АРМИРОВАННЫЙ ВОЛОКНОМ ПОЛЫЙ КОРПУС ДЛЯ КАНАЛИЗАЦИИ СРЕДЫ, В ЧАСТНОСТИ ХИМИЧЕСКИ И/ИЛИ МЕХАНИЧЕСКИ АГРЕССИВНЫХ СРЕД Российский патент 2020 года по МПК F16L9/12 F16L9/133 

Изобретение относится к армированному волокнами полому корпусу для канализации среды, в частности, химически и/или механически агрессивных сред, например, в химической промышленности и/или перерабатывающей промышленности.

Такие полые корпуса представляют собой, например, армированные волокном пластиковые трубы. Пластиковые трубы содержат защитный слой на внутренней поверхности. Защитный слой обеспечивает защиту этих пластиковых труб от химических и/или механических воздействий среды, текущей по ним. Этот защитный слой, также называемый химически защитным слоем, обычно выполнен из обогащенного полимерной смолой материала, в который, например, погружены стеклянные волокна, чтобы предотвратить хрупкость защитного слоя. Волокна обычно являются компонентом стекловолокнистых матов и/или нетканых материалов, которые погружены в обогащенный полимерной смолой материал в защитном слое.

Практика показала, что в зависимости от цели применения армированных волокном пластиковых труб текучие среды могут быть настолько агрессивными, что на защитном слое пластиковых труб появляются признаки преждевременного износа. Например, обогащенный полимерной смолой материал защитного слоя под воздействием текущей по каналам среды изнашивается быстрее, чем ожидалось, и до такой степени, что стекловолокнистый мат и/или нетканый материал открываются, а их части уносятся потоком среды. Во-первых, это приводит к преждевременному выходу из строя самой пластиковой трубы. Во-вторых, преждевременно возникают дефекты в системах, в которых используются пластиковые трубы, поскольку части стеклянных матов и нетканых материалов, которые вымываются потоком, забивают фильтры, защитные сетки или даже сами трубы.

Таким образом, задача изобретения состоит в том, чтобы предложить, по меньшей мере, один вариант создания армированного волокнами полого корпуса вышеупомянутого типа, позволяющего предотвратить преждевременное появление упомянутых признаков износа.

Эту проблему решают посредством применения армированного волокном полого корпуса, имеющего признаки по п.п. 1 и 24 формулы изобретения. Для решения этой проблемы предложена химическая композиция для формирования защитного слоя полого корпуса, которая содержит признаки по п. 20 и 25 формулы изобретения, при этом этот защитный слой обеспечивает защиту от химических и/или механических воздействий. Кроме того, для решения проблемы предложен способ изготовления полого корпуса, который содержит признаки по п. 23 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения понятны из зависимых пунктов формулы изобретения, содержащихся в последующем описании, и чертежей.

В одном из вариантов осуществления изобретения предлагается армированный волокном полый корпус для канализации среды, в частности химически и/или механически агрессивных сред, например, в химической промышленности и/или перерабатывающей промышленности, и в частности, на предприятиях по производству фосфора, при этом этот полый корпус содержит базовый корпус, в состав которого входит материал, содержащий волокна или который состоит из материала, содержащего волокна, и имеет защитный слой для обеспечения защиты этого полого корпуса, в частности, базового корпуса, от химических и/или механических воздействий. Кроме того, защитный слой образован из безволоконного материала или материала, по существу, не содержащего волокна.

Также защитный слой содержит или состоит, по меньшей мере, из одного полимерного материала, и, по меньшей мере, одного безволоконного наполнителя. При этом безволоконный наполнитель состоит из частиц или содержит частицы, которые состоят из керамики или содержат керамику.

Появление признаков износа и дефектов, возникающих из-за потери волокон из защитного слоя, например, под влиянием химически и/или механически агрессивных сред, воздействующих на защитный слой, например, абразивных сред, предотвращается защитным слоем на поверхности такого полого корпуса. Это по меньшей мере, противодействует появлению признаков износа и дефектов. Это связано с тем, что, в соответствии с изобретением, защитный слой выполнен без волокон вообще или, по меньшей мере, содержит только небольшое количество волокон. Даже если эти волокна окажутся вырваны из защитного слоя, это совсем не должно повлиять на возможные интервалы технического обслуживания систем, в которых используется полый корпус, или эти интервалы должны остаться по существу такими же.

Например, материал, не содержащий волокна, представляет собой полимерный материал, в частности полимерную смолу или композицию на основе полимерной смолы. При таком подходе, защитный слой обладает достаточной устойчивостью, по меньшей мере, к химически агрессивным средам.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения защитный слой содержит или состоит, по меньшей мере, из одного полимерного материала и, по меньшей мере, из одного безволоконного наполнителя. Таким образом, защитный слой, с одной стороны, обеспечивает желаемую и необходимую устойчивость к химическим и/или механическим эффектам среды, воздействующей на защитный слой или текущей по защитному слою. Кроме того, при этом объемная усадка при изготовлении защитного слоя по существу не происходит или, по меньшей мере, происходит лишь в малой степени. Такое воздействие на объемную усадку обусловлено использованием безволоконного наполнителя.

Например, защитный слой имеет в составе композиционный материал или образован из такого композиционного материала, матрица которого содержит или состоит, по меньшей мере, из одного полимерного материала, в который погружен, по меньшей мере, один безволоконный наполнитель. Полимерный материал может представлять собой описанный выше полимерный материал. Безволоконный наполнитель может представлять собой наполнитель, описанный выше.

Рекомендуется, чтобы, по меньшей мере, один полимерный материал содержал эпоксидную смолу, предпочтительно, ненасыщенную полиэфирную смолу или винилэфирную смолу. Защитный слой имеет относительно высокую устойчивость к хлору, благодаря использованию ненасыщенной полиэфирной смолы или винилэфирной смолы. Вследствие использования эпоксидной смолы защитный слой имеет относительно высокую устойчивость к щелочным средам. Если на защитный слой воздействуют хлорсодержащие среды, в частности, среды с относительно высоким содержанием хлора, указанный по меньшей мере один полимерный материал должен представлять собой ненасыщенную полиэфирную смолу или винилэфирную смолу. Если на защитный слой действует щелочная среда, указанный по меньшей мере один полимерный материал должен представлять собой эпоксидную смолу.

Например, используют эпоксидную смолу на основе, по меньшей мере одного из бисфенолов, эпоксидную смолу на основе, по меньшей мере, одной новолачной или алифатической эпоксидной смолы. Полиэфирная смола может быть ненасыщенной полиэфирной смолой, например, на основе НЕТ-кислоты и/или на основе неопентилгликоля. Винилэфирная смола представляет собой, например, смолу на основе, по меньшей мере, одного бисфенола А и/или на основе, по меньшей мере, одной новолачной смолы.

Дополнительно рекомендуется, чтобы безволоконный наполнитель состоял из частиц, в частности множества частиц, или содержал частицы, в частности, множество частиц. Таким образом, можно влиять на механические свойства материала защитного слоя настолько целенаправленно, насколько это возможно, например, используя большее или меньшее количество частиц и/или частицы материала с большей или меньшей твердостью. Например, наполнитель в защитном слое может представлять собой порошок.

Было установлено, что можно добиться желаемых свойств материала защитного слоя, а также желаемого результата при изготовлении защитного слоя, используя вместо волокон частицы другого типа, при этом защитный слой, содержащий такие частицы, достаточно устойчив к химическому и/или механическому воздействию, в частности, абразивному воздействию, и преждевременное растворение и высвобождение частиц в основном не происходит или не происходит вообще. Было также установлено, что использование таких частиц в значительной степени снижает риск блокирования труб, защитных сеток, фильтров или других компонентов систем, в которых используется полый корпус, из-за растворения и высвобождения частиц. Кроме того, объемная усадка полимера может быть уменьшена до желаемой степени, при изготовлении защитного слоя с использованием частиц.

Используя безволоконный наполнитель, можно целенаправленно изменять механические, химические и/или электрические свойства защитного слоя или материала, не содержащего волокна, варьируя долю наполнителя в общей массе защитного слоя, долю частиц в общей массе защитного слоя, размеры и материал этих частиц. Можно также влиять на технологические свойства безволоконного материала, образующего защитный слой.

Было обнаружено, что на свойства материала защитного слоя положительно влияет использование частиц с эквивалентным диаметром примерно от 2 мкм до 7 мм, причем в каждом случае следует использовать частицы по существу одинакового размера или лишь с относительно небольшим разбросом размеров. В принципе допускается разброс размеров частиц в более широком диапазоне.

Под эквивалентным диаметром следует понимать параметр, обычно определяемый в качестве размера частиц. Эквивалентный диаметр, в частности, представляет собой меру размера частицы неправильной формы, например, песчинки. Эквивалентный диаметр рассчитывается путем сравнения свойства нерегулярной частицы со свойством частицы регулярной формы.

Было установлено, например, что достаточная устойчивость защитного слоя к химическим воздействиям достигается, если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере, некоторые из частиц имеют эквивалентный диаметр примерно 2-500 мкм, в частности, 10-200 мкм.

Было обнаружено, что особенно высокая степень химической стойкости защитного слоя достигается, если по меньшей мере некоторые из частиц имеют эквивалентный диаметр от 63 до 90 мкм.

