RU2718473C1 - Способ непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы и линия для осуществления способа - Google Patents
Способ непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы и линия для осуществления способа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2718473C1 RU2718473C1 RU2019135982A RU2019135982A RU2718473C1 RU 2718473 C1 RU2718473 C1 RU 2718473C1 RU 2019135982 A RU2019135982 A RU 2019135982A RU 2019135982 A RU2019135982 A RU 2019135982A RU 2718473 C1 RU2718473 C1 RU 2718473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- welding
- polymer
- inner layer
- longitudinal
- Prior art date
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 41
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 8
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920006345 thermoplastic polyamide Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/09—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/14—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the particular extruding conditions, e.g. in a modified atmosphere or by using vibration
- B29C48/144—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the particular extruding conditions, e.g. in a modified atmosphere or by using vibration at the plasticising zone
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/15—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. extrusion moulding around inserts
- B29C48/151—Coating hollow articles
- B29C48/152—Coating hollow articles the inner surfaces thereof
- B29C48/153—Coating both inner and outer surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/695—Flow dividers, e.g. breaker plates
- B29C48/70—Flow dividers, e.g. breaker plates comprising means for dividing, distributing and recombining melt flows
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D23/00—Producing tubular articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
- B32B1/08—Tubular products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
- B32B15/082—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising vinyl resins; comprising acrylic resins
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/14—Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups
- F16L9/147—Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups comprising only layers of metal and plastics with or without reinforcement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к способу непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы и линии для его осуществления и относится к нефтегазовой отрасли, предназначена для строительства подземных и наземных трубопроводных систем, обеспечивающих транспортировку продуктов нефтяных скважин и водоводов, в частности нефти, воды, газа, химических реагентов, посредством трубопроводов на основе длинномерных полимерных труб. Способ непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы методом экструзии включает формование внутреннего слоя трубы из расплава полимера, выходящего из экструзионной головки в формующую полость, нанесение на внутренний слой металлического каркаса, образующегося за счет сварки продольной и поперечной арматуры в момент их взаимного пересечения, синхронизированного с моментом подачи импульса тока на сварочные роликовые электроды, и нанесение на металлический каркас расплава полимера для выполнения внешней оболочки трубы. При этом формующая полость для получения внутреннего слоя трубы образуется между дорном и наносимым свариваемым металлическим каркасом с размером ячейки, препятствующим выходу расплава полимера за пределы формующей полости, за счет подачи дополнительных продольных проволок и уменьшения шага навивки поперечных проволок. Прижим роликовых сварочных электродов к поперечной проволоке в местах ее взаимного пересечения с продольной проволокой обеспечивается эксцентриковым рычагом. Линия для непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы включает экструдер с экструзионной головкой для подачи расплава полимера в формующую полость для формования внутреннего слоя трубы, сварочную машину со сварочным узлом, служащим для получения армирующего металлического каркаса путем сварки продольной и поперечной проволоки и содержащим роликовые электроды, связанные с прижимным устройством и соответствующим приводом. За сварочной машиной установлен дополнительный экструдер с угловой экструзионной головкой для нанесения на металлический армирующий каркас расплава полимерного материала для внешней оболочки трубы. При этом в сварочном узле роликовые электроды, оснащенные системой охлаждения, соединены с эксцентриковым рычагом, осуществляющим прижим электродов при сварке поперечной и продольной проволоки в момент их взаимного пересечения. Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в повышении эксплуатационных свойств изготавливаемой трубы за счет снижения остаточных напряжений, а также оптимизации процесса изготовления и повышения технологичности трубы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Заявляемое изобретение относится к нефтегазовой отрасли, предназначено для строительства подземных и наземных трубопроводных систем, обеспечивающих транспортировку продуктов нефтяных скважин и водоводов, в частности, нефти, воды, газа, химических реагентов посредством трубопроводов на основе длинномерных полимерных труб.
Из уровня техники известна полимерная армированная труба, состоящая из внутреннего полимерного слоя, составляющего основу трубы, на наружную поверхность которого последовательно нанесен армирующий слой, промежуточную полимерную оболочку, повив из изолированных проводников, имеющих дополнительную внешнюю оболочку в виде сектора кольца, ограниченного внутренним и внешним радиусом укладки проводников, и внешнюю полимерную оболочку, при этом армирующий слой выполнен из повивов металлических или полимерных лент, полимерных нитей или металлических проволок (патент RU №2665776 на изобретение «Полимерная армированная труба с электроподогревом», дата подачи 26.05.2017 г., опубликовано 04.09.2018 г.).
Способ изготовления полимерной трубы заключается в том, что полимерный внутренний слой подается в узел намотки повивов полимерных лент, в котором внешняя поверхность внутреннего слоя полимерной трубы покрывается четырьмя повивами полимерных лент, например, из полиэтилентерефталата путем намотки при помощи крутильной машины, при угле намотки ленты, составляющем 55±5°. При намотке полимерных лент, по крайней мере, один повив имеет противоположное направление намотки. Намотку повивов полимерных лент осуществляют таким образом, что между полимерными лентами каждого повива выполнен зазор, составляющий 5-10% от ширины ленты, а зазор ниже намотанного повива закрывается выше намотанным повивом. Армирующие элементы из полимерных нитей или металлических проволок наматываются не менее, чем двумя повивами. Поверх повивов армирующих элементов экструзионным способом наносится промежуточная оболочка, после чего труба подается в устройство намотки повива из изолированных проводников. После чего полимерная труба с нанесенными слоями подается в экструдер для нанесения внешней полимерной оболочки, в котором при помощи экструзии наносится сплошной полимерный слой, например из полиэтилена, образующий внешнюю оболочку полимерной трубы. На окончательной операции гибкая полимерная армированная труба, содержащая 4 повива полимерных лент, повив из изолированных проводников и внешнюю полимерную оболочку наматывают в бухту или на транспортные барабаны.
Известна полимерная труба, содержащая внутренний слой, усиливающий слой в виде спирально-намотанного на внутренний слой армирующего элемента, и наружный слой, при этом армирующий элемент выполнен в виде армирующей сетки из нитей, скрепленных в местах пересечения и слоя полимера, контактирующего с сеткой (патент №125668 на полезную модель «Полимерная труба», дата подачи 21.08.2012 г., опубликовано 10.03.2013 г.).
Указанную полимерную трубу производят следующим образом. Гранулированное сырье подается в экструдер. В форсуночной головке происходит разделение пластифицированного материала, поступающего из главного экструдера, на два потока. В первой форсуночной головке формируется лента - основа внутреннего слоя. Во второй форсуночной головке формируется лента для наружного слоя. Вращающийся барабан предварительно разогревается, после чего на него наносится внутренний слой намоткой под уголом -84°. Возможно нанесение на барабан внутреннего слоя путем прямой экструзии. Далее с помощью размоточной машины на внутренний слой укладывается армирующая сетка, на которую предварительно может быть нанесен аппретирующий состав. Сетка сверху закрывается расплавом полиолефина, далее возможно нанесение второго слоя сетки, который также закрывается расплавом полиолефина. На слой полимера путем намотки наносится полипропиленовый опорный шланг в оболочке или слой гладкого ленточного профиля из минералонаполненной композиции термо- и светостабилизированного сополимера пропилена. Армирующая сетка укладывается с натягом, который необходим для обеспечения монолитность структуры.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является группа изобретений «Способ непрерывного изготовления металлополимерной армированной трубы повышенной прочности и устройство для его осуществления» по патенту RU №2492047 (дата подачи 14.03.2012 г., опубликовано 10.09.2013 г.).
Известный способ включает подачу расплава полимера из экструзионной головки в формующую полость, образованную охлаждаемым дорном и наружной формующей гильзой, при одновременной подаче в указанную полость сварного армирующего каркаса. При формировании трубы перед дорном устанавливают термостойкую неметаллическую втулку, а внутреннюю и внешнюю поверхности формуемой трубы подвергают охлаждению. При изготовлении армирующего каркаса в качестве средства для формирования спирали из элементов поперечной арматуры используют роликовый электрод, ролик которого обеспечивает постоянный прижим элементов поперечного армирования к элементам продольного армирования с усилием от гидропривода. Во время сварки армирующего каркаса на роликовый электрод передают ударные импульсы, синхронизированные с моментом пересечения между собой элементов продольной и поперечной арматуры, а также с моментом подачи импульса тока на роликовый электрод.
