ТРУБА Российский патент 2003 года по МПК F16L9/12 

Изобретение относися к области труб из пластических масс, выполненных с армированием.

Известна труба, содержащая внутренний, наружный и праймерный слои (см. патент США 3886024, F 16 L 9/14 на "Толстостенные армированные волокном композитные структуры и способ их изготовления"). Внутренние и наружные слои этой трубы выполнены в виде отдельных оболочек, отвержденных при температуре 149. . . 177^oС, телескопически вставленных одна в другую; на сопрягаемые поверхности оболочек предварительно наносят праймерный слой-клей, в процессе отверждения которого (температура <66^oС) происходит соединение оболочек с образованием комбинированной трубы.

Недостаток такой трубы заключается в малой надежности.

Малая надежность объясняется неоднородностью стенки трубы, возникающей в процессе телескопической сборки оболочек из-за сдвига при этом их клеевых слоев по длине с образованием неустранимых пустот между оболочками.

Известна другая труба, содержащая термопластичный, композиционно-волокнистый и праймерный слои (см. патент РФ 2095676, F 16 L 9/133); слои этой трубы выполнены из материалов, имеющих одинаковую температуру (~120^oС) подготовки к спеканию и полимеризации, что позволяет изготовить трубу в рамках единого процесса термообработки с уменьшением образования несплошности (пустот) между слоями и тем самым повысить ее надежность.

Однако достигнутый положительный эффект в этой трубе недостаточен, т.к. при термообработке на оправке (в период общего пластичного состояния материалов стенки трубы) имеет место усиленное радиальное течение материалов термопластичного и праймерного слоев (из-за возникающего давления в связи с большими коэфициентами линейного расширения последних) в межволоконные промежутки композиционно-волокнистого слоя с уменьшением вследствие этого толщины стенки и герметезирующей способности термопластичного слоя и комбинированной трубы в целом.

Задачей изобретения является повышение надежности трубы.

Для решения этой задачи усовершенствуется труба, содержащая термопластичный, композиционно-волокнистый и праймерный слои.

Это усовершенствавание состоит в том, что композиционно-волокнистый слой выполнен из материалов, имеющих температуру полимеризации меньше температуры подготовки к отверждению праймерного слоя.

Композиционно-волокнистый слой может быть выполнен из материалов с температурой полимеризации 90...110^oС, а праймерный слой с температурой подготовки к отверждению 111...120^oС.

Выполнение композиционно-волокнистого слоя из материалов, имеющих температуру полимеризации меньше температуры подготовки к отверждению праймерного слоя, обеспечивает в процессе постепенного нагрева при изготовлении трубы опережающую полимеризацию (замоноличивание) композиционно-волокнистого слоя, исключающую при дальнейшем повышении температуры и текучести праймерного и термопластичного слоев их истечение в межволоконные промежутки композиционно-волокнистого слоя, т. е. радиальный сдвиг отдельных участков герметизирующего слоя (уменьшение его рабочей толщины) и тем самым повышает надежность трубы.

Выполнение композиционно-волокнистого слоя из материалов с температурой полимеризации 90. ..110^oС, а праймерного слоя - с температурой подготовки к отверждению 111. ..120^oС обеспечивает повышение надежности трубы при незначительных затратах тепловой энергии.

Изобретение поясняется чертежом, где показана труба на технологической оправке.

Предлагаемая труба состоит из герметизирующего термопластичного слоя 1, армирующего композиционно-волокнистого 2 и праймерного слоя 3; композиционно-волокнистый слой 2 выполнен из материалов, имеющих температуру полимеризации меньше температуры подготовки к отверждению праймерного слоя 3. В варианте исполнения композиционно-волокнистый слой 3 выполнен из материалов, имеющих температуру полимеризации 90...110^oС, а праймерный слой 3 с температурой подготовки к отверждению 111...120^oС.

При изготовлении трубы на термопластичный слой 1, предварительно установленный на технологической оправке 4 (показана тонкими линиями), наносят праймерный слой 3, а на него композиционно-волокнистый слой 2.

В процессе термообработки описанной сборки сначала происходит полимеризация (замоноличивание) композиционно-волокнистого слоя 2. При дальнейшем повышении температуры происходит размягчение и увеличение текучести праймерного 3 и термоплатичного 1 слоев (без радиального истечения их в межволоконные промежутки слоя 2, благодаря его замоноличенному состоянию) и последующее отверждение слоев 1 и 3 с окончательным замоноличиванием стенки трубы.

В варианте исполнения слой 2 трубы выполнен из материалов, полимеризуемых при 90...110^oС, например композиционно-волокнистый материал на основе стеклоровинга РБН-1260 и связующего: смола эпоксидно-диановая ЭД-20 100 мас. ч., отвердитель ТЭА (триэтаноламин) 14 мас.ч. (см. Альперин В.И. и др. Конструкционные стеклопластики. - И.: Химия, 1979, с. 54), а слой 3 с температурой подготовки к отверждению 111...120^oС, например, композиция сэвилена клеевая марка 113-81 ТУ РБ 04643628.080-99 НПП "Пластполимер" с образованием адгезивного соединения при температуре не ниже 115^oC (что обеспечивает незначительные затраты тепловой энергии при изготовлении трубы). При этом термопластичный слой 1 выполнен в виде полиэтиленовой оболочки с температурой начала размягчения 115...120^oС.

Предлагаемая труба имеет повышенную надежность, т.к. в процессе изготовления (благодаря изобретению) практически исключается истечение в межволокнистые промежутки композиционно-волокнистого слоя материалов праймерного и термопластичного слоев, а следовательно, уменьшение толщины и герметизирующей способности последнего в изготовленной трубе.

Изобретение относится к области труб из пластических масс, выполненных с армированием. Труба состоит из герметизирующего слоя 1, армирующего композиционно-волокнистого слоя 2 и праймерного слоя 3 и характеризуется тем, что слой 2 выполнен из материалов, имеющих температуру полимеризации меньше температуры подготовки к отверждению слоя 3. Техническим результатом изобретения является то, что труба имеет повышенную надежность. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Труба, содержащая термопластичный, композиционно-волокнистый и праймерный слои, отличающаяся тем, что композиционно-волокнистый слой выполнен из материалов, имеющих температуру полимеризации меньше температуры подготовки к отверждению праймерного слоя. 2. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что композиционно-волокнистый слой выполнен из материалов с температурой полимеризации 90-110^oС, а праймерный слой - с температурой подготовки к отверждению 111-120^oС.