ОСОБЛИВОСТІ ВИГОТОВЛЕННЯ труб великого діаметра

Журнал Полимерные трубы - Технологии и материалы

ОСОБЛИВОСТІ ВИГОТОВЛЕННЯ труб великого діаметра

Трубопроводи великого діаметра з полімерних матеріалів активно застосовуються в сучасних інженерних системах. В якості матеріалу труб великого діаметра найбільш поширений поліетилен. Екструдовані гофровані труби в основному випускаються до діаметра OD 1200 мм, технології виготовлення труб більшого діаметра мають свої особливості – це, як правило, спіральновиті труби.


 
Труби з прямокутним перерізом профілю

Одним з найпоширеніших видів спіральновитих труб є труби з прямокутним порожнистим перерізом профілю, бічні стінки якого зварюються між собою (рис. 1). Прямокутний переріз профілю надає стінці труби високу жорсткість при невеликій вазі.

Труба виготовляється шляхом навивки профілю, що  безперервно екструдується, на спеціальне устаткування, яке складається з обертових валів, що передають обертання заготовці труби. З'єднання суміжних витків профілю здійснюється шляхом їх зварювання між собою безпосередньо при намотуванні. У процесі виробництва труби можливе формування додаткових зовнішнього та внутрішнього шарів, що надають трубі спеціальні властивості – підвищену зносостійкість, полегшення телеінспекції тощо. При навивці профілю створюється осьове зусилля, що переміщує готову трубу з барабана. Процес виробництва є безперервним, можливе отримання практично будь-якої необхідної довжини труби.

Принцип з'єднання труб засновано на їх конструктивних особливостях. На одному кінці труби фрезеруванням знімається внутрішня стінка профілю, на іншому – зовнішня, в результаті чого на кінцях труби утворюються відповідно внутрішня та зовнішня різьба. Відрізки труб необхідної довжини скручуються між собою. Такий спосіб з'єднання особливо зручний при проведенні безтраншейного відновлення трубопроводу без перекриття потоку стічних вод. Можливо також з'єднання труб зварюванням за допомогою ручного екструдера.

 
Труби КОРСИС ПЛЮС

Основною особливістю технології виробництва труб КОРСИС ПЛЮС є конструкція устаткування, на якому поетапно формується майбутній профіль труби. Устаткування являє собою сталевий циліндр довжиною не менше довжини труби, що виготовляється.

Перед початком намотування профілю устаткування рівномірно прогрівається газовими пальниками до температури близько 200 °С (рис. 3).  Двошарова стрічка з розплаву полімеру (ПЕ або ПП), яка одержується соекструзією, намотується на устаткування, формуючи внутрішній шар труби. Внутрішній шар екструдується зі світлого матеріалу і надалі, в процесі експлуатації трубопроводу, служить індикатором зносу і цілісності труби. Розтруб і спігот формуються одночасно з намотуванням першого шару, утворюючи з ним єдине ціле. Шари, що намотуються, безперервно прогріваються електронагрівачами, що сприяє хорошій зварюваності їх між собою. Слідом за внутрішнім шаром намотується порожній профіль круглого перетину – в один або декілька шарів у залежності від вимог до труби (рис. 4).



Після намотування профілю труба на устаткуванні переміщується на лінію фрезерування, на якій проводиться обробка спігота по зовнішньому діаметру в залежності від заданої конфігурації – під стикування з кільцевими ущільнювачами або під зварювання заставними електронагрівачами.

Після охолодження труби устаткування складається і витягується з неї. Внутрішня поверхня труби повторює поверхню устаткування, тобто вона рівна, без швів і слідів намотування.

З'єднання труб здійснюється в розтруб з кільцевими ущільнювачами або зварюванням за допомогою закладного електронагрівача.

 
Труби зі структурованою стінкою, посиленою шаром металу

Найбільш поширеною є конструкція труби з гладкою внутрішньою стінкою та зовнішнім витим гофром, зробленими з поліетилену. При цьому гофр додатково посилюється сталевим профілем (рис. 5). Така конструкція поєднує в собі основні переваги як поліетиленових, так і сталевих труб – високу міцність і корозійну стійкість.

Устаткування для навивки труби має конструкцію, схожу з устаткуванням для труби з прямокутним перерізом профілю. Першим навивається внутрішній поліетиленовий шар майбутньої труби, поверх нього накладається профіль, відформований зі сталевої стрічки, яка пройшла попередню обробку та покрита адгезійним шаром (рис. 6).

Формування сталевого профілю та його кільцевий вигин забезпечуються за допомогою системи прокатних валів. Поверх сталевого профілю накладається шар поліетилену, що є зовнішнім покриттям труби. З'єднання зовнішнього та внутрішнього поліетиленових шарів і сталевого профілю здійснюється за певних зусиль і температурних режимів, в результаті чого елементи профілю стінки виявляються звареними між собою.

Осьове зусилля, що забезпечує сходження труби з устаткування, забезпечується за допомогою спеціальних упорних роликів, які штовхають трубу за рахунок спіральної навивки профілю. Труба відрізається по спіралі, єдиним місцем виходу сталевого шару назовні є торцевий зріз профілю, в який вставляється заглушка та здійснюється проварювання поліетиленом. Таким чином, сталевий профіль виявляється інкапсульованим в оболонці з поліетилену і надалі не контактує ні з оточуючим ґрунтом, ні з водою, що транспортується.

При монтажі стики труб зварюються ручним екструдером, зовні на них встановлюються термоусадочні муфти.
Кожна з представлених технологій має свої переваги, питання вибору визначається вимогами проекту до параметрів трубопроводів, а також умовами прокладання та експлуатації.
 
Картинки:
Рис. 1. Профіль стінки спіральновитої труби з прямокутного профілю 
Рис. 2. Виробництво спіральновитих ПЕ труб з прямокутним перерізом профілю
Рис. 3. Виробництво труби КОРСИС ПЛЮС 
Рис. 4. Профілі стінки КОРСИС ПЛЮС
Рис. 5. Профіль стінки ПЕ труби, посилений сталевою вставкою
Рис. 6. Виробництво спіральновитої ПЕ труби, посиленої сталевим профілем

Автор: Дмитро Шапкарін
 
ЖУРНАЛ ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ - УКРАИНА