Недостатки известных решений обусловлены наличием остаточных напряжений, которые возникают из-за сил трения при прохождении расплава полимера сначала по каналу экструзионной головки, а затем внутри формующей полости. Кроме того, возникшие напряжения сохраняются в полимерной матрице трубы в результате постоянного охлаждения дорна, образующего совместно с наружной втулкой указанную формующую полость. Остаточные напряжения приводят к нарушению макроструктурной ориентации полимера и, как следствие, снижению срока эксплуатации многослойной трубы.
Кроме того, в формующей полости при нанесении усиливающего сетчатого каркаса на полимерную матрицу, образующуюся из расплава, поступающего из экструзионной головки, происходит частичное выдавливание полимера через ячейки металлического каркаса, что приводит к дефектам поверхности трубы и снижает ее эксплуатационные свойства, в том числе прочность.
Помимо этого, недостатки известных решений связаны с низкой технологичностью полимерной трубы из-за необходимости строгого соблюдения величины зазоров между повивами армирующих лент или нитей, а также угла наклона намотки.
От точности взаимного расположения дорна, армирующего каркаса и формующей втулки зависит концентричность внутренней и внешней окружностей трубы и в случае выхода за пределы допусков происходит смещение армирующего каркаса трубы и, как следствие, недостаточное заполнение его полимером, что приводит к дефектам поверхности трубы и снижает ее эксплуатационные свойства, в том числе прочность.
Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в повышении эксплуатационных свойств изготавливаемой трубы за счет снижения остаточных напряжений, а также оптимизации процесса изготовления и повышения технологичности трубы.
Указанный технический результат достигается тем, что способ непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы методом экструзии, включающий формование внутреннего слоя трубы из расплава полимера, выходящего из экструзионной головки в формующую полость, нанесение на внутренний слой металлического каркаса, образующегося за счет сварки продольной и поперечной арматуры в момент их взаимного пересечения, синхронизированного с моментом подачи импульса тока на сварочные роликовые электроды, и нанесение на металлический каркас расплава полимера для выполнения внешней оболочки трубы, согласно изобретению формующая полость, в которую поступает расплав полимера для получения внутренного слоя трубы, образуется между дорном и наносимым свариваемым металлическим каркасом с размером ячейки, препятствующим выходу расплава полимера за пределы формующей полости за счет подачи дополнительных минералонаполненной композиции термо- и светостабилизированного сополимера пропилена. Армирующая сетка укладывается с натягом, который необходим для обеспечения монолитность структуры.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является группа изобретений «Способ непрерывного изготовления металлополимерной армированной трубы повышенной прочности и устройство для его осуществления» по патенту RU №2492047 (дата подачи 14.03.2012 г., опубликовано 10.09.2013 г.).
Известный способ включает подачу расплава полимера из экструзионной головки в формующую полость, образованную охлаждаемым дорном и наружной формующей гильзой, при одновременной подаче в указанную полость сварного армирующего каркаса. При формировании трубы перед дорном устанавливают термостойкую неметаллическую втулку, а внутреннюю и внешнюю поверхности формуемой трубы подвергают охлаждению. При изготовлении армирующего каркаса в качестве средства для формирования спирали из элементов поперечной арматуры используют роликовый электрод, ролик которого обеспечивает постоянный прижим элементов поперечного армирования к элементам продольного армирования с усилием от гидропривода. Во время сварки армирующего каркаса на роликовый электрод передают ударные импульсы, синхронизированные с моментом пересечения между собой элементов продольной и поперечной арматуры, а также с моментом подачи импульса тока на роликовый электрод.
Недостатки известных решений обусловлены наличием остаточных напряжений, которые возникают из-за сил трения при прохождении расплава полимера сначала по каналу экструзионной головки, а затем внутри формующей полости. Кроме того, возникшие напряжения сохраняются в полимерной матрице трубы в результате постоянного охлаждения дорна, образующего совместно с наружной втулкой указанную формующую полость. Остаточные напряжения приводят к нарушению макроструктурной ориентации полимера и, как следствие, снижению срока эксплуатации многослойной трубы.
Кроме того, в формующей полости при нанесении усиливающего сетчатого каркаса на полимерную матрицу, образующуюся из расплава, поступающего из экструзионной головки, происходит частичное выдавливание полимера через ячейки металлического каркаса, что приводит к дефектам поверхности трубы и снижает ее эксплуатационные свойства, в том числе прочность.
Помимо этого, недостатки известных решений связаны с низкой технологичностью полимерной трубы из-за необходимости строгого соблюдения величины зазоров между повивами армирующих лент или нитей, а также угла наклона намотки.
От точности взаимного расположения дорна, армирующего каркаса и формующей втулки зависит концентричность внутренней и внешней окружностей трубы и в случае выхода за пределы допусков происходит смещение армирующего каркаса трубы и, как следствие, недостаточное заполнение его полимером, что приводит к дефектам поверхности трубы и снижает ее эксплуатационные свойства, в том числе прочность.
Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в повышении эксплуатационных свойств изготавливаемой трубы за счет снижения остаточных напряжений, а также оптимизации процесса изготовления и повышения технологичности трубы.
Указанный технический результат достигается тем, что способ непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы методом экструзии, включающий формование внутреннего слоя трубы из расплава полимера, выходящего из экструзионной головки в формующую полость, нанесение на внутренний слой металлического каркаса, образующегося за счет сварки продольной и поперечной арматуры в момент их взаимного пересечения, синхронизированного с моментом подачи импульса тока на сварочные роликовые электроды, и нанесение на металлический каркас расплава полимера для выполнения внешней оболочки трубы, согласно изобретению формующая полость, в которую поступает расплав полимера для получения внутренного слоя трубы, образуется между дорном и наносимым свариваемым металлическим каркасом с размером ячейки, препятствующим выходу расплава полимера за пределы формующей полости за счет подачи дополнительных регулирования и изменения свойств трубы с учетом заданных параметров и условий ее эксплуатации.
Далее установлена ванна охлаждения 25, после которой последовательно расположены тянущее устройство 26 с регулируемым усилием прижима траков 27, отрезное устройство 28 с датчиком положения 29, закрепленным на рольганге 30.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Многослойную армированную трубу получают методом экструзионного формования, при котором расплав полимера, предназначенного для формования внутреннего слоя - лайнера из экструдера 10 поступает в прямоточную экструзионную головку 11, проходит по ее каналу, соединенному с формующей полостью, которую образуют постоянно охлаждаемый дорн и подаваемый усиливающий металлический каркас, свариваемый в виде плотной сетки с максимально уменьшенными размерами ячейки.
Армирующий металлический каркас выполняют из металлических продольных и поперечных проволок, свариваемых в местах их взаимного пересечения. Плотный армирующий каркас образуется за счет подачи дополнительных (увеличения количества) продольных проволок и уменьшения шага навивки спиральных проволок. Благодаря этому образуется практически монолитный металлический каркас без ячеек, что создает препятствия для выхода расплава полимерного материала наружу, т.е. за пределы каркаса.
Образование формующей полости между дорном и армирующим каркасом позволяет сократить траекторию движения расплава и, соответственно, снизить действие сил трения, благодаря чему в полимерной матрице значительно уменьшаются остаточные напряжения, что, в свою очередь, повышает ее эксплуатационные свойства.
Кроме того, исключается необходимость строгого соблюдения точного взаимного расположения конструктивных элементов, образующих формующую полость.
Помимо этого, оптимизируется сам процесс изготовления многослойной трубы.
На дорне выполняется калибровка внутреннего диаметра лайнера.
По мере наполнения полости лайнера охлаждающей жикостью в ней создается давление, которое поддерживается спускным клапаном, размещенным в пробке, установленной на конце трубки, проходящей внутри прямоточной головки.
Армирующий каркас образуется путем навивки спиральных проволок 7 на продольные 5 и сварки между собой в каждой точке их взаимного пересечения. Натяжение и перемещение продольных проволок 5 осуществляется посредством тянущего устройства 26, при этом геометрическое положение продольных проволок относительно тела трубы определяется концентрично расположенными пазами на кондукторе 12. Наружная спираль усиливающего каркаса образуется за счет одновременной подачи спиральной проволоки 7, поступающей при вращении ротора 17 сварочной машины 9, и поступательного перемещения продольных проволок 5. Навиваемая спиральная проволока 7 приваривается к соответствующим последовательно пересекающим ее продольным проволокам 5 с помощью, по меньшей мере, двух роликовых электродов 21. Спиральная проволока 7 сматывается с барабанов сварочной машины 9, размещенных на корпусе ротора 17 и свободно вращающихся на подшипниках, и подводится к сварочным роликовым электродам 21 с помощью механизма для подачи проволоки с барабана сварочной машины на спиралеобразователь 18 и спиралеобразователей 19. Эксцентриковый рычаг 22 прижимает роликовые электроды 21 к спиральным проволокам 7, при этом прижим сварочных электродов и подача импульса сварочного тока для осуществления контакной сварки производятся одновременно. Момент подачи импульсов сварочного тока от трансформаторов (на чертеже не показаны) на сварочные роликовые электроды осуществляется при помощи задатчика 31. Далее в формующую полость, образованную дорном и свариваемым армирующим каркасом, подается расплав полимера для формования лайнера, затем на армирующий каркас в формующей полости угловой экструзионной головки 24 наносится расплав полимера для формования внешней оболочки трубы.
После этого полимерную армированную трубу 32 подвергают интенсивному охлаждению в ванне охлаждения 25 путем подачи распыленной охлаждающей жидкости через форсунки, выполненные по всей длине ванны, на внешнюю поверхность трубы.
После выхода из ванны 25 многослойная армированная труба проходит тянущее устройство 26 и далее поступает на рольганг 30, по которому перемещается благодаря направляющим роликам. Одновременно с этим рольганг служит опорой для готовой продукции. В конструкции рольганга предусмотрена система сбора охлаждающей жидкости и возврата ее в систему охлаждения.
Местоположение датчика положения 29 на рольганге определяется в зависимости от длины выпускаемой многослойной армированной трубы 32.
Сигнал от датчика 29 подается на отрезное устройство 28, которое перемещаясь одновременно с трубой по направляющим, срабатывает и отрезает трубу заданной длины.
Весь технологический процесс непрерывен и цикличен.
Осуществление изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения.
Параметры эксплуатации трубопроводов, выполненных из многослойной полимерной армированной трубы, рассчитаны на температуру транспортируемой среды до +80°С и рабочее давление трубопровода до 4,0 МПа.
Полимерную многослойную армированную трубу в соответствии с предлагаемым к защите изобретением производят путем экструзии внутреннего слоя - лайнера с одновременным его армированием металлическим каркасом и последующим нанесением на него расплава для образования внешней оболочки.
Лайнер выполняют из, например, полиэтилена минимальной длительной прочности MRS 10,0 МПа (ПЭ 100) или полиэтилена повышенной термостойкости минимальной длительной прочности MRS 10,0 МПа (РЕ-RT тип II) или нефтестойкого полимера, в частности, полиамида: ПА 12; ПА 11, ПА 6.10; ПА 6.12.
Для изготовления армирующего металлического сетчатого каркаса, воспринимающего и осевую, и радиальную нагрузки, возникающие при эксплуатации трубопроводов, используют проволоку стальную общего назначения термически необработанную диаметром от 2,5 до 4,0 мм, поставляемую без смазки в соответствии с ГОСТ 3282-74 «Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия». Формирование армирующего металлического каркаса выполняют с помощью сварочного агрегата. Размер ячейки в свету составляет 2×2 мм.
Внешняя оболочка полимерной многослойной армированной трубы защищает армирующий каркас от повреждений и воздействия окружающей среды. Оболочку, как и лайнер, выполняют экструзией полиэтилена минимальной длительной прочности MRS 10,0 МПа (ПЭ 100) или полиэтилена повышенной термостойкости минимальной длительной прочности MRS 10,0 МПа (РЕ-RT тип II). Как вариант, в качестве материала для внешней оболочки может быть использована огнестойкая композиция, например, на основе полиэтилена.
В качестве нефтестойких полимеров могут быть использованы, например, конструкционные термопластичные полиамиды: или ПА 12 (полидодеканамид), или ПА 11 (полиундеканамид), или ПА 6.10 (полигексаметилаенсебацинамид), или ПА 6.12 (полигексаметилендодекандиамид).
Для изготовления внутреннего слоя - лайнера и внешней оболочки могут быть выбраны различные материалы, обладающие, соответственно, различными свойствами.
Заявляемая группа изобретений позволяет получить многослойную полимерную армированную трубу повышенной прочности, надежности и технологичности.
Claims (3)
1. Способ непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы методом экструзии, включающий формование внутреннего слоя трубы из расплава полимера, выходящего из экструзионной головки в формующую полость, нанесение на внутренний слой металлического каркаса, образующегося за счет сварки продольной и поперечной арматуры в момент их взаимного пересечения, синхронизированного с моментом подачи импульса тока на сварочные роликовые электроды, и нанесение на металлический каркас расплава полимера для выполнения внешней оболочки трубы, отличающийся тем, что формующая полость, в которую поступает расплав полимера для получения внутреннего слоя трубы, образуется между дорном и наносимым свариваемым металлическим каркасом с размером ячейки, препятствующим выходу расплава полимера за пределы формующей полости, за счет подачи дополнительных продольных проволок и уменьшения шага навивки поперечных проволок, при этом прижим роликовых сварочных электродов к поперечной проволоке в местах ее взаимного пересечения с продольной проволокой обеспечивается эксцентриковым рычагом, связанным с роликовыми электродами.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимеров используют нефтестойкие полимеры, например полиамиды.
3. Линия для непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы для способа по п. 1, включающая экструдер с экструзионной головкой для подачи расплава полимера в формующую полость для формования внутреннего слоя трубы, сварочную машину со сварочным узлом, служащим для получения армирующего металлического каркаса путем сварки продольной и поперечной проволоки и содержащим роликовые электроды, связанные с прижимным устройством и соответствующим приводом, отличающаяся тем, что формующая полость, в которую поступает расплав полимера для внутреннего слоя трубы, создается между дорном и свариваемым металлическим каркасом, за сварочной машиной установлен дополнительный экструдер с угловой экструзионной головкой для нанесения на металлический армирующий каркас расплава полимерного материала, предназначенного для внешней оболочки трубы, при этом в сварочном узле роликовые электроды, оснащенные системой охлаждения, соединены с эксцентриковым рычагом, осуществляющим прижим электродов при сварке поперечной и продольной проволоки в момент их взаимного пересечения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019135982A RU2718473C1 (ru) | 2019-11-09 | 2019-11-09 | Способ непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы и линия для осуществления способа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019135982A RU2718473C1 (ru) | 2019-11-09 | 2019-11-09 | Способ непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы и линия для осуществления способа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2718473C1 true RU2718473C1 (ru) | 2020-04-08 |
Family
ID=70156530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019135982A RU2718473C1 (ru) | 2019-11-09 | 2019-11-09 | Способ непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы и линия для осуществления способа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2718473C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112440079A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-05 | 燕山大学 | 复合油管的制造方法及合缝装置 |
| CN117445337A (zh) * | 2023-12-21 | 2024-01-26 | 丰果(中国)有限公司 | 一种塑料管材生产线 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2133670C1 (ru) * | 1996-09-30 | 1999-07-27 | Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ изготовления профильных изделий из полимерных композиционных материалов и установка для его осуществления |
| RU2492047C1 (ru) * | 2012-03-14 | 2013-09-10 | Юрий Максимович Петров | Способ непрерывного изготовления металлополимерной армированной трубы повышенной прочности и устройство для его осуществления |
| EP2827035A1 (en) * | 2012-03-14 | 2015-01-21 | Petrov, Yuriy Maksimovich | Metal-containing polymeric reinforced pipe, method for manufacturing same and pipeline produced using said pipe |
| RU2626039C1 (ru) * | 2016-06-28 | 2017-07-21 | Юрий Максимович Петров | Способ формирования окружного армирования цельнотянутого полого изделия, способ получения армированной полимерной трубы (варианты) и устройства для осуществления указанных способов |
-
2019
- 2019-11-09 RU RU2019135982A patent/RU2718473C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2133670C1 (ru) * | 1996-09-30 | 1999-07-27 | Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ изготовления профильных изделий из полимерных композиционных материалов и установка для его осуществления |
| RU2492047C1 (ru) * | 2012-03-14 | 2013-09-10 | Юрий Максимович Петров | Способ непрерывного изготовления металлополимерной армированной трубы повышенной прочности и устройство для его осуществления |
| EP2827035A1 (en) * | 2012-03-14 | 2015-01-21 | Petrov, Yuriy Maksimovich | Metal-containing polymeric reinforced pipe, method for manufacturing same and pipeline produced using said pipe |
| US9857018B2 (en) * | 2012-03-14 | 2018-01-02 | Yuriy Maksimovich Petrov | Metal-containing polymeric reinforced pipe, method for manufacturing same and pipeline produced using said pipe |
| RU2626039C1 (ru) * | 2016-06-28 | 2017-07-21 | Юрий Максимович Петров | Способ формирования окружного армирования цельнотянутого полого изделия, способ получения армированной полимерной трубы (варианты) и устройства для осуществления указанных способов |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112440079A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-05 | 燕山大学 | 复合油管的制造方法及合缝装置 |
| CN112440079B (zh) * | 2020-11-09 | 2021-11-02 | 燕山大学 | 复合油管的制造方法及合缝装置 |
| CN117445337A (zh) * | 2023-12-21 | 2024-01-26 | 丰果(中国)有限公司 | 一种塑料管材生产线 |
| CN117445337B (zh) * | 2023-12-21 | 2024-03-15 | 丰果(中国)有限公司 | 一种塑料管材生产线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0046080B1 (en) | Method of and apparatus for making reinforced hoses and pipes | |
| RU2718473C1 (ru) | Способ непрерывного изготовления многослойной полимерной армированной трубы и линия для осуществления способа | |
| CA2867078C (en) | Multilayer pipeline in a polymer material, device for manufacture of the multilayer pipeline and a method for manufacturing the multilayer pipeline | |
| US7934311B2 (en) | Methods of manufacturing electrical cables | |
| US20210140566A1 (en) | Pipe with an outer wrap | |
| CN103574187A (zh) | 柔性超高分子量聚乙烯复合管及其制备方法与生产*** | |
| EP0854029A2 (en) | Manufacture of reinforced composite revolution bodies | |
| CN201752933U (zh) | 一种增强热塑性塑料管的生产装置 | |
| CN104500867B (zh) | 一种压力管的制造方法 | |
| CN1147396C (zh) | 制造金属骨架塑料复合管的装置 | |
| EP2060843A2 (de) | Wärmeisoliertes Leitungsrohr und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| US20070163700A1 (en) | Fabrication of hoses or other elongated articles | |
| RU2720086C1 (ru) | Многослойная полимерная армированная труба, способ ее нерпрерывного изготовления и устройство для осуществления способа | |
| RU2626039C1 (ru) | Способ формирования окружного армирования цельнотянутого полого изделия, способ получения армированной полимерной трубы (варианты) и устройства для осуществления указанных способов | |
| RU2709276C1 (ru) | Способ непрерывного изготовления полимерной армированной трубы и устройство для его осуществления | |
| CN113927860B (zh) | 一种热塑性预浸玻纤带缠绕直管件及制作方法 | |
| CN114193730B (zh) | 一种增强增韧复合管的生产设备 | |
| US3969052A (en) | Process of the making of extruded thermoplastic bodies and device for the carrying out of the said process | |
| JP5117631B2 (ja) | 複合管の製造方法、製造装置 | |
| RU2717736C1 (ru) | Многослойная гибкая полимерная труба, способ ее непрерывного изготовления и устройство для осуществления способа | |
| WO1998003326A1 (en) | Reinforced products and method and apparatus for manufacturing same | |
| CN219236229U (zh) | 增强复合管及其制造设备 | |
| CN105042208B (zh) | 复合管及其成型工艺 | |
| RU123487U1 (ru) | Металлополимерная армированная труба повышенной прочности | |
| CN211629829U (zh) | 一种高强塑钢复合电缆管道及生产设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |