ПРОИЗВОДСТВО СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ТРУБ: технологии Hobas

Компания Hobas – крупнейший мировой производитель стеклопластиковых труб на основе ПЭФ методом центробежного формования. Трубы имеют диаметр 30 - 45000 мм, используются при рабочем давлении от 5 до 25 атм.

Процесс производства

Уникальный в своем роде процесс HOBAS был разработан в Швейцарии в 60-е гг., когда предприятие по производству текстиля Basler Stückfärberei пыталось найти замену деревянным вальцам, применявшимся для намотки полотна при окраске. С течением времени вальцы растрескивались, обесцвечивались и повреждали дорогостоящие ткани.

Решение было найдено в использовании новых полимерных пластмасс –стеклопластиков на основе полиэфирной смолы. Утвердившийся в то время метод намотки применялся для получения материалов, устойчивых к коррозии, но после того, как стало необходимым обеспечивать гладкость внешней поверхности для избежания порчи ткани, данный метод оказался непригодным.

Идея изготовления цилиндров методом центробежного литья было впервые опробована на простом токарном станке. Впоследствии это успешно проведенное испытание привело к созданию машин центробежного литья и отработке технологии.

Усиленные стекловолокном вальцы показали великолепное качество. Спрос со стороны на легкие трубы для установки с большим уклоном мотивировал фирму на производство труб с применением новой технологии. В дальнейшем технология была автоматизирована и запатентована.

В начале семидесятых производство и сбыт достигли таких масштабов, что производство труб стало самостоятельной отраслью. Вскоре после этого HOBAS завоевал репутацию фирмы-специалиста по производству промышленных трубопроводов, что связано, прежде всего, с высокой химической устойчивостью продукта к агрессивным средам. Производственный процесс был автоматизирован и ассортимент труб и фасонных частей удовлетворил потребности рынка.

Все это привело к созданию всемирной системы продажи новой производственной технологии - HOBAS Engineering Corp. С момента создания HOBAS Engineering производство развивалось дальше и прогрессивные изменения компьютерного века внедрялись в производственную систему.

В настоящее время заводы по изготовлению и организации по сбыту труб группы HOBAS работают в Австрии, Бельгии, Бразилии, Болгарии, Франции, Германии, Венгрии, Италии, Голландии, Польше, Словацкой Республике, Чешской Республике, Швеции, Швейцарии и США, а также к моменту публикации имеются лицензиаты или совместные предприятия в Австралии, Китае, Египте, Японии, Испании, Таиланде, Турции, Объединенных Арабских Эмиратах, Великобритании, Узбекистане. Действительно, группа HOBAS получила всемирное признание за великолепное качество продукции и мастерство.

Высокая прочность систем труб HOBAS CC-GRP (стеклопластики, изготовленные методом центробежного литья) совместно с их эластичностью и антикоррозионной устойчивостью делают их привлекательными для применения во многих отраслях, включая водоснабжение, канализацию, дренаж, транспортировку ила, и различных производственных предприятиях.

Стеклопластиковые трубы HOBAS CC-GRP используются следующих целях:

• Канализации (Канализационные системы HOBAS)
• Дренажа
• Питьевой воды (Водопроводные системы HOBAS)
• Сырой воды и ирригации (Водопроводные системы HOBAS)
• ГЭС (Водопроводные системы HOBAS)
• Термическая мощность/охлаждение (термические системы HOBAS)
• Промышленных трубопроводов (HOBAS Chemline).

Кроме того, системы труб HOBAS CC-GRP применялись с использованием различных методов укладки:

• Укладка открытым способом
• Надземная укладка
• Метод протаскивания/релайнинг
• Метод микротуннеля/прокол

Продукция, процесс производства

Системы труб HOBAS CC-GRP изготавливаются из ненасыщенных полиэфирных смол (UP), армированных рубленым стекловолокном, и активного наполнителя путем подачи сырьевых материалов по вращающуюся матрицу, в результате чего образуется структура трубы с внешнего слоя. В процессе производства твердые материалы, стекловолокно и наполнитель добавляются в жидкую смолу. Процесс полимеризации смолы происходит под действием катализатора и дополнительно ускоряется путем нагрева. Благодаря трехмерным пространственным химическим связям, процесс полимеризации смолы необратим. Таким образом, стеклопластик (GRP) является термоустойчивым материалом, сохраняющим пространственную стабильность при повышенной температуре окружающей среды.

За последние 40 лет название HOBAS стало синонимом для центрифугированных систем труб (CC-) GRP. Методом центробежного литья производятся изделия с уникальными свойствами. Высокая плотность стенки трубы HOBAS, получаемая при высоком уплотнении жидких материалов в процессе центробежного литья, обеспечивает высокую непроницаемость изделия. Это свойство дает структуру, демонстрирующую минимальную инфильтрацию воды по всей стенке трубы. Технология центробежного литья HOBAS является экономически эффективной для производства труб, как для обычной укладки, так и бестраншейного применения. Общепризнанны преимущества использования труб с высокой жесткостью в регионах с сыпучими грунтами и трудными условиями, не позволяющими правильную укладку труб и качественное уплотнение при обратной засыпке, и производственный процесс HOBAS дает экономичное решение для этих ситуаций. Путем применения нарезанного стекловолокна и усиливающих материалов и полностью автоматизированной системы HOBAS можно производить продукт в соответствии со специфическими требованиями к его применению в системе канализации, при проколе, в качестве обсадных труб, при надземной укладке или в напорных трубопроводах.

Еще одной уникальной особенностью всех изделий HOBAS CC-GRP является их внутренний футеровочный, неармированный стекловолокном, слой смолы, обеспечивающий высокую дополнительную противокоррозионную защиту стенки трубы в широком pH диапазоне. Этот слой вместе с антикоррозионным запорным слоем, насыщенным смолой, дает дополнительную защиту корпусу трубы. Долговременное испытание на устойчивость к коррозии под нагрузкой показало, что эта система значительно превышает существующие нормы.

Продукция, классификация труб и виды фасонных изделий

Системы труб HOBAS CC-GRP классифицируются по номинальному диаметру (DN), номинальной жесткости (SN) и номинальному давлению (PN).

Номинальный диаметр DN

Системы труб HOBAS CC-GRP выпускаются в диаметральном диапазоне от DN 150 до DN 2900.

Номинальная жесткость SN

Системы труб HOBAS CC-GRP выпускаются обычно по стандартным классам жесткости с SN 630 по SN 1000000.

Выбор соответствующего класса жесткости производится согласно рекомендациям, данным в ENV 1046 с учётом местных грунтов, материалов для обратной засыпки и типа нагрузки. Трубы с номинальной жесткостью выше SN 10000 могут быть поставлены в соответствии с проектными требованиями. В зависимости от номинального диаметра, HOBAS может поставлять трубы с номинальной жесткостью до SN 1000000 (1,000,000 Н/м 2

Номинальное давление PN

Как правило, напорные системы труб HOBAS CC-GRP имеют следующие стандартные классы номинального давления: 1, 6, 10, 16, 25

Примечание: Трубы с маркировкой PN1 являются безнапорными.

Численное значение по номиналу соответствует максимальному рабочему давлению, исключая гидравлические удары, выраженные в барах, и фактору безопасности на 50-летний срок эксплуатации.

Фасонные изделия.

Производство специализируется не только в изготовлении труб, но и фасонных изделий. Производятся как стандартные (колено, тройник, отвод, крестовина, переходник с использованием стальных комплектующих), так и нестандартные (колодец, шахта, ёмкость-резервуар) фасонные изделия. Трубу можно использовать в качестве кожуха или обсадной.

Выпускаются стандартные и нестандартные, по спецификации заказчика, напорные и безнапорные фасонные части HOBAS GRP. Фасонные части из ковкого чугуна с футеровкой, а так же из стали и нержавеющей стали могут использоваться со всеми классами труб HOBAS CC-GRP.

Примечание: Диаметры до DN 600 включительно совместимы с трубами из ковкого чугуна. Фасонные части HOBAS могут ламинироваться со всеми материалами труб.

Ассортимент фасонных деталей включает в себя:
• Колена: угол согласно спецификации
• Редукции (переходник): концентрирующие и переходные
• Тройники: различные комбинации диаметров под любым углом
• Фланцевые патрубки

Безнапорные фасонные части

Все колена, тройники, соединения, фланцы, редукции и шахты HOBAS GRP могут применяться для канализации, дренажа и прочих целей.

Напорные фасонные части

Для водообеспечения, напорной канализации и прочего напорного применения наряду с напорными фасонными частями HOBAS GRP могут быть использованы фасонные части из ковкого и литьевого чугуна, а также из стали. Так как труба HOBAS является упругой, то для напорных соединений с ней лучше использовать легированную или нержавеющую сталь.

Продукция, сырье

Стекловолокно

Каждая система труб HOBAS CC-GRP должна соответствовать структурным, механическим и химическим требованиям согласно их типу и национальным стандартам. Основным армирующим материалом в продольном и радиальном направлении систем труб HOBAS CC-GRP является стекло класса Е. Для улучшения механических свойств стенки системы труб HOBAS CC-GRP несколько структурных слоев состоят в основном из стекловолокна.

Стандартные испытания по проверке качества ровинга (число текс, жесткость, влажность и т.д.) производятся для каждой партии поставки. В отделе исследований и развития было проведено большое количество испытаний, касающихся, в особенности, новых типов ровинга.

Испытание на насыпную плотность имитирует вибрацию волокна. Возможно наблюдение за поведением волокна при нарезке (распадение на отдельные нити, электростатический заряд). Для определения по спецификации нарезного ровинга нарезанные волокна взвешиваются. Объём и вес волокна в трубе являются показателем уплотнения ровинга для расчётов дизайна HOBAS.

При испытании на кипячение образцы из усиленной стекловолокном поли- эфирной смолы кипятятся при температуре в 100°C в течение 100 часов. После этого образцы просушиваются и испытываются. Для сравнения испытываются не кипяченые образцы. Снижение механических свойств после 100 часов является показателем химических связей между волокном и матрицей из полиэфирной смолы. Таким образом, испытание на кипячение позволяет сравнивать механические свойства различных типов ровинга, а так же уровень снижения механических свойств образцов без и после кипячения.

Смола

Была составлена очень подробная спецификация по ненасыщенным полиэфирным смолам, созданным для производства труб методом центробежного литья. Это необходимо для определения свойств по переработке (определение времени желирования, затвердения, а так же экзотермы и вязкости), композитных свойств (модуль эластичности), прочность на растяжение и изгиб, переход в стекло) и долговременных эксплуатационных свойств трубы (химическая устойчивость, молекулярный вес, кислотность, тепловая деформация).

Активные материалы-наполнители

Возможно смешивание ненасыщенных полиэфирных смол с различными натуральными или искусственными наполнителями. Эти активные наполнители используются для достижения определенных механических свойств, таких как жесткость, прочность на сжатие, температурная стабильность и пр.

Типичным активным наполнителем для производства HOBAS является мука мрамора и доломита. Известняк – полукристаллический материал с возрастом примерно 110 - 150 миллионов лет, а мрамор - высококристаллический с возрастом 300 - 500 миллионов лет. Оба материала имеют одинаковую биогенетическую основу и их месторождения находятся недалеко друг от друга. Типичным песком для производства HOBAS является кварцевый песок (SiO 2) или песок близкий к СаСО 3 с фракцией до 1 мм.

Уплотнительный материал

Для заполнения зазора между трубой и муфтой необходим эластичный материал, гарантирующий герметичность трубопровода, даже в случае относительной подвижности на стыке. Искомый материал должен иметь устойчивость к воде и широкому ряду химикатов, транспортируемых в воде.

Прекрасным выбором для этих целей является этилен-пропилен-диеновый полимер EPDM или стирол- бутадиеновая резина SBR. Прекрасная способность восстанавливаться после сжатия и высокая химическая устойчивость делают идеальными уплотнители из эластомеров.

Обеспечение качества

Во время производственного процесса осуществляется постоянный мониторинг и запись количества материалов и параметров, важных для производственного процесса. Регулярно производится отбор продукции для испытаний на соответствие производственным стандартам.

Ближайший к России завод по производству труб HOBAS расположен в Узбекистане. Завод ХОБАС-ТАПО начал свою деятельность в 2000 году. Предприятие в Узбекистане является одним из заводов широко известной группы HOBAS (Германия-Швейцария-Австрия) по производству универсальных неметаллических стеклопластиковых систем трубопроводов. Завод в Ташкенте оснащен 4-мя производственными линиями и 18-ю станциями с общей мощностью около 800 км труб в год.

Учредителями совместного предприятия являются ГАО Ташкентское авиационное производственное объединение имени В.П. Чкалова (ГАО «ТАПОиЧ») и HOBAS Engineering AG (Швейцария-Германия).

Не смотря на относительную молодость, компания ХОБАС-ТАПО успела принять участие в реализации ряда крупных проектов международного масштаба.

• Проект Мирового банка «Водоснабжения городов Бухара и Самарканд»
• Проект Азиатского Банка Развития «Совершенствование системы водоснабжения городов Гулистан, Джизак и Карши».
• Проект Мирового Банка «Срочное восстановление инфраструктуры Афганистана(Водоснабжение 11 провинциальных городов)»
• «Строительство межрегионального водовода Туямуюн-Нукус и Туямуюн-Ургенч», Узбекистан.
• Программа «Здоровье, чистая вода и санитария для населения Приаралья» Узбекистан.
• «Изготовление водонапорных башен с водоизмещением 15 и 25 куб. метров» г. Казань, Россия.
• «Замена промышленных стоков целлюлозно-бумажного комбината(ЦБК) ОАО «Волга»», Россия
• «Замена городского канализационного коллектора г. Уфы», Россия.
• «Строительство магистрального водовода в городе Краснодар», Россия
• «Строительство ливневой канализационной сети в Лефортовском Тоннеле» г. Москва, Россия.
• «Строительство магистрального трубопровода в городе Умань» Украина.
• «Система сброса промышленных стоков к очистным сооружениям в городе Джанкой» Украина.
• «Система сброса промышленных стоков к очистным сооружениям в городе Кривой Рог» Украина.
• «Строительство ирригационных систем Павлодарской области» Казахстан.
• «Реконструкция и строительство очистных сооружений в городе Семипалатинск» Казахстан.
• «Строительство ливневой дренажной системы гольф-клуба г. Алматы» Казахстан.
• «Строительство питьевого водовода города Астана» Казахстан.
• «Строительство внутригородской системы водоснабжения города Актюбинск» Казахстан.
• «Строительство межрегионального водовода Туркестан-Кентау» Казахстан.
• «Строительство водовода к очистным сооружениям города Арыс» Казахстан.

С анализом технологий производства и анализом текущего состояния и прогнозом рынка Вы можете познакомиться в отчете маркетингового исследования Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок стеклопластиковых труб в России».

Об авторе:

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.

• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 927-02-31
E-mail: mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru