Меню

Композитные трубы своими руками

Изготовления изделий из стеклопластика своими руками

Стеклопластик – один из самых распространенных композитных материалов, предназначенных для производства простых деталей, используемых для бытовых нужд, и элементов сложных машин и механизмов. В частности, прочный и легкий материал служит для изготовления корпусов яхт, обвеса автомобилей и мотоциклов, обшивки летательных аппаратов.

Стеклопластик состоит из армирующего элемента, стеклоткани, и заполнителя, полимерной смолы. Стеклоткань является совокупностью упорядоченных особым образом волокон, пропитанных эпоксидной смолой. В зависимости от толщины материал может иметь вес квадратного метра от 300 до 900 грамм.

Метод ручного формования

В современном промышленном производстве используются различные технологии изготовления стеклопластика.

Для создания деталей из стеклопластика своими руками наиболее подходящим является метод ручного формования. Технология производства работ не предусматривает применения сложного оборудования и дорогостоящих материалов.

Для того чтобы изготовить стеклопластик своими руками методом ручного формования необходимо последовательно выполнить следующие этапы работ:

  • выбор материалов;
  • раскрой стеклоткани;
  • создание разделительного слоя в матрице;
  • создание покрывного слоя;
  • укладка стеклоткани в матрицу;
  • нанесение полимерного состава;
  • повторение двух предыдущих этапов необходимое количество раз (в зависимости от толщины изделия);
  • высыхание изделия;
  • извлечение изделия из формы;
  • окончательная обработка (в случае необходимости).

Главной особенностью метода ручного формования является высокая степень зависимости качества готовой детали от уровня мастерства исполнителя. Для того чтобы получить наиболее полное представление об изготовлении стеклопластика своими руками, необходимо рассмотреть каждый из этапов подробно.

Выбор материалов

Тип материала матрицы принимается в зависимости от количества серийно изготавливаемых деталей. Для одноразовой формовки матрицу допускается изготавливать из гипса. Если требуется изготовить более тысячи образцов, заказывают стальную матрицу. В домашних условиях матрицей часто служит слепок с оригинальной модели. Слепок удобнее всего изготовить также из стеклопластика по технологии, описанной выше.

Выбор типа стеклоткани зависит от требований, предъявляемых к прочностным и эстетическим характеристикам готового изделия. Ткань с тонкими волокнами придаст поверхности гладкий, глянцевый вид, а применение грубой стеклоткани обеспечит высокие показатели прочности.

Состав полимерной смолы также определяется исходя из назначения и условий эксплуатации детали. Полимерный заполнитель отвечает за такие технические характеристики стеклопластика, как:

  • цвет изделия;
  • степень водонепроницаемости;
  • диапазон рабочих температур;
  • подверженность влиянию химических реагентов и сред;
  • восприимчивость к ультрафиолетовому излучению;
  • уровень хрупкости, мягкости, ударопрочности изделия.

Подготовка стеклоткани

Раскрой стеклоткани выполняют по шаблону, изготовленному из плотного картона по размерам матрицы. Если изделие имеет сложную форму, допускается, в порядке исключения, использовать раскрой стеклоткани, состоящий из нескольких отдельных элементов.

В зависимости от толщины детали готовится необходимое количество слоев материала, которые складируются в удобном, легкодоступном месте, в порядке их формования в матрице. Если между процессами раскроя стеклоткани и формования изделий предусматривается перерыв в несколько дней, необходимо строго соблюдать условия хранения материала.

Разделительный слой

Разделительный слой, наносимый на поверхность формы матрицы, служит для обеспечения возможности безопасного извлечения готового изделия после набора им прочности. В качестве материала, из которого выполняется разделительный слой, часто применяется тефлоновый гель или автовоск.

Покрывной слой

Для укладки покрывного и последующих слоев стеклопластика применяется эпоксидная или полиэфирная двухкомпонентная смола. Компоненты смешиваются и настаиваются согласно технологическому регламенту завода-изготовителя. Приготовленный состав должен быть использован в течение 15 минут, в связи с чем, для каждого последующего слоя смола готовится заново.

Читайте также:  Infamous second son атака через две трубы

Покрывной слой является первым слоем, укладываемым в матрицу и, одновременно, верхним, защитным слоем изделия. Его толщина должна составлять не более 0,4 мм во избежание появления трещин в процессе сушки. Процесс высыхания покрывного слоя длится до превращения его в студенистую липкую массу.

Укладка стеклоткани и пропитка смолой

После достижения необходимой консистенции покрывного слоя производится укладка раскроя стеклоткани в форму матрицы. Первый слой стеклоткани является наиболее тонким (300 г/м2), что обеспечивает максимально гладкую поверхность изделия.

Стеклоткань должна в точности повторять все изгибы формы матрицы без отслоений и образования воздушных пазух.

После укладки на стеклоткань наносят слой полимерной смолы, и образовавшуюся форму укатывают специальным валиком с целью более качественной пропитки и выдавливания пузырьков воздуха. Следующий слой стеклоткани укладывают, не дожидаясь высыхания смолы. Затем повторяется процесс приготовления и нанесения полимерного состава.

В зависимости от толщины и необходимой прочности изделия формуется различное количество слоев стеклоткани и пропитки. В качестве последнего слоя применяется стекловойлок или тонкая отделочная стеклоткань.

Извлечение из формы и окончательная обработка

Извлечение изделия из матрицы необходимо производить после набора материалом прочности во избежание его деформации и расслоения. В обычных условиях время высыхания стеклопластика составляет от 12 до 24 часов. Сократить это время можно путем прогрева матрицы инфракрасным излучателем, или поместив ее в сушильную камеру.

Окончательная обработка включает в себя обрезку и шлифовку краев изделия.

В случае необходимости, изделие может быть окрашено в нужный цвет краской на полиуретановой основе. Готовые материалы могут быть склеены друг с другом при помощи полимерных клеевых составов.

Правила выполнения работ

Для получения качественных изделий из стеклопластика, при производстве работ необходимо учитывать следующее:

  • поверхности матрицы и емкостей для приготовления полимерной смолы должны быть чистыми;
  • воздушные пузыри, которые не удалось выдавить валиком, необходимо удалить при помощи надреза лезвием;
  • используемые инструменты (валики, кисти), а также емкости для смешивания компонентов необходимо сразу же после использования промывать ацетоном для удаления остатков смолы;
  • температура в рабочем помещении не должна быть ниже 20 градусов для соблюдения правильной технологии процесса полимеризации смолы;
  • компоненты полимера могут иметь токсичные испарения, поэтому работы необходимо производить в хорошо вентилируемом помещении;
  • для защиты рук следует использовать перчатки;
  • в помещении запрещается курить и пользоваться открытыми источниками пламени.

Хорошо объясняет, как изготовить стеклопластик своими руками видео ниже. В качестве примера автор видео изготавливает «реснички» для фар автомобиля.

Источник

Стеклопластиковые трубы — виды, способы соединения, монтаж

Полимерные, композитные материалы являются основными конкурентами металлов не только в бытовом хозяйстве, где они практически их вытеснили с рынка, но и в различных отраслях промышленности. Примером тому служат трубы из стеклопластика, выпуском которых занимаются не только зарубежные компании, но и ряд отечественных производителей.

Трубные изделия из стекловолоконной нити практически невозможно встретить в быту, их чаще используют в трубопроводах промышленного и коммунального назначения. Материал, из которого делают не только трубы, но множество высокопрочных деталей для машиностроения, изделий для использования в промышленной сфере и быту, получил название стеклопластик.

Рис. 1 Разновидности труб из стеклопластика

Области применения

Высокопрочные стеклопластиковые трубы находят применение в промышленной сфере при транспортировке нефти и нефтепродуктов, пресной, соленой воды, агрессивных химических веществ, газов. Их можно использовать в качестве защитных оболочек силовых электрокабелей, а также телефонных, оптоволоконных, коммуникационных линий.

Читайте также:  Питьевая труба пнд голубая

В коммунальном хозяйстве стеклопластиковые трубы могут быть использованы для наружных систем водоснабжения и канализации.

Производство стеклопластиковых труб

Для трубного производства используют стекловолоконные нити в виде скрученных жгутов (шнуров, шпагатов) или рассыпные как короткие отрезки (штапельные), так и длинномерные рубленые волокна. Для их соединения используют наполнители в виде синтетических эпоксидных (марки ЭД, 5 ЭД, 20 Эд – 22 ЭД), полиэфирных (марки М105, М 251, G 200 LE и т.п., либо ПН-1 и ПН-609), кремний органических, фенолформальдегидных смол. В основном изготовление труб осуществляют из безвредных эпоксидных и полиэфирных компонентов.

Процесс выпуска изделий на некоторых стадиях может отличаться у разных производителей, его основные этапы:

Намотка пропитанных эпоксидным компаундом нитей на металлическую формообразующую оправку. Стоит отметить, что в зависимости от трубных диаметров существует две технологии производства. При циклической на металлическую оправку наматывает нити и после полимеризации оболочку снимают, после чего процесс периодически повторяют. Данный метод используют, если выпускается стеклопластиковая труба большого диаметра.

Рис. 2 Производство стеклопластиковых труб – основной этап

ПНД труба – процесс производства, применение, способы стыковки, монтаж. В данной статье рассказывается про полиэтиленовые ПНД трубы, немного о производстве, подробнее, о диаметрах, способах их монтажа.

При непрерывной технологии волокно наматывают на оправку и в процессе производства готовая оболочка сходит с нее – этот способ подходит для труб практически неограниченной длины и малых диаметров.

По методам намотки и укладки фибры, нитей, есть существенные различия между разными производителями. К примеру, трубы от InFiberex выпускают чередованием радиальной намотки волокон вокруг оправки с их продольными участками в виде спиральной решетки. Частотой укладки нитей в этом случае задают прочностные характеристики изделий.

В более простом отечественном производстве на оправку перед формированием оболочки наматывают металлическую и затем разделительную синтетическую ленты. Затем обрезки рубленного стекловолокна насыпают на вращающуюся оправку, наматывают стекловуаль, одновременно поливая сверху компоненты через ряд форсунок эпоксидной смолой. Далее, вместе со стекловолокном на оболочку досыпают кварцевый песок, это происходит после формирования первого слоя толщиной 1,5 – 2 мм. В последнем, третьем слое, используют рубленое волокно без добавления песка и композитный наполнитель.

Полимеризация компаунда, нарезка. После формирования оболочки готовое изделие помещают в инфракрасную печь, где происходит полимеризация смолы. Затем трубу снимают с оправки и нарезают дисковой пилой на фрагменты нужной длины.

Помимо трубного производства, предприятия выпускают широкий ряд фасонных изделий — стеклопластиковые муфты, радиусные элементы, тройники. Муфты изготавливают из трубных отрезков, вырезая внутри канавки и вставляя туда резиновые кольцевые уплотнители.

Рис. 3 Структура стеклопластиковой трубы

Трубы из стеклопластика — характеристики

Трубы из стекловолокна отличаются следующими свойствами:

  • Имеют малый вес порядка 1,1 – 1,8 грамма на кубический сантиметр. В сравнении со стальными трубопроводами это в 4 — 7 раз меньше. Благодаря этому можно сэкономить немалые финансовые средства на транспортировке и монтаже легких крупногабаритных изделий.
  • Стеклопластик обладает высокой коррозионной и электрохимической стойкостью, что делает допустимой его эксплуатацию под землей длительный период.
  • По прочности стеклопластик хотя и уступает стали, но значительно превосходит аналоги из поливинилхлорида ПВХ и полиэтилена низкого давления ПНД.
Читайте также:  Разметка труб для забора

Рис. 4 Стеклопластиковые трубы в сравнении с трубами из других материалов

  1. Хотя стекловолокно — термостойкой негорючий материал, компаунд со смолами в виде термопластика обладает более скромными температурными характеристиками. Стандартная труба эксплуатируется при температурах от — 60 до + 90 °С.
  2. Трубная оболочка устойчива к ультрафиолету, иногда для этих целей ее снаружи покрывают защитным слоем из гелькоута.
  3. Стекловолокно в смеси с эпоксидной смолой является негорючим материалом.
  4. Теплопроводность стекловолокна чуть выше, чем у других пластиков и в среднем составляет 0,7 Вт/м·°С.
  5. Обычно стеклопластиковые трубы выпускают большого размера, многие производители поставляют на рынок изделия диаметрами от 300 до 2600 мм.
  6. Трубы из стеклопластика выпускают нескольких классов жесткости — SN 2,5, SN 5, SN 10. Соответственно, они рассчитаны на рабочее давление 4, 10 и 25 бар (атмосфер).
  7. Одна из уникальных особенностей труб из стеклопластика – высокая ремонтопригодность трубопроводов. При повреждении дефектный участок несложно заклеить стеклотканью в композиции с эпоксидной смолой.

Рис. 5 Муфтовое и раструбное соединение стеклопластиковых труб

Внутренний трубный слой определяет максимальные температуры транспортируемой среды. Всего существует 4 группы внутренних оболочек стеклопластиковых труб, имеющих следующие условные обозначения и максимальные температуры эксплуатации:

  • VA — до 35 °C при водородном показателе рН среды от 1 до 9;
  • DA — до 50 °С при рН среды от 0,8 до 10;
  • DS — до 75 °С при рН транспортируемой среды от 0,5 до 13;
  • HP — до 95 °С при рН рабочего тела от 0,2 до 14.

Монтаж стеклопластиковых труб

Отличительная особенность стекловолоконных труб — возможность соединения их в трубопроводную магистраль разнообразными методами. Трубопроводы из стекловолокна монтируют по следующим технологиям стыковки:

  • Раструбное. При этом соединении один из трубных торцов расширяют и вставляют во внутреннюю канавку резиновый кольцевой уплотнитель. Вторую трубу при соединении с усилием вставляют в раструб другой. Данный метод стыковки используется для безнапорных коммуникаций
  • Муфтовое. На гладкостенные трубы натягивают муфту с тремя резиновыми кольцами в канавках. Два крайних играют роль уплотнителей, а центральное предохраняет трубные торцы от соприкосновения и является разделительным. При помощи муфт получают соединение, способное выдерживать напор до 25 атмосфер.
  • Фланцевое. Трубный стеклопластиковый торец делают дисковой формы с отверстиями для крепежных болтов или без них. При втором варианте на расширенный конец одевают дисковые металлические кольца для соединения труб.
  • Клеевое. Для склеивания стеклопластиковых труб используют аналогичную при их производстве композицию — эпоксидную смолу с добавлением стекловолоконных нитей. Процесс фиксации иногда ускоряют подогревом клеевой смеси.

Клеевые трубы ПВХ – сфера применения, монтаж, производители и стоимость. В данной статье рассказывается про область применения клеевых труб, преимуществах и недостатках, а также, о клее и монтаже.

Рис. 6 Примеры фланцевого соединения и термосклейка

Стекловолокно благодаря своим высоким химическим характеристикам и прочности, термостойкости, нашло рациональное применение в трубах различного назначения. Стеклопластиковые трубопроводы больших диаметров используют в различных отраслях народного хозяйства, а по ряду параметров они нередко составляют конкуренцию изделиям из популярного полиэтилена низкого давления.

Источник

Adblock
detector