Стъклопластови тръби

В и КСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 4, 2012

 В последните години стъклопластовите тръби намират все по-широко приложение. Използват се при пренос и разпределение на питейна вода, като тръбопроводи за дъждовна вода в градската инфраструктура, като напорни/безнапорни тръбни системи за отпадни води и главни отводнителни системи, в системите за пожарогасене, при транспортиране на морска вода, както и за пренос на химични вещества и агресивни течности. Предлагат се в широк диапазон от размери по отношение на дължина и диаметри, като производителите предлагат и възможности за производство на стъклопластови тръби с нестандартни размери. Характерни особености на тези тръби са малкото тегло и корозионната устойчивост. В сравнение с други тръби, използвани в подобни приложения, стъклопластовите се характеризират с дълъг експлоатационен срок, ефективност и ниски разходи, свързани с експлоатацията и обслужването. В различните отрасли на промишлеността и в системите за водоснабдяване и канализация стъклопластовите тръби успешно се конкурират с традиционно използваните тръби - метални, азбестови, бетонни и други.

Стъклопластът като материал
Стъклопластът е композитен материал, съчетаващ висока здравина с относително неголяма плътност. Обикновено се състои най-малко от два различни материала. Обединяването на материалите позволява съчетаване на техните предимства в един общ краен продукт.

Техните молекули не се свързват, а образуват композитен материал чрез обединяването на граничните им слоеве. Важно условие в случая е техните съставки да са съвместими по отношение на свойства и обработка. Най-често стъклопластовите тръби се състоят от полиестерна смола, стъклени влакна и укрепващи материали. Стандартната структура на стената гарантира, че всеки от отделните материали допринася със собствените си свойства за тези на крайния композит. Сред използваните материали при производството на стъклопластови тръби в зависимост от предназначението, мястото и начина на монтаж са материали като базалт, стъклени или въглеродни влакна, синтетични влакна от различни материали, гуми, флуоропласти, свързващи материали на базата на различни смоли и слепващи вещества. Високите показатели по отношение на здравина и устойчивост на влакнестите композитни материали наред с химическата устойчивост, сравнително малкото тегло и други позволяват производството на тръби с различно предназначение.

Характеристики на стъклопластовите тръби
Един от основните проблеми при използването на метални тръби е опасността от корозия. Също така вътрешната незащитена повърхност на бетонните канализационни колектори бързо се разрушава под действието на сярната киселина, образуваща се в процеса на окисление на сероводорода. За разрушаването на външната повърхност на металните тръби допринася и въздействието на почвата и блуждаещите токове. Металните тръби могат да кородират, ако са положени в недобре дренирани и слабо аерирани нестабилни почви. В присъствието на сулфатредуциращи бактерии процесът на корозия се ускорява. С използването на стъклопластови тръби голяма част от тези проблеми могат да бъдат решени.

Стъклопластовите тръби са неподатливи на галванична и електролитна корозия, а също така са устойчиви спрямо въздействието на киселинни среди при използването им в канализационни системи. Те са с гладка повърхност и малко тегло и са подходящи за изграждане на тръбопроводи с големи налягания. Устойчиви са на вътрешни и външни силови въздействия, съответно и на хидравлични удари. Характеризират се също и с висока абразивна устойчивост.

Най-често стъклопластовите тръби се класифицират по коравина, максимално налягане и диаметър.
Коравината на тръбата (SN) се определя от способността на тръбата да се съпротивлява на натоварването от страна на почвата и движението на транспортните средства, а така също и на отрицателните вътрешни налягания. Колкото е по-дебела стената, толкова по-голяма е коравината и способността за съпротивление на натоварването. Обикновено предлаганите тръби са с коравина 1250, 2500, 5000, 10 000, 20 000.

В зависимост от налягането тръбите се класифицират спрямо максималната му стойност (PN). Под максимално налягане обикновено се има предвид стойността на безопасното за тръбата налягане на водата в МРа, при температура +20 °С, в продължение на определения експлоатационен срок, който стандартно е около 50 години. Тръбите обикновено са с клас на налягане съответно 1, 6, 10, 16, 25, 32.

Диаметърът на тръбите най-често варира от около 300 mm докъм 3000 mm.

Видове стъклопластови тръби
Стъклопластовите тръби, произвеждани от различните производители, могат да бъдат разделени в зависимост от вида на свързващия материал, по начина на присъединяване на тръбите и според конструкцията на стените. Обикновено като свързващ материал се използва полиестерна или епоксидна смола, а използваните стъклени нишки могат да бъдат навити на руло, накъсани или армирани.

Съществено различие между стъклопластовите тръби на различните производители се явява конструкцията на стените. Класически вариант се явяват еднослойните стъклопластови тръби, въпреки че използването на тази конструкция в неблагоприятни климатични условия и при сложен релеф е затруднено. За намаляване на влиянието на тези фактори е необходимо да се обърне специално внимание при разработването на траншеите по време на строително-монтажните дейности като например разработването на траншеи с големи размери, поставянето на пясъчна основа и т. н. Еднослойните стъклопластови тръби принципно са с по-ниска себестойност в сравнение с многослойните, но и стойността на строително-монтажните работи е по-висока. Също така тръбопроводите от еднослойни тръби са с по-ниска надеждност по отношение на експлоатацията.

Двуслойните стъклопластови тръби се считат за много подходящи за изграждането на водоснабдителни и канализационни системи. Конструктивно те представляват двуслойна конструкция от защитен и основен слой. Често използван материал за защитния слой е полиетиленът висока плътност с дебелина от 1 до 3 mm. Предназначението му е да повиши химичната устойчивост на тръбите и да съхрани тяхната херметичност в условия на значителни външни натоварвания. Основният слой е изпълнен от висококачествен стъклопласт. Той осигурява отношението на физико-механичните характеристики по оста и по периферията на тръбата. Основният слой, съгласно технологията на изготвяне, се полага върху защитния и заготовката преминава през термообработка (полимеризация), образувайки монолитна структура.

Конструкцията на трислойните тръби се отличава от тази на двуслойните с наличието на вътрешен стъклопластов слой. Вътрешният слой не понася натоварвания по оста на тръбата и неговата конструкция е оптимизирана за осигуряване на по-голяма здравина в периферна посока. Вътрешният слой е предназначен за изглаждане на циклично изменящото се налягане вътре в тръбата, възникващо при разтварянето на съдържащите се в транспортирания продукт газове. Дебелината на вътрешния слой обикновено е от 3 до 6 mm, в зависимост от вътрешния диаметър на тръбата.

Отличителни особености на трислойната конструкция са високата устойчивост на въздействията на агресивни среди, микроорганизми, ултравиолетови лъчи и други неблагоприятни фактори от околната среда. Подходящи са за експлоатация в широк диапазон от температури от около -50 °С докъм +100 °С.

Ролята на свързващия материал
Основен момент при производството на стъклопластовите тръби е типът на свързващия материал. Както вече беше отбелязано, най-разпространени за момента се явяват полиестерните и епоксидните смоли.

При използването на полиестерни смоли конструкцията на стената на тръбата се формира на базата на армирани стъклени влакна, полиестерна смола и пясък като пълнител. Тези тръби са устойчиви на корозия и към химически агресивни вещества. Считат се за много подходящи за системите за водоснабдяване и канализация. Могат да се използват при високи температури и налягания.

С по-добри характеристики по отношение на температури, налягания и устойчивост на агресивни среди се характеризират стъклопластовите тръби с епоксидни смоли. Те могат да издържат на налягания до около 240 атмосфери, а максималните температури могат да достигнат до 130 оС. Поради тези техни характеристики те по-често са използвани в промишлеността при транспортиране на химически агресивни среди.

За производството на стъклопластови тръби се използват основно две метода - чрез навиване на непрекъснати стъклени нишки и чрез центробежно леене. Тръбите, използвани в системите за водоснабдяване и канализация, обикновено се произвеждат чрез центробежно леене.

Монтаж на стъклопластови тръби
Най-често свързването на стъклопластовите тръби при монтаж е посредством муфи. За осигуряване на по-добра херметичност на съединението муфите са с уплътнителни пръстени. Свързването с муфи осигурява бързо и надеждно съединяване на тръбите и фасонните елементи. От друга страна, при съединяването на стъклопластови тръби с тръби и арматура от метал се предпочита използването на фланцово съединение.



Ключови думи: Стъклопластови тръби



ЕКСКЛУЗИВНО

Top