Главная » Договоры » Время производить стеклопластиковые трубы. Как выбрать стеклопластиковые трубы: специфика производства и обзор ведущих производителей Технология непрерывной намотки стеклопластиковых труб

Время производить стеклопластиковые трубы. Как выбрать стеклопластиковые трубы: специфика производства и обзор ведущих производителей Технология непрерывной намотки стеклопластиковых труб

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.

Как выглядит производство труб из стеклопластика? Какими должны быть стеклопластиковые трубы по ГОСТу? Насколько привлекательны их характеристики на фоне альтернативных решений? Давайте попробуем ответить на эти вопросы.

Что это такое

Что представляет собой стеклопластик? Название, в общем-то, дает исчерпывающее представление о составе материала: связующее (эпоксидная или полиэфирная смола) армируется стекловолокном. Армирование обеспечивает устойчивость по отношению к нагрузкам на растяжение и изгиб; связующее гарантирует стойкость к ударным нагрузкам.

Обратите внимание: применяющиеся смолы – типичные реактопласты.
При твердении в них происходят необратимые химические изменения; раз так – в отличие от термопластов, контактная сварка изделий невозможна.
Для соединения под болты, резьбы и т.д.

История

Технология производства зародилась в пятидесятых годах прошлого века, когда началось промышленное изготовление эпоксидных смол. Как и любая новая технология, на начальном этапе эта не пользовалась особой популярностью: отсутствие опыта использования стеклопластика дополняла невысокая цена на традиционные материалы (сталь, медь и алюминий).

Примерно к середине 60-х, однако, картина начала меняться.

Что произошло?

Выросли цены на сталь и цветные металлы.
Началась коммерческая разработка шельфовых месторождений нефти и газа. Стеклопластиковые трубы НКТ (насосно-компрессорные) выгодно отличались от металлических небольшим весом и, что еще важнее, коррозионной стойкостью: контакт с соленой водой не наносил им никакого ущерба, в отличие от конкурирующих продуктов.
Наконец, сами технологии производства стеклопластика тоже не стояли на месте: он становился дешевле и прочнее.

Результат не заставил себя ждать: к концу 60-х американская компания Ameron вышла со своими стеклопластиковыми трубами высокого давления вначале на североамериканский, а затем и на ближневосточный рынок. К 80-годам подтянулись европейские и, чуть позже, советские (позже – российские) производители.

Преимущества

Чем стеклопластик завоевал популярность?

Список его достоинств не слишком велик, но выглядит весьма убедительно.

Весьма разумная на фоне высоколегированных и нержавеющих сталей стоимость .
Стойкость к коррозии и агрессивным средам .

Полезно: при необходимости транспортировки особо агрессивных жидкостей элементы трубопроводов футеруются полиэтиленом высокого давления.

Небольшой вес . Удельная прочность стеклопластика (прочность, отнесенная к плотности) в 3,5 раза выше, чем у стали; таким образом, равнопрочные конструкции из этих материалов будут различаться весом в несколько раз.

Возможность получения материала с заданными механическими свойствами благодаря определенной схеме армирования . Например, спирально-кольцевая намотка стекловолокна обеспечивает высочайшую устойчивость к внутреннему давлению.

Производство

Как выглядит производство стеклопластиковых труб?

К настоящему времени можно выделить четыре основных технологии их изготовления.

Название	Описание
Экструзия	Смола смешивается с отвердителем и рубленым стекловолокном, после чего продавливается экструдером через кольцевое отверстие. Производство дешево, технологично, однако отсутствие регулярного армирующего каркаса сказывается на итоговой прочности изделий.
Пултрузия	Труба формируется между внутренней и наружной оправками. Обе поверхности получаются идеальными; однако ряд технологических ограничений не позволяет производить таким образом трубы больших диаметров и с высоким рабочим давлением.
Центробежное формование	Армирование представляет собой готовый рукав из стеклоткани, который прижимается к поверхности вращающейся формы центробежными силами. Они же способствуют равномерному распределению смолы по будущим стенкам. Основное достоинство технологии – возможность получить гладкую наружную поверхность; основной недостаток – энергоемкость и, соответственно, дороговизна.
Намотка	Пропитанное связующим стекловолокно (нить, лента или ткань) наматывается на цилиндрическую оправку. Оборудование для производства стеклопластиковых труб методом намотки наиболее распространено благодаря относительной простоте и высокой производительности.

У последнего метода производства есть несколько, так сказать, подвидов. Давайте познакомимся с ними.

Спирально-кольцевая намотка

Укладчик – кольцо с несколькими механизмами подачи пропитанной нити – совершает возвратно-поступательные движения вдоль вращающейся оправки. При каждом проходе укладывается слой волокон с постоянным шагом; кольцевая схема укладки, как мы помним, позволяет добиться максимальной прочности трубы на разрыв.

Любопытно: предварительное натяжение нити тоже благоприятно сказывается на итоговой прочности изделия, предотвращая появление трещин при изгибающих нагрузках.

Методом спирально-кольцевой намотки изготавливаются насосно-компрессорные трубы, рассчитанные на высокие рабочие давления, несущие конструктивные элементы (в том числе композитные опоры ЛЭП) и даже… корпуса ракетных двигателей.

Спирально-ленточная намотка

Разница с предыдущим методом – лишь в том, что за один проход укладчик формирует узкую ленту в десяток-другой волокон. Соответственно, для формирования сплошного армирования требуется куда больше проходов; само армирования получается несколько менее плотным. Главное достоинство метода – куда более простое и, соответственно, дешевое оборудование.

Продольно-поперечная намотка

Принципиальное отличие от предыдущих схем – в том, что намотка делается непрерывной: укладчик одновременно укладывает продольные и поперечные нити. Казалось бы, это должно упростить и удешевить технологию; однако здесь есть сугубо механическая проблема.

Оправка, на которой наматывается будущая труба, вращается; раз так – должны вращаться и катушки, с которых разматывается нить продольного армирования. Причем чем больше диаметр трубы, тем больше должно быть катушек.

Косослойная поперечно-продольная намотка

Это решение было разработано еще при жизни Советского Союза в Харькове и первоначально применялось при производстве корпусов реактивных снарядов. Позже оно получило распространение на всем постсоветском пространстве.

В чем суть метода?

Укладчик формирует широкую ленту параллельных пропитанных связующим волокон.
Лента перед намоткой на оправку предварительно обматывается нитью без пропитки, впоследствии образующей осевую арматуру. Сами же собранные в ленту нити образуют, соответственно, арматуру поперечную: лента укладывается поперек оси оправки.
После укладки каждый слой прокатывается валиками, уплотняющими армирование и вытесняющими лишнее связующее.

Чем выгодна такая схема?

Возможностью непрерывного производства. За один проход можно сформировать сколь угодно толстые стенки, просто меняя нахлест ленты.
Высокой производительностью.
Возможностью производить стеклопластиковые трубы большого диаметра (в теории – без каких-либо ограничений максимального размера). Габариты ограничены только размером оправки.
Чрезвычайно высоким содержанием стекловолокна в готовом материале. Оно доходит до 85% против 45-65% при альтернативных способах. Это влияет как на итоговую прочность, так и на горючесть продукции.

Косослойная поперечно – продольная намотка.

Стандарты

Производство интересующих нас изделий регламентируется двумя нормативными документами:

ГОСТ Р 53201-2008 содержит техусловия для изготовления труб диаметром 50-200 мм на резьбовых соединениях.
Разработанный при участии ООО НТТ (Новые Трубные Технологии) ГОСТ Р 54560-2011 описывает детали трубопроводов из “реактопластов, армированных стекловолокном”.

Изучим основные положения документов.

ГОСТ Р 53201-2008

Предусмотренный стандартом режим эксплуатации труб выглядит так:

Температура – от -60 до +60С.
Относительная влажность – до 100%.
Температура транспортируемой жидкости – до +110С.
Рабочее давление – от 3,5 до 27,6 МПа.

Предусматриваются следующие варианты использования описанных стандартом изделий:

Транспортировка нефти и газового конденсата.
Транспортировка растворов солей (включая морскую воду).
Сооружение лифтовых колонн.
Крепление скважин различного назначения.

Поддержание пластового давления при разработке подземных месторождений.
Техническое и питьевое водоснабжение.

Стандарт выделяет три типа труб:

Обозначение	Расшифровка
НК	Насосно-компрессорные
О	Обсадные
Л	Линейные

Какими могут быть диаметры стеклопластиковых труб, произведенных по ГОСТ Р 53201-2008, и прочие их характеристики?

Насосно-компрессорные, обсадные

Внутренний диаметр, мм	Номинальное давление, МПа		Масса погонного метра, кг
50	6,9 – 27,6	4,3 – 8,4	1,6 – 3,3
63	6,9 – 27,6	4,6 – 10,7	2,2 – 5,5
100	10,3 – 17,2	8,1 – 12,2	5,8 – 8,2
150	10,3 – 17,2	13,5 – 15,0	14,0 – 14,9
200	10,3	13,6	16,5

На фото – стеклопластиковые НКТ высокого давления.

Линейные

Внутренний диаметр, мм	Номинальное давление, МПа	Минимальная толщина стенки, мм	Масса погонного метра, кг
50	10,3 – 27,6	2,79 – 8,10	1,2 – 3,1
63	8,6 – 27,6	2,80 – 9,90	1,4 – 5,2
100	5,5 – 27,6	2,80 – 16,00	2,3 – 12,8
150	5,5 – 13,8	4,57 – 11,20	5,1 – 12,2
200	5,5 – 13,8	5,84 – 14,70	8,6 – 22,6

Кроме типоразмеров труб, в документе содержится детальная инструкция по изготовлению фитингов с указанием базовых размеров, требования к внешнему виду, максимальным допускам и маркировке всех изделий.

ГОСТ Р 54560-2011

Стандарт описывает трубопроводы, эксплуатирующиеся в куда более мягких по сравнению с описанными выше условиях:

Рабочее давление – до 3,2 МПа;
Температура среды – до 35С;
Транспортируемые жидкости – вода, водные растворы и стоки (бытовые и промышленные).

Важно: действие ГОСТ не распространяется на трубопроводы для внутренних водопроводов и канализации.

В рамках документа продукция классифицируется по следующим признакам:

Диаметру (DN). Диапазон значений – от 300 до 3000 миллиметров.
Номинальному давлению (PN). Для безнапорных труб само понятие PN довольно условно и берется равным 0,1 – 0,4 МПа; для напорных оно принимает значения 0,6, 1,0, 1,6, 2,0, 2,5 и 3,2 МПа.
Номинальной жесткости (SN). Она тоже измеряется в мегапаскалях и может быть равной 1250, 2500, 5000 и 10000.

Обратите внимание: при прокладке своими руками стоит учитывать, что трубы SN 1250 не рекомендованы для подземной прокладки в принципе, а SN 2500 рекомендуется прокладывать в лотках.

Документ, как и предыдущий, перечисляет основные размеры всех видов фитингов и требования к их внешнему виду, прочности, маркировке и методам армирования.

Заключение

Разумеется, в нашем материале мы коснулись лишь небольшой части весьма обширной темы использования стеклопластика. Мы не выяснили, можно ли применять стеклопластиковые трубы для отопления или бытовой канализации, насколько они хороши на фоне металлополимерных или полностью пластиковых изделий. Часть из этих вопросов затрагивает видео в этой статье. Успехов!

Ограничивающим фактором широкого применения коррозионностойких полиэтиленовых труб на нефтепромыслах является их относительно низкая несущая способность (рабочие давления транспортируемой среды не превышают 1,0 МПа). Для расширения областей применения полиэтиленовых труб при более высоких давлениях и для работы в условиях Крайнего Севера разработаны и успешно применяются на нефтегазопромыслах комбинированные трубы нового поколения с рабочим давлением до 20,0 МПа и равнопрочными с телом трубы соединениями. Усилие полиэтиленовой оболочки обеспечивается формированием на ней стеклопластиковой оболочки - бипластмассовые трубы (БПТ).

В настоящий момент имеется опыт применения стеклопластиковых труб, использующихся для транспортировки шламов, абразивосодержащих, химически активных сред, нефти и газа, а также единичные случаи использования насосно-компрессорных и обсадных труб из стеклопластиков в артезианских и нефтегазовых скважинах глубиной до 2600 м.

Широкое использование стеклопластиков сдерживается на данный момент отсутствием научно обоснованных положений, позволяющих еще на этапе конструирования сформулировать требования к характеристикам таких труб и апробированных методик расчета, учитывающих как специфику свойств самого материала труб, так и конкретных условий их эксплуатации.

Таким образом, разработка новых и адаптация уже существующих методик конструирования и расчета обсадных труб, создание многослойных оболочек из стеклопластиковых композиционных материалов, а так же исследование поведения стеклопластикового материала под нагрузкой в условиях, близких к эксплуатационным, становится в настоящее время актуальным и современным фактором развития нефтегазовой отрасли.

БИПЛАСТМАССОВЫЕ ТРУБЫ

В 2000 году на базе АОЗТ "Композит-нефть" (г. Пермь) были выбраны материалы и предложена новая конструкция бипластмассовых труб, внешняя силовая оболочка которых состоит из нескольких слоев однонаправленного стеклопластика, внутренний герметизирующий слой - из полиэтилена низкого давления (ПЭНД), для обеспечения адгезии между данными слоями разработана специальная композиция на основе сэвилена.

Предложены новые конструкции разъемного и неразъемного стыка и соединительных деталей бипластмассовых труб, обеспечивающие равно-прочность и герметичность внутрипромысловых нефтепроводов высокого давления (до 20 МПа).

Разработана технология и оборудование для серийного автоматизированного производства бипластмассовых труб и соединительных деталей.

Технология изготовления бипластмассовых труб внедрена в серийное производство. В г. Чернушка Пермской области развернуто производство бипластмассовых труб и соединительных деталей объемом 180 км в год. Разработана инструкция по монтажу, эксплуатации и ремонту трубопроводов, по которой смонтированы и в настоящее время успешно эксплуатируется более 1000 км трубопроводов из бипластмассовых труб по стоимости на 25-30% ниже зарубежных аналогов в ОАО "ПК ЛУКОЙЛ", ООО "ЛУКОЙЛ-Пермнефть", ОАО "Удмуртнефть", ОАО "Ставрополь-нефтегаз" на месторождеггиях Пермской и Тюменской областей, Ставропольском крае, Удмуртии. Оценка экономической эффективности замены металлических трубопроводов на трубопроводы из разработанных бипластмассовых труб показала, что вследствие низких расходов на строительство и эксплуатацию последних затраты на приобретение более дорогих бипластмассовых труб окупаются через пять лет.

СТАЛЬНЫЕ ТРУБЫ С ОБОЛОЧКОЙ ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКА

На "Московском трубозаготовительном комбинате" (www.mostzk.ru) в 2015 года было освоено эпоксидное покрытие для стальных газопроводов.

В марте 2015 года было выпущено десятки километров труб диаметром 426 мм. Данное покрытие труб заинтересует потребителей прокладывающих наземные стальные газопроводы.

Из всего разнообразия материалов, которые используются для изготовления полимерных труб различного назначения, особое внимание всегда уделяется именно стеклопластику, так как он обладает действительно уникальными эксплуатационными свойствами. Как правило, стеклопластиковые трубы используются больше для промышленных целей и отличаются тем, что легко переносят любые эксплуатационные условия и имеют достаточно высокий рабочий ресурс. И, невзирая на то, что стоит этот материал относительно дорого, он в последние годы обретают все большую популярность, в том числе среди простых частных застройщиков.

Трубы из стеклопластика

Что собой представляют такие трубы?

Итак, стеклопластик – это особый композитный материал, который отличается повышенными прочностными характеристиками. Изготовители описываемых в данной статье труб уверяют в том, что их изделия, которые пропитываются эпоксидными/полиэфирными смолами, могут быть использованы при наземной/подземной прокладке трубопроводов различного назначения. Такие трубы отлично демонстрируют себя в условиях повышенного давления транспортируемого вещества, с их помощью прокладываются магистрали в самых разных климатических зонах (сюда относится даже Крайний Север).

Обратите внимание! Если потребуется, то на внутреннюю поверхность изделий может быть нанесено защитное покрытие, благодаря которому их можно будет применять для транспортировки разных газообразных либо жидких сред.

Маркировка стеклопластиковых труб, которые имеют подобное покрытие, выглядит следующим образом.

«П». Такие изделия могут быть использованы для трубопроводов холодного водоснабжения.
«А». Трубы, имеющие такую маркировку, предназначаются для перемещения жидких сред, включающих в себя различные абразивные примеси.
«Г». Это трубы, которые применяются для прокладки сетей горячего водоснабжения.
«Х». Изделия, которые имеют такую маркировку, рассчитаны на химически активные жидкости, среди которых и продукты нефтеперерабатывающей промышленности.
«С». Последняя категория труб, которая предназначается для всех остальных целей.

Особенности появления стеклопластиковых труб

Изготовление такого рода труб возникло еще в 50-х годах прошлого столетия, поскольку именно тогда производство эпоксидных смол обрело промышленные масштабы. Данная технология, равно как и любая другая новинка, поначалу особой популярностью не пользовалась: у людей не было опыта применения стеклопластика, более того, традиционные материалы (такие как алюминий или сталь) стояли относительно недорого.

Однако лет через 10-15 ситуация кардинальным образом изменилась. По какой причине?

В первую очередь, это объясняется тем, что стоимость стали и цветных металлов заметно возросла.
Насосно-компрессорные трубы из стеклопластика имели преимущество перед стальными – весили они немного и отличались при этом устойчивостью к коррозии (трубы никак на страдали от продолжительного контакта с соленой водой чего об их «конкурентах» сказать нельзя).
Еще одна причина, которая во многом касается предыдущей – начала развиваться коммерческая разработка газовых/нефтяных месторождений.
И, наконец, изменилась и сама производственная технология – теперь стеклопластиковые трубы обходились дешевле и становились все более прочными.

Вполне очевидно, что долго ждать результатов не пришлось – уже к концу шестидесятых компания «Амерон» из США ворвалась на рынок стройматериалов с качественными стеклопластиковыми трубами повышенного давления. Вначале продукция компании завоевала Северную Америку, а потому перешла и на ближневосточный рынок. Уже в восьмидесятые годы «в игру» вошли европейские страны, еще спустя некоторые время – и Советский Союз.

Видео – Трубы из стеклопластика

Разновидности труб в зависимости от типа смол

Эксплуатационные свойства описываемых в статье труб могут меняться в зависимости от того, на основе каких именно смол они изготовлены. Именно по этой причине во время покупки необходимо в обязательном порядке уточнять, что за стеклопластик вам продают. С этой точки зрения изделия делятся на две категории, ознакомимся с особенностями каждой из них.

Стеклопластик, изготовленный на основе полиэфирных смол. Данный материал характеризуется химической нейтральностью, устойчивостью к влиянию разного рода веществ; материал является очень важным элементом при прокладке трубопроводов для нефтеперерабатывающей отрасли. Однако вы должны знать, что такие трубы непригодны для эксплуатации в условиях высоких температур (свыше +95-ти градусов) либо высокого давления (максимум – 32 атмосферы).
Стеклопластик, выполненный на основе эпоксидных смол. Благодаря эпоксидному связующему, которое применяется в производственном процессе, готовая продукция получается гораздо более прочной. Трубы, изготовленные по такой технологии и имеющие больший диаметр, способны переносить очень высокое давление (максимум – 240 атмосфер) и температуру не более +130-ти градусов. Другим преимуществом этого материала считается его относительно низкая теплопроводность, в связи с чем нет необходимости в обустройстве дополнительной теплоизоляции (изделия практически не отдают тепловой энергии). Стоимость таких труб несколько дороже, если сравнивать с аналогичным показателем полиэфирного стеклопластика.

Где могут использоваться трубы из стеклопластика?

Сразу оговоримся, что они могут применяться в самых разных промышленных и хозяйственных отраслях. Но если говорить более конкретно, то такие трубы отлично зарекомендовали себя в приведенных ниже сферах.

Энергетика . Здесь такие трубы активно применяются при прокладке магистралей, функционирующих при высоком показателе давления.
Нефтяная промышленность . В данном случае трубы из стеклопластика используются как для транспортирования ценных ископаемых (речь идет о магистральных линиях), так и для обеспечения всех остальных производственных процессов, в том числе для добычи газа/нефти.
В системе ЖКХ . А здесь описываемые в статье изделия применяются для прокладки водопроводов (ГВС и ХВС), а также для монтажа отопительных систем.
Медицинская, химическая промышленности . Благодаря химической нейтральности, а также устойчивости к разного рода агрессивным воздействиям, стеклопластиковые трубы просто незаменимы для транспортировки щелочей, кислот и иных смесей/жидкостей.

Обратите внимание! Помимо всего прочего, в последнее время такие трубы все больше используются в бытовых целях. Причем это использование вполне оправдано – их безаварийный (то есть, без ремонта) эксплуатационный срок составляет более полувека.

Особенности изготовления стеклопластиковых труб

Как на сегодняшний день производятся такие трубы? Существует четыре основных способа, мы рассмотрим каждый из них. Но для начала отметим, что эксплуатационные свойства готовых изделий могут значительно меняться в зависимости от того, каково число конструктивных слоев.

Простейшие однослойные трубы считаются самыми дешевыми. И неудивительно, ведь стеклопластик в данном случае практически ничем не защищен.
У двухслойных изделий имеется наружная защитная оболочка, повышающая устойчивость к УФ-излучению и разного рода агрессивным средам.
Наконец, в изделиях, состоящих из трех слоев, один слой является дополнительным силовым – он располагается между наружным и внутренним. Подобные трубы очень прочны, а потому могут использоваться при очень высоком давлении. Однако следует помнить, что и стоят они при этом недешево.

А теперь рассмотрим основные технологии изготовления.

Технология №1. Экструзия

В данном случае отвердитель перемешивается со смолой, а также измельченным стекловолокном, а затем полученная смесь продавливается через отверстие посредством специального экструдера. В результате получаем технологичное и достаточно дешевое производство, однако армирующий каркас отсутствует, что влияет на прочностные характеристики продукции.

Технология №2. Пултрузия

Здесь изделия формируются уже между внешней и внутренней оправками. Благодаря этому, все поверхности выходят идеально ровными, но по причине производственных ограничений такие трубы не могут изготавливаться с большим диаметром или рассчитанными на повышенное рабочее давление.

Технология №3. Формование центробежное

Особенностью метода является то, что армирование в данном случае – это уже готовый рукав, выполненный из стеклоткани, прижимаемый к поверхностям формы, которая вращается благодаря центробежным силам. Из-за этих же сил смола распределяется по стенкам изделий максимально равномерно. Но главное преимущество – это то, что можно получать идеально гладкую внешнюю поверхность. Хотя есть и минус – технология достаточно энергоемкая, а значит, и дорогая.

Технология №4. Намотка

Здесь стекловолокно, которое пропитано связующим, наматывают на оправку цилиндрической формы. То оборудование, что используется для такого производства, получило наибольшее распространение по причине повышенной производительности и простоты.

Обратите внимание! Этот способ может быть нескольких видов. Рассмотрим особенности каждой из разновидностей намоток.

Разновидность первая. Спирально-кольцевая

Специальный укладчик движется возвратно-поступательно параллельно вращающейся оправке. После каждого такого прохода остается слой волокон, а шаг при этом перманентный. Благодаря подобной методике намотки, получаются предельно прочные на разрыв стеклопластиковые трубы.

Обратите внимание! Что характерно, если нить предварительно натянуть, то прочность готового изделия из-за этого также повысится, а риск возникновения трещин при изгибах будет минимальным.

При использовании данного метода производятся насосно-компрессные изделия (они способны выдерживать высокие показатели рабочего давления), различные несущие элементы (в том числе опоры для линий электропередач), а также корпусы для ракетных двигателей.

Разновидность вторая. Спирально-ленточная

Отличается от предыдущей разновидности только тем, что укладчик после каждого прохода оставляет небольшую ленту, состоящую из нескольких десятков волокон. По этой причине (необходимо больше проходов) армирующий слой получается не таким плотным. Преимущество методики в том, что используется более простая, а значит, и более дешевая техника.

Разновидность третья. Продольно-поперечная

Главное отличие состоит в непрерывной намотке – нити одновременно укладываются как продольные, так и поперечные. На первый взгляд, сама технология в данном случае должна быть более простой и дешевой, однако имеется одна трудность – чисто механическая. Так, сама оправка вращается, а потому и катушки тоже должны вращаться (те, из которых наматываются нити). Что характерно, чем больший диаметр будет иметь труба, тем большее число этих катушек понадобится.

Разновидность четвертая. Поперечно-продольная косослойная

Методика была создана в Харькове еще во времена СССР и предназначалась для применения в изготовлении ракетных снарядов. Вскоре технология была распространены и в других странах. Суть состоит в том, что укладчиком формируется широкая лента, которая, в свою очередь, состоит из многочисленных волокон, которые пропитаны связующим веществом. Эта лента обматывается не пропитанной нитью еще до намотки — так создается осевая арматура. Каждый новый слой после укладки необходимо прокатывать валиком, который выдавливает излишки связующего и уплотняет армирование.

У данной методики имеются важные преимущества, ознакомимся с каждым из них более детально.

Производственный процесс является непрерывным, а толщина стенок может быть любой (требуется лишь изменение нахлеста ленты).
В готовых трубах стекловолокна содержится достаточно много (данный показатель может достигать 85-ти процентов; для примера – у других способов это максимум 40-65 процентов).
Показатель производительности в данном случае также достаточно высокий.
Наконец, появляется возможность изготавливать трубы самых больших размеров (теоретически никаких ограничений нет вообще), которые зависят исключительно от габаритов оправки.

Таблица. Основные разновидности описываемых в статье труб.

Таблица. Диаметр обсадных и насосно-компрессорных изделий по ГОСТу.

Таблица. Диаметр линейных изделий по ГОСТу.

Ключевые преимущества труб, выполненных из стеклопластика

В чем же заключается причина столь высокой популярности таких труб? Ниже приведен перечень преимуществ данного материала – он не слишком большой, зато каждый из пунктов имеет огромное значение.

Стоят стеклопластиковые трубы более чем приемлемо, особенно если сравнивать их с изделиями из нержавеющей/высоколегированной стали.
Благодаря той или иной схеме армирования (все они были перечислены в предыдущем разделе статьи), можно получить изделия, имеющие конкретные механические свойства. К примеру, первая разновидность намотки (спирально-кольцевая) дает возможность изготовить трубы крайне устойчивые к высокому рабочему давлению.
Еще стеклопластик характеризуется отменной устойчивостью к различным агрессивным средам и коррозии.
Наконец, материал просто немного весит. Если говорить более конкретно, то его удельная прочность выше примерно в 3,5 раза, чем аналогичный показатель у стали. Следовательно, трубы из этих материалов, имея одинаковую прочность, будут иметь совершенно разную массу.

Примерная стоимость стеклопластиковых труб

Современный ассортимент описываемых в статье изделий достаточно большой, а потому и производителей немало. Тем не менее, все они изготавливают трубы по ГОСТам, а потому размеры и характеристики должны быть идентичными. Но все же ознакомимся с особенностями нескольких разновидностей труб, а также выясним сегодняшние среднерыночные цены. Для удобства посетителей нашего сайта все сведения ниже приведены в виде небольшой таблицы.

Таблица. Сколько стоит трубы из стеклопластика – цены, характеристики.

Наименование, фото	Краткое описание	Среднерыночная стоимость, в рублях
1. Профильная труба из стеклопластика	Габариты изделия следующие – 10х5х0,6 сантиметра (ВхШхТ). Что же касается веса, то он в данном случае составляет 3,14 килограмма на погонный метр.	От 1250 за метр
2. Профильная труба из стеклопластика	Аналогичное изделие, отличаются только габариты (они в данном случае составляют 18х6х0,6 сантиметра) и, следовательно, вес. Плотность в данном случае варьируется между 1 750 и 2 100 килограммов на кубический метр. Заметим также, что удельная прочность данного материала такая же, как высококачественной стали.	От 2200
3. Рифленая труба из стеклопластика	Габариты этого изделия составляют 3,4х0,9 сантиметра, а вес – 500 граммов на один метр длины. Внутренний диаметр такой трубы равен 2,5 сантиметра.	От 200
4. Круглая труба из стеклопластика	Ее наружный диаметр составляет 7 сантиметров, в то время как внутренний – 5,5 сантиметра. Стенки изделия имеют толщину 1,5 сантиметра. Масса равна 2,8 килограмма на метр длины.	От 1150
5. Круглая труба из стеклопластика	По характеристикам это изделие очень похоже на предыдущее – его наружный диаметр также составляет 7 сантиметров, зато внутренний – уже 6 сантиметров. Стенки имеют сантиметровую толщину.	От 800

Обратите внимание! Как видим, стоимость может быть разной и зависит от конкретной формы изделий, их габаритов и толщины стенок. Еще цена может варьироваться в зависимости от конкретного производителя, но не сильно. Как бы то ни было, выбрать в любом случае есть из чего.

Видео – Достоинства стеклопластиковых труб

Подводя итоги

В конце стоит заметить, что сегодня мы рассказали, конечно же, только о малой части столь обширной и интересной темы, как применение стеклопластика (в частности – труб, выполненных из данного материала). Мы лишь вскользь упомянули, могут ли такие трубы использоваться в канализационных или отопительных системах, лучше ли они, чем пластиковые или, скажем, металлополимерные аналоги. Как бы то ни было, к этой теме мы еще вернемся. На этом все, удачи в работе!

Применяются как для транспортировки по ним различных сред, так и в качестве конструкционных элементов (опор, колонн, перекладин, оболочек).

История

Появление и выпуск стеклопластиковых труб стали возможными в середине 1950-х годов, когда был освоен промышленный выпуск реактопластичных связующих (прежде всего - эпоксидных смол) и стеклянных волокон. Уже тогда стали очевидными преимущества этих труб: малая масса и высокая коррозионная стойкость. Однако, в указанный период завоевать какую-либо долю рынка трубной продукции они ещё не могли по причине низкой цены на «традиционные» трубные материалы: сталь (в том числе нержавеющую) медь и алюминий. В середине 1960-х годов ситуация начала меняться. Во-первых, резко подорожали легированная сталь и алюминий. Во-вторых, начало добычи нефти на морских шельфах и в труднодоступных районах суши потребовало применения легких и коррозионно стойких труб. В третьих, технологии производства стеклопластиковых труб были усовершенствованы, а характеристики продукции улучшены. В эти годы фирма Ameron (США) освоила крупносерийный выпуск стеклопластиковых труб высокого давления (до 30 МПа) для нефтепромыслов. Трубы имели коммерческий успех и в США появилось множество производителей стеклопластиковой продукции. В 1970-х годах на нефтепромыслах Северной Америки и Ближнего Востока стеклопластиковые трубы производства США получили широкое распространение.

В 1980-х годах интерес к стеклопластиковым трубам появился во всех промышленно развитых странах. Их производство и применение освоили в Европе, Японии, Тайване. Начались эксперименты по применению стеклопластиковых труб и в СССР.

Технологии производства

По состоянию на 2013 год известны четыре принципиально отличающихся технологии производства стеклопластиковых труб:

Намотка пропитанной связующим стеклянной арматуры на наружную поверхность технологической оправки (мандрели);
Центробежное литье;
Центробежное формование из препрега на внутренней поверхности технологической оправки (формы);
Пултрузия в зазоре между наружной и внутренней оправками;
Экструзия связующего, наполненного в объеме рубленным стеклянным волокном.

Намотка

Технология намотки (навивки) наиболее проста по реализации и обеспечивает высокую производительность. Намотка может быть как периодической так и непрерывной. Технология намотки обеспечивает высокое качество внутренней поверхности трубы за счет её формования на наружной поверхности оправки, но качество наружной поверхности низкое по причине отсутствия снаружи формообразующих элементов. Для труб, используемых для транспортировки жидкостей и газов последнее обстоятельство не принципиально.

Известна намотка с использованием термореактивных (полиэфирные, эпоксидные, фенолформальдегидные и др. смолы) и термопластичных (полипропилен, полиэтилен, полиамид, полиэтилентерефталат и др.) полимерных связующих. При использовании термопластичных связующих возможны одностадийные и двухстадийные технологии намотки. При использовании одностадийной технологии процесс совмещения (пропитки) волокнистого наполнителя термопластичным связующим и намотка на оправку происходят последовательно на одной и той же технологической установке . При использовании двухстадийной технологии сначала в результате операции совмещения получают предварительно пропитанный материал (препрег) в виде нити, ленты, стренги. Затем полученный препрег снова разогревают и наносят на оправку.

Известно множество способов укладки армирующих стеклянных волокон, но промышленное применение нашли спирально-кольцевой, спирально-ленточный, продольно-поперечный и косослойный продольно-поперечный способы.