Было установлено, что достаточная устойчивость защитного слоя к механическим воздействиям, в частности к абразивному воздействию, достигается если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере некоторые из частиц имеют эквивалентный диаметр примерно 0,2-6,3 мм, в частности, 0,4-4 мм, например, около 4,0 мм.

Было обнаружено, что достаточная устойчивость защитного слоя к механическим воздействиям достигается, если, по меньшей мере некоторые из частиц имеют эквивалентный диаметр 0,63-2 мм, например, около 2,0 мм.

Рекомендуется, чтобы наполнитель был инертным, например, в отношении среды, которая вступает в контакт с защитным слоем. Это, обеспечивает полное или почти полное отсутствие возможных химических реакций наполнителя со средой. Это эффективно противодействует возможному ослаблению защитного слоя из-за таких реакций. Нежелательные изменения химических свойств самой среды из-за возможных реакций также не происходят.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения наполнитель изготовлен из керамики или содержит керамику, в частности, частицы, состоящие из керамики или содержащие керамику. В частности, керамика представляет собой промышленную керамику. То же самое следует, в частности, понимать для керамических материалов, свойства которых оптимизированы для промышленного применения и которые в результате отличаются от декоративной керамики, керамической плитки или сантехники, например, с точки зрения чистоты и более жесткого допуска на размеры частиц исходных материалов.

Использование керамики опирается на ее свойства, относящиеся к химической и/или механической стойкости защитного слоя. Керамика обладает высокой термостойкостью. Керамика также отличается высокой стойкостью к истиранию и износостойкостью. Кроме того, керамика обладает коррозионной стойкостью против многих кислот и щелочей. Керамика обладает также механической прочностью.

Было обнаружено, что защитный слой обладает высокой химической стойкостью, если в одном из вариантов изобретения, наполнитель представляет собой оксид алюминия или содержит оксид алюминия, в частности, по меньшей мере, некоторые из частиц образованы из оксида алюминия или содержат оксид алюминия. Кроме того, было обнаружено, что наполнитель имеет высокую механическую стойкость, если, согласно другому варианту изобретения, этот наполнитель представляет собой карбид кремния или содержит карбид кремния. В принципе, наполнитель может содержать оксид алюминия и карбид кремния.

В дополнение или в качестве альтернативы наполнитель может представлять собой или может содержать титанат алюминия, титанат бария, оксид бериллия, оксид циркония(IV), оксид титана(IV) или другую оксидную керамику. Наполнитель может также представлять собой или содержать нитрид алюминия, карбид бора, нитрид бора, нитрид кремния, карбид вольфрама или другую неоксидную керамику.

Было обнаружено, что содержание наполнителя в диапазоне примерно от 5% до 95% общей массы защитного слоя оказывает положительное влияние на свойства материала этого защитного слоя.

Было установлено, например, что достаточная устойчивость защитного слоя к химическим воздействиям достигается, если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, доля наполнителя составляет от 5% до 60%, и в частности, от 20% до 40% общей массы защитного слоя.

Было установлено, что особенно высокая химическая стойкость защитного слоя достигается, когда, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, наполнитель составляет около 30% общей массы защитного слоя.

Было установлено, что достаточная механическая стойкость защитного слоя достигается, если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, наполнитель составляет примерно от 60% до 95%, в частности от 80% до 90% от общей массы защитного слоя.

Особенно высокая механическая стойкость была достигнута, если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, наполнитель составляет около 85% от общей массы защитного слоя.

Кроме того, было обнаружено, что полый корпус при использовании, например, в системах химической промышленности и/или перерабатывающей промышленности имеет достаточно продолжительный срок службы, если толщина защитного слоя составляет примерно 0,3-40 мм, в частности, 0,5-40 мм. В частности, толщина защитного слоя должна быть, по существу, однородной. В принципе, также можно сформировать защитный слой с областями разной толщины или с профилем переменной толщины.

Было установлено, что защитный слой имеет достаточный срок службы в агрессивной химической среде, если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, защитный слой имеет толщину примерно 0,3-10 мм, в частности, 0,5-10 мм, в частности, 3-8 мм.

Было обнаружено, что защитный слой имеет особенно продолжительный срок службы по химической стойкости, если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, защитный слой имеет толщину около 6 мм.

Дополнительно было установлено, что защитный слой имеет достаточный срок службы в условиях механических воздействий, если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, защитный слой имеет толщину примерно 5-40 мм, в частности, 10-30 мм.

Было обнаружено, что защитный слой имеет особенно продолжительный срок службы по механической стойкости, если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, защитный слой имеет толщину около 25 мм.

Согласно другому варианту осуществления изобретения волокносодержащий материал базового корпуса является или содержит по меньшей мере один полимерный материал. Например, базовый корпус выполнен из пластика, например, из армированного длинными волокнами пластика.

Материалом базового корпуса может быть композиционный материал, матрица которого содержит по меньшей мере один полимерный материал или который содержит, по меньшей мере один полимерный материал, с погруженными в него волокнами. В частности, волокна базового корпуса по меньшей мере частично представляют собой армирующие волокна. По меньшей мере часть волокон является длинными волокнами.

Было установлено, что благодаря использованию материала такого типа, базовый корпус обладает достаточной стабильностью и прочностью компонентов, чтобы предотвратить преждевременное разрушение компонентов при использовании в системе, например, на химической установке.

По меньшей мере один полимерный материал может представлять собой или содержать эпоксидную смолу, предпочтительно ненасыщенную полиэфирную смолу или винилэфирную смолу. Базовый корпус имеет относительно высокую устойчивость к хлору благодаря использованию ненасыщенной полиэфирной смолы или винилэфирной смолы. При использовании эпоксидной смолы базовый корпус имеет относительно высокую устойчивость к основным средам.

Ненасыщенная полиэфирная смола и/или винилэфирная смола также имеют преимущества при обработке. Время гелеобразования можно установить более гибко по сравнению, например, с эпоксидной смолой. Вследствие использования эпоксидной смолы достигаются более высокие механические свойства базового корпуса по сравнению с применением ненасыщенной полиэфирной смолы или винилэфирной смолы.

Например, используют эпоксидную смолу на основе по меньшей мере одного из бисфенолов, эпоксидную смолу на основе по меньшей мере одной новолачной или алифатической эпоксидной смолы. Полиэфирная смола может быть ненасыщенной полиэфирной смолой, например, на основе НЕТ кислоты и/или на основе неопентилгликоля. Винилэфирная смола представляет собой, например, смолу на основе по меньшей мере одного бисфенола А и/или на основе по меньшей мере одной новолачной смолы.

Согласно другому варианту осуществления изобретения волокна базового корпуса образуют по меньшей мере один текстильный рукав и/или, по меньшей мере один текстильный обмоточный слой. В результате эти волокна образуют эффективную армирующую структуру, которая гарантирует прочность и стабильность базового корпуса. Например, по меньшей мере, некоторые из волокон базового корпуса входят в состав мата, тканого материала, холста, сетчатой ткани, трикотажа или пучка стекловолокна.

Дополнительно или в качестве альтернативы, волокна базового корпуса могут по меньшей мере частично представлять собой стекловолокно, в частности, волокна из Е-стекла или химически стойкие волокна из С-стекла, Е-стекла, E-CR стекла или AR-стекла, или волокна из стекла, не содержащего бор.

Было установлено, что достаточная стабильность базового корпуса достигается, если, в одном из вариантов осуществления изобретения, волокна базового корпуса составляют 30% - 70%, в частности 38% - 60% от общей массы.

Особенно высокая прочность компонента в самом широком диапазоне применений полого корпуса достигается, если, согласно другому варианту осуществления изобретения, волокна составляют около 50% от общей массы базового корпуса.

Для достижения достаточных гарантий прочности компонентов полого корпуса в течение заданного жизненного цикла, рекомендуется, чтобы базовый корпус имел толщину стенки примерно 2-40 мм, в частности, 3-20 мм. В частности, толщина стенки должна быть, по существу, однородной. В принципе, также можно сформировать базовый корпус с областями разной толщины или с профилем переменной толщины.

Согласно другому варианту осуществления изобретения защитный слой является внутренним слоем. Базовый корпус может иметь устойчивый к климатическим воздействиям внешний слой. Таким образом, защитный слой создает защиту от механических и/или химических воздействий или от среды, протекающей по каналу полого корпуса. Базовый корпус защищен от воздействия окружающей среды внешним слоем. Например, внешний слой также имеет защиту от ультрафиолетовых лучей.

В принципе, защитный слой может также образовывать или быть внешним слоем базового корпуса.

Чтобы обеспечить достаточную стабильность устойчивого к климатическим воздействиям внешнего слоя, этот слой содержит по меньшей мере один нетканый материал. Этот нетканый материал в частности, волокна нетканого материала образуют армирующую структуру.

Устойчивый к климатическим воздействиям внешний слой может быть также выполнен из полимерного материала или содержать полимерный материал. Например, такой по меньшей мере один полимерный материал представляет собой эпоксидную смолу, полиэфирную смолу или винилэфирную смолу.

Например, нетканый материал или волокна нетканого материала являются, по меньшей мере, частично стеклянными волокнами или синтетическими волокнами.

Было обнаружено, что устойчивый к климатическим воздействиям внешний слой оптимально влияет на полый корпус, если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, этот внешний слой имеет толщину 50-200 мкм микрометров или более 50 мкм. В частности, толщина слоя должна быть, по существу, однородной. В принципе, также можно сформировать внешний слой с областями разной толщины или с профилем переменной толщины.

Если к полому корпусу предъявляются требования электропроводности или способности рассеивать электрический заряд, то материал защитного слоя, материал базового корпуса и/или материал наружного слоя может быть электропроводным или рассеивающим электрический заряд.

В соответствии с техническими требованиями материал защитного слоя, материал основного корпуса и/или материал наружного слоя может обладать высокой огнестойкостью.

В соответствии с требованиями материал защитного слоя и/или материал базового корпуса может содержать или состоять из одного и того же полимерного материала. В результате, полый корпус может иметь низкую себестоимость.

Полый корпус можно достаточно простым способом изготавливать в промышленных масштабах, если наносить защитный слой на базовый корпус, причем между базовым корпусом и защитным слоем может также лежать по меньшей мере один промежуточный слой.

Далее, базовый корпус может быть образован по меньшей мере одним опорным слоем. Например, полый корпус может быть выполнен из трех слоев, а именно опорного слоя, образующего базовый корпус, защитного слоя, описанного выше, и внешнего слоя, описанного выше.

Полый корпус может иметь любую форму или форму любой литой детали, которая используется для канализации среды. Например, полый корпус представляет собой продолговатый полый корпус, в частности, трубчатый элемент. Полый корпус также может представлять собой фитинг, патрубок переменного сечения, втулку, сопло, фланец или коленчатый патрубок.

Кроме того, изобретение относится к химической композиции для формирования защитного слоя на полом корпусе, в частности, пластмассовом полом корпусе, для канализации среды, в частности, для химически и/или механически агрессивных сред, например, в химической промышленности и/или перерабатывающей промышленности, этот защитный слой обеспечивает защиту от химических и/или механических воздействий. Например, защитный слой представляет собой внутренний слой в полом пространстве полого корпуса, который используется для канализации таких сред. Полый корпус может быть полым корпусом, описанным выше, или полым корпусом такого типа, как описан выше.

Химическая композиция состоит из безволоконного материала или материала, по существу, не содержащего волокна. Таким образом, защитный слой, полученный в результате, имеет то преимущество, что он предотвращает появление признаков износа, возникающих из-за потери волокон из защитного слоя, например, под влиянием химически и/или механически агрессивных сред, воздействующих на защитный слой. Это связано с тем, что, в соответствии с изобретением, защитный слой выполнен без волокон вообще или по меньшей мере содержит только небольшое количество волокон. Даже если эти волокна окажутся вырваны из защитного слоя, это совсем не должно повлиять на возможные интервалы технического обслуживания систем, в которых используется полый корпус, или эти интервалы должны остаться по существу такими же самыми.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения рассматриваемый материал представляет собой композиционный материал и содержит или состоит по меньшей мере из одного полимерного материала, в частности, по меньшей мере одной полимерной смолы и по меньшей мере из одного безволоконного наполнителя.

Материал, в частности, композитный материал, хорошо обрабатывается, если наполнитель представляет собой порошок и/или полимерный материал находится в текучем состоянии. Например, наполнитель представляет собой керамический порошок.

Например, рассматриваемая химическая композиция, содержит также, в дополнение к полимерной смоле и наполнителю, по меньшей мере, одну ускоряющую добавку и, по меньшей мере, один отверждающий агент, в частности, если по меньшей мере один полимерный материал является или содержит ненасыщенную полиэфирную смолу или винилэфирную смолу. В частности, если по меньшей мере один полимерный материал содержит эпоксидную смолу, химическая композиция, в дополнение к смоле и наполнителю, также содержит по меньшей мере один отверждающий агент, хотя предпочтительно без ускоряющей добавки.

Кроме того, изобретение также относится к способу изготовления полого корпуса, описанного выше, или полого корпуса типа, описанного выше. Способ отличается тем, что для образования защитного слоя химическая композиция, состоящая из безволоконного материала или из материала, по существу, не содержащего волокна, например, химическая композиция, описанная выше, наносится на основной элемент, формирующий по меньшей мере одно полое пространство полого корпуса, и затем материал для формирования опорного слоя, который образует базовый корпус, наносят на упомянутый основной элемент. Таким образом, полый корпус, имеющий защитный слой, который не содержит волокон, или, по существу, не содержит волокон, может быть создан простым способом с точки зрения процесса изготовления.

Изобретение позволяет создать полый корпус, например, в виде трубчатого элемента, который обладает высокой стойкостью к химическому воздействию текучих сред. В результате гарантируется более высокая эксплуатационная надежность и более продолжительное время работы системы, в которой используется полый корпус.

Изобретение также может обеспечить получение полого корпуса, имеющего защитный слой, который совсем не выделяет волокна в ответ на химическое и/или механическое воздействие среды или выделяет лишь незначительное количество волокон, так что предотвращается закупорка труб и засорение, например, защитных сеток и/или фильтров.

В общем, применение полого корпуса уменьшает время операционного простоя и продолжительность простоя систем, в которых используется полый корпус, поскольку, в случае канализации агрессивной, и в частности, высокоагрессивной среды, не происходит преждевременный отказ компонентов и не увеличиваются затраты из-за очистки заблокированных труб и засоренных защитных сеток.

Кроме того, полый корпус подходит для канализации как кислотных, так и щелочных сред. Для канализации кислотных сред защитный слой может быть образован с использованием ненасыщенной полиэфирной смолы или винилэфирной смолы, образующей матрицу для композитного материала. В случае канализации щелочных сред в качестве материала матрицы может использоваться эпоксидная смола.

Дополнительные цели, преимущества, признаки и применения настоящего изобретения очевидны из следующего описания иллюстративных вариантов осуществления со ссылкой на чертеж. Все признаки, описанные и/или проиллюстрированные здесь, представляют собой предмет настоящего изобретения как таковой или в любой значащей комбинации, независимо от их описания в формуле изобретения или их зависимостей.

Единственный чертеж (фиг. 1) показывает возможный вариант полого корпуса 10 для канализации среды, используя в качестве примера представление поперечного сечения трубчатого элемента.

Полый корпус 10 подходит для канализации рассолов или других хлорсодержащих жидкостей. Полый корпус 10 также может использоваться в качестве линии канализации катодного раствора или анодного раствора в хлор-щелочном электролизе. В принципе, полый корпус 10 подходит для канализации всех сред, таких как жидкости и/или газы, которые являются механически и/или химически агрессивными.

Полый корпус 10 имеет защитный слой 40, служащий для защиты полого корпуса 10 от химических и/или механических воздействий среды, контактирующей с полым корпусом 10. Защитный слой 40 выполнен из, материала, по существу, не содержащего волокна. Вследствие этого эрозия защитного слоя 40 из-за коррозии не достигает в течение срока службы полого корпуса 10 той степени, когда высвобождаются какие-либо волокна, содержащиеся в защитном слое 40, что могло бы привести к блокированию полого корпуса и/или засорению каких-либо элементов защитных сеток, фильтров или других компонентов системы. Возможное высвобождение волокон предотвращается тем, что защитный слой выполнен из материала, по существу, не содержащего волокон.

Предпочтительно защитный слой 40 образует внутренний слой 50 полого корпуса 10, который окружает полое пространство 70 полого корпуса 10. Полый корпус 10 защищен посредством защитного слоя 40 от возможных механических и/или химических атак среды, проходящей через полый корпус 10.

Полый корпус 10 содержит базовый корпус 20, который, по существу, формирует полый корпус 10, и предпочтительно состоит из армированного волокнами пластика и содержит армированный волокном пластик. Например, базовый корпус 20 образован опорным слоем 30, содержащим армированный волокном материал. Защитный слой 40 может быть нанесен непосредственно на стенку или на опорный слой 30 базового корпуса 20 или промежуточный слой (не показан на фиг.) может быть расположен между ними, между защитным слоем 40 и базовым корпусом 20 опорного слоя 30.

Предпочтительно, полый корпус 10 также имеет внешний слой 60, который преимущественно устойчив к климатическим воздействиям, в частности, к ультрафиолетовому излучению.

Предпочтительно, защитный слой 40 содержит или изготовлен из полимерного материала, например, смолы, и по меньшей мере одного безволоконного наполнителя. Безволоконный наполнитель может также состоять из керамических частиц или содержать керамические частицы.

Предпочтительно, опорный слой 30 выполнен по меньшей мере из одного полимерного материала, например, по меньшей мере одной смолы и по меньшей мере одной волокнистой армирующей структуры, такой мат из резаного стекловолокна. Внешний слой 60 также может быть выполнен из полимерного материала, такого как смола или другой подобный материал. Кроме того, во внешний слой 60 может быть для армирования введен или погружен нетканый материал или подобная армированная волокном структура.

Такой полый корпус 10, выполненный в виде трубчатого элемента, может иметь номинальный диаметр в пределах от DN 25 до DN 800.

В следующей таблице приведены, например, четыре прототипа полого корпуса 10, выполненного в виде трубчатого элемента, например, в виде трубы с фланцем, где, например, используется диаметр DN 200. В случае перечисленных в таблице четырех полых корпусов 10, обозначенных как прототип А, прототип В, прототип С и прототип D, защитный слой 40, опорный слой 30 и внешний слой 60 выполнены из одного и того же полимерного материала.

В случае прототипа А, полимерный материал представляет собой ненасыщенную полиэфирную смолу на основе по меньшей мере одной НЕТ-кислоты и неопентилгликоля. В случае прототипа В по меньшей мере один полимерный материал представляет собой винилэфирную смолу, имеющую в составе по меньшей мере одну новолачную смолу; в случае прототипа Сив случае прототипа D по меньшей мере один полимерный материал представляет собой эпоксидную смолу на основе бисфенола А с циклоалифатическим полиамидным отвердителем.

Толщина защитного слоя 40, массовая доля наполнителя в защитном слое 40 и сам используемый наполнитель указаны как таковые в таблице. Кроме того, для опорного слоя 30 указаны толщина, материал армирующих волокон и доля опорного слоя 30 в общей массе. Кроме того, в таблице приведены толщина внешнего слоя 60 и информация о нетканом материале, введенном во внешний слой 60.

Для армирования опорного слоя 30 волокнами используют расположенные поочередно по меньшей мере один мат из резаных волокон Е-стекла и по меньшей мере один слой ткани из Е-стекла. Предпочтительно, мат из резаных волокон Е-стекла имеет удельную массу около 450 г/м2, а ткань из Е-стекла имеет удельную массу 800 г/м2. Нетканый материал, используемый во внешнем слое 60, выполнен из С-стекла с удельной массой около 33 г/м2 в случае прототипов А, В и D. Прототип С содержит полиэфирный нетканый материал с удельной массой около 26 г/м2.

Возможная процедура изготовления полого корпуса, который показан на единственном чертеже, может быть описана следующим образом:

Текучая химическая композиция наносится на основной элемент, образующий полое пространство 70 полого корпуса 10. Эта текучая химическая композиция содержит по меньшей мере один полимерный материал, безволоконный наполнитель, отвердитель и, возможно, ускоряющую добавку. Например, текучая химическая композиция наносится на вращающийся основной элемент посредством окраски, распыления, полива или другим подобным способом в виде слоя, образующего защитный слой 40 после схватывания и отверждения.

В зависимости от требуемой толщины слоя процедуру выполняют в несколько этапов, пока не будет достигнута заданная конечная толщина защитного слоя 40.

Мат из резаного стекловолокна наносят на еще не превращенный в гель слой уже нанесенной химической композиции, и на это наносят по меньшей мере один полимерный материал, например, композицию из ненасыщенной полиэфирной смолы, ускоряющей добавки и отвердителя. В результате получается слой мата из резаного стекловолокна, который образует первый слой опорного слоя 30.

После превращения в гель защитного слоя 40 и первого слоя из состава опорного слоя 30, ламинирование опорного слоя 30 выполняют обычными способами, например, посредством ручного ламинирования с применением композиции из смолы, уже использованной для создания первого слоя из состава опорного слоя 30, и текстильных изделий из стекловолокна, например, в виде мата из резаного стекловолокна и стеклоткани. Нанесение дополнительных слоев опорного слоя 30 происходит до тех пор, пока не будет достигнута требуемая толщина этого слоя 30.

Чтобы создать внешний слой 60, предпочтительно наносят растворимый в стироле нетканый материал из стекловолокна на поверхность еще не преобразованного в гель опорного слоя 30, и импрегнируют этот нетканый материал композицией из смолы, например, на основе ненасыщенной полиэфирной смолы, ускоряющей добавки, парафинового воска, УФ-ингибитора и отвердителя, в результате чего затем внешний слой 60 герметизируется.

После затвердевания и, возможно, термообработки материалов процесс изготовления полого корпуса 10 завершается.

Список ссылочных позиций

10 Полый корпус

20 Базовый корпус

30 Опорный слой

40 Защитный слой

50 Внутренний слой

60 Внешний слой

70 Полое пространство

Изобретение относится к армированному волокнами полому корпусу (10) для канализации сред, в частности химически и/или механически агрессивных сред, например, в химической промышленности и/или перерабатывающей промышленности, где полый корпус содержит базовый корпус (20), в состав которого входит материал, содержащий волокна, и который имеет защитный слой (40) для защиты полого корпуса (10) от химических и/или механических воздействий. Защитный слой (40) образован из безволоконного материала или, по существу, из материала, не содержащего волокон. Изобретение относится к химической композиции для формирования защитного слоя (40) полого корпуса (10) для канализации сред, в частности химически и/или механически агрессивных сред, причем упомянутый защитный слой защищает от химических и/или механических воздействий. Задачей настоящего изобретения является создание армированного волокном полого корпуса для канализации среды, содержащего безволоконный защитный слой, имеющий характеристики волокнистого защитного слоя. Технический результат направлен на повышение эксплуатационной надежности и долговечности системы, в которой используется полый корпус. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Армированный волокном полый корпус (10) для канализации среды, в частности химически и/или механически агрессивных сред, например, химической промышленности и/или перерабатывающей промышленности, имеющий основной корпус (20), содержащий материал, включающий волокна, и защитный слой (40) для защиты полого корпуса (10) от химического и/или механического воздействия,

причем защитный слой (40) выполнен из безволоконного материала или из материала по существу не содержащего волокна, и при этом защитный слой (40) содержит или состоит из по меньшей мере одного полимера и по меньшей мере одного безволоконного наполнителя,

отличающийся тем, что безволоконный наполнитель состоит из частиц или содержит частицы, которые содержат керамику или состоят из керамики.

2. Полый корпус по п. 1, отличающийся тем, что защитный слой (40) содержит или состоит из по меньшей мере одной смолы и по меньшей мере одного безволоконного наполнителя.

3. Полый корпус по п. 1, отличающийся тем, что защитный слой (40) содержит композитный материал или выполнен из композитного материала, причем матрица композитного материала содержит по меньшей мере один полимер или состоит из него, в который введен по меньшей мере один безволоконный наполнитель.

4. Полый корпус по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один полимер представляет собой или содержит эпоксидную смолу.

5. Полый корпус по п. 4, отличающийся тем, что эпоксидная смола представляет собой эпоксидную смолу на основе по меньшей мере одного бисфенола, эпоксидную смолу на основе по меньшей мере одной новолачной смолы или алифатическую эпоксидную смолу.

6. Полый корпус по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один полимерный материал представляет собой или содержит полиэфирную смолу.

7. Полый корпус по п. 6, отличающийся тем, что ненасыщенная полиэфирная смола представляет собой полиэфирную смолу на основе хлорэндиковой кислоты и/или на основе неопентилгликоля.

8. Полый корпус по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один полимер представляет собой или содержит винилэфирную смолу.

9. Полый корпус по п. 8, отличающийся тем, что винилэфирная смола представляет собой винилэфирную смолу на основе по меньшей мере одного бисфенола А и/или на основе по меньшей мере одной новолачной смолы.

10. Полый корпус по п. 1, отличающийся тем, что частицы имеют эквивалентный диаметр от приблизительно 2 мкм до приблизительно 7 мм.

11. Полый корпус по п. 10, отличающийся тем, что некоторые из частиц имеют эквивалентный диаметр от приблизительно 2 мкм до приблизительно 500 мкм.

12. Полый корпус по любому из пп. 1, 4-11, отличающийся тем, что наполнитель представляет собой оксид алюминия или карбид кремния или содержит оксид алюминия и/или карбид кремния.

13. Полый корпус по любому из пп. 1, 4-11, отличающийся тем, что наполнитель представляет собой или содержит титанат алюминия, титанат бария, оксид бериллия, оксид циркония (IV), оксид титана (IV) или другую оксидную керамику.

14. Полый корпус по любому из пп. 1, 4-11, отличающийся тем, что доля наполнителя от общей массы защитного слоя (40) составляет от приблизительно 60% до приблизительно 95%.

15. Полый корпус по любому из пп. 1, 4-11, отличающийся тем, что основной корпус (20) имеет толщину стенки от приблизительно 2 мм до приблизительно 40 мм.

16. Полый корпус по любому из пп. 1, 4-11, отличающийся тем, что защитный слой (40) имеет внутренний слой (50), а основной корпус (20) имеет устойчивый к климатическим воздействиям внешний слой (60).

17. Полый корпус по одному из пп. 1, 4-11, отличающийся тем, что внешний слой (60) имеет толщину от 50 мкм до 200 мкм.

18. Химическая композиция для формирования защитного слоя (40) полого корпуса (10), причем указанный защитный слой обеспечивает защиту от химических и/или механических воздействий, а указанный полый корпус предназначен для канализации среды, в частности химически и/или механически агрессивной среды, например, химической промышленности и/или перерабатывающей промышленности, в частности, согласно любому из предшествующих пунктов, состоящая из безволоконного материала или из материала по существу не содержащего волокна, причем указанный материал представляет собой композитный материал и содержит или состоит из по меньшей мере одного полимера и по меньшей мере одного безволоконного наполнителя, отличающаяся тем, что безволоконный наполнитель состоит из частиц или содержит частицы, которые содержат керамику или состоят из керамики.

19. Композиция по п. 18, отличающаяся тем, что наполнитель является порошкообразным, а полимер находится в текучей форме.