כיצד לבחור צינורות פיברגלס: פרטי ייצור וסקירה של יצרנים מובילים
הודות לשילוב של המאפיינים החיוביים של זכוכית ופולימרים, לצינורות פיברגלס יש סיכויי יישום כמעט בלתי מוגבלים - מסידור תעלות אוורור ועד הנחת מסלולים פטרוכימיים.
במאמר זה נשקול את המאפיינים העיקריים של צינורות פיברגלס, סימונים, טכנולוגיות ייצור של חומרים מרוכבים פולימריים והרכבים של רכיבי קשירה הקובעים את היקף הפעולה של המרוכב.
כמו כן, נציג קריטריונים חשובים לבחירה, תוך שימת לב ליצרנים הטובים ביותר, כי תפקיד חשוב באיכות המוצר משחק על ידי היכולות הטכניות והמוניטין של היצרן.
תוכן המאמר:
מאפיינים כלליים של פיברגלס
פיברגלס הוא חומר פלסטי המכיל רכיבי פיברגלס וחומר מילוי מקשר (פולימרים תרמופלסטיים ותרמוסטיים). יחד עם הצפיפות הנמוכה יחסית שלהם, למוצרי פיברגלס יש תכונות חוזק טובות.
במהלך 30-40 השנים האחרונות נעשה שימוש נרחב בפיברגלס לייצור צינורות למטרות שונות.
הכבישים המהירים משלבים את איכויות הזכוכית והפולימרים:
- קל. המשקל הממוצע של פיברגלס הוא 1.1 גרם לסמ"ק. לשם השוואה, אותו פרמטר עבור פלדה ונחושת הוא הרבה יותר גבוה - 7.8 ו-8.9, בהתאמה. בשל קלילותו, מקלים על עבודת ההתקנה והובלת החומר.
- עמידות בפני קורוזיה. למרכיבי המרוכב יש תגובתיות נמוכה ולכן אינם נתונים לקורוזיה אלקטרוכימית ופירוק חיידקים. איכות זו היא טיעון מכריע לטובת פיברגלס עבור רשתות שירות תת קרקעיות.
- תכונות מכניות גבוהות. חוזק המתיחה המוחלט של המרוכב נחות מזה של פלדה, אך פרמטר החוזק הספציפי עדיף באופן משמעותי על פולימרים תרמופלסטיים (PVC, HDPE).
- עמידות לתנאי מזג האויר. טווח טמפרטורות גבול (-60 מעלות צלזיוס..+80 מעלות צלזיוס), טיפול בצינורות עם שכבת הגנה של ג'לקואט מבטיח חסינות לקרני UV. בנוסף, החומר עמיד בפני רוח (מגבלה – 300 קמ"ש). חלק מהיצרנים טוענים כי אביזרי הצינור שלהם עמידים סיסמית.
- חסינות לאש. זכוכית לא דליקה היא המרכיב העיקרי של פיברגלס, ולכן החומר קשה להצתה. בעת שריפה, הגז הרעיל דיוקסין אינו משתחרר.
לפיברגלס מוליכות תרמית נמוכה, מה שמסביר את איכויות הבידוד התרמי שלו.
כאשר הדפנות הפנימיות נשחקות, הסיבים נחשפים ומתפרקים - חלקיקים יכולים להיכנס למדיום המועבר.
טכנולוגיות לייצור צינורות פיברגלס
המאפיינים הפיזיים והמכניים של המוצר המוגמר תלויים בטכניקת הייצור. חיזוק קומפוזיט מיוצר בארבע שיטות שונות: אקסטרוזיה, פולטרוזיה, יציקה צנטריפוגלית וסליל.
טכנולוגיה מס' 1 - אקסטרוזיה
שחול הוא תהליך טכנולוגי המבוסס על כבישה מתמשכת של חומר משחתי או צמיג מאוד באמצעות כלי יצירה. השרף מעורבב עם פיברגלס כתוש ומקשה פלסטיק, ולאחר מכן מוזן לתוך המכבש.
קו אקסטרוזיה בעל ביצועים גבוהים מאפשר להשיג מוצרים מרוכבים ללא מסגרת במחיר נמוך, אך הביקוש אליו מוגבל עקב תכונות מכניות נמוכות. הבסיס של מטריצת הפולימר הוא פוליפרופילן ופוליאתילן.
טכנולוגיה מס' 2 - פולטרוזציה
Pultrusion היא טכנולוגיה לייצור אלמנטים מרוכבים ארוכים בקוטר קטן עם חתך קבוע. עוברים דרך תבנית יצירה מחוממת (+140 מעלות צלזיוס), חלקים העשויים מחומר פיברגלס ספוג בשרף תרמו-מגמר "נשלפים החוצה".
בניגוד לתהליך האקסטרוסיבי, שבו ההשפעה הקובעת היא לחץ, ביחידה פולטרוסיבית תפקיד זה ממלאת פעולת המשיכה.
תהליך טכנולוגי:
- חוטי סיבים מסלילים מוזנים לאמבט פולימר, שם הם ספוג שרפים תרמופלסטיים.
- הסיבים המטופלים עוברים דרך יחידת פרפורמינג - החוטים מיושרים ומקבלים את הצורה הרצויה.
- הפולימר הלא מוקשה נכנס לתבנית. באמצעות מספר תנורי חימום, נוצר המצב האופטימלי לפילמור ונבחר מהירות הציור.
המוצר הנרפא נמשך על ידי מכונת ציור ומנוסר למקטעים.
מאפיינים ייחודיים של טכנולוגיית הפולטרוזיה:
- פולימרים שניתן לעבד - אפוקסי, שרפי פוליאסטר, וינילים;
- מהירות ציור - השימוש בפולימרים חדשניים עם אופטימיזציה של "פולטרוזציה" מאפשר להאיץ את הפריחה ל-4-6 מ'/דקה. (סטנדרטי - 2-3 מ' לדקה);
- הרצה באזור העבודה: מינימום – 3.05*1 מ' (כוח משיכה עד 5.5 ט'), מקסימום – 1.27*3.05 מ' (כוח משיכה – 18 ט').
הפלט הוא צינור עם קירות חיצוניים ופנימיים חלקים לחלוטין, מאפייני חוזק ברמה גבוהה.
חסרונות השיטה נוגעים לא לאיכות המוצר הראשוני, אלא לטכנולוגיה עצמה.טיעונים נגד: עלות גבוהה ומשך תהליך הייצור, חוסר אפשרות לייצר צינורות בקוטר גדול המיועדים לעומסים משמעותיים.
טכנולוגיה מס' 3 - יציקה צנטריפוגלית
חברה שוויצרית חובאס פיתח ורשם פטנט על טכניקת היווצרות הצנטריפוגלי. במקרה זה, הייצור מתבצע מהדופן החיצונית של הצינור לדופן הפנימית באמצעות תבנית מסתובבת. הצינור מכיל: חוטי זכוכית כתוש, חול ושרף פוליאסטר.
חומרי גלם מוזנים לתוך מטריצה מסתובבת - מבנה המשטח החיצוני של הצינור נוצר. במהלך הייצור מערבבים רכיבים מוצקים, חומר מילוי וסיבי זכוכית לתוך השרף הנוזלי - בהשפעת זרז, פילמור מתרחש מהר יותר.
יתרונות נוספים:
- דיוק גבוה של מידות המוצר הראשוני (החתך הפנימי של התבנית המסתובבת מתאים לקוטר החיצוני של המוצר המוגמר);
- היכולת ליצוק קיר בכל עובי;
- קשיחות טבעת גבוהה של הפולימר המרוכב;
- קבלת משטח חלק מבחוץ ובפנים אביזרי צנרת.
החיסרון בייצור צנטריפוגלי של צינורות פיברגלס הוא עוצמת האנרגיה והעלות הגבוהה של המוצר הסופי.
טכנולוגיה מס' 4 - סלילה מתקדמת
הטכניקה הפופולרית ביותר היא סלילה מתמשכת. הצינור נוצר על ידי החלפת המדרל עם פיברגלס ופולימרים עם תהליכי קירור. לשיטת הייצור מספר תתי סוגים.
טכנולוגיית טבעת ספירלה
מערם הסיבים הוא טבעת מיוחדת, שסביב לה יש קוביות עם חוטים.
אלמנט העבודה נע ברציפות לאורך ציר המסגרת הנעה ומפיץ את הסיבים לאורך הקווים הסליליים.
יתרונות עיקריים של השיטה:
- חוזק אחיד על פני כל פני הכביש המהיר;
- סובלנות מצוינת לעומסי מתיחה - סדקים אינם נכללים;
- יצירת מוצרים בקטרים וחתכים משתנים עם תצורות מורכבות.
טכניקה זו מאפשרת להשיג צינורות בעלי חוזק גבוה המיועדים לפעולה בלחץ גבוה (רשתות הנדסת משאבות ומדחסים).
סליל סרט ספירלה
הטכניקה דומה לקודמתה, ההבדל הוא שהמערם מזין סרט צר של סיבים. שכבת חיזוק צפופה מושגת על ידי הגדלת מספר המעברים.
הייצור כרוך בציוד זול יותר משיטת הטבעת הספירלית, אך לליפוף "קלטת" יש כמה חסרונות משמעותיים:
- ביצועים מוגבלים;
- הנחת סיבים רופפת מפחיתה את חוזק הצינור.
שיטת הספירלה-טייפ רלוונטית לייצור אביזרי צנרת בלחץ נמוך ומתון.
שיטת אורך-רוחב
מתבצעת סלילה מתמשכת - הערם מניח בו זמנית סיבים אורכיים ורוחביים. אין תנועה הפוכה.
מאפייני השיטה:
- משמש בעיקר בעת יצירת צינורות בחתך של עד 75 מ"מ;
- קיימת אפשרות למתוח את החוטים הציריים, שבגללם מושג חוזק, כמו בשיטת הספירלה.
טכנולוגיית האורך-רוחב היא פרודוקטיבית ביותר. המכונות מאפשרות לשנות את היחס בין חיזוק צירי וטבעת בטווח רחב.
טכנולוגיה צולבת שכבתית אורכית
הפיתוח של מהנדסי חרקוב מבוקש בקרב יצרנים מקומיים. עם סלילה אלכסונית, מערם מייצר "צעיף" המורכב מצרור של חוטים מחברים. הקלטת מוזנת על המסגרת בזווית קלה, חופפת לסיבוב הקודם - נוצר חיזוק טבעת.
עם השלמת העיבוד של כל המדרל, הסיבים מגולגלים עם גלילים - הפולימרים המחייבים הנותרים מוסרים, וציפוי החיזוק נדחס.
תכונות של כריכה אלכסונית:
- צפיפות של סיבי זכוכית;
- קוטר בלתי מוגבל של צינורות מיוצרים;
- תכונות דיאלקטריות גבוהות עקב היעדר חיזוק רציף לאורך הציר.
מודול האלסטיות של פיברגלס "צולב שכבות" נחות מזה של טכניקות אחרות. בשל הסיכון לסדקים בין השכבות, לא ניתן ליישם את השיטה בעת יצירת צינורות בלחץ גבוה.
פרמטרים לבחירת צינורות פיברגלס
הבחירה בצינורות מרוכבים מזכוכית מבוססת על הקריטריונים הבאים: קשיחות ולחץ עיצובי, סוג רכיב החיבור, מאפייני עיצוב הקירות ושיטת החיבור.פרמטרים משמעותיים מצוינים במסמכים הנלווים ועל כל צינור - סימונים מקוצרים.
דירוג קשיות ולחץ
קשיחות הפיברגלס קובעת את יכולת החומר לעמוד בעומסים חיצוניים (כבדות האדמה, תנועה) ולחץ על הקירות מבפנים. על פי תקינת ISO, אביזרי צינור מסווגים למספר דרגות קשיחות (SN).
מידת הקשיחות עולה ככל שעובי הדופן של צינור הפיברגלס עולה.
סיווג לפי לחץ נומינלי (PN) מציג את הדרגתיות של מוצרים ביחס ללחץ הנוזל הבטוח בטמפרטורה של +20 מעלות צלזיוס לאורך כל חיי השירות שלהם (כ-50 שנה). יחידת המדידה עבור PN היא MPa.
יצרנים מסוימים, כגון Hobas, מציינים מאפיינים משולבים עבור שני פרמטרים (לחץ וקשיות) באמצעות שבר. צינורות עם לחץ עבודה של 0.4 MPa (מחלקה PN - 4) עם דרגת קשיות (SN) של 2500 Pa יסומנו - 4/2500.
סוג חומר קלסר
מאפייני הביצועים של הצינור תלויים במידה רבה בסוג הקלסר. ברוב המקרים משתמשים בתוספים של פוליאסטר או אפוקסי.
תכונות של קלסרים PEF
הקירות נוצרים משרף פוליאסטר תרמוסטי המחוזק בפיברגלס ותוספי חול.
לפולימרים המשמשים יש תכונות חשובות:
- רעילות נמוכה;
- אשפרה בטמפרטורת החדר;
- הידבקות אמינה לסיבי זכוכית;
- אינרטיות כימית.
צינורות מרוכבים עם פולימרי PEF אינם נתונים לקורוזיה ולסביבות אגרסיביות.
מאפיינים של שרף אפוקסי
הקלסר מעניק לחומר חוזק מוגבר. מגבלת הטמפרטורה של חומרים מרוכבים עם אפוקסידים היא עד +130 מעלות צלזיוס, הלחץ המרבי הוא 240 אטמוספרות.
יתרון נוסף הוא כמעט אפס מוליכות תרמית, כך שהקווים המורכבים אינם דורשים בידוד תרמי נוסף.
עיצוב קיר של צינורות מרוכבים
על פי העיצוב שלהם, הם מחולקים ל: צינורות פיברגלס חד, שתיים ותלת שכבות.
מאפיינים של מוצרים חד-שכבתיים
לצינורות אין רירית מגן, שבגללה הם זולים בעלות. תכונות של אביזרי צינור: חוסר אפשרות לשימוש באזורים עם שטח קשה ואקלים קשה.
כמו כן, מוצרים אלה דורשים התקנה קפדנית - חפירת תעלה גדולה, סידור "כרית" חול. אבל עלות עבודת ההתקנה עולה בגלל זה.
תכונות של צינורות דו-שכבתיים
המוצרים מצופים מבפנים בציפוי סרט - פוליאתילן בצפיפות גבוהה. ההגנה מגבירה את העמידות הכימית ומשפרת את אטימות הקו בעומסים חיצוניים.
עם זאת, פעולתם של שסתומים בצינורות תעשייתיים לנפט חשפה את החולשות של שינויים דו-שכבתיים:
- הידבקות לא מספקת בין השכבה המבנית והבטנה - הפרה של מוצקות הקירות;
- הידרדרות של האלסטיות של סרט המגן בטמפרטורות מתחת לאפס.
בעת הובלת תווך המכיל גז, הבטנה עלולה להתקלף.
פרמטרים של צינור תלת שכבתי
מבנה של צינור פיברגלס:
- שכבת פולימר חיצונית (עובי 1-3 מ"מ) - עמידות מכנית וכימית מוגברת.
- שכבה מבנית – שכבה מבנית האחראית לחוזק המוצר.
- אניה (עובי 3-6 מ"מ) – מעטפת פנימית עשויה פיברגלס.
השכבה הפנימית מספקת חלקות, אטימות ומחליקה תנודות מחזוריות בלחץ הפנימי.
שיטת חיבור לרשת פיברגלס
בהתבסס על שיטת החיבור, מגוון אביזרי הצינורות המרוכבים מחולק ל-4 קבוצות.
קבוצה מס' 1 - מפרק שקע-טנון
אטמי גומי אלסטיים מותקנים בחריצים הדדיים על קוצי הקצה של הצינורות. טבעות המושב נוצרות באמצעות ציוד מבוקר אלקטרוני, המבטיח מיקום ומידות מדויקות.
קבוצה מס' 2 - פעמון עם אטם ופקק
בעת בניית צינור מעל פני הקרקע, יש צורך לפצות על השפעת הכוחות הציריים על הצינור. לשם כך, בנוסף לאטימה, מניחים פקק.האלמנט עשוי מכבל מתכת, פוליוויניל כלוריד או פוליאמיד.
קבוצה מס' 3 - חיבור אוגן
הצטרפות לצינור מרוכב עם אביזרי צורה או צינורות מתכת. מידות החיבור של אוגני פיברגלס מוסדרים GOST 12815-80.
קבוצה מס' 4 - קיבוע דבק
שיטת חיבור קבוע - מיושם על הקצוות הרכב של חומרי זכוכית מחזקים בתוספת רכיב פוליאסטר מתרפא "קר". השיטה מבטיחה את החוזק והאטימות של הקו.
סימון של שכבת המגן הפנימית
שיטת הייצור של מוצרי צינור מאפשרת לייצר מוצרים בעלי הרכבים שונים של השכבה הפנימית, הקובעת את ההתנגדות של הצינור לתווך המועבר.
יצרנים מקומיים משתמשים בסימונים הבאים עבור ציפוי מגן.
ייעוד האות משקף את היקף השימוש המותר:
- א - הובלת נוזל עם חומרים שוחקים;
- פ - אספקה ופינוי של מים קרים, לרבות מי שתייה;
- איקס - שימוש בסביבות גז ונוזל אגרסיביות מבחינה כימית מותר;
- G - מערכות אספקת מים חמים (מגבלה של 75 מעלות צלזיוס);
- עם - נוזלים אחרים, כולל כאלה עם חומציות גבוהה.
ציפוי המגן מיושם בשכבה של עד 3 מ"מ.
סקירת מוצרים מיצרנים מובילים
בין מגוון המוצרים המוצגים, ישנם מותגים בעלי מוניטין רב שנים של מוניטין חיובי. אלה כוללים מוצרים מהחברות הבאות: Hobas (שוויץ), Steklokompozit (רוסיה), Amiantit (קונצרן מסעודיה עם מתקני ייצור בגרמניה, ספרד, פולין), Ameron International (ארה"ב).
יצרנים צעירים ומבטיחים של צינורות פיברגלס מרוכבים: Poliek (רוסיה), Arpipe (רוסיה) ו-Fiberglass Pipe Plant (רוסיה).
יצרן מס' 1 - מותג HOBAS
מפעלי המותג ממוקמים בארה"ב ובמדינות רבות באירופה. מוצרי קבוצת Hobas זכו להכרה עולמית על איכותם המעולה. צינורות GRT עם קלסר פוליאסטר מיוצרים בטכנולוגיית יציקה צנטריפוגלית מפיברגלס ושרף פוליאסטר בלתי רווי.
מאפיינים של צינורות מרוכבים של Hobas:
- קוטר - 150-2900 מ"מ;
- דרגת קשיות SN – 630-10,000;
- רמת לחץ PN - 1-25 (PN1 - צינור ללא לחץ);
- נוכחות של ציפוי אנטי קורוזיה פנימי בטנה;
- עמידות לסביבות חומציות בטווח pH רחב.
הוקם ייצור חלקים מעוצבים: מרפקים, מתאמים, צינורות אוגנים וטיים.
יצרן מס' 2 - חברת Steklokompozit
חברת Steklokompozit הקימה קו לייצור צינורות פיברגלס Flowtech, טכניקת הייצור היא סלילה מתמשכת.
נעשה שימוש בציוד עם אספקה כפולה של חומרים שרף.שרפים טכנולוגיים משמשים להנחת השכבה הפנימית, ועל השכבה המבנית מורחים קומפוזיציות זולות יותר. הטכניקה מאפשרת לך לייעל את צריכת החומר ולהפחית את עלות המוצרים.
יצרן מס' 3 - מותג Amiantit
המרכיבים העיקריים של צינורות Amiantit Flowtite הם: פיברגלס, שרף פוליאסטר, חול. הטכניקה המשמשת היא סלילה מתמשכת, המבטיחה יצירת צינור רב שכבתי.
מבנה הפיברגלס כולל שש שכבות:
- סלילה חיצונית עשויה סרט לא ארוג;
- שכבת כוח - פיברגלס קצוץ + שרף;
- שכבה אמצעית - פיברגלס + חול + שרף פוליאסטר;
- כוח שכבה מחדש;
- בטנה של חוטי זכוכית ושרף;
- ציפוי מגן עשוי פיברגלס לא ארוג.
המחקרים שבוצעו הראו עמידות שחיקה גבוהה - מעל 100 אלף מחזורים של טיפול בחצץ, אובדן הציפוי המגן הסתכם ב-0.34 מ"מ.
יצרן מס' 4 - חברת Poliek
Poliek LLC מייצרת שינויים שונים של מוצרי צינור Fpipes העשויים מפיברגלס. טכניקת הייצור (פיתול אורכי-רוחבי אלכסוני מתמשך) מאפשרת יצירת צינורות תלת-שכבתיים בקוטר של עד 130 ס"מ.
חומרים מרוכבים פולימרים משמשים ביצירת צינורות מעטפת, קישורים של עמודי הרמת מים, צינורות אספקת מים ומערכות חימום.
מלבד צינורות פיברגלס, השוק מציע מוצרים רבים העשויים מחומרים נוספים - פלדה, נחושת, פוליפרופילן, מתכת-פלסטיק, פוליאתילן וכו'. אשר, בשל מחירם המשתלם יותר, משמשים באופן פעיל בתחומים שונים של שימוש ביתי - התקנת מערכות חימום, אספקת מים, ביוב, אוורור וכו '.
אתה יכול להכיר את המאפיינים של צינורות מחומרים שונים במאמרים הבאים שלנו:
- צינורות מתכת-פלסטיק: סוגים, מאפיינים טכניים, תכונות התקנה
- צינורות ואביזרים מפוליפרופילן: סוגי מוצרי PP לשיטות הרכבה וחיבור צנרת
- צינורות אוורור מפלסטיק למנדפים: סוגים, מאפיינים, יישום
- צינורות ואביזרים נחושת: סוגים, סימונים, תכונות של סידור צינורות נחושת
- צינורות פלדה: סוגים, טווח, סקירה כללית של מאפיינים טכניים וניואנסים בהתקנה
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
טכנולוגיית ייצור והיתכנות של שימוש בצינורות פיברגלס:
השוואה בין טכניקות סיפוף רציפות ותקופות של סיבים:
בבניית דיור פרטי, צינורות פיברגלס משמשים די נדיר. הסיבה העיקרית היא העלות הגבוהה בהשוואה למקבילים מפלסטיק. עם זאת, בתחום התעשייתי, איכות הקומפוזיט מוערכת, וקווי מתכת בלויים מוחלפים בהמוניהם בפיברגלס..
לאחר קריאת המאמר שלנו, עדיין יש לך שאלות? שאלו אותם בגוש התגובות - המומחים שלנו ינסו לתת תשובה מקיפה.
או אולי אתה רוצה להשלים את החומר המוצג בנתונים רלוונטיים או דוגמאות מניסיון אישי? אנא כתוב את דעתך מתחת למאמר זה.
פעם, בחרתי בצינורות פיברגלס לא נכונים לאספקת המים ולבעיות, כמובן שהן גרמו לי הרבה. הם התלוננו על חלקיקים של משהו לא ידוע במים, אבל הם זרמו ללא הרף.
האם מישהו השתמש במוצרים (צינורות פיברגלס) של המפעל הזה? - https://ntt.su
מה אתה יכול להגיד על האיכות?
המאמר מכיל אי דיוקים רבים הן לגבי השיטות והן לגבי המאפיינים הסופיים. אני מקווה שהכותב לא איפשר להם בכוונה