Производство и правила монтажа стеклопластиковых труб

Стеклопластик – высокотехнологичный материал, состоящий из стекловолокнистых компонентов и связующих полимеров. Сочетание малого веса, прочности и превосходных эксплуатационных качеств делает его отличным вариантом для изготовления трубных изделий различного назначения: от монтажа бытовых трубопроводных сетей до строительства крупных магистралей нефтехимической промышленности.

Что такое стеклопластиковые трубы

Стандартная труба из стеклопластика представляет собой пустотелое изделие заданной длины, предназначенное для транспортировки жидких или газообразных рабочих сред (реже – для прокладки кабельных сетей).

Труба имеет диаметр 100-3800 мм, максимальная длина изделия достигает 18 м. По показателям прочности трубы подразделяют на 3 класса, по давлению рабочей среды – на 6 классов.

Важнейшими показателями трубы считается жесткость и номинальное давление. Первый параметр обозначается аббревиатурой SN и характеризует способность изделия противостоять внешним нагрузкам. Жесткость определяется, в первую очередь, толщиной стенок трубы.

Номинальное давление (PN) определяет уровень воздействия рабочей среды на материал трубы. Измеряется в Мпа.

Преимущества и недостатки трубных изделий из стеклопластика

Широкое распространение трубных изделий из стеклопластика обусловлено большим перечнем преимуществ:

• Длительный срок эксплуатации. В зависимости от технологии производства составляет 40-50 лет.
• Небольшой вес. Усредненный показатель составляет 1,1 г/куб.см. Выгодно отличается от, к примеру, меди и стали (8,9 и 7,8 соответственно).
• Легкость транспортировки и монтажа.
• Низкий показатель теплового расширения.
• Устойчивость к коррозии и воздействию агрессивных химических соединений.
• Экологичность.
• Высокая прочность. Немногим уступает по этому показателю стальным изделиям, но однозначно превосходит полимерные аналоги.
• Сравнительно небольшая стоимость (в зависимости от технологии изготовления).

Среди недостатков стеклопластика отметим уязвимость к абразивному воздействию и высокую (для сегмента полимерных изделий) стоимость.

Обратите внимание! Стеклопластиковые трубы обладают низкой устойчивостью к нагрузкам, направленным поперек расположения волокон. Такие воздействия чреваты образованием трещин. Нивелировать такой недостаток помогает добавление рифленого слоя на внутреннюю поверхность трубы.

Технологии производства

Современная промышленность успешно реализует 4 принципиально разные технологии, позволяющие производить стеклопластиковые трубные изделия в различных ценовых сегментах:

Намотка (навивка)

Простая в исполнении и очень производительная технология. Бывает простой и непрерывной. Подразумевает использование различных полимерных составляющих: термопластичных (полипропилен, полиамид, полиэтилен и т.п.), либо термореактивных (полиэфиры, эпоксидные смолы, фенол-формальдегиды и т.п.).

Допускается укладка стекловолокна различными способами. На крупных производственных предприятиях реализуется 4 варианта:

• Спирально-кольцевой. Укладочный механизм поступательно перемещается вдоль вращающейся заготовки, наматывая на нее слой волокон. В зависимости от числа прогонов достигается необходимая толщина стенки. Используется при изготовлении стеклопластиковых изделий высокого давления, применяемых на ответственных участках работы: в линиях электропередач, ракетостроении и т.д. Процесс производства сложный и дорогостоящий, для габаритных изделий не применяется.
• Продольно-поперечный. Станок укладывает продольные и поперечные волокна материала независимо друг от друга.
• Спирально-ленточный. Упрощенный вариант, дающий возможность производить недорогие и практичные изделия ценой некоторого снижения прочности. Изделия пользуются спросом при монтаже сетей низкого и среднего давления.
• Продольно-поперечный косослойный. Инновационная технология, разработанная специально для военно-промышленного комплекса.

Литье (центробежное формование)

Технология подразумевает изготовление трубы в обратном порядке – от наружной стенки к внутренней. Такой способ дает возможность увеличивать толщину стенок почти без ограничений. Трубы имеют высокую кольцевую жесткость и легко выдерживают большие осевые нагрузки.

Протяжка (пултрузия)

Нити стекловолокнистого вещества, пропитанные смесью смол, проходят через формообразующую установку, где за счет тянущего воздействия им придается необходимая конфигурация. Наилучшим образом подходит для производства изделий, используемых в строительстве систем водоснабжения, отопления, канализации.

Выдавливание (экструзия)

Самая дешевая технология. Вязкая пастообразная заготовка непрерывно продавливается сквозь формующую установку. Перемешивание стекловолокна и смолы происходит хаотично, поэтому изделия не имеют сплошного армирования. Это негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках.

Разновидности

Для воплощения различных инженерных проектов существует несколько разновидностей стеклопластиковых изделий. Они отличаются по прочности, долговечности, области применения и, как следствие, конечной стоимости.

В первую очередь, на прочностные характеристики трубы влияет вид и концентрация смол, добавляемых в смесь в процессе производства. Технология допускает применение изофталевой, ортофталевой, бифенольной смолы. Это повышает устойчивость к солям, кислотам и щелочным соединениям.

Также, прочностные характеристики трубы повышают путем увеличения количества слоев:

• Однослойная труба. Производится посредством намотки из чистого композитного материала. Отличается малой стоимостью и сравнительно низкими эксплуатационными характеристиками.
• Двухслойная труба. Имеет дополнительную внешнюю оболочку, защищающую изделие от механических повреждений, разрушительного воздействия ультрафиолета, иных агрессивных сред.
• Трехслойная труба. Каждый слой полимера покрывается защитной оболочкой из полиэтилена. Слои стыкуются между собой способом высокотемпературной полимеризации. Слой, расположенный в центре, является силовым. Его задача – усилить прочность изделия.

Выбирая стеклопластиковые трубы для реализации того или иного проекта, стоит акцентировать внимание на некоторых важных моментах:

• Материал трубы не должен иметь вкраплений посторонних элементов.
• Поверхность должна быть идеально ровной и гладкой, без вмятин и вздутий.
• Край каждого изделия не должен иметь расслоений и трещин – это явный признак брака.

Это важно! Стеклопластиковые трубы можно резать, точить или сверлить. Качественное изделие не меняет от этих механических воздействий своих эксплуатационных характеристик.

Применение и маркировка

Многочисленные достоинства стеклопластиковых труб обеспечили широкое применение изделий в различных областях народного хозяйства:

• Угольная промышленность. В этой отрасли ценится малый вес, простота монтажа, плохая горючесть и нетоксичность трубных изделий. Также играет роль отсутствие осколков при возможном взрыве метана.
• Энергетика.
• Нефтедобывающие предприятия. Устойчивость к разрушительному воздействию агрессивных сред, отсутствие коррозии и высокая прочность делают стеклопластик отличным вариантом при строительстве трубопроводных сетей.
• Сфера ЖКХ. Надежные и долговечные стеклопластиковые изделия все чаще находят применение при строительстве систем отопления, канализации, холодного и горячего водоснабжения.

Маркировка изделий содержит исчерпывающую информацию о свойствах стеклопластиковой трубы.

Российские производители используют такие литеры:

• А. подходит для транспортировки рабочих сред с абразивными компонентами.
• Г. Предназначена для монтажа сетей горячего водоснабжения. Допустимая температура жидкости – 75°С.
• П. Для трубопроводных сетей с питьевой водой.
• С. Изделия универсального назначения.
• Х. Трубы для перекачки химически активных сред.

Из многообразия фирм-производителей можно выделить несколько брендов, успевших прочно закрепиться на рынке и заслужить доверие покупателей. В первую очередь, это иностранные марки Hobas и Amiantit – компании с непогрешимой репутацией, настоящие законодатели мод в этом сегменте. Российские производители также способны предложить потребителям качественный товар по конкурентным ценам. Многолетний успешный опыт работы имеют фирмы Полиэк, Стеклокомпозит, Arpipe, Завод стеклопластиковых труб.

Особенности монтажа

Как и для других трубных изделий, соединение стеклопластика допускает применение различных способов. Большая часть этих технологий проста в использовании и не требует использования специального оборудования:

• Муфтовый. Концы труб вставляются в фитинг соответствующей конфигурации и размера. Конструкция закрепляется при помощи клеящего состава.
• Раструбный. Каждая следующая труба вставляется в расширение на конце предыдущей. Соединение разборное. Герметичность стыка обеспечивает уплотнительное резиновое кольцо.
• Бугельный. Разновидность муфтового соединения. Трубопровод монтируется при помощи крепежных элементов.
• Резьбовый. Для стеклопластиковых изделий применяется редко.
• Фланцевый. Используется на крупных трубопроводных сетях. Концы соединяемых труб оснащаются фланцами с отверстиями под болты.

Обратите внимание! При подземном способе прокладки следует обращать внимание на технологию изготовления и прочностные характеристики труб. Обладающие наименьшей прочностью однослойные изделия подлежат более бережному обращению, с обязательным устройством песчаной подушки на дне траншеи.