Форум трубопроводной арматуры https://www.armtorg.ru/forum/ |
|
НПО СПЛАВ, АО. Минчук С.В. Создание отечественного производства химически стойкой неметаллической трубопроводной арматуры https://www.armtorg.ru/forum/viewtopic.php?f=39&t=8934 |
Страница 1 из 1 |
Автор: | mg.armtorg [ 13 май 2019, 10:19 ] | ||
Заголовок сообщения: | НПО СПЛАВ, АО. Минчук С.В. Создание отечественного производства химически стойкой неметаллической трубопроводной арматуры | ||
НПО СПЛАВ, АО. Минчук С.В. Создание отечественного производства химически стойкой неметаллической трубопроводной арматуры Автор: Минчук Сергей Викторович Соавторы: Галигузов Андрей Анатольевич, младший научный сотрудник МГУ имени М.В. Ломоносова, Малахо Артем Петрович, ведущий научный сотрудник МГУ имени М.В. Ломоносова, Фатеев Алексей Николаевич, руководитель проекта «Композит» АО «НПО «СПЛАВ» ![]() В современной промышленности все более актуальным становится применение технологических трубопроводов и арматуры, изготовленных из различных полимеров, металлических труб, футерованных пластмассами, и труб из полимерных композиционных материалов (далее ПКМ), что обусловлено тем, что пластики по отношению к традиционно используемым материалам имеют ряд преимуществ, таких как: • высокая устойчивость в химически агрессивных средах; • отсутствие коррозии и отложений на стенках, влияющих на чистоту транспортируемых жидкостей; • длительный срок службы; • малый вес и простота монтажа; • отсутствие затрат на обслуживание; • сравнительно низкая стоимость. При проектировании запорной арматуры из реактопластов и термопластов необходимо комплексно учитывать технологические ограничения, требования к конструкции, эксплуатационным свойствам, экономическим показателям. ![]() Представленные на рынке неметаллические элементы трубопроводов и арматуры по применяемым материалам можно разделить на изготовленные из: • композиционных материалов на основе термореактивных связующих (винилэфирных, фенолформальдегидных смол), армированных углеродным и стеклянным волокном; • композиционных материалов на основе термопластичных связующих, армированных углеродным и стеклянным волокном; • термопластов, среди которых: ПП, ПВДФ, ПВХ, ПЭ, АБС, ПФСУ. Как следствие, при проектировании неметаллической запорной арматуры невозможно ориентироваться на решения, применяемые в металлической арматуре. Так, усадка деталей из термопластов приводит к необходимости механической доработки рабочих поверхностей запорных элементов, фланцев, посадочных мест для обеспечения требуемых допусков и посадок. Для обеспечения заданной химической стойкости неметаллической арматуры необходимо применение соответствующих решений в части конструкции и материалов уплотнений. Предельные значения температуры и давления эксплуатации данной арматуры зависят от материала исполнения и, как правило, находятся в пределах от –50 °C до +150 °C и до 25 кгс/см2 соответственно. Кроме того, при выборе пластиковой и композиционной арматуры следует учитывать преимущества и недостатки типа полимерного материала (табл. 1). ![]() Таким образом, для большинства термопластов характерна более высокая производительность и более интенсивные методы переработки; возможно формование крупных деталей сложной конфигурации, высокая химическая стойкость большинства полимеров, сочетание высокой прочности и теплостойкости (полиэфирсульфон (ПЭС/PES), полиэфиримид (PEI/ПЕИ), полифениленсульфид (PPS/ПФС)) с высокой ударной прочностью и трещиностойкостью. Что касается термореактивных матриц для трубопроводной арматуры, то они обладают хорошими технологическими свойствами (низкой вязкостью и температурой отверждения); хорошо смачивают и пропитывают армирующий материал; имеют хорошую адгезию к большинству волокон, повышенную теплостойкость, стойкость в различных средах. Целью в рамках создания высокотемпературной и химически стойкой запорной арматуры было достижение температуры длительной эксплуатации до 150 °C для изделий из реактопластов и 180 °C для изделий из термопластов. В целом, в рамках работ решались следующие основные задачи: 1) создание материала, удовлетворяющего критериям химической и термической стойкости; 2) создание технологии переработки разработанных литьевого и пресс-материалов; 3) разработка конструкции запорной арматуры. Для создания опытных образцов изделий (шаровой кран, дисковый затвор) была использована технология литья под давлением и прямого горячего прессования, соответственно скорректированная для конкретного литьевого и пресс-материала. Были применены вновь разработанные материалы: литьевой ПКМ – КПМИ (ТУ 2253-002-00044977-2014), термореактивный ПКМ – КПМП (ТУ 2253-189-07506004-2014). ![]() При получении деталей методом литья под давлением необходимо учитывать значение усадки полимерного материала, которое необходимо принимать во внимание как для определения конструкции деталей, так и при проектировании оснастки. Как видно из таблицы 2, введение наполнителей в термопласты уменьшает усадку изделий при литье под давлением. Высокая дисперсность наполнителя, равномерность его распределения по объему изделия способствуют повышению размерной точности и уменьшению колебания усадки [3]. Для оптимизации процесса литья под давлением реального изделия было проведено моделирование литья с помощью программного пакета Moldex3D для целевых пластмасс (рис. 1). Было обнаружено, что основной параметр, влияющий на усадку и коробление, – это температурное поле в массе изделия в момент размыкания оснастки. Условия моделирования были воспроизведены в реальных условиях литья, результаты показали хорошую сходимость параметров (около 90 %). ![]() Из приведенных в таблице 3 данных видно, материал КПМП превосходит известный материал на основе винилэфирной смолы по физико-механическим показателям (за исключением прочности и модуля при сжатии). Тепло- и химическая стойкость материала КПМП сопоставима с показателями известного химически стойкого зарубежного материала ПФСУ/PPSU. Литьевой материал марки КПМИ также показал превосходные свойства относительно ПФСУ/PPSU. В рамках экспериментальных и опытных работ спроектированы (рис. 2, 3) и изготовлены образцы запорной арматуры с температурой длительной эксплуатации до 150 °C из термореактивных ПКМ и 180 °C из литьевых ПКМ. На основе указанных материалов разработаны конструкции запорной арматуры типа «кран шаровой» с номинальным диаметром DN 15-50 и номинальным давлением PN 25 и «затвор дисковый» – DN 50-200, PN 16. Химическая стойкость по ГОСТ 12020-72 в отношении большинства кислот, щелочей и окислителей – хорошая.
1. Алентьев, А.Ю. Связующие для полимерных композиционных материалов: учеб. пособие для студентов по специальности «Композиционные наноматериалы» / А.Ю. Алентьев, Ю.М. Яблокова. – М. : МГУ, 2010. – 69 с. 2. Справочник по композиционным материалам : в 2 т. Под редакцией Дж. Любина. Пер. с англ. А. Б. Геллера, М. М. Гельмонта. Под ред. Б. Э. Геллера. – М. : Машиностроение, 1988. – 448 с. : ил. 3. Басов, Н.И. Контроль качества полимерных материалов / Н.И. Басов, В.А. Любартович, С.А. Любартович. – 2-е изд., перераб. – Л. : Химия, 1990. – 112 с. Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 2 (51) 2019
|
Страница 1 из 1 | Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ] |
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group https://www.phpbb.com/ |