовой матрице 13 осуществляют при неотвержденном состоянии композиционного материала несущего слоя 2 трубы, при этом подачу связующего 16 композиционного материала в зазор 17 между резьбовой матрицей 13 и концевой конической частью 12 трубы обеспечивают путем перемещения материала указанного конического припуска 18 движением витков резьбы резьбовой матрицы 13 вдоль несущего слоя трубы в зоне концевой части 12 несущего слоя. После формования резьбы 8 ниппеля 6 матрицу 13 нагревают и осуществляют отверждение ниппеля в нагретой матрице.The rotation of the carrier layer 2 of the pipe in the threaded matrix 13 is carried out with the uncured state of the composite material of the carrier layer 2 of the pipe, while the supply of the binder 16 of the composite material into the gap 17 between the threaded matrix 13 and the end conical part 12 of the pipe is provided by moving the material of the specified conical allowance 18 by the movement of turns threads of the threaded matrix 13 along the pipe support layer in the region of the end part 12 of the carrier layer. After forming the thread 8 of the nipple 6, the matrix 13 is heated and curing of the nipple in the heated matrix is carried out.

Предусмотрены варианты формования резьбы ниппеля на конце частично отвержденного несущего слоя 2 трубы, при этом подачу связующего в зазор 17 между резьбовой матрицей и концевой частью 12 несущего слоя 2 трубы обеспечивают путем обработки резьбовой матрицей указанного конического припуска 18 материала концевой части 12 несущего слоя 2 в рабочей полости резьбовой матрицы и путем перемещения связующего этого припуска вдоль ниппеля 6 во время формования его резьбы. После формования резьбы ниппеля матрицу нагревают и осуществляют отверждение ниппеля в нагретой матрице.There are options for forming the thread of the nipple at the end of the partially cured carrier layer 2 of the pipe, while supplying a binder to the gap 17 between the threaded matrix and the end part 12 of the carrier layer 2 of the pipe is provided by processing the threaded matrix of the specified conical allowance 18 of the material of the end part 12 of the carrier layer 2 in the working the cavity of the threaded matrix and by moving the binder of this allowance along the nipple 6 during the molding of its thread. After forming the thread of the nipple, the matrix is heated and curing of the nipple in the heated matrix is carried out.

Предусмотрен вариант выполнения резьбы ниппеля на конце несущего слоя 2, когда этот слой находится в полностью отвержденном состоянии, при условии, что предварительную нарезку резьбы ниппеля осуществляют холодной матрицей, а окончательное формование резьбы ниппеля отвержденного несущего слоя трубы осуществляют нагретой матрицей до температуры, соответствующей формованию несущего слоя 2 трубы.An embodiment of the nipple thread at the end of the carrier layer 2 is provided when this layer is in a fully cured state, provided that the preliminary threading of the nipple is carried out with a cold matrix, and the final molding of the nipple thread of the cured pipe carrier layer is carried out with a heated matrix to a temperature corresponding to the molding of the carrier layer 2 pipes.

Возможны варианты частичного плавления связующего отвержденного несущего слоя 2 и его конического припуска 18 в нагретой резьбовой матрице с последующей формовкой резьбы ниппеля резьбовой матрицей 13 при ее навинчивании на концевую часть 12 несущего слоя 2, при этом перемещение связующего вдоль концевой конической части 12 трубы или вдоль ниппеля 6 осуществляют перемещением витков резьбы 14 резьбовой матрицы 13 по несущему слою 2 вдоль оси трубы. Чтобы выполнить эту операцию, резьбовую матрицу 13 перед операцией изготовления резьбы ниппеля нагревают до температуры начала плавления связующего композиционного материала несущего слоя 2 трубы и его припуска 18. После формовки резьбы ниппеля ее отверждают в резьбовой матрице.Partial melting options for the cured binder carrier layer 2 and its conical allowance 18 in a heated threaded matrix followed by molding of the nipple thread with the threaded matrix 13 when it is screwed onto the end part 12 of the carrier layer 2, while moving the binder along the end conical part 12 of the pipe or along the nipple 6 is carried out by moving the turns of thread 14 of the threaded matrix 13 along the carrier layer 2 along the axis of the pipe. To perform this operation, the threaded matrix 13 is heated to the temperature of the beginning of melting of the binder composite material of the carrier layer 2 of the pipe and its allowance 18. Before forming the thread of the nipple, it is cured in the threaded matrix.

Технический результат достигнут путем выбора условий и режимов изготовления в совокупности действий способа.The technical result is achieved by choosing the conditions and modes of manufacture in the totality of the actions of the method.

Источники информации.Information sources.

Трубы из композиционных материалов, включая трубы с теплоизоляцией и защитными наружными оболочками.Pipes made of composite materials, including pipes with thermal insulation and protective outer shells.

1. RU 2224160 C2, 20.02.2004.1. RU 2224160 C2, 02.20.2004.

2. RU 2211983 С2, 19.09.2003.2. RU 2211983 C2, 09/19/2003.

3. RU 2115056 C1, 10.07.1998.3. RU 2115056 C1, 07/10/1998.

4. SU 165366, 23.09.1964.4. SU 165366, 09/23/1964.

5. SU 675261, 25.07.1979.5. SU 675261, 07.25.1979.

6. SU 365516, 23.03.1973.6. SU 365516, 03/23/1973.

Способы изготовления труб из композиционных материалов.Methods of manufacturing pipes from composite materials.

7. RU 2221183 C2, 10.01.2004.7. RU 2221183 C2, 01/10/2004.

8. RU 2208735 С2, 20.07.2003.8. RU 2208735 C2, 07.20.2003.

9. SU 1788379 А1, 15.01.1993.9. SU 1788379 A1, 01/15/1993.

10. RU 2190795 C1, 10.10.2002.10. RU 2190795 C1, 10/10/2002.

Огнестойкие и жаропрочные трубы из композиционных материалов.Fire-resistant and heat-resistant pipes made of composite materials.

11. SU 431362, 05.06.1974.11. SU 431362, 06/05/1974.

12. SU 843781, 30.06.1981.12. SU 843781, 06/30/1981.

Способы и устройства для изготовления резьбы на концах труб.Methods and devices for making threads at pipe ends.

13. SU 559630 С1, 25.05 1977.13. SU 559630 C1, 05.25 1977.

14. SU 556041, 30.04.1977.14. SU 556041, 04/30/1977.

15. RU 2071915 C1, 20.01.1997 (прототип способа изготовления стеклобазальтопластиковой трубы).15. RU 2071915 C1, 01/20/1997 (prototype method for the manufacture of glass-basalt plastic pipe).

Claims

A method of manufacturing a glass-basalt-plastic pipe having a pipe support layer with a threaded socket and a nipple or a nipple and a nipple, including an operation of winding a composite material based on an epoxy binder and glass-basalt roving or fabric onto a mandrel, forming a bearing layer, a threaded pipe and a pipe end under a nipple nipple threads by deformation of the end part of the pipe under the nipple by a threaded matrix moving along the pipe during rotation of the pipe, introducing a binder into the gap between the thread matrix and the nipple during the manufacture of the thread of the nipple, characterized in that the threaded socket is formed by a mandrel at the same time when forming the carrier layer of the pipe, and the end of the pipe under the nipple is made with a conical allowance of the specified composite material, the pipe is moved in the threaded matrix in partially cured or in the uncured state of the composite material of the pipe carrier layer, the binder is fed into the gap between the threaded matrix and the conical part of the pipe end by processing ejection by the threaded matrix of the specified material allowance in the working cavity of the threaded matrix and the movement of the binder along the nipple during thread forming, and after forming the nipple thread, the matrix is heated and the nipple is cured in the heated matrix.