Трубы из стеклопластика

Содержание

Стеклопластиковые трубы

09.04.2017

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.

  1. «П». Такие изделия могут быть использованы для трубопроводов холодного водоснабжения.
  2. «А». Трубы, имеющие такую маркировку, предназначаются для перемещения жидких сред, включающих в себя различные абразивные примеси.
  3. «Г». Это трубы, которые применяются для прокладки сетей горячего водоснабжения.
  4. «Х». Изделия, которые имеют такую маркировку, рассчитаны на химически активные жидкости, среди которых и продукты нефтеперерабатывающей промышленности.
  5. «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?

  1. В первую очередь, это объясняется тем, что стоимость стали и цветных металлов заметно возросла.
  2. 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).
  3. Еще одна причина, которая во многом касается предыдущей – начала развиваться коммерческая разработка газовых/нефтяных месторождений.
  4. 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.

  1. 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).
  2. 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.

  1. Энергетика. Здесь такие трубы активно применяются при прокладке магистралей, функционирующих при высоком показателе давления.
  2. 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.
  3. В системе ЖКХ. А здесь описываемые в статье изделия применяются для прокладки водопроводов (ГВС и ХВС), а также для монтажа отопительных систем.
  4. 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.

  1. Простейшие однослойные трубы считаются самыми дешевыми. И неудивительно, ведь стеклопластик в данном случае практически ничем не защищен.
  2. У двухслойных изделий имеется наружная защитная оболочка, повышающая устойчивость к УФ-излучению и разного рода агрессивным средам.
  3. 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.

  1. Производственный процесс является непрерывным, а толщина стенок может быть любой (требуется лишь изменение нахлеста ленты).
  2. В готовых трубах стекловолокна содержится достаточно много (данный показатель может достигать 85-ти процентов; для примера – у других способов это максимум 40-65 процентов).
  3. Показатель производительности в данном случае также достаточно высокий.
  4. 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.

  1. Стоят стеклопластиковые трубы более чем приемлемо, особенно если сравнивать их с изделиями из нержавеющей/высоколегированной стали.
  2. 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.
  3. Еще стеклопластик характеризуется отменной устойчивостью к различным агрессивным средам и коррозии.
  4. 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!

Еще один необычный представитель трубной промышленности — трубы из стеклопластика, о которых можно сказать немало хороших слов. Применение композитных материалов в различных целях уже давно доказало свою целесообразность. Полимерные композиты не уступают металлам по техническим характеристикам, а по стойкости к коррозии и агрессивным веществам во многом их превосходят.

Можно смело сказать, что область применения трубы из стеклопластикового материала практически не ограничена.

Благодаря своим качествам она может применяться для прокладки практически всех коммуникаций и не только:

  • Системы водопровода, в том числе и магистральные линии.
  • Канализационные сети различного назначения.
  • Прокладка нефте- и газопроводов.
  • Высоковольтная аппаратура

И это далеко не все возможности применения стеклопластиковых труб.

Основным преимуществом их применения является низкий период окупаемости вложений в прокладку. Это стало возможным, благодаря снижению эксплуатационных расходов практически вдвое.

Типы стеклопластиковых труб

Структура стеклопластиковой трубы

  • Однослойная труба из стеклопластика представляет собой композитный материал из двух компонентов,производство осуществляется по технологии мокрой намотки. В состав трубы входят стеклянные пряди и связующий материал, в качестве которого выступают эпоксидные смолы. Данные трубы отличаются низким сопротивлением потоку и имеют высокую химическую устойчивость.
  • Многослойная труба из стеклопластика имеет дополнительные защитные оболочки из полиэтилена. Связка слоев происходит в процессе высокотемпературной полимеризации. Полученное покрытие повышает стойкость изделий к внешним и внутренним воздействиям.

Стеклопластиковые трубы большого диаметра такой конструкции могут применяться для прокладки магистральных газопроводов в особо экстремальных климатических условиях.

Физические особенности стеклопластиковых труб

Все эксплуатационные преимущества таких труб обусловлены уникальными физическими характеристиками, которые не только повышают прочность и устойчивость изделия, но и значительно облегчают монтаж.

Небольшой вес трубы снижает затраты на ее установку, особенно это актуально при строительстве магистралей большого диаметра.

Так, труба-стеклопластик со спиральной намоткой имеет плотность 1,8-1,9 тонн на кубический метр, а трубы, изготовленные по непрерывной технологии, имеют еще меньший показатель — 1,6-1,7 т/м3.

Также от способа производства зависят и другие показатели. Усилие осевого растяжения составляет соответственно не менее 120000 кПа и 80000кПа. Тангенциальные напряжения, которые способны выдержать трубы, не должно превышать 50Мпа и 35 Мпа.

Большой ресурс жесткости позволяет трубам выдерживать значительные нагрузки, обусловленные давлением грунта. Стеклопластиковые трубы различного исполнения отвечают требованиям стандарта ISO к данным показателям. Они сертифицированы и отвечают следующим классам жесткости — SN 2500 (рабочее давление не более 0,4 Мпа), SN 5000 (1 Мпа), SN 10000 (2,5 Мпа).

Как видите, все основные качества продукции зависят от того, какое оборудование для намотки стеклопластиковых труб применяется на производстве. Спиральная намотка обеспечивает большую прочность.

Способы соединения труб при монтаже

Соединение труб из стеклопластика может выполняться по нескольким технологиям:

  • Раструбная труба наиболее проста в монтаже, стыковка таких труб практически ничем не отличается от прокладки канализационных ПВХ труб. Применяется последовательный монтаж, при котором одна труба вставляется в раструб (расширение) другой.
  • Фланцевое соединение тоже достаточно известно. Для этого стеклопластиковые трубы имеют по торцам специальное кольцо (фланец) с отверстиями под крепежные элементы.
  • Муфтовые соединения могут применяться для любых видов труб. Существует возможность устройства как съемных, так и неразъемных соединений. К последним типам относится установка муфт с применением специальных клеящих составов.
  • Бугельное соединение является разновидностью муфтового. Представляет собой разъемное приспособление для стыковки труб, которое после монтажа стягивается болтами.
  • Кроме того, применяют резьбовые и винтовые соединения стеклопластиковых труб.

Особенности маркировки защитных покрытий

В зависимости от особенностей защитного покрытия, соответственно и от назначения изделий, производители стеклопластиковых труб применяют следующие обозначения в маркировке.

Водопроводные трубы, предназначенные для водопроводных сетей, в том числе и для подачи питьевой воды, имеют в своей маркировке букву П.

Буква Г в наименовании показывает то, что данные трубы могут применяться в системах горячего водоснабжения, температура энергоносителя в которых не превышает 75 градусов.

Трубы, предназначенные для транспортировки химически активных жидкостей и газов, отмечены символом Х.

Жидкости, в состав которых могут входить различные абразивные включения, должны перекачиваться по трубам, в маркировке которых присутствует буква А.

Наиболее универсальные изделия, которые можно применять практически для всех целей, имеют маркировку С. Такие трубы, кроме всего прочего, устойчивы к жидкостям с различной кислотностью.

Все основные качества стеклопластиковых труб зависят от состава и толщины защитных покрытий. Такой слой на различных трубах может достигать 3 мм.

Маркировка стеклопластиковых труб

Некоторые достоинства стеклопластиковых труб

Напорная магистраль, смонтированная из таких труб, является практически вечной.

Трубопровод из стеклопластика может похвастаться:

  • Высокой прочностью.
  • Низким коэффициентом температурного расширения.
  • Возможностью монтажа без применения специального сварочного оборудования.
  • Отсутствием необходимости в антикоррозийных покрытиях.
  • Возможностью эксплуатации в экстремальных климатических условиях.
  • Гарантированным сроком эксплуатации в пределах 50 лет, фактический намного превосходит это значение.

Все эти качества делают стеклопластиковые трубы весьма перспективным материалом, у которого определенно есть будущее. Объем применения таких изделий при прокладке магистралей растет с каждым годом. Немаловажную роль в этом играет и низкая стоимость содержания и обслуживания трубопроводов из стеклопластика, что делает его применение экономически целесообразным для различных целей.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *