Монтаж стеклопластиковых труб: Производство и правила монтажа стеклопластиковых труб – Стеклопластиковые трубы: диаметр,монтаж, соединение

РД «Инструкция на проектирование, строительство, эксплуатацию и ремонт нефтепромысловых трубопроводов из стеклопластиковых труб»

производство труб из стеклопластика большого диаметра, монтаж

Содержание:

Одним из материалов, которые используются для изготовления полимерной трубной продукции, является стеклопластик, обладающий уникальными характеристиками. В основном стеклопластиковые трубы применяют в промышленных целях, но и среди бытовых застройщиков они становятся все более востребованными.

Область применения

Стеклопластик относится к композитным материалам, которые характеризуются высокой прочностью. По утверждению производителей стеклопластиковых труб эти изделия, пропитанные эпоксидными или полиэфирными или смолами, можно задействовать с целью прокладки трубопроводов самого разного назначения и наземным, и подземным способом.

Они превосходно функционируют при высоком давлении транспортируемых жидкостей и газов, в различных климатических условиях, даже самых суровых. На внутреннюю поверхность трубы из стеклопластика при необходимости наносят специальные защитные покрытия, позволяющие передвигаться по магистрали жидким и газообразным веществам. По стойкости к коррозийным процессам стеклопластиковые изделия превосходят металлические изделия.

Благодаря высокому качеству данной трубной продукции, область ее использования практически не ограничена, из нее прокладывают:

• водопроводные системы и магистрали;
• канализационные сети;
• нефте- и газопроводы.

Также такой вид изделий как стеклопластиковая трубка используют при производстве высоковольтной аппаратуры.

Основное преимущество применения продукции из стеклопластика заключается в том, что затраты на прокладку трубопровода окупаются в кратчайшие сроки, поскольку эксплуатационные расходы снижаются почти вдвое.

Виды стеклопластиковых труб

Изделия, произведенные из стеклопластика, бывают двух типов:

1. Однослойными. Композитный материал для их изготовления состоит из двух компонентов. Производство основано на технологии мокрой намотки. В составе материала для труб присутствуют стеклянные пряди и связывающее вещество, которым являются эпоксидные смолы. Эти изделия имеют низкое сопротивление передвигающемуся потоку и устойчивость к химическим воздействиям.
2. Многослойными. Такие стеклопластиковые трубы покрыты дополнительными оболочками из полиэтилена. Для связки слоев применяют процесс высокотемпературной полимеризации. Такое покрытие способствует повышению устойчивости продукции к различным воздействиям.

Многослойные стеклопластиковые трубы большого диаметра применяют при прокладке магистральных газопроводов в особо неблагоприятных климатических условиях.

Физические характеристики труб из стеклопластика

Поскольку изделия отличаются незначительным весом, затраты на прокладку магистралей из них снижаются. Например, стеклопластиковая труба со спиральной намоткой отличается плотностью 1,8-1,9 т/м³, а произведенная по непрерывной технологии имеет показатель 1,6-1,7 т/ м³.

Обладание большим ресурсом жесткости позволяет им выдерживать существенные нагрузки, оказываемые давлением грунта.

Стеклопластиковые трубы сертифицированы по стандартам ISO и соответствуют определенным классам жесткости:

• SN 2500 – для таких изделий рабочее давление не должно превышать 0,4 Мпа;
• SN 5000 — для них предел данного параметра составляет 1 Мпа;
• SN 10000 — в данном случае предельный показатель рабочего давления 2,5 Мпа.

Большую прочность изделиям обеспечивает спиральная намотка.

Варианты соединения элементов трубопровода

Существует несколько способов прокладки систем из стеклопластиковых труб:

1. Применение раструбного изделия отличается простотой проведения работ – это вариант последовательного монтажа, при котором одну трубу помещают в раструб другой.
2. При использовании фланцевого соединения стеклопластиковая трубная продукция имеет на торцах фланец (специальное кольцо) с отверстиями, предназначенными под крепежные детали.
3. Монтаж стеклопластиковых труб при помощи муфтовых соединений предусматривает прокладку трубопроводов с применением съемных и неразъемных элементов. К последнему виду относится муфта, которую фиксируют клеящими составами.
4. Бугельное соединение считается разновидностью муфтового, но оно разъемное и его после монтажа стягивают болтами.

Кроме вышеперечисленных способов для стыковки стеклопластиковых труб задействуют резьбовые и винтовые элементы.

Маркировка защитных покрытий

Производители труб из стеклопластика в соответствии с особенностями защитного покрытия, от которого зависит назначение изделий, применяют определенные буквенные обозначения:

1. П – продукция предназначена для прокладки водопроводных сетей, в том числе подающих питьевую воду;
2. Г – означает, что такие трубы можно использовать при обустройстве систем горячего водоснабжения. Максимальная температура теплоносителя не должна превышать 75 градусов;
3. Х – изделия предназначаются для перемещения химически активных газов и жидкостей;
4. А – по таким трубам разрешается перекачка смесей, содержащих абразивные компоненты;
5. С – таким символом обозначают универсальные изделия, которые можно использовать практически для любой цели, поскольку они устойчивы даже к жидкостям с повышенной кислотностью.

В процессе производства стеклопластиковых труб слой защитного покрытия может достигать 3-х миллиметров.

Возможность выполнять монтаж стеклопластиковых труб без применения сварочного оборудования и другие их достоинства делают данную трубную продукцию очень перспективным материалом. В последние годы объем ее реализации постоянно возрастает. Важную роль при этом играет невысокая стоимость содержания и технического обслуживания трубопроводов, изготовленных из стеклопластика. 

Стеклопластиковые трубы: особенности, области применения и преимущества | Статьи | ТРУБОПРОВОД.рф

Важным свойством при выборе материалов для устройства современных трубопроводных систем является высокая устойчивость к коррозии. Именно к такой категории относятся стеклопластиковые трубы.

Изделия из стеклопластика – выгодные решения

Коррозия — одна из главных причин возникновения проблем по ремонту и замене существующих инженерных коммуникаций. Под действием кислот быстро разрушаются изнутри бетонные коллекторы канализации. Воздействие грунта, блуждающие токи способствуют расслоению внешней поверхности труб из металла. Они быстро корродируют, если проложены в плохо дренированных грунтах. Поэтому так важен поиск стабильных материалов для обустройства вновь прокладываемых трасс. Эффективное решение — применение стеклопластиковых труб, инертных к гальванической и электролитической коррозии.

Изделия из композитов часто выбирают для устойчивой работы в экстремальных условиях. Стеклопластики во многих отраслях сегодня конкурируют с традиционными материалами, такими как металл, бетон, керамика, стекло.

О выгоде применения стеклопластиковых труб говорят следующие цифры: срок службы коммуникаций увеличивается в 5-8 раз, масса трубопроводов снижается в 4-8 раз. При этом, не используя антикоррозионных средств, вы еще и экономите на отсутствии сварочных работ.

Производство стеклопластиковых труб

Стеклопластики — это композитные конструкционные материалы, обладающие относительно небольшой плотностью при высоких показателях прочности. Стеклопластиковые трубы относятся к полимерным композитам, наряду с базальтопластиковыми, органопластиковыми и другими видами (основная разница — в типе армирующего наполнителя). В качестве полимерного связующего задействован термореактивный эпоксидный или полиэфирный материал.

Существует два основных метода производства стеклопластиковых труб: непрерывная намотка стекловолокна со связующим компонентом на оправку и метод центробежного формования. В первом случае стеклопластиковое изделие изготавливается с применением шагающей оправки в ходе ступенчатого охлаждения. Движущиеся в продольном направлении сектора оправки для предварительной термообработки продвигают через печи намотанную трубу. Затем она сходит с оправки и окончательно отверждается в последующих печах. На нужную длину готовая стеклопластиковая труба разрезается алмазным абразивным кругом.

В процессе полимеризации образуется высокопрочная, инертная и монолитная структура со стенкой из нескольких слоев. Внутренняя стенка стеклопластиковой трубы, не склонная к образованию отложений, обеспечивает герметичность, стойкость к воздействию абразивной и агрессивной среды, транспортируемой по трубопроводу. Силовой слой отвечает за механическую прочность в процессе эксплуатации. Внешний слой — за стойкость к воздействию влаги, ультрафиолета и химических веществ.

При центробежном формовании процесс протекает в направлении от наружной поверхности изделия к внутренней, с применением вращающейся формы. Стеклопластиковые трубы изготавливаются из рубленых стеклянных волокнистых жгутов, полиэфирной смолы и песка. Процесс полимеризации смолы при дополнительном нагреве происходит под действием катализатора.

Стеклопластиковые трубы: свойства и применение

Своей популярностью волокнистые композиционные материалы обязаны высоким удельным показателям прочности и жесткости, сравнительно малому весу и ряду других специфических свойств. Так, отличительными особенностями композитных стеклопластиковых трубопроводов являются: высокая устойчивость к воздействию агрессивных сред и микроорганизмов, у/ф лучей и неблагоприятных внешних факторов, превосходные механические и санитарно-гигиенические характеристики, термостабильность, работа в значительном диапазоне температур (от -50 до +100°С), экологичность.

Фасонные изделия из стеклопластика включают отводы, фланцы, переходники, тройники и пр. Они могут изготавливаться как стандартных размеров, так и под индивидуальный заказ.

Главными преимуществами стеклопластиковых труб являются длительный срок службы, хорошие гидравлические параметры, отсутствие коррозии. Они имеют легкий вес и отлично выдерживают давление, осевые нагрузки.

Способы монтажа стеклопластиковых труб

Композитные трубопроводы допускают различные методы укладки: открытый способ, надземную укладку, методы протаскивания и микротуннеля. При монтаже трубы стыкуются различными способами — возможны раструбное и фланцевое, муфтовое и бугельное соединения, часто для стеклопластиковых труб используют винтовое и резьбовое соединения. Монтажные работы, как правило, допустимо проводить в любое время года.

Стеклопластиковые трубы рекомендованы к применению при обустройстве систем канализации, дренажа, подачи питьевой воды, ирригации, термическом охлаждении, а также для промышленных трубопроводов.

Источник: строительный портал «СтройкаУрал».

Стеклопластиковые трубопроводы, особенности работы и ошибки монтажа

Стеклопластиковые трубопроводы, особенности работы и ошибки монтажа.

Для того, чтобы понять каковы особенности работы стеклопластиковых трубопроводов и в чем отличия их от трубопроводов стальных, надо иметь ввиду два фундаментальных факта – это то, что модуль упругости стеклопластика (стекловолокна) в четыре раза ниже стали, а сам материал, стенки трубы и деталей представляет собой определенную конструкцию для восприятия нагрузок от внутреннего давления, осевого растяжения, изгиба и т.п. Нагрузки воспринимаются ориентированными в проектном направлении нитями,  зафиксированными в отвержденном связующем.

Трубы системы «ЗСТ» спроектированы для работы по схеме «свободные концы», состоят из двух типов намотки — слои кольцевые, ориентированные под углом к оси трубы примерно 54 градуса и оптимально воспринимающие внутреннее давление, продольные слои – разгружают предыдущие от осевых нагрузок, это особенно важно для труб, работающих вертикально в скважинах (обсадные трубы и НКТ). В линейных трубопроводах сравнительно малых диаметров эти слои воспринимают неизбежные случайные нерасчетные изгибающие нагрузки, повышая таким образом надежность трубопроводов.  Хотя таких слоев меньше, чем у НКТ.

Работа трубы под воздействием внутреннего давления по схеме «свободные концы» показана на рис. 1. 

В этом случае труба ведет себя как баллон. Кольцевые напряжения в два раза выше, чем осевые. В идеальном случае кольцевые нити ориентированы по равнодействующей и включаются в работу синхронно с приложенной нагрузкой. Нити, как мы знаем, работают только на растяжение. Это очень важный момент для сохранения герметичности, нить не должна искать «свое место», так как нарушение целостности конструкции трубы происходит на границе стекло-связующее.

Другая схема нагружения трубы это схема «защемленные концы».  Рис. 2.

Как понятно из схемы, в этом случае от внутреннего давления в стенке трубы возникают только кольцевые напряжения, поскольку осевые нагрузки компенсируются защемлением и не передаются на стенку трубы. Поэтому подобная труба может наматываться с углами близкими к 90 градусам к оси трубы , но при этом она должна быть избавлена от изгибающих нагрузок, которые неизбежно приведут к разгерметизации трубы, то есть ужесточаются требования к монтажу трубопровода.

Строго говоря все линейные трубопроводы сложной конфигурации, точнее их прямолинейные прогоны работают по схеме «защемленные концы». Поэтому при их прокладке необходимо выполнение двух требований, это фиксация (минимизация перемещений) концов прямолинейных участков и фиксация трубопроводов от боковых, вертикальных и иных перемещений, например с помощью засыпки с уплотнением грунта при подземной прокладке.

Обычно при аварии разрушение происходит по соединениям, при этом заказчик считает, что разрушение произошло вследствие некачественной резьбы. Хочется развеять этот миф, на самом деле причина этого, как правило, — следствие ошибок проектирования или монтажа, так как в корректно спроектированном и смонтированном трубопроводе   осевые напряжения в стенке трубы и соединении равны нулю ! ( Замечу, кстати, некачественная резьба просто даст течь.)

Как показано на рис. 1 и 2 все напряжения находятся  в равновесии. Рассмотрим, что происходит при повороте трубопровода на определенный угол α. (смотри рис. 3)   Мы нарушили равновесие сил. На «изломе» возникают две силы и их результирующая определяющаяся по формуле

F = 2 P S sin ( α / 2 ),

Где  F – результирующая сила

Р – внутреннее давление

S – площадь внутреннего сечения трубы.

Совершенно очевидно, что чем больше угол, тем выше сила которую надо компенсировать, чтобы избежать недопустимых перемещений трубопровода приводящих к его поломке. И, как показывает практика, излом происходит в основном с резьбовых соединениях  при воздействии на них изгибных нагрузок.

Следует отметить, что по мере увеличения диаметра и давления, при прочих равных условиях, кратно увеличиваются нагрузки на резьбовое соединение при возникновении изгибных моментов. Если, к примеру, при давлениях в 15,0 МПа на трубопроводах диаметром 100 мм некоторая небрежность в проектировании и монтаже может быть прощена за счет большого запаса прочности (резьбы на разрыв выдерживают более 40 тонн), то при этих же давлениях в трубопроводах диаметром 150 мм локальные нагрузки на резьбу от изгибных нагрузок могут оказаться критичными и приведут к разрушению соединения. Расчеты показывают, что локальная нагрузка на резьбу в этом случае может возрасти шестикратно.

Особенно опасны повороты трубопровода под углом 90 градусов и особенно надо быть внимательными при укладке трубопроводов в слабых грунтах.  Совершенно очевидно, что во избежание недопустимых перемещений нагрузки возникающие  в отводах необходимо передать на грунт.  Чтобы понять порядок величин скажем, что сила, приложенная к отводу 90 градусов на трубопроводе 150 мм, давлении 15,0 МПа будет равна 37,5 тонн. (см. Рис. 3) Для того чтобы компенсировать такую силу необходимо передать нагрузку на грунт. При этом, к примеру, требуется потребуется около 1,5 кв.м в случае  суглинков, и почти 2 кв.м при засыпке песком. Отвод можно опереть на бетонную опору, либо снизить нагрузку до допустимой за счет нескольких отводов с меньшими углами  поворота. Не трудно подсчитать на сколько уменьшится силы, приложенные к отводам и насколько увеличится площадь боковых поверхностей, опирающихся на грунт либо искусственно созданное препятствие.

На рисунках 4, 5, 6, 7 приведены примеры проектных решений для укрепления трубопроводов от горизонтальных перемещений.

Из сказанного выше  вытекает правило – в трубопроводах высокого давления опасайтесь прямых, а тем более острых углов.

Все изложенное выше справедливо и для поворотов в других плоскостях, в том числе при выходе трубопровода из земли. (смотри рис. 8)

Как показывает практика есть еще одно критичное место – это прокладка трубопроводов  футлярах. Требования к ним такие же как при подземной – это фиксация против боковых перемещений инвентарными центраторами. При чем, во избежание возникновения сдвиговых нагрузок в стенке трубы, модуль упругости центраторов не должен быть выше модуля упругости трубы. Необходимо быть внимательными при устройстве выхода трубопровода из футляра. Дело в том, что трубопровод находящийся в земле удерживается частично или полностью от продольных перемещений в том числе и силами трения возникающими между стенками трубы и грунтом. При возникновении на выходе изгибающих моментов, связанных в том числе и с просадками грунта есть высокая доля вероятности разрушения трубопровода. В нашей многолетней практике такие случаи встречались трижды. Здесь следует советоваться с нашими специалистами.

В данной статье мы указали на некоторые моменты, которые надо учитывать при подземной прокладке трубопроводов из стеклопластиков, необходимо помнить, модуль упругости стеклопластиков примерно в четыре раза ниже, чем у стали. Поэтому при прочих равных условиях его перемещения будут соответственно в четыре раза выше. Мы рассматривали некую абстрактную модель трубопровода. Как уже упоминалось выше, трубопровод удерживается от продольных перемещений не только  за счет фиксации его в отдельных точках, но и за счет трения между стенками и грунтом.

На рис. 9 и 10 приведены примеры математического моделирования нагрузок в трубопроводах и перемещений с учетом сопротивления грунта и упругих свойств труб, для различных вариантов поворота трубопровода. Как понятно из результатов расчетов, при развороте с использованием колена в 90 градусов перемещения настолько велики, что шансов сохранить трубопровод целым не так уж и много.

Эта статья, безусловно не претендует на серьезное исследование, мы только хотели обратить внимание на тот факт, что для достижения надежного результата при строительстве стеклопластиковых трубопроводов, необходимо в его проекте учесть свойства стеклопластика, осуществить качественную сборку труб в соответствии с проектом и рекомендациями производителя. В этом случае мы можем гарантировать безаварийную работу трубопровода на протяжении многих десятилетий.

С. А. Волков

Генеральный директор ООО НПП «Завод стеклопластиковых труб»

Продукция и услуги Завода стеклопластиковых труб:

1. Изготовление магистральных трубопроводов
2. Стеклопластиковые опоры освещения
3. Стеклопластиковые трубы для ЖКХ
4. Обсадные трубы для скважин
5. Трубы высокого давления
6. Насосно — компрессорные трубы (НКТ)
7. Полевые магистральные трубопроводы (ПМТС)
8. Линейные трубы
9. Обсадные трубы
10. НКТ — залог долголетия
11. Фасонные изделия

Инструкция по монтажу и ремонту трубы из стеклопластика

1. Введение

1.1. Данная памятка определяет:

— последовательность и порядок осуществления мероприятий по соединению трубопроводов из стеклопластика;

— ряд манипуляций по ликвидации дефектов различного типа в зависимости от метода проложения труб и характера неисправностей.

1.2. Руководство обозначает разновидности неполадок, возникающие в ходе использования сетей.

1.3. Представленные правила являются актуальными для изделий сложной формы и труб (d от 60 до 500 миллиметров) при расчетном эксплуатационном давлении не более 10 атмосфер. Монтаж и транспортировку частей необходимо осуществлять при температуре не выше 30°С.

2. Требования безопасности

2.1. При монтаже системы и проведении наладочных манипуляций оптимальная температура воздуха должна находиться в пределах от -10 до +40 градусов.

2.2. В соответствии со СНиП Ш-4-80 нужно придерживаться основных правил технической безопасности и санитарно-гигиенических норм, установленных Министерством Здравоохранения РФ.

2.1. Деятельность, в которой используются полимерные или стекловолоконные материалы, требует соблюдения определенных предписаний:

2.1.1.Необходимо закрывать дыхательные пути с помощью респираторов типа «Лепесток» или РУ-60М.

2.1.2. Для сохранения здоровья глаз и предотвращения попадания в них посторонних частиц необходимо использовать защитные устройства (например, очки марки ЗН4-72) ГОСТ 12.4.013-85Е. Оправа очков должна плотно прилегать к голове и лицу.

2.1.3. Руки необходимо защищать при помощи хлопчатобумажных перчаток (по ГОСТ 5007-87). Для выкладки и пропиточных манипуляций нужно использовать перчатки из резинового материала.

2.1.4. На протяжении всех работ необходимо, чтобы одежда была плотно застегнута.

2.1.5. По окончании работ нужно хорошо вымыть руки с использованием моющих средств и щетки, а также принять душ. Нельзя использовать для очищения кожи растворители. Допускается обработка кожных покровов смесью спирта с глицерином в пропорции 50Х50.

2.2. Любые типы ремонтных работ проводятся только после сбрасывания давления в трубопроводе либо удаления жидкости (устранения очага протечки при аварии).

3. Монтаж трубопровода

3.1. Для свободного доступа к системе, расположенной под землей, нужно вырыть траншею необходимого размера. Габаритные параметры должны позволять нормально работать как минимум двум людям. Между грунтом (в нижней части) и трубой нужно оставить промежуток не менее 300 миллиметров. Весь периметр очищается от грязи, пыли, промывается водой и хорошо высушивается тряпкой (примерно на 400мм в одну и другую сторону).

3.2. При монтировании проводящей системы в качестве неразъединимых клеевых связок используются два вида присоединения (согласно Приложению 4 к «Техническим требованиям по монтажу элементов из стеклопластика»).

3.3. Бандажное соединение

3.3.1. Нужно обеспечивать минимальный просвет между соединяемыми частями. Для этого торцевые части склеиваемых поверхностей, вставочные элементы обрабатываются специальным образом.

3.3.2. В точках соединения торцы зачищаются наждачной бумагой, шлифовальной машинкой или жесткой проволочной щеткой. Следует производить чистку на 150 миллиметров в обоих направлениях от точки стыковки. Любые пылевые загрязнения сразу удаляются.

3.3.3. Из стеклоткани (ГОСТ 19170-73) нарезаются полоски. Их длина должна обеспечить два свободных оборота вокруг поверхности трубы. Первая полоса должна иметь ширину 100 мм. Все следующие пласты будут шире нижележащих на 40 миллиметров. Необходимо также подготовить стеклоленту ЛЭСБ (ГОСТ 5937-81) не менее 30 миллиметровой ширины и обмотать ремонтируемую часть два раза.

3.3.4. Подготовленный отрезок обезжиривается ацетоном и просушивается. Нельзя касаться поверхности руками.

3.3.5. Далее тонким слоем при помощи шпателя наносится компаунд.

Он состоит из двухкомпонентной смолы ЭД-20 (или любого заменителя) и субстанции, обеспечивающей затвердевание (ПЭПА).

Порядок изготовления материала:

Соединить все составляющие в соотношении 100 в.ч. эпоксида к 10 в.ч. отвердителя. Перемешать три-пять минут до получения единой массы. До приготовления все составляющие разогреваются до t 20-25° градусов.

Важно! При температуре воздуха 20°С период реализации материала составляет около получаса.

3.3.6. Стыковочная часть обматывается заготовками, пропитанными клеевым составом. Наиболее узкую полоску нужно положить в первую очередь. Далее накладываются следующие полоски большей ширины в количестве не более 8. Необходимо следить, чтобы на заготовках не было пузырей, складок. Толщина обмоточного покрытия уменьшается от центра к краям. Это понижает концентрацию напряжений. Предварительно необходимо пропитать заготовки связующим веществом на твердом металлическом или деревянном листе (при помощи шпателя или валика). Нельзя допускать появления складок или пузырей. Чтобы закрепить слои, следует обмотать их стеклолентой. Далее производится пропитка связующим веществом. Величина бандажного слоя равняется толщине стенки патрубка.

3.3.7. Сегмент трубопроводной сети туго обматывается пленкой из фторопласта (Ф4). Концы завязываются или фиксируются скотчем.

3.3.8. Сверху устанавливается нагревательный прибор, подключенный к коробке управления, а она к электросети. Пример представлен на рисунке 1.

3.3.9. Выставляется рабочий режим на приборе (70-90°С). Клеящая основа будет отвердевать примерно от 30 до 45 минут.

3.3.10. Проведение сборки стекловолоконного трубопровода допустимо при t не ниже 20 °С. В таком случае на отвердевание клеевого слоя уйдет 24 часа. Требуется обеспечение неподвижности стыковочного сегмента на протяжении всего периода застывания.

3.3.11. Проводить контрольный пуск под давлением допустимо по прошествии суток после отвердения.

3.4.  Муфтовое соединение

3.4.1. Сборка частей системы из стеклопластика может производиться с использованием:

— муфт, d которых должен быть сопоставим с наружным диаметром трубы;

— соединительных элементов конусообразной формы;

3.4.2. Следует провести зачистку и обезжиривание наружных частей трубы и муфты (см. п.3.3.2, 3.3.3).

3.4.3. Стягивающая конструкция закрепляется сверху на трубе.

3.4.4. На подготовленные торцевые участки и внутреннюю часть фитингов наносится клеящий раствор, который готовится согласно п. 3.3.5 настоящего руководства. Чтобы предотвратить стекание клеевого слоя, в него вводят «Аэросил» (оксидное соединение кремния). В разогретую эпоксидную смолу (20-25 градусов) добавляется кремниевый оксид. Составляющие смешиваются до получения гомогенной смеси. Количество оксида зависит от условий внешней среды и составляет 5-30 в.ч. на 100 в.ч. мастики. Аэросил добавляется перед отверждающим веществом.

3.4.5. Муфтовая деталь ручным способом насаживается на трубу до упора и поворачивается относительно нее на угол 90 градусов. В противоположную часть помещается другая труба, поворот которой может составлять ± 90 °.

3.4.6. Отверстия для стягивающих стержней и крюков совмещаются между собой.

3.4.7. Оптимальное облегание стыков и соединительных элементов обеспечивается посредством стяжек. Расположение коллектора фиксируется относительно сцепления.  Для этого применяются фитинги конусообразной формы. 

3.4.8. Если d используемого фитинга совпадает с наружным d трубы, то на его концы надевается хомут (см. п.3.3).

3.4.9. Для обеспечения застывания клеящей смеси нужно применить нагревательный прибор аналогично п. 3.3.7-3.3.8 данной инструкции.

4. Виды неисправностей и способы их устранения

4.1. Возникновение неполадок и появление изъянов возможно по ряду причин:

• потеря целостности патрубка при перевозке и хранении;
• перегруженность сети;
• заводские дефекты;
• некорректное использование;
• несоблюдение технологии монтажа системы и отдельных ее частей.

Во время проведения ремонтной и монтажной деятельности важно уделить повышенное внимание очищению и осушению всех поверхностей. Неправильные подготовительные действия приводят к разрушению клеевых связей, запылению или замасливанию элементов.

4.2. Наладка прорывов, изломов патрубков или их соединений производится путем замены отдельных частей.

4.2.1. Испорченная часть удаляется ножовкой или торцевой машинкой с отрезным кругом.

4.2.2. Торцевые части отрезаются и зашкуриваются (в соответствии с частью 3.3.2).

4.2.3. Далее нужно приготовить специальный реставрационный элемент.

4.2.4. Важно производить монтаж так, чтобы промежуток между ней и трубой был незначительным.

4.2.5. Последующие ремонтные манипуляции необходимо проводить по аналогии с пунктами 3.1 и 3.2. Внутренний диаметральный показатель муфты должен соответствовать наружным габаритам коллектора.

4.3. Починка стеклопластиковых труб с нарушенной герметичностью без замещения испорченных участков (точечная или капельная утечка жидкости).

4.3.1. В экстренных случаях или для устранения протечки под давлением возможно временное наложение хомута с уплотнителем из спецрезины, устойчивой к химическим воздействиям (ГОСТ 7338-90). Ее толщина должна составлять 6-8 мм.

4.3.2. Постановка возможна при наличии сквозных отверстий или трещинах в стенках патрубков. Ширина хомутной накладки должна превышать размер повреждения на 60 и более миллиметров.

4.3.3. Раскрытая часть трубопровода ограждается, поблизости от него выставляются предупреждающие знаки. Засыпка трубопровода грунтом до окончательного завершения ремонта и после проведения временных мер по устранению аварийной ситуации не производится.

4.3.4.  Устранение пробоины и уменьшение давления достигается при помощи резиновых, деревянных заглушек или путем полного прекращения подачи транспортируемых веществ.

4.3.5. Технология наложения бандажа (см. п.3.3).

Важно! Установленный хомут должен иметь такую же толщину, как и стенка ремонтируемой трубы, а его величина на 150 мм больше размера повреждения.

4.4. Починка пластмассовых систем без замены отдельных частей и нарушения герметичности.

Любые неисправности на трубах из стеклопластика устраняются в следующем последовательности:

— предварительно осуществляется заливание термосмолой имеющихся царапин, сколов;

— далее производится накладка бандажной ленты из стеклотекстолита, обработанного компаундом;

5. Введение в эксплуатацию отрегулированного участка системы необходимо производить не раньше, чем через 8 часов после завершения манипуляций по устранению дефектов. При температурных показателях ниже 0°С запуск системы можно производить только по прошествии суток.

Стеклопластиковые трубопроводы, особенности работы и ошибки монтажа

Стеклопластиковые трубопроводы, особенности работы и ошибки монтажа.

Для того, чтобы понять каковы особенности работы стеклопластиковых трубопроводов и в чем отличия их от трубопроводов стальных, надо иметь ввиду два фундаментальных факта – это то, что модуль упругости стеклопластика (стекловолокна) в четыре раза ниже стали, а сам материал, стенки трубы и деталей представляет собой определенную конструкцию для восприятия нагрузок от внутреннего давления, осевого растяжения, изгиба и т.п. Нагрузки воспринимаются ориентированными в проектном направлении нитями,  зафиксированными в отвержденном связующем.

Трубы системы «ЗСТ» спроектированы для работы по схеме «свободные концы», состоят из двух типов намотки — слои кольцевые, ориентированные под углом к оси трубы примерно 54 градуса и оптимально воспринимающие внутреннее давление, продольные слои – разгружают предыдущие от осевых нагрузок, это особенно важно для труб, работающих вертикально в скважинах (обсадные трубы и НКТ). В линейных трубопроводах сравнительно малых диаметров эти слои воспринимают неизбежные случайные нерасчетные изгибающие нагрузки, повышая таким образом надежность трубопроводов.  Хотя таких слоев меньше, чем у НКТ.

Работа трубы под воздействием внутреннего давления по схеме «свободные концы» показана на рис. 1. 

В этом случае труба ведет себя как баллон. Кольцевые напряжения в два раза выше, чем осевые. В идеальном случае кольцевые нити ориентированы по равнодействующей и включаются в работу синхронно с приложенной нагрузкой. Нити, как мы знаем, работают только на растяжение. Это очень важный момент для сохранения герметичности, нить не должна искать «свое место», так как нарушение целостности конструкции трубы происходит на границе стекло-связующее.

Другая схема нагружения трубы это схема «защемленные концы».  Рис. 2.

Как понятно из схемы, в этом случае от внутреннего давления в стенке трубы возникают только кольцевые напряжения, поскольку осевые нагрузки компенсируются защемлением и не передаются на стенку трубы. Поэтому подобная труба может наматываться с углами близкими к 90 градусам к оси трубы , но при этом она должна быть избавлена от изгибающих нагрузок, которые неизбежно приведут к разгерметизации трубы, то есть ужесточаются требования к монтажу трубопровода.

Строго говоря все линейные трубопроводы сложной конфигурации, точнее их прямолинейные прогоны работают по схеме «защемленные концы». Поэтому при их прокладке необходимо выполнение двух требований, это фиксация (минимизация перемещений) концов прямолинейных участков и фиксация трубопроводов от боковых, вертикальных и иных перемещений, например с помощью засыпки с уплотнением грунта при подземной прокладке.

Обычно при аварии разрушение происходит по соединениям, при этом заказчик считает, что разрушение произошло вследствие некачественной резьбы. Хочется развеять этот миф, на самом деле причина этого, как правило, — следствие ошибок проектирования или монтажа, так как в корректно спроектированном и смонтированном трубопроводе   осевые напряжения в стенке трубы и соединении равны нулю ! ( Замечу, кстати, некачественная резьба просто даст течь.)

Как показано на рис. 1 и 2 все напряжения находятся  в равновесии. Рассмотрим, что происходит при повороте трубопровода на определенный угол α. (смотри рис. 3)   Мы нарушили равновесие сил. На «изломе» возникают две силы и их результирующая определяющаяся по формуле

F = 2 P S sin ( α / 2 ),

Где  F – результирующая сила

Р – внутреннее давление

S – площадь внутреннего сечения трубы.

Совершенно очевидно, что чем больше угол, тем выше сила которую надо компенсировать, чтобы избежать недопустимых перемещений трубопровода приводящих к его поломке. И, как показывает практика, излом происходит в основном с резьбовых соединениях  при воздействии на них изгибных нагрузок.

Следует отметить, что по мере увеличения диаметра и давления, при прочих равных условиях, кратно увеличиваются нагрузки на резьбовое соединение при возникновении изгибных моментов. Если, к примеру, при давлениях в 15,0 МПа на трубопроводах диаметром 100 мм некоторая небрежность в проектировании и монтаже может быть прощена за счет большого запаса прочности (резьбы на разрыв выдерживают более 40 тонн), то при этих же давлениях в трубопроводах диаметром 150 мм локальные нагрузки на резьбу от изгибных нагрузок могут оказаться критичными и приведут к разрушению соединения. Расчеты показывают, что локальная нагрузка на резьбу в этом случае может возрасти шестикратно.

Особенно опасны повороты трубопровода под углом 90 градусов и особенно надо быть внимательными при укладке трубопроводов в слабых грунтах.  Совершенно очевидно, что во избежание недопустимых перемещений нагрузки возникающие  в отводах необходимо передать на грунт.  Чтобы понять порядок величин скажем, что сила, приложенная к отводу 90 градусов на трубопроводе 150 мм, давлении 15,0 МПа будет равна 37,5 тонн. (см. Рис. 3) Для того чтобы компенсировать такую силу необходимо передать нагрузку на грунт. При этом, к примеру, требуется потребуется около 1,5 кв.м в случае  суглинков, и почти 2 кв.м при засыпке песком. Отвод можно опереть на бетонную опору, либо снизить нагрузку до допустимой за счет нескольких отводов с меньшими углами  поворота. Не трудно подсчитать на сколько уменьшится силы, приложенные к отводам и насколько увеличится площадь боковых поверхностей, опирающихся на грунт либо искусственно созданное препятствие.

На рисунках 4, 5, 6, 7 приведены примеры проектных решений для укрепления трубопроводов от горизонтальных перемещений.

Из сказанного выше  вытекает правило – в трубопроводах высокого давления опасайтесь прямых, а тем более острых углов.

Все изложенное выше справедливо и для поворотов в других плоскостях, в том числе при выходе трубопровода из земли. (смотри рис. 8)

Как показывает практика есть еще одно критичное место – это прокладка трубопроводов  футлярах. Требования к ним такие же как при подземной – это фиксация против боковых перемещений инвентарными центраторами. При чем, во избежание возникновения сдвиговых нагрузок в стенке трубы, модуль упругости центраторов не должен быть выше модуля упругости трубы. Необходимо быть внимательными при устройстве выхода трубопровода из футляра. Дело в том, что трубопровод находящийся в земле удерживается частично или полностью от продольных перемещений в том числе и силами трения возникающими между стенками трубы и грунтом. При возникновении на выходе изгибающих моментов, связанных в том числе и с просадками грунта есть высокая доля вероятности разрушения трубопровода. В нашей многолетней практике такие случаи встречались трижды. Здесь следует советоваться с нашими специалистами.

В данной статье мы указали на некоторые моменты, которые надо учитывать при подземной прокладке трубопроводов из стеклопластиков, необходимо помнить, модуль упругости стеклопластиков примерно в четыре раза ниже, чем у стали. Поэтому при прочих равных условиях его перемещения будут соответственно в четыре раза выше. Мы рассматривали некую абстрактную модель трубопровода. Как уже упоминалось выше, трубопровод удерживается от продольных перемещений не только  за счет фиксации его в отдельных точках, но и за счет трения между стенками и грунтом.

На рис. 9 и 10 приведены примеры математического моделирования нагрузок в трубопроводах и перемещений с учетом сопротивления грунта и упругих свойств труб, для различных вариантов поворота трубопровода. Как понятно из результатов расчетов, при развороте с использованием колена в 90 градусов перемещения настолько велики, что шансов сохранить трубопровод целым не так уж и много.

Эта статья, безусловно не претендует на серьезное исследование, мы только хотели обратить внимание на тот факт, что для достижения надежного результата при строительстве стеклопластиковых трубопроводов, необходимо в его проекте учесть свойства стеклопластика, осуществить качественную сборку труб в соответствии с проектом и рекомендациями производителя. В этом случае мы можем гарантировать безаварийную работу трубопровода на протяжении многих десятилетий.

С. А. Волков

Генеральный директор ООО НПП «Завод стеклопластиковых труб»