RU232422U1 - Translucent reinforcing tape - Google Patents
Translucent reinforcing tape Download PDFInfo
- Publication number
- RU232422U1 RU232422U1 RU2024120960U RU2024120960U RU232422U1 RU 232422 U1 RU232422 U1 RU 232422U1 RU 2024120960 U RU2024120960 U RU 2024120960U RU 2024120960 U RU2024120960 U RU 2024120960U RU 232422 U1 RU232422 U1 RU 232422U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reinforcing
- fibers
- reinforcing tape
- tape
- translucent
- Prior art date
Links
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 18
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 10
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 abstract description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004954 Polyphthalamide Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920006375 polyphtalamide Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006771 PE-C Polymers 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 1
- MSKQYWJTFPOQAV-UHFFFAOYSA-N fluoroethene;prop-1-ene Chemical group CC=C.FC=C MSKQYWJTFPOQAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к нефтегазовой, полимерной и машиностроительной отраслям, в частности может использоваться в качестве армирующего элемента многослойных полимерных армированных труб, используемых для сбора и транспортировки нефти, воды, газа, химических реагентов, а также использоваться в конструкциях, где существует потребность усиления с помощью армирующей ленты. Техническим результатом полезной модели является конструкция армирующей ленты, которая позволяет проводить ее диагностирование. Армирующая лента содержит армирующие и оптические волокна, спеченные с полимерной термопластичной матрицей.The utility model relates to the oil and gas, polymer and mechanical engineering industries, in particular, it can be used as a reinforcing element of multilayer polymer reinforced pipes used for collecting and transporting oil, water, gas, chemical reagents, and also used in structures where there is a need for reinforcement using a reinforcing tape. The technical result of the utility model is the design of a reinforcing tape, which allows for its diagnostics. The reinforcing tape contains reinforcing and optical fibers sintered with a polymer thermoplastic matrix.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY
Полезная модель относится к нефтегазовой, полимерной и машиностроительной отраслям, в частности может использоваться в качестве армирующего элемента многослойных полимерных армированных труб, используемых для сбора и транспортировки нефти, воды, газа, химических реагентов, а также использоваться в конструкциях, где существует потребность усиления с помощью армирующей ленты. Техническим результатом заявленной полезной модели является конструкция армирующей ленты, которая позволяет проводить ее диагностирование. Армирующая лента содержит армирующие и оптические волокна, спеченные с полимерной термопластичной матрицей.The utility model relates to the oil and gas, polymer and mechanical engineering industries, in particular, it can be used as a reinforcing element of multilayer polymer reinforced pipes used for collecting and transporting oil, water, gas, chemical reagents, and also used in structures where there is a need for reinforcement using a reinforcing tape. The technical result of the claimed utility model is the design of a reinforcing tape, which allows for its diagnostics. The reinforcing tape contains reinforcing and optical fibers sintered with a polymer thermoplastic matrix.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИPRIOR ART
Известны композитные термопластичные трубы, описанные в API Specification 15S, «Spoolable Reinforced Plastic Line Pipe», 2-е издание, март 2016 г. и ГОСТ Р 59834-2021 «Промысловые трубопроводы. Трубы гибкие полимерные армированные и соединительные детали к ним. Общие технические условия». Трубы, изготавливаемые в соответствии с данными требованиями, представляют собой внутреннюю трубу, состоящую из термопластичного полимера, на которую нанесен композитный армирующий слой, имеющий когезионное соединение с внутренним слоем и внешним термопластичным слоем полимера. В некоторых случаях на внутреннюю трубу без образования связи, наматывается полимерная лента, армированная однонаправленными волокнами.Composite thermoplastic pipes are described in API Specification 15S, "Spoolable Reinforced Plastic Line Pipe", 2nd edition, March 2016 and GOST R 59834-2021 "Field pipelines. Flexible polymer reinforced pipes and fittings to them. General specifications". Pipes manufactured in accordance with these requirements are an inner pipe consisting of a thermoplastic polymer, onto which a composite reinforcing layer is applied, having a cohesive connection with the inner layer and the outer thermoplastic polymer layer. In some cases, a polymer tape reinforced with unidirectional fibers is wound onto the inner pipe without forming a bond.
Согласно стандартам срок эксплуатации трубы определяется на основании длительных гидростатических испытаний, условия проведения которых не покрывают все возможные условия эксплуатации трубопроводов и, соответственно, не могут обеспечить достоверность информации по фактическому сроку эксплуатации таких труб.According to standards, the service life of a pipe is determined on the basis of long-term hydrostatic tests, the conditions of which do not cover all possible operating conditions of pipelines and, accordingly, cannot ensure the reliability of information on the actual service life of such pipes.
Наиболее вероятной причиной отказа данных трубопроводов является снижение прочности армирующего слоя в процессе эксплуатации, как элемента конструкции, который несет на себе основные нагрузки трубы. Снижение прочности армирующего слоя вызвано процессами деструкции армирующих волокон вследствие диффузии среды транспортирующего потока, которые могут проявиться как общее снижение прочности стекловолокна, так и в виде разрушения отдельных волокон.The most probable cause of failure of these pipelines is a decrease in the strength of the reinforcing layer during operation, as a structural element that bears the main loads of the pipe. The decrease in the strength of the reinforcing layer is caused by the processes of destruction of the reinforcing fibers due to the diffusion of the transport flow medium, which can manifest itself as a general decrease in the strength of the fiberglass, as well as in the form of destruction of individual fibers.
Наиболее близким прототипом по своей конструкции, является конструкция термопластичного препрега, содержащего непрерывные и длинные волокна, спеченные между собой термопластичным полимером, патент RU 2573674 С2. Согласно полезной модели, препреги содержат множество однонаправленно выровненных непрерывных волокон, внедренных в термопластичную полимерную матрицу. В дополнение к непрерывным волокнам, препрег также содержит множество длинных волокон, которые соединены с непрерывными волокнами таким образом, что они статистически распределяются в термопластичной матрице. Волокна могут быть изготовлены из металлических, стеклянных, углеродных, борных, керамических, арамидных, синтетических органических волокон. Так же авторы указывают на возможность комбинировать волокна между собой и использовать как отдельные нити, так и пучки, скрученные из нитей. Авторами не предусмотрены механизмы диагностирования препрегов в процессе эксплуатации.The closest prototype in its design is the design of a thermoplastic prepreg containing continuous and long fibers sintered together with a thermoplastic polymer, patent RU 2573674 C2. According to the utility model, prepregs contain a plurality of unidirectionally aligned continuous fibers embedded in a thermoplastic polymer matrix. In addition to continuous fibers, the prepreg also contains a plurality of long fibers that are connected to the continuous fibers in such a way that they are statistically distributed in the thermoplastic matrix. The fibers can be made of metal, glass, carbon, boron, ceramic, aramid, synthetic organic fibers. The authors also indicate the possibility of combining fibers with each other and using both individual threads and bundles twisted from threads. The authors do not provide mechanisms for diagnosing prepregs during operation.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF UTILITY MODEL
Задачей настоящей полезной модели является разработка армирующей ленты, которая обеспечит возможность ее диагностики в процессе эксплуатации.The objective of this utility model is to develop a reinforcing tape that will provide the ability to diagnose it during operation.
Техническим результатом заявленной полезной модели является светопроницаемая армирующая лента, состоящая из однонаправленных армирующих и однонаправленных оптических волокон в термопластичной полимерной матрице.The technical result of the claimed utility model is a translucent reinforcing tape consisting of unidirectional reinforcing and unidirectional optical fibers in a thermoplastic polymer matrix.
Включение оптических волокон в армирующие ленты происходит в процессе изготовления ленты путем чередования армирующих и оптических волокон.The inclusion of optical fibers in reinforcing tapes occurs during the production of the tape by alternating reinforcing and optical fibers.
Прочность, диаметр и состав армирующих и оптических волокон необходимо выбирать максимально соответствующие друг другу, для обеспечения равнозначных напряжений, испытываемых армирующими и оптическими волокнами в процессе эксплуатации.The strength, diameter and composition of the reinforcing and optical fibers must be selected to match each other as closely as possible to ensure equivalent stresses experienced by the reinforcing and optical fibers during operation.
В зависимости от необходимого уровня контроля, количество интегрированных оптических волокон в армирующую ленту может варьироваться от 0,1 до 99% от общего количества волокон.Depending on the required level of control, the number of integrated optical fibers in the reinforcing tape can vary from 0.1 to 99% of the total number of fibers.
Коэффициент светопропускания оптических волокон должен обеспечивать проход используемого диапазона световой волны на протяжении всей длины армирующей ленты.The light transmittance coefficient of optical fibers must ensure the passage of the used range of light waves along the entire length of the reinforcing tape.
Для реализации полезной модели могут быть использованы одномодовые и многомодовые оптические волокна, которые должны обеспечить светопропускание хотя бы на одном из диапазонов излучения (гамма-излучение, рентген, ультрафиолет, видимый свет, инфракрасное излучение и радиоволны).To implement the utility model, single-mode and multi-mode optical fibers can be used, which must ensure light transmission in at least one of the radiation ranges (gamma radiation, X-rays, ultraviolet, visible light, infrared radiation and radio waves).
Содержание термопластичного полимера в армирующей ленте может составлять от 1 до 60% в зависимости от требуемых прочностных характеристик ленты.The content of thermoplastic polymer in the reinforcing tape can range from 1 to 60% depending on the required strength characteristics of the tape.
Толщина армирующей ленты может составлять от 0,1 мм до 50 мм, а ширина от 5 мм до 3000 мм, в зависимости от требуемых прочностных характеристик.The thickness of the reinforcing tape can range from 0.1 mm to 50 mm, and the width from 5 mm to 3000 mm, depending on the required strength characteristics.
В качестве армирующих волокон могут выступать, стеклянные, борные, базальтовые и другие волокна. Армирующие и оптические волокна в термопластичной матрице могут находится как в линейном, так и в скрученном (в виде пучков) состоянии. Часть армирующих волокон, может быть расположена не однонаправленно, но как правило, это связано с разрывом отдельных волокон в следствии изготовлении ленты.Glass, boron, basalt and other fibers can act as reinforcing fibers. Reinforcing and optical fibers in a thermoplastic matrix can be in both a linear and twisted (in the form of bundles) state. Some of the reinforcing fibers may not be located unidirectionally, but as a rule, this is due to the rupture of individual fibers as a result of tape production.
Термопластичная полимерная матрица может быть изготовлена из полиэтилена (РЕ, HDPE, LDPE), полиэтилена высокой (повышенной) термостойкости PE-RT (Polyethylene of Raised Temperature resistance), сшитого полиэтилена (PE-X или XLPE, ПЭ-С), полипропилена (РР, PP-R), сополимеров полипропилена, полибутена (РВ, РВ-1), сополимеров полибутена, поливинилхлорида (PVC, HPVC), акрилонитрил бутадиен стирола (ABS), полиамида (РА), полифталамида (РРА), полиэтиленнафталата (PEN), полиэтилентерефталата (PET), полибутиленнафталата (РВТ), фторполимера (PFA), фторэтилен-пропилена (FEP), поливинилиденфторида (PVDF), а также смеси и композиции вышеперечисленных полимеров, но не ограничиваясь ими. Химический состав выбирается исходя из требуемых химических, температурных, механических и газобарьерных свойств.The thermoplastic polymer matrix can be made of polyethylene (PE, HDPE, LDPE), polyethylene of high (increased) heat resistance PE-RT (Polyethylene of Raised Temperature resistance), cross-linked polyethylene (PE-X or XLPE, PE-C), polypropylene (PP, PP-R), copolymers of polypropylene, polybutene (PB, PB-1), copolymers of polybutene, polyvinyl chloride (PVC, HPVC), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyamide (PA), polyphthalamide (PPA), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene naphthalate (PBT), fluoropolymer (PFA), fluoroethylene propylene (FEP), polyvinylidene fluoride (PVDF), as well as mixtures and compositions of the above polymers, but not limited to them. The chemical composition is selected based on the required chemical, temperature, mechanical and gas barrier properties.
Наличие оптического волокна дает возможность обеспечить пропуск светового потока по армирующей ленте, который может быть использован для диагностирования технического состояния. Ввиду того что прочность, диаметр и состав армирующих и оптических волокон выбираются максимально советующими друг другу, деструкции и разрывам будут подвержены как армирующие, так и оптические волокна. Светопроницаемость армирующей ленты, подверженной влиянию агрессивных сред или нагрузок, будет снижаться в зависимости от величины этого влияния.The presence of optical fiber makes it possible to provide the passage of a light flux along the reinforcing tape, which can be used to diagnose the technical condition. Due to the fact that the strength, diameter and composition of the reinforcing and optical fibers are selected to be maximally compatible with each other, both the reinforcing and optical fibers will be subject to destruction and rupture. The light transmittance of the reinforcing tape, exposed to the influence of aggressive environments or loads, will decrease depending on the magnitude of this influence.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF A UTILITY MODEL
Светопроницаемая армирующая лента (1) на фиг. 1 содержит полимерную термопластичную матрицу (4), однонаправленные армирующие волокна (3) и оптические однонаправленные волокна (2).The translucent reinforcing tape (1) in Fig. 1 contains a polymer thermoplastic matrix (4), unidirectional reinforcing fibers (3) and optical unidirectional fibers (2).
