Журнал "Композитный Мир" №5 (68) 2016 by Композитный Мир

Колонка редактора НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ «КОМПОЗИТНЫЙ МИР»

Дорогие друзья!

#5 (68) 2016 Дисперсно- и непрерывнонаполненные композиты: стеклокомпозиты, углекомпозиты, искусственный камень, конструкционные пластмассы, пресс-формы, матрицы, оснастка и т. д. — ТЕХНОЛОГИИ, РЕШЕНИЯ, ПРАКТИКА! Регистрационное свидетельство ПИ № ФС 77-35049 Министерства РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций от 20 января 2009 г. Учредитель: ООО «Издательский дом «Мир Композитов» www.kompomir.ru Директор: Сергей Гладунов gladunov@kompomir.ru Главный редактор: Ольга Гладунова o.gladunova@kompomir.ru Вёрстка и дизайн: Виктор Емельянов По вопросам подписки: podpiska@kompomir.ru По вопросам размещения рекламы: o.gladunova@kompomir.ru Advertising: Maria Melanich maria.melanich@kompomir.ru marketing@kompomir.ru Номер подписан в печать 28.09.2016 Отпечатано в типографии «Премиум Пресс» Тираж 3000 экз. Цена свободная Адрес редакции: 191119, г. Санкт-Петербург, ул. Звенигородская, д. 9/11 Телефон/Факс: +7 (812) 318-74-01 info@kompomir.ru Адрес для корреспонденции: 191119, г. Санкт-Петербург, а/я 152 Научные консультанты:

График мероприятий этой осени оказался таким плотным, что, выпустив четвёртый номер журнала, мы практически без остановки приступили к пятому. Да и выход последнего, шестого номера, похоже также не затянется. Мы рады тому, что журнал пользуется популярностью. Мы отслеживаем статистику скачиваний журнала с нашего сайта и можем сказать, что общее количество скачиваний четырёх первых номеров 2016 года вплотную приблизилось к отметке 12000! Для узкоспециального технического издания это большое достижение! Для тех, кто привык к печатной версии журнала сообщаем, что подписная кампания на 2017 год стартует в октябре. Ждём ваши заявки на podpiska@kompomir.ru Наших рекламодателей мы приглашаем заранее выбрать самые престижные места для размещения своих материалов в номерах 2017 года. Надеюсь встретиться с вами на форуме «Композиты без границ» в Москве, «Неделе композитов» в СанктПетербурге, ежегодной конференции Союза производителей композитов и других мероприятиях этой осени, посвящённых композитной теме.

Читайте с пользой! C уважением, Ольга Гладунова

Лысенко Александр Александрович доктор технических наук, лауреат Государственной Премии в области науки и техники, профессор кафедры Наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов Государственного Университета Технологии и Дизайна, г. Санкт-Петербург Красновский Александр Николаевич доктор технических наук, доцент, зав. кафедры композиционных материалов Московского Государственного Технологического Университета «Станкин» Ветохин Сергей Юрьевич, исполнительный директор Союза производителей композитов, ведущий специалист по техническому регулированию и стандартизации. * За содержание рекламных объявлений редакция ответственности не несет. При перепечатке материалов ссылка на журнал «Композитный Мир» обязательна.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Содержание ВЕСТНИК СОЮЗКОМПОЗИТ

СОБЫТИЕ В Калуге состоялась конференция по вопросу разработки и реализации региональных программ внедрения композитов

МАТЕРИАЛЫ

Эпоксидная система ER434 для препрегов

Модельные плиты RAKU-TOOL для оснастки в композитном производстве

Вспомогательные материалы для инфузионных и автоклавных процессов формования угле- и стеклопластиков компании «Композит-Изделия»

Новейшие разработки в сфере антиадгезионных составов и покрытий для мастер-моделейи оснастки в производстве композитных изделий

ОБОРУДОВАНИЕ

Куда устремлён рынок композитов сегодня?

Содержание ТЕХНОЛОГИИ

Повышение эффективности ветроэнергетических установок

Контроль качества изделий из композиционных материалов

ПРИМЕНЕНИЕ

Scott Bader осваивает «землю будущего»

Смолы Derakane™ золотой стандарт борьбы с коррозией на протяжении более чем 50 лет

Разъёмные соединения стеклопластиковых трубопроводов

РЕКЛАМА В НОМЕРЕ

ежегодная международная научно-практическая конференция

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ производство применение тенденции рынка

24 ноября 2016 Приглашаем компании отрасли принять участие в конференции,обсудить проблемы развития производства и применения композитов в России и СНГ; получить актуальную информацию и обменяться опытом. По вопросам участия в мероприятии обращайтесь: Координатор проекта: Пунина Мария +7 (495) 786-25-36 | manager_mp@uncm.ru

Официальное издание Союза производителей композитов при поддержке журнала «Композитный мир»

# 08 (115) 2016

В НОМЕРЕ: 1. Деятельность Союза В Чехии состоялся семинар производителей оборудования для переработки различных видов волокон в конечные изделия 2. Новости отрасли Средне-Невский судостроительный завод спустил на воду пассажирский катамаран из углекомпозита, в Набережных Челнах открылось производство углекомпозитных хоккейных клюшек, на Московской кольцевой дороге используют шумозащитные экраны из базальтового волокна, углекомпозитные ложи для винтовок, спрос на полиэфирные смолы в России возобновил рост. 3. Мировые новости Композит, способный «самовосстанавливаться» при низких температурах, в США впервые напечатали на 3D-принтере беспилотный автобус с применением углекомпозитов. 1. Анонс 10-я юбилейная международная научно-практическая конференция «Композитные материалы: производство, применение, тенденции рынка»

ВЫ РАБОТАЕТЕ. МЫ СОЗДАЕМ УСЛОВИЯ

СОЮЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПОЗИТОВ

1. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СОЮЗА В Чехии состоялся семинар производителей оборудования для переработки различных видов волокон в конечные изделия

С 20 по 21 сентября 2016 года в г. Либерец (Чехия) прошел семинар производителей и поставщиков оборудования для переработки различных видов волокон в конечные изделия. Мероприятие проводилось Союзом производителей композитов совместно с VUTS a.s. и ЗАО «МИРЭКС» на территории Чешского центра развития машиностроительного исследования VUTS a.s. В семинаре приняли участие представители Торгового представительства Российской Федерации в Чешской Республике, Торгово-промышленной палаты Чешской Республики по странам СНГ, Чешского агентства по поддержке торговли — CzechTrade, Объединения юридических лиц «Союз производителей композитов», представители переработчиков различных видов волокон в конечные изделия из России и Белоруссии, а также производители и поставщики оборудования из Чехии и Польши. Ключевой задачей проведения семинара является содействие в налаживании бизнес-контактов и выстраивании горизонтальных связей между производителями и потребителями оборудования по переработке различных видов волокон в конечные изделия. В рамках семинара чешской стороной была проведена презентация оборудования, включая экскурсию на производство, где участникам были продемонстрированы лаборатории и испытательное оборудование, а также оборудование и оснастка для переработки волокон в изделия производства фирмы VUTS a.s. Для европейских участников семинара на мероприятии была представлена информация о деятельности Союза производителей композитов. Союзкомпозит проводит большую работу, направленную на продвижение композитной отрасли, основными инструментами которого являются отраслевые и межотраслевые конференции, семинары, выставочно-ярмарочные мероприятия и выпуск совместно с Издательским домом «Мир композитов» ключевых изданий отрасли: «Вестник Союза производителей композитов», журнал «Композитный мир» и приложения к нему.

По итогу мероприятия чешская сторона выразила заинтересованность в продолжении активного взаимодействия с российскими производителями изделий из композитов и подтвердила необходимость участия в ключевых международных отраслевых мероприятиях, проводимых Союзом на территории Российской Федерации. В целом участники семинара отметили важность проведения подобных специализированных мероприятий и определили направления дальнейшего сотрудничества, в числе которых проведение аналогичного семинара в следующем году уже на российской территории.

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | октябрь | 2016

www.uncm.ru

2. новости отрасли Средне-Невский судостроительный завод спустил на воду пассажирский катамаран из углекомпозита Катамаран проект 23290 — скоростное пассажирское судно нового поколения, проектантом которого является ЦКБ «Нептун». Катамаран построен из композитных материалов (углекомпозиты) методом вакуумной инфузии и является инновационным продуктом, не имеющим аналогов в России. Судно предназначено для решения задач водных пассажирских перевозок на дистанциях до 1000 км. Оно спроектировано и построено на класс Российского Морского Регистра судоходства, что позволяет осуществлять перевозку пассажиров не только по рекам, но и в прибрежной морской зоне. После спуска судна на воду специалисты предприятия проведут достроечные работы, швартовые и ходовые испытания, по завершению которых судно будет готово для передачи в опытную эксплуатацию. «Сегодня многие судовладельцы в основном работают по программам переоборудования и модернизации своих судов, однако в целом это не решает главную проблему: отечественный пассажирский флот морально и физически устарел, — отметил генеральный директор СНСЗ Владимир Середохо, — не отвечает современным требованиям безопасности мореплавания и в ближайшие годы подлежит массовому списанию. В связи с чем в этом сегменте рынка сложилась благоприятная ситуация для судостроителей – запрос на развитие и создание пассажирского флота нового поколения». Решить задачу организации пассажирских перевозок скоростным водным транспортом на базе судов нового поколения возможно на основе механизма создания государственно-частного партнерства. К финансированию проекта уже проявлен интерес со стороны крупной финансовой организации. Построенный на СНСЗ катамаран отличает существенная экономия при эксплуатации, в особенности в сравнении с судостроительной сталью. Такие суда практически не требует особого ухода. Помимо этого, композитные корпуса значительно легче стальных. То есть, при одинаковом тоннаже тратится меньше энергии на ход судна и могут применяться менее мощные энергетические установки,

а соответственно меньше тратится топлива. При суммировании расходов на эксплуатацию, значительное преимущество будут иметь суда именно из композитных материалов. Плюс ко всему уменьшение веса позволяет увеличить грузоподъемность, а значит оснастить корабль большим количеством полезного оборудования, пассажиров и т.д. При строительстве пассажирского катамарана пр.23290 применялись углеродные ткани производства АО «Препрег-СКМ», одной из проектных компаний «РОСНАНО». Предприятию удалось в короткой срок не только освоить производство высококачественных армирующих материалов для судостроения, но и вовремя пройти сертификацию в Российском морском регистре судоходства. www.snsz.ru В Набережных Челнах открылось производство углекомпозитных хоккейных клюшек В Набережных Челнах открылся завод по производству хоккейных клюшек из композитных материалов. Челнинцев с важным событием в жизни города поздравил Премьер-министр Республики Татарстан Ильдар Халиков. Он отметил, что клюшки из углекомпозита, сочетающего в себе лучшие свойства дерева и алюминия, которыми играют профессиональные хоккеисты, до сих пор в России не производились и набережночелнинский завод — первое предприятие в стране, наладившее их выпуск. Ильдар Халиков выразил уверенность в том, что от хоккейных клюшек этот проект уйдет гораздо дальше. Премьер-министр сообщил, что проект стал резидентом ТОСЭР и пожелал процветания новому заводу. «На челнинской земле появилось уникальное для страны, республики и города предприятие, которое обеспечит спортивным инвентарем всеми любимый в нашей стране хоккей, — сказал мэр города Наиль Магдеев, обращаясь к коллективу завода и гостям – Эта игра особенно любима в нашей республике, где сам Президент Рустам Нургалиевич активно занимается хоккеем. Я убежден, мы также будем гордиться этой продукцией, как гордимся нашей командой «КАМАЗ-мастер». Само открытие завода прошло в привычной форме перерезания ленточек и забиванием гола в

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | октябрь | 2016

СОЮЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПОЗИТОВ

ворота. Почетные гости подошли к хоккейным воротам. Генеральный директор завода Иван Савин сделал импровизированную передачу фирменной клюшкой, основатель проекта, четырёхкратный обладатель Кубка Гагарина, трехкратный чемпион мира Данис Зарипов нанес удар по воротам. Затем гости прошли на завод и осмотрели производство. Этот инвестиционный проект — производство хоккейных клюшек из композитных материалов — был инициирован знаменитым хоккеистом Данисом Зариповым. Общая площадь завода составляет 2500 кв. м. На сегодняшний день создано 73 рабочих места, из них 67 человек непосредственно заняты в производстве продукции завода «ЗаряД». В перспективе планируется создание еще 50 рабочих мест. На заводе введено в эксплуатацию оборудование для производства хоккейных клюшек, заключены долгосрочные контракты с поставщиками материалов, необходимых для производства. Персонал завода прошел обучение производству хоккейных клюшек из композитных материалов, причем на каждом этапе изготовления хоккейных клюшек назначены звеньевые, прошедшие обучение у изготовителя оборудования в Китае. На заводе будут выпускать 9 наименований, представленных в четырех сериях: «АК», «С», «Детская» и «Специальная серия», охватывающий весь спектр потребителей. При разработке модельного ряда учитывались особенности потребителей, такие как возраст, рост, вес, стиль игры. По предварительным подсчетам, после выхода на проектную мощность в 40 тысяч клюшек в год, который ожидается в 2018 году, отчисления в бюджет будут составлять порядка 60 миллионов рублей ежегодно. www.nabchelny.ru На Московской кольцевой дороге используют шумозащитные экраны из базальтового волокна Экраны с шумопоглощающим материалом из базальтоволокна устанавливают в определённых местах вдоль железнодорожных путей для защиты отдельных зон от повышенного шумового воздействия. По словам производителей, полная высота шумозащитных базальтоволоконных экранов рассчитывается в зависимости от требований той или иной местности. Поэтому находящимся снаружи людям

вообще не будет слышно звуков от проходящих поездов — издаваемый шум полностью поглотится защитными панелями. Кроме мест с прилегающей жилой застройкой, установка панелей рассматривается в других местах, например, с близким расположением социально-культурных объектов. Помимо прямого назначения — снижения шумового воздействия — экраны будут скрывать от пассажиров неприглядные виды промзон, а также предотвращать пересечение пешеходами железнодорожного полотна. Каждая панель состоит из базальтоволоконного шумопоглощающего материала, который не горит и не выделяет токсичные смолы при температурных воздействиях. Общая длина шумозащитной стены составит 43,5 км. ru.basalt.today Композитный сборно-разборный модуль «Поколение» В рамках прошедшего в подмосковной Кубинке Международного военно-технического форума «Армия-2016» Спецстрой России представил новейшие технологии, используемые в специальном строительстве, и перспективные разработки, которые могут быть применены на строительстве объектов инфраструктуры Вооруженных Сил. В частности, в рамках экспозиции Спецстроя России представлен сборно-разборный жилой модуль «Поколение», предназначенный для быстрого развёртывания военных баз в труднодоступных местах, а также в регионах с суровыми климатическими условиями и подверженных затоплениям. Ирина Смирнова, руководитель аппарата предприятия Инстрой при Спецстрое России, представляющая модуль на экспозиции, рассказала гостям стенда о технологических особенностях возведения модуля «Поколение» и перспективах его использования. «Это достаточно простая технология сбора и подготовки к эксплуатации. Мы полагаем, что модули могут быть востребованы при возведении армейских объектов даже в самых сложных условиях не только климатических, но и, например, в зонах боевых действий, а также в чрезвычайных ситуациях и так далее. Словом, в тех ситуациях, где требуется обеспечить мгновенную готовность к несению боевого дежурства в неподготовленных для этого условиях», — сообщила она. Модуль выполнен из композитных материалов с использованием негигроскопичного жёсткого пенополиуретана. «Монтаж модуля может производиться двумя специалистами за 15–20 минут и не требует использования строительной техники и специального оборудования. При этом использование деталей модулей позволяет собирать различные сооружения разной направленности — склад, гараж, мастерская и т.д.», — пояснила Ирина Смирнова. Конструкция весом около 1000 кг, напоминающая

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | октябрь | 2016

www.uncm.ru

термос, выполнена по полярной технологии, где полностью отсутствует «мостик холода», т.е. она изготовлена без применения металлических деталей. Данная технология позволяет отапливать помещение с использованием наименьшего количества энергии. Применение освещения на диодах, интегрированной в пол тепловой мембраны и воздушного клапана для осуществления естественной вентиляции позволяет потреблять 3 кВт электроэнергии на один жилой модуль. Модуль не впитывает влагу и обладает высокой тепло и морозостойкостью, от –60 С до +60 С, не охлаждается и не нагревается, что повышает герметичность и теплоизоляцию и позволяет использовать жилой модуль в разных климатических зонах. При экстренном (аварийном) отключении отопления, благодаря эффекту «термоса» в модуле сохраняется комфортная для проживания температура в течении 24 часов. Отсутствие видимых металлических деталей повышает его неуязвимость. Отдельно следует отметить высокую мобильность модуля. «Транспортировка частей модуля производится в транспортных пакетах, размер и вес которых позволяют перевозить его на всех видах транспорта: вертолёт, самолёт, грузовая платформа, автотранспорт», — отметила Смирнова.

мерные композиционные материалы в России стабильно демонстрирует ежегодный рост. С 2013 года объем внутреннего рынка изделий из этих материалов увеличился втрое, составив почти 50 млрд рублей, прогнозные значения на 2020 год – 120 млрд рублей. При столь серьёзных темпах роста и стойкости ПКМ к внешним воздействиям окружающей среды проблема утилизации и вторичной переработки отходов композитного производства стоит

www.spetsstroy.ru В ОНПП «Технология» обсудили утилизацию и рециклинг полимерных композитов В Обнинске обсудили проблемы утилизации и вторичной переработки отходов композитного производства. Участниками дискуссии стали представители Алтайского полимерного композитного кластера и кластера авиационно-космических технологий полимерных композиционных материалов и конструкций Калужской области, якорным предприятием которого является ведущее предприятие Холдинга «РТ-Химкомпозит» (входит в Госкорпорацию «Ростех») ОНПП «Технология» им. А. Г. Ромашина. Актуальная для композитной отрасли тема была поднята неспроста. Спрос и предложение на поли-

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | октябрь | 2016

СОЮЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПОЗИТОВ

остро и носит экологический характер. Как отметили участники дискуссии, существует опыт применения продукции из переработанных отходов в сфере жилищно-коммунального хозяйства и производстве строительных материалов. За рубежом эта проблема решается двумя путями: за счет государственной поддержки и включения расходов на утилизацию в стоимость продукции. В России ни одна из этих моделей не применяется. Между тем, международный опыт может использоваться в отечественном производстве, и резиденты кластеров готовы взять на себя лидирующую роль в решении данного вопроса. «Объединение усилий центров компетенций является достаточно эффективным инструментом для решения отраслевых проблем. Именно кластеры могут стать эффективным связующим звеном между государством и производством, что позволит не только выстроить жизнеспособную систему взаимодействия в рамках отрасли, но и будет способствовать движению экономики государства вперед», — отметил генеральный директор ОНПП «Технология» Андрей Силкин. www.plastinfo.ru Углекомпозитные ложи для винтовок Портфельная компания «Роснано» «ПрепрегСКМ», входит в структуру «Холдинговой компании «Композит», представила на российской выставке вооружений «Армия-2016» (6–11 сентября 2016 года), углекомпозитные ложи для винтовок, изготовленные из препрегов на основе углеродного волокна. Компания занимается производством тканей различного типа плетения, мультиаксиальных тканей и препрегов на основе углеродного волокна. Предприятие оснащено уникальным для России высокотехнологичным оборудованием по производству препрегов. Представленные на выставке углекомпозитные ложи изготавливаются по технологии термокомпрессионного формования эпоксидных препрегов с получением монокока. Технология разрабатывалась специалистами компании на протяжении нескольких лет и в данный момент успешно применяется. В результате удаётся производить высококлассный продукт, способный конкурировать с

лучшими мировыми экземплярами. Углекомпозитные ложи отличает низкий вес от 500 до 1100 грамм, водостойкость, высокая прочность, химическая стойкость, жесткость, в том числе на кручение, размеростабильность в широком диапазоне температур, стойкость к царапинам и ударным нагрузкам. Эти изделия прошли испытания в ЦКИБ СОО на определение прочности конструкции многократным падением на бетонную плиту при температурах от минус 50 до плюс 50 градусов по Цельсию. Для военного применения ложи подвергаются испытаниям по ОТТ 7.2.7 — 85, для спорта и охоты — по ОСТ 3-4728 – 80. www.hccomposite.com ООО «Продмаш-композит» будет реализовывать инновационный проект на территории ОЭЗ «Тольяти» Наблюдательный совет рекомендовал к реализации проект потенциального резидента особой экономической зоны «Тольятти» ООО «Продмашкомпозит». Компания имеет учредителей из Самарской области и представляет неавтомобильную отрасль. ООО «Продмаш-композит», — молодое перспективное предприятие с отработанными инновационными технологиями производства изделий из композитов — запускает на участке 4,3 га производство по технологиям SMC (Sheet Mould Compound) и BMC (Bulk Mould Compound), а также технологии изготовления изделий из полимербетона. Это позволит производить продукцию, имеющую высокие физико-механические свойства и долгий срок эксплуатации. Планируемые вложения в проект составляют 436 млн рублей. На новом производстве будет создано 152 рабочих места, большая часть из которых являются высокотехнологичными. Среди планирующихся к производству изделий можно выделить: дорожную продукцию (флажки КД6, дорожные знаки, пешеходные ограждения и т.д.), продукцию массового потребления (монолитные кухонные мойки, кухонные столешницы, подоконники, элементы отделки и декора и т.д.), а также продукцию для военной, энергетической и других отраслей промышленности. «В ОЭЗ «Тольятти» появляются компании из новых отраслей, что отвечает одной из основных целей создания экономической зоны — диверсификации экономики города. Для нас также особенно важно, что новые проекты будут реализовывать инвесторы из нашего региона, доля которых в числе резидентов ОЭЗ выросла за последнее время. Увеличится число производств продукции бытового назначения, а значит, жителям будет проще увидеть результаты работы резидентов экономической зоны», — отметил губернатор Самарской области Николай Иванович Меркушкин. www.oeztlt.ru

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | октябрь | 2016

www.uncm.ru

Ракета-носитель «Протон-М» может получить новую модификацию ОНПП «Технология» готова делать композитные головные обтекатели для ракеты-носителя «Протон-М» увеличенного объема, сообщил замдиректора по производственной деятельности ОНПП «Технология» им. А. Г. Ромашина Анатолий Хмельницкий. «Если для существующей ракеты-носителя мы выпускаем обечайки четырехметрового диаметра, то для нового поколения диаметр обтекателя составит уже пять метров», — рассказал он. Ранее сообщалось, что Центр им. Хруничева представил две новые модификации ракеты-носителя «Протон-М» — двухступенчатую версию «Протон-М Средний» (убрана вторая ступень, а на ее место поставлена третья) со сроком первого запуска в 2018 году, а также «Протон-М Легкая» (убрана вторая ступень и из шести двигателей первой ступени оставлено четыре) со сроком запуска в 2019 году. Обе ракеты должны иметь обтекатели диаметром четыре метра. В обычной ракете-носителе «Протон-М» также используются головные обтекатели диаметром четыре метра. Головной обтекатель предназначен для защиты космического аппарата и разгонного блока от воздействия внешней среды при наземных операциях и выведении. При этом ОНПП «Технология» предлагает облегчить конструкцию новой модификации ракеты-носителя «Протон-М» за счет использования при изготовлении увеличенного головного обтекателя композитных материалов. «Производственные мощности и имеющийся научный задел позволяют нам серийно выпускать такие крупногабаритные конструкции из композитов», — сказал Хмельницкий. www.tass.ru Спрос на полиэфирные смолы в России возобновил рост После стагнации в 2014-2015 гг. спрос на полиэфирные смолы в России снова начал расти. Предложение на растущем рынке обеспечивается как за счет увеличения выпуска российскими заводами, так и небольшого роста импорта (впервые за несколько лет). Если до конца 2016 года не произойдет непредвиденных срывов, можно прогнозировать объем рынка на уровне 40.000 тонн, сообщил участникам конференции «Композиты и компаунды 2016» Зоран Павлович, учредитель компании «Дугалак». Внутреннее производство по итогам года достигнет рекордных 30.000 тонн, импорт около 10.000 тонн. Восходящий тренд на рынке полиэфирных смол сохранится и на ближайшие несколько лет, — темпы роста потребления до 2021 можно оценить в 7–10% ежегодно. Среди основных причин благополучия в сегменте — соответствующий запрос на локализацию сырья в потребляющих отраслях. В частности, речь идёт об элементах сантехники, строительной арматуре и трубной продукции. Спрос на отечественные смолы также вызван нестабильным курсом валют и успехами российских производителей композитных материалов в освоении современных технологий. Ограничивающим фактором роста производства полиэфирных смол в России является недостаток мощностей. За последние 30 лет не было построено ни одного завода. Возможно, оздоровление рынка будет способствовать расширению существующих и появлению новых производств. www.plastinfo.ru

СОЮЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПОЗИТОВ

3. МИРОВЫЕ НОВОСТИ Композит, способный «самовосстанавливаться» при низких температурах Ученые из университета Бирмингема (Великобритания) и Харбинского технологического института (Китай) разработали технологию, позволяющую материалам, широко применяемым при изготовлении самолетов и космических кораблей, самостоятельно восстанавливаться при низких температурах (-60°С). Данная информация опубликована в журнале Royal Society Open Science (Великобритания). Способность композитных материалов восстанавливать утраченные свойства известна давно. Однако ранее она была ограничена — при низких температурах восстановление было затруднено. Новый материал благодаря своей структуре поддерживает постоянную температуру. Внутри композита находятся углеродные нанотрубки, необходимые для доставки «заживляющего» вещества, а пористый проводящий компонент поддерживает необходимую температуру. «Оба компонента необходимы. Без нагревающего элемента жидкость замерзнет при -60°C, и химическая реакция не запустится. А без нанотрубок нагревающая жидкость не сможет автоматически доставляться к трещинам», — объяснил Юнцзин Ван, аспирант Бирмингемского университета. По словам авторов разработки, она может применяться тогда, когда ремонт или замена детали затруднены: например, на установленных в море ветрогенераторах, или невозможны, например, на самолете или космическом корабле во время полета. www.jeccomposites.com В США впервые напечатали на 3D-принтере беспилотный автобус с применением углекомпозитов Американская компания Local Motors напечатала на 3D-принтере автономный электрический микроавтобус Olli. Автобус, дизайн которого некоторые обозреватели успели сравнить с телефонной будкой, примечателен сразу по нескольким причинам. Во-первых, он был напечатан на 3D-принтере. Во-вторых, его детали могут быть подвергнуты вторичной переработке. И, в-третьих, этому автобусу не нужен водитель, так как он оборудован системой автономного управления. В Local Motors новое транспортное средство называют «челноком», который способен перевозить до 12 человек от одной точки назначения до другой по заданному маршруту. Вызвать автобус можно будет из мобильного приложения или терминала самообслуживания. Для передвижения по маршруту планируется использовать лазерный локатор, камеры и GPS-навигатор, предусмотрена возможность также вносить корректировки маршрута, чтобы избежать столкновений. Тестирование Olli будет проходить под присмотром человека, причем в Local Motors готовы принять на себя всю ответственность в случае аварии с участием их автобуса. Для управления Olli используется облачная платформа IBM Watson,

www.uncm.ru

которая позволяет пассажирам передавать команды голосом. Помимо обработки запросов на маршрут, автобус сможет отвечать на вопросы о своем дизайне и функциях или рекомендовать рестораны по пути следования. Компания Local Motors известна как любитель краудфандинговых проектов. Именно так в свое время были привлечены средства на разработку Rally Fighter. Но автобус-челнок полностью создан за счет собственных средств компании. Olli на 20 % состоит из углекомпозита (акрилонитрилбутадиенстирола (АБС), армированного углеродным волокном). Помимо напечатанных на 3D-принтере композитных деталей, в конструкции использованы алюминиевые и металлические детали. Сейчас максимальная скорость Olli не превышает 25 миль/час, однако разработчики рассчитывают рано или поздно преодолеть этот порог. www.localmotors.com

4. АНОНС 10-я юбилейная международная научно-практическая конференция «Композитные материалы: производство, применение, тенденции рынка» 24 ноября 2016 г. в Торгово-Промышленной палате Российской Федерации состоится 10-ая юбилейная международная научно-практическая конференция «Композитные материалы: производство, применение, тенденции рынка». Конференция проводится в рамках реализации Подпрограммы «Развитие производства композиционных материалов (композитов) и изделий из них» государственной программы «Развитие промышленности и повышение её конкурентоспособности» по заказу Министерства промышленности и торговли Российской Федерации. Ключевая тема конференции в 2016 году: стимулирование спроса на продукцию предприятий композитной отрасли. Перед участниками выступят представители федеральных и региональных органов исполнительной власти Российской Федерации, а также компаний с государственным участием. В рамках мероприятия участники обсудят вопросы импортозамещения и развития отечественных производств мирового уровня. К участию в конференции также приглашаются представители и дистрибьюторы отечественных и иностранных компаний, желающие рассказать о своих планах работы в 2017 году на территории Российской Федерации. Ежегодно в мероприятии принимают участие более 200 представителей ведущих предприятий и организаций отрасли из России, стран СНГ, Балтии и Европы. Приглашаем компании отрасли принять участие в конференции, обсудить проблемы развития производства и применения композитов в России и СНГ, по-

лучить актуальную информацию и обменяться опытом. Место проведения: Конгресс-центр ТорговоПромышленной палаты Российской Федерации Адрес: г. Москва, ул. Ильинка, 6/1, c. 1 Рабочее время конференции: 10.00–18.00 Язык конференции: русский, синхронный перевод на английский язык. Стоимость участия в конференции — 7 000 ₽. Заявки от слушателей принимаются до 14 ноября 2015 г. Координатор проекта: Пунина Мария Андреевна, +7 (495) 786-25-36, manager_mp@uncm.ru В случае заинтересованности в выступлении с докладом, просим Вас заранее предоставить в оргкомитет тематику и краткие тезисы выступления. Решение о выступлении принимает оргкомитет конференции на основании присланных тезисов. Прием заявок на выступление с докладом вместе с тезисами выступления СТРОГО ДО 31 октября 2015 года. КОНФЕРЕНЦИЯ «Развитие производства и применения композиционных материалов (композитов) и изделий из них в Санкт-Петербурге» 12–14 октября 2016 года в Санкт-Петербурге в Центре импортозамещения и локализации пройдет Конференция «Развитие производства и применения композиционных материалов (композитов) и изделий из них в Санкт-Петербурге». Конференция призвана стать площадкой для обмена опытом, обсуждения ведущими учеными и специалистами текущей ситуации и перспектив развития в области производства и применения композитных материалов, продвижения инновационной продукции предприятий композитной отрасли. В программу Конференции включены следующие мероприятия: пленарная сессия «Композиты — материалы и технологии будущего: перспективы развития рынка в России» и круглые столы по различным отраслевым направлениям, специальные и презентационные сессии, выставочная экспозиция, переговоры в зоне делового общения. Организатор Конференции: Комитет по промышленной политике и инновациям Санкт-Петербурга и Группа компаний «Композитные решения». Партнёры Конференции: Центр кластерного развития ОАО «Технопарк Санкт-Петербурга», УК «Композитный кластер Санкт-Петербурга». По всем вопросам обращайтесь, пожалуйста Тел. +7 (911) 971-66-41 – Ксения Пантелеймонова e-mail: conference@compositesolutions.pro www.compositesolutions.ru Редактор: Пунина Мария manager_mp@uncm.ru 117292, г. Москва, а/я 49 Телефон/факс: +7 (495) 786-25-36 www.uncm.ru

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | октябрь | 2016

Событие Пунина Мария Андреевна Объединение юридических лиц «Союз производителей композитов» www.uncm.ru

В Калуге состоялась конференция по вопросу разработки и реализации региональных программ внедрения композитов

8 сентября 2016 года в Калуге состоялась научно-практическая региональная конференция по вопросу разработки и реализации региональных программ внедрения композитов и изделий из них в приоритетных отраслях экономики. Ключевая задача данного мероприятия — формирование системы стимулирования спроса на технически и экономически эффективную продукцию композитной отрасли в регионах Российской Федерации и обмен опытом по созданию данной системы. Конференция проводилась в рамках реализации государственной подпрограммы «Развитие производства композиционных материалов (композитов) и изделий из них» по заказу Министерства промышленности и торговли Российской Федерации Объединением юридических лиц «Союз производителей композитов» (Союзкомпозит) при поддержке АО «РТ-Химкомпозит», ООО «НПП «Полет» и Издательского Дома «Мир Композитов». В конференции приняли участие 150 человек, среди которых были представители Министерства промышленности и торговли Российской Федерации, Правительства Калужской области, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, Союзкомпозита, Ассоциации «Кластер авиационно-космических технологий полимерных композиционных материалов и конструкций Калужской области», российских компаний отрасли производства композитов и изделий из них, российских проектных и инжиниринговых организаций, а также организаций — реальных и потенциальных потребителей изделий из полимерных композитных материалов на объектах транспортной инфраструктуры, жилищно-коммунального хозяйства, промышленного и гражданского строительства.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Программа конференции состояла из трех секций: Секция 1: Разработка и реализация региональной программы внедрения композитов, изделий и конструкций из них в Калужской области; Секция 2: Практика применения композитных материалов, конструкций и изделий из них на объектах транспортной инфраструктуры, жилищно-коммунального хозяйства, промышленного и гражданского строительства; Секция 3: Подготовка и повышение квалификации кадров для композитной отрасли. С приветственным словом в первой части конференции выступили заместитель директора Департамента металлургии и материалов Минпромторга России Серватинский Павел Вадимович, исполнительный директор Объединения юридических лиц «Союз производителей композитов» Ветохин Сергей Юрьевич, Советник Губернатора Калужской области, председатель Совета директоров ООО «НПП «Полет» Щербаков Валерий Тихонович. Выступающие акцентировали внимание участников конференции на ключевых задачах развития композитной отрасли в текущей финансово-экономической ситуации: • стимулирование спроса на технически и экономически эффективную продукцию композитной отрасли на федеральном и региональном уровнях; • создание в регионах Российской Федерации полноценных систем внедрения инноваций в приоритетных секторах экономики; • стимулирование во всех регионах Российской Федерации создания новых, и модернизации действующих производств композитной отрасли,

Событие

а также формирование условий для их опережающего развития; • создание на федеральном и региональном уровнях современной системы подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров композитной отрасли России. О результатах реализации подпрограммы «Применение композиционных материалов и изделий из них в Калужской области» рассказал Исполняющий обязанности начальника управления промышленности и транспорта — начальник отдела промышленности Министерства экономического развития Калужской области Иванов Кирилл Александрович. Для системного развития композитной отрасли на территории Калужской области была создана Ассоциация «Кластер авиационно-космических технологий полимерных композиционных материалов и конструкций Калужской области», учредителями которой выступили ООО «Полет-Сервис», АО «Агентство инновационного развития», АО «ОНПП «Технология» им. А. Г. Ромашина». Концепцию кластера, его основные цели и задачи, а также информацию об участниках кластера на конференции представил Председатель правления Ассоциации «АКОТЕХ», заместитель генерального директора по науке и развитию АО «ОНПП«Технология» им. А. Г. Ромашина» Комиссар Олег Николаевич. О мерах поддержки композитного кластера и кластерном развитии Калужской области, в целом, рассказал Директор департамента развития кластерных инициатив и проектов АО «Агентство инновационного развития — центр кластерного развития Калужской области» Гранков Павел Юрьевич.

