Оборудование намотки стеклопластиковых труб
30 января 2020
Предлагается к поставке технологичное оборудование намотки стеклопластиковых труб. Готовая продукция: легкие и прочные стеклопластиковые трубы, используемые в качестве резервуаров для транспортировки жидкостей или как конструктивный элемент в строительстве.
Состав оборудования для намотки стеклопластиковых труб
Состав линии зависит от назначения готовых изделий, размеров труб планируемых к выпуску, диаметров и общей длины стеклопластиковых изделий.
Намоточная машина производства стеклопластиковых труб
Мощность:15 кВт.
Машина производства футеровки
Мощность:12 кВт.
Система смешивания и подачи смолы
Мощность:12 кВт.
Комплект оправок
В зависимости от состава
Технические параметры оборудования намотки стеклопластиковых труб
Максимальные габариты труб: Диаметр х длина: 3200мм х 13000мм;
Точность расположения ровингов: ±0,5мм;
Угол намотки: 45º; 90º;
Скорость намотки: не менее 100 м/мин.;
Способ намотки: спиральная (перекрестная), кольцевая (радиальная);
Форма управления оборудованием: ручное, полуавтомат, автомат;
Привод тележки: зубчато-реечная передача;
Место начала намотки: с любого конца трубы;
Смена способа намотки: прямой переход из однослойной кольцевой намотки на спиральную намотку.
О стеклопластике, стекловолокне и волосах Пеле
Стеклопластик - один из самых доступных и недорогих композиционных материалов.
Стеклопластик или по-другому - композитный материал, состоящий из двух основ - стекловолокна и полимерного связующего. Качества и свойства этих составляющих определяют технические характеристики (пластичность, термостойкость, ударопрочность и т.д.) материала.
Первый компонент стеклопластика – стекловолокно, которое бывает двух видов: естественного и синтетического происхождения.
Природное стекловолокно встречается в местах, где происходили извержения вулканов. Волосы Пеле, так называют застывшую базальтовую лаву. Она на самом деле напоминает шевелюру гавайской богини вулканов. Дело в том, что во время извержения вулканов, лава поднимается высоко в воздух, при этом ветер как бы вытягивает капли лавы в тончайшие нити. Причем, длина «волос» иногда достигает двух метров.
Синтетическое же стекловолокно – это стеклонить, которая формируется из стекла методом экструзии. Оказывается, в виде нити стекло обнаруживает нетипичные свойства. Оно не бьётся и не ломается, становится гибким, легко гнётся.
В итоге, стеклонити могут быть представлены в любых текстильных формах – это шпагаты, шнуры, канаты, жгуты, а также ткани, сетки, ленты, вуали, полотна и т.д.
Второй компонент стеклопластика - полимерное связующее (термостойкие и термопластичные полиэфирные смолы). Полимеры обладают важными свойствами в изготовлении стеклопластика:
низкая токсичность;
надежная сцепка с волокнами стекла;
химическая инертность.
Пройдя проверку временем, выдержав жесткие условия агрессивной окружающей среды, стеклопластик по праву является одним из самых надежных современных материалов. В прошлом столетии он был разработан специалистами космической промышленности. Но наибольшую популярность и доступность стеклопластик приобрел лишь в начале нулевых. Изначально применение стеклопластика было весьма ограниченно и касалось в основном, космической, оборонной, электротехнической и машиностроительной промышленности. При этом материал отлично продемонстрировал свои преимущества, а производители изобрели способ экономически выгодного изготовления стеклопластика.
Намотка стеклопластика
Стеклопластиковые изделия успешно используются во всем мире. Всем известны неоспоримые преимущества труб из композитных материалов. Качество и технические характеристики труб из стеклопластика зависят от метода производства. Трубы из композитов изготавливаются различными способами:
Намотка стеклопластика;
Центробежное формование;
Пултрузия;
Экструзия.
Разберем подробнее метод намотки стеклопластика.
Метод намотки в изготовлении стеклопластиковых труб довольно прост, но высоко производителен. Он заключается в формировании стеклопластикового изделия путем непрерывной намотки стеклонити, пропитанной полимерным связующим на формообразующую поверхность (оправку круглого сечения). Этот метод завоевал большую популярность в производстве труб из стеклопластика.
