Центробежное литьё: характеристики материала, стандарты и контроль качества
Первые стеклопластиковые трубы по технологии центробежного литья были изготовлены в 60-х годах прошлого века.
Технология позволяет эффективно использовать армирующее стекловолокно, полимерные термореактивные смолы в качестве связующего и минеральные наполнители, формируя в стенке трубы структурные слои с различными функциями и характеристиками. Ненасыщенные полиэфирные или винилэфирные смолы обеспечивают стойкость к различным видам химической коррозии и температурным режимам.
Применение таких минеральных наполнителей, как кварцевый песок, позволяет увеличить стойкость к поперечной деформации (кольцевой жёсткости) за счёт увеличения толщины стенки.
По сравнению с другими известными технологиями производства труб из стеклопластика, центробежное литье обладает рядом объективных преимуществ:
Эти преимущества позволили эффективно использовать стеклопластиковые трубы центробежного литья для бестраншейной прокладки и, особенно, для метода микротоннелирования. Высокий модуль упругости в осевом направлении и однородность характеристик по всему телу трубы обеспечивают управляемость проходки и дают возможность проложить коммуникации максимально близко к проектной оси. Это также дает возможность использовать стеклопластиковые трубы центробежного литья для прокладки по криволинейной траектории.
Оптимальное сочетание полимерного вяжущего (смолы), армирующего стекловолокна и минеральных наполнителей в каждом структурном слое позволяет обеспечить заданную кольцевую жёсткость и стойкость к внутреннему давлению. Ниже приведены диапазоны значений для начальных (кратковременных) характеристик материала трубы в стандартном исполнении.
| Характеристика | Единица измерения |
Направление | |
|---|---|---|---|
| По окружности (кольцевое) |
Продольное (осевое) |
||
| Плотность | кг/м³ | 1800 – 2100 | |
| Коэффициент линейного температурного расширения | 1/К | 26–30×10⁻⁶ | |
| Модуль упругости на растяжение при 23°С | МПа | 10 000 – 15 000 | 10 000 – 12 000 |
| Предельное напряжение на растяжение | МПа | 90 – 210 | 15 – 40 |
| Предельная деформация на растяжение (PN≥10) | % | 1.8 – 2.0 | 1.0 – 1.4 |
| Предельная деформация на растяжение (PN<10) | % | 1.2 – 1.5 | ≥0.25 |
| Коэффициент Пуассона | — | 0.3 | 0.25 |
| Модуль упругости на сжатие при 23°С | МПа | 10 000 – 15 000 | 10 000 – 15 000 |
| Предельное напряжение на сжатие | МПа | 130 – 140 | 90 – 120 |
| Предельная деформация на сжатие | % | 1.5 – 2.0 | 0.9 – 1.5 |
| Условный модуль упругости на изгиб | МПа | 8 000 – 15 000 | — |
| Предельное напряжение на изгиб | МПа | 120 – 140 | 15 – 60 |
| Предельное растяжение при изгибе (стекловолокно у поверхности трубы) | % | 1.6 – 2.2 | — |
| Растяжение по окружности под давлением, равным PN | % | 0.1 – 0.25 | — |
| Растяжение по окружности под давлением, равным 1,5 × PN | % | 0.25 – 0.4 | — |
| Рабочая температура | °С | не более 35°С (до 80°С — по запросу) | |
| Химическая стойкость (число pH) | pH | 1 – 12 (другие значения pH — по запросу) | |
| Теплопроводность | Вт/(м*К) | 1.5 – 2.1 | |
| Внутреннее покрытие (лайнер) подбирается исходя из требований, заданных транспортируемой средой, и его характеристики описываются отдельно. | |||