CC BY
47
9
G И в Où to в химии и химичесгай технологам. Том XXIV. 2010. №4(109)
тить, что использование комиатибилизаторов приводит к улучшению физико-механических характеристик разработанных композиционных материа-
Библиографические ссылки
1. Plastic & Thermoplastic Elastomer Materials. Minnesota Rubber and QMR Plastics, 2003.
2. Tjong S.C. Fracture toughness of high density polyethylene/SEBS-g-MA/montmorillonite nanocomposites/ Tjong S.C., S.P. Bao. Hong Kong, 2006.
3. Zenkiewicz M. Effects of electron radiation and compatibilizers on impact strength of composites of recycled polymers/ Zenkiewicz M., Janusz Dzwon-kowski. Poland, 2007.
4. N. Stribeck. Mechanical Properties and the Two-Phase Structure Inside the Heterophase Domains of Blends from HDPE and SBS Star Block Copolymers/ N. Stribeck, C. Reimers, P. Ghioca, E. Buzdugan//Journal of Polymer Science: Part В: Polymer Physics, 1998. Vol. 36.P. 1423-1432.
УДК 678.06
*
М.Д. Краснощекова, Ю.М. Будницкий, Н.Ю. Николаева
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия Московский государственный открытый университет, Москва, Россия
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ БЕЗНАПОРНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ
The ways and technological peculiarities of production of major diameter pipes are considered. Also the basic fields of application of such pipes are described.
Рассмотрены способы и технологические особенности получения безнапорных труб большого диаметра. Описаны основные способы применения таких труб.
Сегодня на рынке строительных материалов представлен большой ассортимент полимерных труб. Наблюдается неуклонный рост заинтересованности в использовании полимерных трубопроводов взамен металлических. Природа полимеров обуславливает основные достоинства труб, изготовленных из них: небольшую плотность и, как следствие, малый вес; эластичность; способность принимать заданную форму и "запоминать" ее; долговечность (срок службы пластмассовых труб достигает 50 и более лет). Откуда вытекает важное преимущество - эффективность и экономичность.
Требования, обычно предъявляемые к любым трубам, как правило, таковы:
- длительное время обеспечиваемые гидравлические характеристики;
- устойчивость к внешним нагрузкам;
- оптимальная коррозионная и химическая стойкость;
9
С Яг в X № в химии и химичесгай технологии. Том XXIV. 2010. №4(109)
- высокая стойкость к истиранию;
- низкая зарастаемость различными типами отложений;
- простой и быстрый монтаж;
- конкурентоспособная цена в сравнении с другими материалами.
При изучении данного вопроса мы провели анализ имеющихся данных по производству безнапорных труб большого диаметра и остановили свой выбор на конструкциях и особенностях технологии производства труб КОРТИС.
Для большей эффективности в использовании, уменьшения материалоемкости и отходов производства разработаны новые профили безнапорных труб большого диаметра - трубы, полученные методом спиральной обмотки и двухслойные гофрированные трубы.
Двухслойные гофрированные трубы из полиэтилена предназначены для подземной прокладки безнапорных трубопроводов систем канализации и дренажа. К безнапорному подземному трубопроводу предъявляют несколько иные требования, чем к напорному. Подземный трубопровод нагружен окружающим его грунтом. Грунт создает собственную нагрузку и передает нагрузки с поверхности, например, от движущегося или стоящего над ним транспорта. Действие вертикальной нагрузки приводит к прогибу пластмассовой трубы. Поэтому труба наряду с герметичностью должна обладать определенным уровнем поперечной устойчивости (кольцевой жесткостью), чтобы ее прогиб не превысил установленные пределы.
Главным фактором повышения кольцевой жесткости гладкостенной (напорной) трубы является увеличение толщины ее стенки (или применение материала с большим модулем упругости).
Для безнапорных труб большая толщина стенки не нужна. Поэтому этот вопрос решается применением специальной геометрии стенки. В частности, используют пустотелые профили, обеспечивая необходимый уровень кольцевой жесткости за счет подбора высоты профиля, при этом существенно снижая материалоемкость изделия по сравнению с монолитной стенкой напорной трубы.
Технологический процесс производства двухслойных гофрированных труб заключается в экструдировании двумя экструдерами двух трубных заготовок, формования из одной из них гофрированной внешней оболочки, к внутренней поверхности которой подваривается внутренний гладкий слой. При этом внешняя конфигурация трубы оформляется в движущихся, сомкнутых полуформах гофратора, а внутренняя поверхность - охлаждаемым дорном, установленным непосредственно за экструзионной головкой. Приваривание внутреннего слоя происходит частичным сжатием слоев в зазоре между полуформами гофратора и охлаждаемым дорном. Гофрированная оболочка охлаждается от поверхности полуформ, внутренний слой от поверхности дорна - калибратора. Окончательное охлаждение происходит в оросительной ванне.
Такая конструкция профиля позволяет при достаточно не большой толщине трубы обеспечивать ей требуемую жесткость.
С 1Ь 6 X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 4 (109)
Применение такого профиля обеспечивает экономию материала более 60%. Для сравнения, вес 1 м трубы диаметром 400 мм равен 8,5 кг , тогда как труба с монолитной стенкой диаметром 400 мм эквивалентная по жесткости имеет вес около 25 кг.
По рассмотренной технологии рекомендуется получать трубы диаметром от 110 до 1200 мм.
Трубы большого диаметра могут быть получены технологией спиральной обмотки. Основные достоинства такого метода: высокая производительность, простота операций и многообразие применения продукции. Такие трубы получают диаметром от 300 до 4000 мм, что намного больше, чем трубы гофрированные, поскольку конструкция профиля гофры большого диаметра не выдержит нагрузки грунта. Метод спиральной обмотки использует полипропиленовый или полиэтиленовый шланг в качестве ребра жесткости.
Особенности технологического процесса состоят в следующем.
Дополнительным оборудованием является металлический барабан, на который осуществляется намотка выходящих из экструзионных головок профилей.
Полимер (полиэтилен или полипропилен) расплавляется в двух экс-трудерах: главном (в основном материал черного цвета, чтобы обеспечить требуемую устойчивость трубы к ультрафиолетовому излучению) и со-экструдере (преимущественно материал желтого цвета, для обеспечения необходимо светлой, легкой для межэксплуатационных осмотров внутренней поверхности труб). В головке происходит разделение пластицированного материала, поступающего из главного экструдера, на два потока. Соотношение выхода материала в головках может регулироваться с помощью компьютера. В первой головке часть черного материала из главного экструдера смешивается с желтым материалом со-экструдера, результатом чего является двухцветная лента - основа внутреннего покрытия трубы. Во второй головке происходит обволакивание опорного шланга черным материалом и образуется круглый профиль. Черно-желтая основа и опорный шланг в оболочке черного материала связываются между собой на вращающемся барабане в непосредственном процессе производства трубы. Для последующей стыковке участков трудопровода формируется гладкие участки в начале и конце трубного профиля, что обеспечивается закрытием форсунки кругло-щелевой головки.
Основная часть пластиковых труб находит применение в сфере транспортировки ливневых, канализационных и сточных вод.
Гофрированные двухслойные трубы предназначены для подземной прокладки на глубине до 15 м. При этом минимальная глубина заложения должна составлять не менее 1 м. Важен правильный подбор материала для засыпки траншеи: его гранулометрический состав должен быть таким, чтобы размер частиц засыпного материала не превосходил ширину впадины между гофрами профиля. Необходимо также стремится тщательно и послойно уплотнять грунт. Высокая степень его уплотнения обеспечивает ус-
9
С 11 6 X Uz в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 4 (109)
тойчивость труб к нагрузкам. Трубы, сделанные методом спиральной обмотки, имеют гладкую внутреннюю поверхность и профилированную стенку. Основное назначение - так же строительство сточных, канализационных, ливневых трубопроводов и промышленных систем коллекторов, шахт, колодцев и резервуаров.
Основные рекомендуемые сферы применения:
- системы водоотведения, канализации и индустриальные трубопроводы;
- резервуары, баки, танки, контейнеры;
- воздуховоды и вентиляционные системы.
Библиографические ссылки
1. Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод/ Ю.В. Воронов, C.B. Яковлев /МГСУ; М.: Изд-во АСВ, 2006.
2. Конструкции безнапорных трубопроводов хозяйственно-бытовой и дождевой канализации с применением труб из полиэтилена с двухслойной профилированной стенкой «КОРСИС». Материалы для проектирования. М.: Комитет по архитектуре и градостроительству г. Москвы, ГУЛ «Мосинж-проект», 2006.
3. Технические рекомендации на проектирование и строительство подземных сетей водоотведения из безнапорных полиэтиленовых труб с двухслойной стенкой TP 170-05/ ГУЛ «НИИМОССТРОЙ»; М.: ГУЛ «НИИМОССТРОЙ», 2005.
4. Европейский стандарт EN 13476-1 «Система пластмассовых трубопроводов для подземной прокладки безнапорной канализации и дренажа - Система двухслойных гофрированных труб из непластифицированного поливи-нилхлорида, полипропилена и полиэтилена».
УДК 678.5.067.5
Т.К. Лазарева, С.Н. Ермаков, Т.П. Кравченко, В.А. Костягина Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева Москва, Россия
ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ ТЕРМОПЛАСТОВ
The scientific and technical problems arising in elaboration and synthesizing of thermoplastics are discussed.
В статье рассматриваются научно-технические проблемы, возникающие при разработке и получении смесей термопластов.
Всё большее применение в различных отраслях народного хозяйства находят термопластичные полимеры, поскольку изготовление деталей из них осуществляется прогрессивными технологическими способами - экструзией, литьём под давлением.