Процесс намотки стеклопластика трубы выглядит так. Стеклонити подаются на вращающуюся металлическую оправку под определенным углом. Они, стеклонити и будут являться армирующим элементом для будущего изделия. Предварительно стекловолокно пропитывается полимерной смолой. После того, как стеклопластиковое изделие затвердеет, его снимают с оправки и подвергают заключительной обработке – шлифуют торцы, обрабатывают фаски.
Способы намотки стеклопластика отличаются и имеют свои нюансы.
Спирально-кольцевая намотка стеклоровинга
При спирально-кольцевой намотке, укладчик стекловолокна совершает возвратно-поступательные движения. Оборудование для намотки стеклопластиковых труб оснащено укладчиком, который выглядит как кольцо с расположенными по окружности фильерами. Наматывая стекловолокно вдоль оси вращающейся оправки, укладчик создает покрытие из непрерывных по всей длине волокон. Регулируя скорость вращения оправки и поступательного движения укладчика, можно изменять угол укладки стекловолокна. В месте реверсивного движения укладчика, на концах трубы, угол укладки стекловолокна уменьшают таким образом, чтобы они удерживались на поверхности оправки силами трения. При этом стеклонити сохраняют натяжение, приданное им укладчиком и после отверждения, стеклопластиковая труба становится прочной, что улучшает ее физико-механические свойства.
Спирально-кольцевая намотка распространена при изготовлении насосно-компрессорных, конструкционных труб и т.д.
Спирально-ленточная намотка стекловолокна
Спирально-ленточная намотка стекловолокна не сильно отличается от спирально-кольцевой. Различие лишь в том, что укладчик формирует узкую ленту, состоящую из нескольких десятков стекловолокон. Сплошной слой стеклопластика обеспечивается многократными проходами укладчика. Такая технология проще спирально-кольцевой и позволяет формировать трубы больших диаметров.
При производстве труб общего назначения низких и средних давлений спирально-ленточная намотка имеет широкое распространение.
Продольно-поперечная намотка стеклонити
В случае продольно-поперечной намотки нити стеклоровинга, в продольном и поперечном направлениях укладываются независимо друг от друга. В реверсивном движении укладчика при работе на на оборудовании намотки стеклопластиковых труб нет необходимости. Такой способ подходит для непрерывной намотки. Продольно-поперечная намотка широко применяется в поточном производстве стеклопластиковых труб небольших диаметров.
Косослойная продольно-поперечная намотка
Укладчиком при косослойной продольно-поперечной намотке формируется стеклолента, состоящая из пропитанных смолой стекловолокон, наматываемых под небольшим углом на поверхность оправки, которая предварительно обматывается непропитанными стекловолокнами. Стеклолента наматывается на оправку с нахлестом на предыдущий виток. После укладки на оправку, слои стеклоленты прикатываются роликами, наружная поверхность которых имеет винтовые линии. Прикатка роликами позволяет сделать слой стеклопластика более прочным. В результате этого способа намотки, укладка стеклоровинга получается более плотной, а слой связующего имеет минимальную толщину, что благоприятно влияет на прочность стеклопластика, а также снижает его горючесть.
Оправки для намотки стеклопластика
Оправки являются частью оборудования намотки стеклопластиковых труб. Оправка состоит из жесткого вращающегося на опорах сердечника. Вращение происходит от привода. На поверхности сердечника закреплена эластичная оболочка, которая выполнена из пластика или армированной резины. Оболочка крепится по торцам непосредственно к поверхности сердечника. Между поверхностью оправки для намотки стеклопластика и оболочкой, в месте установки гибких связей образуется пневмокамера, соединенная трубопроводом через устройство управления. К оболочке прикрепляются съемные кольцевые элементы. От давления в кольцевой пневмокамере оболочка раздувается, при этом гибкие связи ограничивают раздув оболочки, делая стабильным ее диаметр. На оболочку наматывается стекловолокно, пропитанное связующим веществом. После отверждения труба снимается с оправки для намотки стеклопластика.
Оправки разных диаметров поставляются в комплекте оборудования намотки стеклопластиковых труб.
Намотка стеклопластиковой трубы
Львиная доля композитных труб производится путем непрерывной намотки стекловолокна на оправку. Метод намотки стеклопластика является одним из самых популярных способов изготовления трубных изделий из композитов. Намотка создает ориентированную структуру стеклопластиковых труб, учитывая форму изделия и особенности их эксплуатации.
Суть метода заключается в намотке стеклонити, пропитанной связующим веществом (полиэфирной или эпоксидной смолой), на вращающуюся оправку. Современное оборудование намотки стеклопластиковых труб позволяет полностью автоматизировать технологический процесс намотки стекловолокна и сделать его непрерывным.
Стеклопластиковые трубы, полученные методом намотки, обладают гладкой внутренней поверхностью и высокими характеристиками прочности, могут быть одно-, двух- и трехслойные.
Однослойные стеклопластиковые трубы
изготавливаются без футеровочного покрытия, за счет чего стоимость этих изделий сравнительно невысокая. Однако, такие трубы невозможно использовать в районах с суровыми климатическими условиями.
Двухслойные стеклопластиковые трубы
Имеют в своем составе 2 слоя: конструкционный и защитный. Полиэтилен высокого давления (ПВД) – это защитное покрытие, толщиной от 1 до 3 мм. Слой ПВД обеспечивает высокую химическую стойкость трубы и сохраняет ее герметичность. Конструкционный материал укладывается поверх защитного покрытия, после чего стеклопластиковое изделие проходит термообработку, при этом оба слоя сшиваются между собой.
Трехслойные стеклопластиковые трубы
Состоят из внешнего полимерного слоя, толщиной 1-3 мм, обеспечивающего повышение механического и химического сопротивления.
Следующий структурный слой – это особая конструкционная прослойка, которая отвечает за прочность изделия.
И, наконец, лайнер - внутренняя оболочка из стеклопластика, толщиной от 3 до 6 мм.
Внутренний слой необходим для гладкости, герметичности и сглаживаний циклических колебаний внутреннего давления.
Стеклопластиковые трубы, изготавливаемые методом намотки, обладают неоспоримыми преимуществами. Среди которых следует отметить:
Высокую прочность;
Стойкость к коррозии;
Небольшой вес;
Долговечность (срок эксплуатации до 50 лет);
Надежность, возможность эксплуатации в температурном диапазоне от -40°С до +50°С.
Невысокие затраты на установку и последующее обслуживание. Фланцевое или муфтовое соединение стеклопластиковых труб исключает затраты на сварочные работы при монтаже;
Отличную ремонтопригодность,
Отсутствие влагопоглощения позволяет отказаться от применения гидроизолирующих материалов.
Станок намотки труб
Как правило оборудование намотки стеклопластиковых труб изготавливается под заказ. В состав технологической линии производства стеклопластиковых труб входят: стеллаж для стеклоровингов с системой управления натяжением нити, намоточная тележка с жёлобом для пропитывания нитей стекловолокна, собственно намоточная машина, комплект оправок, система управления линией намотки.
При намотке стеклопластиковых труб управление натяжением стеклоровинга играет важную роль.
Станок намотки труб выпускает изделия диаметром от 300 до 3600 мм и длиной до 12 000 мм. Угол намотки стеклонити составляет от 45 до 90°
Скорость намотки стекловолокна составляет до 130 м/мин. Станок намотки труб предлагает спиральную и перекрестную намотку. Регулируется работа станка намотки труб ручным, полуавтоматическим и автоматическим способом.
Оборудование намотки стеклопластиковых труб оснащено кодировщиком и системой частотного регулирования, являющиеся оригинальными продуктами немецкой компании Siemens, мощность электродвигателя главного вала 11 кВт. Намоточная тележка оборудована шкафом управления, который регулирует процесс намотки.
Управление намоткой композитных труб
Намоточная машина, входящая в состав оборудования намотки стеклопластиковых труб, оснащена системой программного контроллера и электроуправления.
Перед началом работы намоточной машины нужно убедиться, что каретка находится в нужном месте. В программном управлении намоткой композитных труб производится обнуление координат. Также необходимо учитывать режим постоянной скорости. Обязательно произвести настройку длины и диаметра заготовки. Указать количество слоев перекрестной намотки и количество оборотов при одном проходе перекрестной намотки. Обозначить сдвиг ровинга при перекрестной намотке в миллиметрах. Отметить в программном управлении намоткой композитных труб количество циклов перекрестной намотки. Учесть сдвиг в градусах для следующего слоя ровинга при перекрестной намотке. Указать количество циклов перекрестной намотки, скорость вращения об/мин и скорость подачи стеклоровинга.