RU2566588C2 - Method to manufacture blocks of heat insulation tight wall of new type reservoir from polymer composite materials for liquefied natural gas - Google Patents

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to creation of blocks of a heat insulation tight wall from polymer composite materials (PCM) of new type reservoirs for transportation of liquid goods and liquefied gases. A block is manufactured in a single process stage using forming method of closed type. The block has a single shape from PCM, having required properties in the range of temperatures -163 ÷ +50°C. Forming is carried out by one-time impregnation of layers of dry reinforcing material by a polymer binder, creating a single bearing layer, covering at all sides the heat insulation panels, which provides for solidity of entire structure of the block and increases its strength and reliability.

EFFECT: reduced duration of a block manufacturing cycle, reduced labour intensiveness of their manufacturing.

5 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и касается создания блоков термоизоляционной герметичной стенки из полимерных композиционных материалов (ПКМ) емкостей нового типа, используемых для перевозки жидких грузов и сжиженных газов.The invention relates to the field of shipbuilding and relates to the creation of blocks of a thermally insulating airtight wall from polymer composite materials (PCM) of containers of a new type used for transportation of liquid cargo and liquefied gases.

Известен способ изготовления блоков термоизоляционной герметичной стенки емкости для сжиженного газа, встроенной в транспортное судно. Указанный способ их изготовления включает последовательное склеивание нижней несущей панели из фанеры, заполнителя вторичной теплоизоляционной панели, вторичного герметизирующего слоя, заполнителя первичной теплоизоляционной панели, к которому приклеивается верхняя несущая панель также из фанеры (патент, Франция, №2691520, Сборная термоизоляционная герметичная стенка емкости для хранения жидкости при сверхнизких температурах, Chauvin Jean-Michel et Claude Jean, Maurice, 1993 г. ) - прототип.A known method of manufacturing blocks of heat-insulating sealed walls of the tank for liquefied gas, built into a transport vessel. The specified method for their manufacture includes sequential bonding of the lower supporting panel of plywood, the filler of the secondary heat-insulating panel, the secondary sealing layer, the filler of the primary heat-insulating panel, to which the upper supporting panel is also glued from plywood (patent, France, No. 2691520, Prefabricated heat-insulating hermetic wall of the container for liquid storage at ultra-low temperatures, Chauvin Jean-Michel et Claude Jean, Maurice, 1993) - prototype.

Однако указанный способ изготовления блоков термоизоляционной герметичной стенки емкости многостадиен, имеет высокую трудоемкость и достаточно продолжительный цикл изготовления. Кроме того, для повышения прочности блоков в поперечном направлении в качестве заполнителя первичной и вторичной теплоизоляционных панелей используется укрепленный (армированный) пенополиуретан, что также увеличивает трудоемкость изготовления блоков и их стоимость.However, this method of manufacturing blocks of a heat-insulating hermetic wall of the tank is multi-stage, has a high complexity and a sufficiently long production cycle. In addition, to increase the strength of the blocks in the transverse direction, reinforced (reinforced) polyurethane foam is used as a filler of the primary and secondary heat-insulating panels, which also increases the complexity of manufacturing the blocks and their cost.

Соединение всех компонентов блока между собой осуществляется с использованием клеевого состава, что может снизить прочность и надежность конструкции блока, и следовательно всей емкости.The connection of all the components of the block with each other is carried out using an adhesive, which can reduce the strength and reliability of the design of the block, and therefore the entire capacity.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости производства блоков термоизоляционной герметичной стенки, сокращение производственного цикла их изготовления, повышение прочности и надежности блоков.The objective of the invention is to reduce the complexity of the production of blocks of insulating sealed walls, reducing the production cycle of their manufacture, increasing the strength and reliability of the blocks.

Это достигается тем, что изготовление блока происходит за один технологический прием с использованием метода формования закрытого типа. По изобретению блок имеет единую со всех сторон обформовку из ПКМ (стеклопластика, органопластика, углепластика), обладающего требуемыми свойствами на промежутке температур -163 ÷ +50°C. Обформовка выполняется путем одномоментной пропитки слоев сухого армирующего материала (стеклоткани, органоткани, углеткани) полимерным связующим (на основе винилэфирной, полиэфирной или эпоксидной смолы), образуя единый несущий слой, охватывающий со всех сторон теплоизоляционные панели, что обеспечивает монолитность всей конструкции блока и повышает его прочность и надежность.This is achieved by the fact that the manufacture of the block takes place in one technological process using the closed-type molding method. According to the invention, the block has a single-sided PCM molding (fiberglass, organoplastics, carbon fiber), which has the required properties in the temperature range -163 ÷ + 50 ° C. Molding is carried out by simultaneously impregnating layers of dry reinforcing material (fiberglass, organo cloth, carbon fabric) with a polymer binder (based on vinyl ether, polyester or epoxy resin), forming a single carrier layer, covering heat-insulating panels on all sides, which ensures the integrity of the entire block structure and increases its durability and reliability.

Сущность данного способа изготовления блоков термоизоляционной герметичной стенки поясняется чертежами, где представлены:The essence of this method of manufacturing blocks of insulating sealed walls is illustrated by drawings, which show:

- типовой блок (поперечное сечение) (фиг. 1);- typical block (cross section) (Fig. 1);

- схема укладки слоев сухого армирующего материала обформовки в формообразующую матрицу (фиг. 2);- scheme of laying layers of dry reinforcing molding material in a forming matrix (Fig. 2);

- схема с уложенными на слои сухого армирующего материала обформовки заполнителя первичного и вторичного теплоизоляционных панелей с прокладкой между ними вторичного герметизирующего слоя (фиг. 3);- a diagram with the primary and secondary heat-insulating panels laid on the layers of dry reinforcing material for molding the aggregate with the secondary sealing layer laying between them (Fig. 3);

- полностью сформированный блок, расположенный в формообразующей матрице (поперечное сечение) (фиг. 4);- a fully formed block located in the forming matrix (cross section) (Fig. 4);

- схема пропитки слоев сухого армирующего материала обформовки связующим с помощью метода инфузии (фиг. 5).- scheme of the impregnation of layers of dry reinforcing material molding the binder using the infusion method (Fig. 5).

Изготовление типового блока, который состоит из заполнителя первичной 1 и вторичной 2 теплоизоляционных панелей (из поливинилхлоридного пенопласта или пенополиуретана), расположенного между ними вторичного герметизирующего слоя 3, и обформовки - единого несущего слоя 4, производится в следующей последовательности:The manufacture of a typical block, which consists of a primary aggregate 1 and a secondary 2 heat-insulating panels (from polyvinyl chloride foam or polyurethane foam), a secondary sealing layer 3 between them, and molding - a single carrier layer 4, is carried out in the following sequence:

A) В формообразующую матрицу 5, на внутреннюю поверхность которой предварительно наносится разделительный слой (не показан), а в ее нижнюю часть помещается технологический материал (смолопроводящая сетка и разделительная ткань), укладываются слои сухого армирующего материала 6. Слои заранее раскраиваются в размер и выпускаются за габариты матрицы 5 для того, чтобы закрыть наружную поверхность заполнителя 2 вторичной теплоизоляционной панели. При укладке слоев армирующего материала стыки разносятся по толщине с шагом 100 мм. Подклейка слоев для их фиксации производится с помощью аэрозольного клея.A) In the forming matrix 5, on the inner surface of which a separation layer (not shown) is preliminarily applied, and technological material (resin-conducting mesh and separation fabric) is placed in its lower part, layers of dry reinforcing material are laid 6. Layers are pre-sized and released for the dimensions of the matrix 5 in order to close the outer surface of the filler 2 of the secondary thermal insulation panel. When laying layers of reinforcing material, the joints are spaced in thickness in increments of 100 mm. The layers are glued to fix them using aerosol glue.

Б) На уложенные в матрице 5 слои сухого армирующего материала 6 устанавливается заранее изготовленный в размер заполнитель 1 первичной теплоизоляционной панели, затем - вторичный герметизирующий слой 3 и заранее изготовленный в размер заполнитель 2 вторичной теплоизоляционной панели. Для удобства работ перед началом установки заполнителя каждой теплоизолирующей панели на вертикальные стенки слоев армирующего материала накладывается фторопластовая пленка, которая позволяет заполнителю теплоизолирующей панели опуститься на свое место, не затрагивая слоев армирующего материала 6. После установки заполнителя фторопластовая пленка выдергивается.B) On the layers of the dry reinforcing material 6 laid in the matrix 5, a pre-sized aggregate 1 of the primary heat-insulating panel is installed, then a secondary sealing layer 3 and a pre-sized aggregate 2 of the secondary heat-insulating panel are installed. For the convenience of work, before installing the filler of each heat-insulating panel, a fluoroplastic film is applied to the vertical walls of the layers of reinforcing material, which allows the filler of the heat-insulating panel to fall into place without affecting the layers of the reinforcing material 6. After installing the filler, the fluoroplastic film is pulled out.

B) После установки заполнителя 2 вторичной теплоизолирующей панели выпущенные ранее за габариты матрицы 5 слои сухого армирующего материала 6 заворачиваются на наружную поверхность заполнителя 2 и подрезаются так, чтобы стыки армирующего материала были разнесены по толщине с шагом 100 мм. Для временной фиксации слоев армирующего материала они приклеиваются к поверхности заполнителя 2 теплоизоляционной панели с помощью аэрозольного клея.B) After installing the aggregate 2 of the secondary heat-insulating panel, the layers of the dry reinforcing material 6 previously released beyond the dimensions of the matrix 5 are wrapped on the outer surface of the aggregate 2 and cut so that the joints of the reinforcing material are spaced apart in thickness in increments of 100 mm. For temporary fixation of the layers of reinforcing material, they are glued to the surface of the filler 2 of the heat-insulating panel using aerosol glue.

Г) Сформированный типовой блок накрывают воздухонепроницаемым гибким пуансоном 7, имеющим инжекционный порт 8 для подачи связующего. Такой же инжекционный порт 9 имеет формообразующая матрица 5. По контуру матрицы устанавливается система 10, обеспечивающая создание вакуума и отбора излишков связующего.D) The formed type block is covered with an airtight flexible punch 7 having an injection port 8 for supplying a binder. The same injection port 9 has a forming matrix 5. A system 10 is installed along the circuit of the matrix, which ensures the creation of a vacuum and the selection of excess binder.

Д) В замкнутом герметичном объеме, образованном матрицей 5 и пуансоном 7, создается вакуум порядка 40-80 кПа, а через инжекционные порты 8, 9 подают связующее, находящееся при давлении 0,2-0,4 кПа, которое пропитывает слои сухого армирующего материала 6. Для лучшего распределения связующего, которое подается через порт 8, между пуансоном 7 и армирующим материалом 6 прокладывается технологический материал (смолопроводящая сетка и разделительная ткань) (не показан).E) A vacuum of about 40-80 kPa is created in a closed sealed volume formed by a matrix 5 and a punch 7, and a binder at a pressure of 0.2-0.4 kPa is fed through the injection ports 8, 9, which impregnates the layers of dry reinforcing material 6. For better distribution of the binder, which is fed through port 8, between the punch 7 and the reinforcing material 6 is laid technological material (resin-conducting mesh and separation fabric) (not shown).

После пропитки слоев сухого армирующего материала связующим и его отверждением образуется обформовка 4 в виде единого несущего слоя, охватывающего со всех сторон первичную и вторичную теплоизоляционные панели, в результате чего обеспечивается монолитность всей конструкции блока и повышается его прочность и надежность.After impregnation of the layers of dry reinforcing material with a binder and its curing, molding 4 is formed in the form of a single carrier layer, covering primary and secondary heat-insulating panels on all sides, as a result of which the entire structure of the block is monolithic and its strength and reliability are increased.

Предлагаемый способ уменьшает продолжительность цикла изготовления блоков, снижает трудоемкость их производства при одновременном повышении прочности и надежности конструкции, что выгодно отличает его от прототипа.The proposed method reduces the duration of the manufacturing cycle of the blocks, reduces the complexity of their production while increasing the strength and reliability of the structure, which distinguishes it from the prototype.

Claims (1)

Способ изготовления блоков термоизоляционной герметичной стенки емкости для сжиженного природного газа, заключающийся в формировании блока путем соединения заполнителей первичной и вторичной теплоизоляционных панелей между собой, с прокладкой между ними вторичного герметизирующего слоя, и их с несущими слоями, отличающийся тем, что указанный блок из полимерных композиционных материалов формируется за один прием путем укладки сначала в заранее подготовленную формообразующую матрицу слоев сухого армирующего материала обформовки, затем - последовательно, заполнителя первичной теплоизоляционной панели, вторичного герметизирующего слоя и заполнителя вторичной теплоизоляционной панели, открытую наружную поверхность которого закрывают слоями сухого армирующего материала, далее матрицу с подключенным к ней инжекционным портом для подачи связующего закрывают герметичным пуансоном с таким же инжекционным портом и через эти порты в матрицу под давлением подается связующее, пропитывающее за счет создания в матрице вакуума слои сухого армирующего материала, которые после отверждения связующего образуют единый несущий слой в виде обформовки из полимерного композиционного материала, объединяющей теплоизоляционные панели в монолитный блок. A method of manufacturing blocks of a heat-insulating hermetic wall of a container for liquefied natural gas, which consists in forming a block by connecting the fillers of the primary and secondary heat-insulating panels with each other, laying a secondary sealing layer between them, and them with bearing layers, characterized in that the said block is made of polymer composite materials is formed in one step by first laying in a pre-prepared forming matrix of layers of dry reinforcing molding material, s in this case, sequentially, the filler of the primary heat insulation panel, the secondary sealing layer and the filler of the secondary heat insulation panel, the open outer surface of which is closed with layers of dry reinforcing material, then the matrix with the injection port connected to it for supplying the binder is closed with a sealed punch with the same injection port and through these ports in the matrix under pressure is fed a binder, impregnating by creating in the vacuum matrix layers of dry reinforcing material that are follows cure the binder to form a single layer of a carrier obformovki of a polymeric composite material combining insulating panel in a monolithic block.

Images