Поливариативность номинации труб ООО «РемГазКоммуникации»

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2020-3-56-58

М.А. Перепелкин, канд. техн. наук, доц. кафедры авто- мобильного транспорта, доц. кафедры горного дела, ФГБОУ ВО «Северо- Восточный государственный университет» (г. Магадан)

В.В. Курбатова, кандидат технических наук, зав. кафедрой промышленного и гражданского строительства, доцент кафедры горного дела, ФГБОУ ВО Северо-Восточный государственный университет, г. Магадан

Ф.В. Крицкий, зам. генерального директора, технический директор, ООО «РемГазКоммуникации» (г. Казань)

Г.А. Пименов, вед. специалист по региональному развитию и проектам, ООО «РемГазКоммуникации» (г. Казань)

Социальные процессы современного общества активно строятся вокруг массового потребления товаров и услуг. Законы рынка определяют возникновение новых технологий и названий в связи потребностями их потребителя. Исходя из этого компанией ООО «РемГазКоммуникации» была разработана новая линейка продукции, с добавлением новейшего компаунда, который имеет высокую стойкость к абразивному износу. Трубы, изготовленные из молекулярно-ориентированного пластифицированного поливинилхлорида, обеспечивают минимальную шероховатость внутренней поверхности и защиту от абразивного износа. Всё это позволяет производить транспортировку жидких смесей с включениями твердых частиц с сохранением сплошности внутреннего покрова проводника, то есть с сохранением внутреннего сечения [1, 2].

Поливариативность номинации труб MOLECOOL

ПВХ представляет собой аморфный пластик, в котором молекулы расположены случайным образом [3]. Однако путем растяжения материала при определенных условиях давления, температуры и скорости можно сориентировать молекулы пластика в направлении растяжения. В зависимости от используемых параметров процесса и, в частности степени растяжения в частности, будет получен более высокий или меньший класс ориентации. В результате получается пластик со слоистой структурой, которую можно разглядеть невооруженным глазом. Этот тип труб обладает высокой устойчивостью и чрезвычайно длительным сроком службы при использовании в водопроводах высокого давления. Кроме того, трубы обладают высокой энергоэффективностью и экологичностью не только в плане технологии изготовления, но и с точки зрения последующего использования. Другие преимущества включают сокращение затрат и времени установки.

По всем этим причинам ПВХ-О трубы являются лучшим решением для сетей среднего и высокого давления для оросительных систем, для трубопроводов с большим содержанием химических веществ, пульпопроводов, систем питьевого водоснабжения, пожаротушения, насосных систем и т.д. (рис. 1).

Рис. 1 Стойкость к гидроабразивному износу

Рис. 1 Стойкость к гидроабразивному износу

Все это свидетельствует о значительной пролонгации срока службы труб из молекулярно-ориентированного полимера.

Волокнистые полимерные композиты представляют собой сложные системы, состоящие из армирующих волокон и полимерной матрицы (или связующего). Прочность таких материалов зависит от целого ряда физико-химических и технологических факторов, часто тесно связанных друг с другом. Ключевую роль в обеспечении прочности волокнистых композитов играет адгезионная прочность соединения «волокно-матрица» τо в элементарной ячейке композита. От нее в значительной степени зависит и то, насколько полно будет реализован вклад прочностных характеристик волокон в прочность ВПК, и то, по какому механизму будет происходить разрушение материала. Поэтому поверхность раздела «волокно-связующее» совершенно оправданно следует рассматривать как третий компонент полимерного композита [4, 5].

Зависимость прочности однонаправленного композита от прочности адгезионного соединения схематично представлена на рис. 2.

Рис. 2 Схема зависимости прочности композитов Р от адгезионной прочности соединения «волокно-матрица» τо

Рис. 2 Схема зависимости прочности композитов Р от адгезионной прочности соединения «волокно-матрица» τо

При τо = 0 прочность Р равна прочности пучка несвязанных волокон. Если разрушение ВПК происходит путем расслаивания по границе раздела (адгезионное разрушение), то увеличение адгезионной прочности приводит к увеличению прочности композита I. Такая монотонная зависимость характерна для ВПК на основе неорганических волокон и некоторых органопластиков.

Участок II зависимости, на котором прочность композита не зависит от τо, соответствует разрушению композита либо по волокну, либо по матрице (когезионное разрушение); такая зависимость наблюдается только для некоторых ПКМ на основе органических волокон. Существование области Ш, когда увеличение τо может привести к уменьшению прочности композита, возможно вследствие развития магистральной трещины при увеличении жесткости матрицы.

Возникновение адгезионной прочности соединения «волокно-матрица» является следствием адгезии. Таким образом, понимание этого явления крайне важно для решения актуальной задачи современного материаловедения, связанной с поиском научных принципов создания высокопрочных полимерных композитов [6, 7]. Наша компания ООО «РемГазКоммуникации» аппретировала внутреннюю поверхность труб из молекулярно-ориентированного полимера компаундом, обеспечив низкую адгезионность прокачиваемого продукта или его осадка к стенкам трубы. Зависимость адгезионных свойств полимера от дипольного момента и результаты абразивных испытаний труб отражены в табл. 1 и 2.

Табл. 1 Зависимость адгезионных свойств полимера от дипольного момента

На сегодняшний день компания «РГК» является производителем многослойных труб под брендом «Мультиплекс II» – двухслойных и «Мультиплекс III» – трехслойных. Трубы соответствуют требованиям ГОСТ 18599, ГОСТ Р 50838 и техническим условиям ТУ 22.21.21-006-15531453–2018 для питьевого водоснабжения и ТУ 22.21.21-007-15531453–2018 для газификации.

Многослойные трубопроводы представляют из себя соэкструзию различных композиций полиэтилена со специфическими физическими свойствами. Один из современных ныне материалов – это PE100-RC (полимер, устойчивый к появлению и распространению трещин resistant to crack).

PAS 1075 (техническое руководящее положение Германии) определяет, что продукция из PE 100-RC должна иметь устойчивость к появлению трещин при проведении испытания на ползучесть (FNCT) > 8760 ч при температуре 80°С и 4 Н/мм2 (с 2% Arkopal н-100). Также существуют компаунды на основе добавок, предотвращающие возгорание, стабильные полимеры, устойчивые к высоким температурам (PERT), композитные полимеры устойчивые к истиранию [8].

Различные сочетания применяемых инновационных полимеров при соэкструзии слоев, придают трубам различные свойства, которые обусловливают их специфическое применение в различных отраслях (тепло- и электроэнергетике, водоснабжении, газификации, горнодобывающей и химической промышленности и пр.) при строительстве подземных напорных трубопроводов [9].

Изготовление труб производится методом соэкструзии слоев, формирующих трубу. Трубы имеют гладкую внутреннюю и наружную поверхность.

Поливариативность номинации труб ООО «РемГазКоммуникации»Поливариативность номинации труб ООО «РемГазКоммуникации»

Выводы

До того, как начали использовать полиэтиленовые трубопроводы в качестве пульпопроводов для транспортировки минералов, меняли трубопроводы с периодичностью 2–4 раза в год из-за высокого абразивного износа стальных труб. В настоящее время после перехода на использование труб из различных полимеров взамен стальным трубам срок эксплуатации данных трубопроводов увеличился до 2–3 лет. Исходя из опыта строительства и проектирования трубопроводов для транспортировки различных взвесей, наиболее оптимальным считаем использование ПЭ труб из ПЭ 100 RC, так как данный материал является наиболее стойким к абразивному износу. Данная труба обеспечит наиболее надежную и долгую работу трубопровода по сравнению с другими стандартно применяемыми материалами.

Поливариативность номинации труб ООО «РемГазКоммуникации»

Поливариативность номинации труб ООО «РемГазКоммуникации»

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:
1. Кириченко Ю.В. Использование полиэтиленовых труб при гидротранспортировке высокоабразивных грунтов // ГИАБ. ¹ 7–8. 1993. С. 33–35.
2. Janson L.E. Plastics pipes for water supply and disposal. Boras, Borealis, 4th edition, 2003
3. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технологии / Под ред. А.А. Берлина. СПб: Профессия, 2009. 566 с.
4. Зимон А.Д. Адгезия пленок и покрытий. М.: Химия, 1977. 352 с.
5. Липатов Ю.С. Коллоидная химия полимеров. Киев: Наукова думка, 1984. 844 с.
6. Гуляев А.И. Измерение адгезионной прочности «волокно-матрица» с применением наноидентирования (обзор) // Труды ВИАМ. 2019. ¹ 3 (75). С. 68–78.
7. Гуляев А.И., Медведев П.Н., Сбитнева С.В., Петров А.А. Экспериментальное иссле- дование по оценке адгезионной прочности «волокно-матрица» в углепластиках на основе эпоксидного связующего, модифицированного полисульфоном // Авиационные материалы и технологии. 2019. ¹ 4 (57). С. 80–86.
8. Кобылкина А.М., Тхай В.С. Применение гибких пластмассовых многослойных арми- рованных труб в подземных трубопроводах станций ГНС и АГЗС // АвтоГазоЗаправочный комплекс + Альтернативное топливо. 2010. ¹ 2 (50). С. 75–76.
9. Нурок Г.А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ. М.: Недра, 1985.

Журнал "Горная Промышленность" №3 / 2020, стр.56