способ изготовления изделия трубчатой формы и изделие трубчатой формы в виде оболочки сооружения или конструкции

Формула изобретения

1. Способ изготовления изделия трубчатой формы, при котором на оправку, предпочтительно металлическую, укладывают защитные слои, предпочтительно фторопластовую пленку, затем - с натяжением эластичную техническую, предпочтительно капроновую, ткань и фторлоновую ткань, на которую наносят без разогрева резиновую смесь, например, на основе этиленпропиленового каучука, обжимая ее с натяжением 5-45 кг и с выдержкой не менее 15 мин многослойной технологической рубашкой в виде тканной ленты и нанесенной поверх нее однонаправленной стеклоленты, например, шириной не менее 5 мм, резиновую смесь вулканизируют в поверхностном слое при температуре 90-160°С в течение не менее 50 мин до поверхностной твердости не менее 50 условных единиц по Шору, после чего технологическую рубашку в виде тканной ленты и стеклоленты удаляют и наносят на ее поверхность полимерсодержащую связующую композицию с образованием газопоглощающего и/или газоизолирующего слоя, на который послойно, предпочтительно 8-100 слоями, наматывают конструкционный, преимущественно волокнистый или волокносодержащий, материал в виде стекло-, и/или угле-, и/или органопластика, после чего изделие снимают с оправки.

2. Способ изготовления изделия трубчатой формы по п.1, в котором в качестве полимерсодержащей связующей композиции используют обеспечивающую адгезию к слою наматываемого материала бетонную смесь с полимерными добавками или полимербетонную смесь, которые содержат ускоряющие их твердение добавки, а экзотермию бетонной или полимербетонной смеси используют при термообработке изделия.

3. Способ изготовления изделия трубчатой формы по п.1, в котором в качестве полимерсодержащей связующей композиции используют обеспечивающий адгезию к слою наматываемого материала клей 51-К-45 или 51-К-45М.

4. Изделие трубчатой формы, изготовленное способом по любому из пп.1-3, предпочтительно, в виде оболочки сооружения или конструкции, содержащее внутренний слой из резины или резиноподобного материала, преимущественно каучука этиленпропиленового и, предпочтительно, 8-100 слоев, образованных навивкой на оправку конструкционного, преимущественно волокнистого или волокносодержащего, материала в виде стекло-, и/или угле-, и/или органопластика, соединенных полимерсодержащим связующим, при этом между внутренним слоем и, по крайней мере, первым слоем конструкционного материала полимерсодержащим связующим образован барьерный газопоглощающий и/или газоизолирующий слой для защиты конструкционного материала в процессе термообработки и твердения изделия.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к области изделий трубчатой формы различного назначения - оболочки сооружений, корпуса конструкций в том числе и строительных, емкости для различных, например жидких, сред, трубы большого диаметра, при изготовлении которых используют в качестве армирующего элемента стеклоткань и связующее вещество.

Известно изделие трубчатой формы, образованное слоями стекловолокна, определенным образом уложенного и связанного между собой связующим, получаемое при намотке на оправку слоями поперечных, прижимных, продольных и уплотняющих нитей стекловолокна, которые пропитывают связующим при вращении оправки (авторское свидетельство СССР №133383, В 28 В 21/48, 1960 г.).

Из известных наиболее близким по конструкции является изделие трубчатой формы, например, в виде трубы, используемой в различных областях народного хозяйства, преимущественно в строительстве, и выполненной в виде четырехслойной конструкции, содержащей в качестве наполнителя до 53% минерального наполнителя - песка с максимальным размером зерен до 0,63 мм и 22% ровинга из стеклянных нитей марки РБН (ГОСТ 17139-79) и 25% связующего (авторское свидетельство СССР №1549773, С1, 1990 г.).

Известен способ изготовления изделий трубчатой формы, при котором его образуют слоями стекловолокна, уложенного с образованием полотна, связанного между слоями связующим, при этом изделие получают при намотке на оправку слоями поперечных, прижимных, продольных и уплотняющих нитей стекловолокна, а пропитку связующим производят при вращении оправки (RU №232069, В 28 В 21/48, 1963 г.).

Из известных наиболее близким по достигаемому результату является способ изготовления изделий трубчатой формы, при котором трубу выполняют в виде четырехслойной конструкции намоткой четырех слоев, при этом она содержит в качестве минерального наполнителя (до 53%) песок с максимальным размером зерен до 0,63 мм, а также 22% ровинга из стеклянных нитей марки РБН (ГОСТ 17139-79) и 25% связующего (авторское свидетельство СССР №1549773, С1, 1990 г.).

Известные конструкции, получаемые с помощью описанной выше технологии, не обеспечивают при больших диаметрах оболочки достаточной надежности и долговечности трубчатых изделий, особенно при использовании при выполнении конструкции многослойной с различными по составу слоев материалами. Взаимодействие материалов различных слоев может привести к образованию их отслоения, к вспучиванию, образованию разрывов на поверхности или внутри конструкции, что резко снижает ее надежность и долговечность и не позволяет применить ее для выполнения восокоответственных конструкций большого (2,0-3,5 м) диаметра.

Задачей настоящих изобретений является повышение надежности и долговечности изделия трубчатой формы, имеющего диаметр более 2,0 м, обеспечение возможности ее использования для высокоответственных конструкций путем исключения возможности химического взаимодействия материалов слоев с образованием отслоения, вспучивания или разрыва образующего ее материала.

Достигается это тем, что:

- В способе изготовления изделия трубчатой формы на оправку, предпочтительно металлическую, укладывают защитные слои, предпочтительно фторопластовую пленку, затем - с натяжением эластичную техническую, предпочтительно капроновую, ткань и фторлоновую ткань, на которую наносят без разогрева резиновую смесь, например, на основе этилен-пропиленового каучука, обжимая ее с натяжением 5-45 кг и с выдержкой не менее 15 мин многослойной технологической рубашкой в виде тканной ленты и нанесенной поверх нее одноноправленной стеклоленты, например шириной не менее 5 мм, резиновую смесь вулканизируют в поверхностном слое при температуре 90-160°С в течение не менее 50 мин до поверхностной твердости не менее 50 условных единиц по Шору, после чего технологическую рубашку в виде тканной ленты и стеклоленты удаляют и наносят на ее поверхность полимерсодержащую связующую композицию с образованием газопоглощающего и/или газоизолирующего слоя, на который послойно, предпочтительно 8-100 слоями, наматывают конструкционный, преимущественно волокнистый или волокносодержащий, материал в виде стекло-, и/или угле-, и/или органопластика, после чего изделие снимают с оправки. При этом в качестве полимерсодержащей связующей композиции используют обеспечивающую адгезию к слою наматываемого материала бетонную смесь с полимерными добавками или полимербетонную смесь, которые содержат ускоряющие их твердение добавки, а экзотермию бетонной или полимербетонной смеси используют при термообработке изделия или, предпочтительно, в качестве полимерсодержащей связующей композиции используют обеспечивающий адгезию к слою наматываемого материала клей 51-К-45 или 51-К-45М.

- Изделие трубчатой формы изготовлено описанным выше способом, имеет форму цилиндрической или цилиндрической с коническими участками оболочки сооружения или конструкции и содержит внутренний слой из резины или резиноподобного материала, преимущественно, каучука этиленпропиленового, и, предпочтительно, 8-100 слоев, образованных навивкой на оправку конструкционного, преимущественно волокнистого или волокносодержащего, материала в виде стекло-, и/или угле-, и/или органопластика, соединенных полимерсодержащим связующим, при этом между внутренним слоем и, по крайней мере, первым слоем конструкционного материала полимерсодержащим связующим образован барьерный газопоглощающий и/или газоизолирующий слой для защиты конструкционного материала в процессе термообработки и твердения изделия.

Изобретения поясняются чертежом, где представлен местный разрез цилиндрической части оболочки конструкции.

Изделие трубчатой формы имеет форму цилиндрической или цилиндрической с коническими участками оболочки диаметром 2,0-3,5 м сооружения или конструкции. Изделие содержит внутренний слой 1 из резины (51-2185 ТУ 6-02-5-009-92) с подвулканизированным поверхностным слоем. Внутренний слой 1 может быть выполнен из резиноподобного материала, например этиленпропиленового каучука (СКЭПТ, СКЭП, БК). На внутренний слой нанесено полимерсодержащее связующее 2 в виде клея 51-К-45 или 51-К-45М (ТУ 38 1051955-90) или полимербетонной смеси, содержащей, например, 25-30% полиэфирного связующего с ускорителем полимеризации в виде нефтената кобальта, 2-5% перекиси метилэтилкетона, остальное - мелкозернистый минеральный наполнитель, например, в виде песка. Полимерсодержащее связующее образует барьерный газопоглощающий и/или газоизолирующий слой, поверх которого нанесено 8-100 слоев, образованных навивкой конструкционного, преимущественно волокнистого или волокносодержащего, материала 3 в виде стекло-, и/или угле-, и/или органопластика, соединенных полимерсодержащим связующим в виде клея 51-К-45 или 51-К-45М. Барьерный слой предназначен для защиты конструкционного материала в процессе термообработки и твердения изделия.

Изделие трубчатой формы изготавливают следующим образом. На оправку, предпочтительно металлическую, укладывают защитные слои, в качестве которых используют фторопластовую пленку ГОСТ 24222-80, затем - с натяжением и без образования складок эластичную техническую капроновую ткань ТУ 17-04-08/2-458-94 и фторлоновую ткань ОСТ 17-90-84 с нахлестом витков 25-30 мм, на которую наносят толщиной 0,6-0,8 мм по винтовой линии с нахлестом полотен резины 25-30 мм без разогрева резиновую смесь ТУ 51-2185, например, на основе этилен-пропиленового каучука, обжимая ее с натяжением 5-45 кг и с выдержкой не менее 15 мин. Обжимание уложенной резины производят многослойной технологической рубашкой, образованной слоями тканной ленты и нанесенной поверх нее одноноправленной стеклоленты (ТУ 6-48-119-94), например, шириной не менее 5 мм, резиновую смесь вулканизируют, по крайней мере, в поверхностном слое при температуре 90-160°С в течение не менее 50 мин до поверхностной твердости не менее 50 условных единиц по Шору, после чего технологическую рубашку в виде тканной ленты и стеклоленты удаляют. На поверхность резины наносят полимерсодержащую связующую композицию, например, клей 51-К-45 или 51-К-45М (ТУ 38 1051955-90) с образованием газопоглощающего и/или газоизолирующего слоя. На слой клея послойно, предпочтительно 8-100 слоями, наматывают конструкционный, преимущественно волокнистый или волокносодержащий, материал в виде стекло-, и/или угле-, и/или органопластика (ТУ 10-1260 или ТУ 6-48-70-91). Затем изделие снимают с оправки. При этом, в качестве полимерсодержащей связующей композиции возможно использование обеспечивающей адгезию к слою наматываемого материала бетонную смесь с полимерными добавками или полимербетонную смесь, которые содержат ускоряющие их твердение добавки, а экзотермию бетонной или полимербетонной смеси используют при термообработке изделия или, предпочтительно, в качестве полимерсодержащей связующей композиции используют обеспечивающий адгезию к слою наматываемого материала клей 51-К-45 или 51-К-45М.