Включение оптических волокон позволяет измерять изменение светового потока армирующей ленты, вследствие чего обеспечивается ее диагностирование. Светопропускаемость оптических волокон должна обеспечить проход светового протока через всю армирующую ленту. Для обеспечения замеров светопропускаемости в начале и конце ленты необходимо установить источник света и датчики измерения светового потока соответственно.The inclusion of optical fibers allows measuring the change in the luminous flux of the reinforcing tape, thereby ensuring its diagnostics. The light transmittance of optical fibers must ensure the passage of the luminous flux through the entire reinforcing tape. To ensure measurements of light transmittance, a light source and luminous flux measurement sensors must be installed at the beginning and end of the tape, respectively.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Светопроницаемая армирующая лента (1) на фиг. 1 содержит полимерную термопластичную матрицу (4), однонаправленные армирующие волокна (3) и оптические однонаправленные волокна (2).The translucent reinforcing tape (1) in Fig. 1 contains a polymer thermoplastic matrix (4), unidirectional reinforcing fibers (3) and optical unidirectional fibers (2).
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU232422U1 true RU232422U1 (en) | 2025-03-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4640861A (en) * | 1984-06-07 | 1987-02-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fiber reinforced thermoplastic material |
| RU2449772C2 (en) * | 2006-06-30 | 2012-05-10 | Стик Тек Ой | Fibre-reinforced composite materials and method of obtaining them |
| RU2573674C2 (en) * | 2010-06-22 | 2016-01-27 | ТИКОНА ЭлЭлСи | Thermoplastic prepreg containing continuous and long fibres |
| RU2733604C1 (en) * | 2020-02-12 | 2020-10-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Термопластиковые композитные технологии" (ООО "ТКТ") | Thermoplastic prepreg and method of production thereof |
| RU213281U1 (en) * | 2021-12-14 | 2022-09-05 | Михаил Алексеевич Попов | THERMOPLASTIC REINFORCED TAPE WITH BARRIER PROPERTIES |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4640861A (en) * | 1984-06-07 | 1987-02-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fiber reinforced thermoplastic material |
| RU2449772C2 (en) * | 2006-06-30 | 2012-05-10 | Стик Тек Ой | Fibre-reinforced composite materials and method of obtaining them |
| RU2573674C2 (en) * | 2010-06-22 | 2016-01-27 | ТИКОНА ЭлЭлСи | Thermoplastic prepreg containing continuous and long fibres |
| RU2733604C1 (en) * | 2020-02-12 | 2020-10-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Термопластиковые композитные технологии" (ООО "ТКТ") | Thermoplastic prepreg and method of production thereof |
| RU2795194C1 (en) * | 2021-12-02 | 2023-05-02 | Акционерное Общество "Наука И Инновации" | Method for producing thermoplastic prepregs by applying thermoplastic polymeric binder to reinforcing fibrous materials using directional aerosol spraying |
| RU213281U1 (en) * | 2021-12-14 | 2022-09-05 | Михаил Алексеевич Попов | THERMOPLASTIC REINFORCED TAPE WITH BARRIER PROPERTIES |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3744499B1 (en) | Nonmetallic flexible pipe and manufacturing method thereof | |
| US9658421B2 (en) | Armor element for a flexible line intended to be placed in an expanse of water, and associated flexible line, method and process | |
| US8839822B2 (en) | Dual containment systems, methods and kits | |
| US9587773B2 (en) | Unbonded flexible pipe with an optical fiber containing layer | |
| US8960239B2 (en) | Unbonded flexible pipe | |
| CA2794989A1 (en) | Flexible tube and method for producing same | |
| EA014599B1 (en) | Reinforced hose | |
| AU2012252925B2 (en) | A flexible unbonded pipe | |
| RU2397399C2 (en) | Flexible tube equipped with built-in end connectors | |
| CN103760644B (en) | Prevent the compact optical fiber unit and its manufacturing method of liquids and gases | |
| RU2457388C2 (en) | Multilayer reinforced polymer pipe and pipe system for water transportation | |
| RU232422U1 (en) | Translucent reinforcing tape | |
| AU2012250336A1 (en) | A flexible unbonded pipe | |
| AU2012255184A1 (en) | A flexible unbonded pipe | |
| CN118188892A (en) | A non-metallic non-bonded fiber-reinforced composite flexible pipe and a manufacturing method thereof | |
| US9772053B2 (en) | Unbonded flexible pipe | |
| RU2838883C1 (en) | Polymer reinforced pipe with transparent reinforcing frame and its diagnostics method | |
| RU171221U1 (en) | FLEXIBLE PIPE FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL | |
| RU202560U1 (en) | THERMOPLASTIC COMPOSITE PIPE | |
| EP4263203A1 (en) | Composite tubing | |
| CN223768316U (en) | A double-reinforced polyethylene composite pipe and connector | |
| CA2582213C (en) | Dual containment systems, methods and kits |