На мероприятии помимо региональной программы Калужской области был рассмотрен проект региональной программы развития отрасли производства композитных материалов в г. Москве 2016-2020 гг. Проект программы представил Руководитель дивизиона Композиты Межотраслевого инжинирингового центра Композиционных материалов МГТУ им. Н. Э. Баумана Калинников Александр Николаевич. Еще одним инструментом развития композитной отрасли является стимулирование спроса на ее продукцию со стороны компаний с государственным участием. Об опыте внедрения инновационных композитных решений в Государственной компании «Автодор» рассказал Заместитель директора Департамента проектирования, технической политики и инновационных технологий, Государственной компания «Автодор» Ильин Сергей Владимирович. Вторая часть конференции была посвящена прак-

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Событие

тике применения композитных материалов, конструкций и изделий из них на объектах транспортной инфраструктуры, жилищно-коммунального хозяйства, промышленного и гражданского строительства. С докладами в этой части выступили производители изделий и конструкций из композитов, в том числе региональные, представив готовые решения из композитный материалов, пригодные для применения в приоритетных отраслях экономики России. Третья часть конференции включала в себя вопросы, связанные с подготовкой и повышением квалификации кадров для композитной отрасли. Профессор кафедры «Технология композиционных материалов, конструкций и микросистем» Московского авиационного института Бухаров Сергей Викторович представил доклад об особенностях и опыт повышения квалификации специалистов в области композиционных материалов в МАИ. Исполнительный директор Объединения юридических лиц «Союз производителей композитов» Ветохин Сергей Юрьевич доложил о деятельности Союзкомпозита по созданию системы профессиональных стандартов отрасли производства композитных материалов в России и представил конкретные предложения для Минтруда России. Программа конференции была насыщенной и вызвала неподдельный интерес у его участников. В ходе мероприятия состоялся заинтересованный обмен мнениями по вопросу применения композитных материалов, конструкций и изделий из них в сфере транспортной инфраструктуры, жилищно-коммунального хозяйства, промышленного и гражданского строительства и были выработаны конструктивные предложения по расширению применения данных материалов, конструкций и изделий в приоритетных секторах экономики.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Материалы

Эпоксидная система ER434 для препрегов инновационная разработка от компании CIT (Италия) Постоянное расширение областей применения углеродного волокна требует всё более и более высокого уровня нововведений и разработок эпоксидной матрицы. Новая ER434, ударопрочная эпоксидная система для препрегов, была разработана компанией CIT (Италия) для удовлетворения запросов самых требовательных рынков с точки зрения технических характеристик материалов, включая мотоспорт, автомобильную промышленность и индустрию спорта и отдыха. Эта структурная система характеризуется профилем вязкости, который сочетает в себе идеально контролируемый расход смолы и оптимальный уровень пропитки волокон. Кроме того, уже после одного цикла отверждения, в течение 90 минут при 125°С, материал полностью достигает поперечно-сшитого состояния и своих оптимальных характеристик без необходимости в постотверждении, что способствует оптимизации продолжительности процесса. Добавление спроектированного упрочняющего эластомерного агента, предварительно диспергированного в эпоксидной смоле, идеально совместимого и прозрачного, способствует достижению материалом отличных значений межслоевой вязкости разрушения и предела прочности на сдвиг при сохранении превосходных значений модуля упругости и прочности при сжатии, без негативного влияния на температуру стеклования или косметические свойства отверждённой детали. Не содержащая растворителя CIT ER434 использует последнее поколение катализаторов с впрыском мочевины, классифицированных как безвредное химическое вещество с низким токсикологическим воздействием. CIT ER434 доступна и для однонаправленных, и для тканевых препрегов на основе углеродных, стеклянных, арамидных и гибридных волокон.

ООО «КарбонСтудио» 192236, Санкт-Петербург ул. Софийская, 8 +7 (812) 363-43-77 www.carbonstudio.ru

Эта матрица обладает следующими характеристиками: • Максимальная температура стеклования Tg 130°С; • Высокая ударная прочность; • Очень хорошее сохранение свойств при сжатии; • Превосходная обрабатываемость и средняя липкость; • Срок хранения более 40 дней при комнатной температуре (23°C); • Экологическая совместимость: не содержит растворителя. Компания CIT является мировым производителем тканей из углеродного волокна Toray (Япония). Благодаря постоянным исследованиям и разработкам компания предлагает широкий диапазон полотен, лент, мультиаксиальных тканей, препрегов на основе фенольных, эпоксидных и цианоэфирных смол, ламинатов и панелей для разнообразного применения. Производство оснащено современным оборудованием, что позволяет бережно относиться к окружающей среде. Исследования и разработки ведутся в современных лабораториях, где проводятся механические, химические и баллистические испытания. Компания Carbon Studio является эксклюзивным дистрибьютором продукции CIT в России, а также других инновационных композитных материалов и оборудования для их переработки, в том числе собственного производства. Для получения любой интересующей вас информации звоните по телефонам +7 (812) 363-43-77 и +7 (495) 212-18-15 или пишите на электронную почту carbon@carbonstudio. ru. На нашем сайте www.carbonstudio.ru вы можете оформить заказ на нашу продукцию, записаться на тренинг по вакуумной инфузии или производству технологической оснастки. КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Материалы

Модельные плиты RAKU-TOOL для оснастки в композитном производстве СКМ-Полимер www.skm-polymer.ru

Материалы Модельный пластик сегодня уверенно занимает первое место среди материалов для оснастки в композитном производстве. Широкий диапазон возможностей полиуретановых и эпоксидных модельных плит позволяет решать самые разнообразные задачи. Модельные плиты используются для создания различных видов оснастки, как правило, путём фрезерования на ЧПУ-станках. Мастер-модели, макеты, формы, матрицы — все эти задачи решаются с использованием модельного пластика. Основные преимущества модельных пластиков давно известны. Это возможность быстрого склеивания и ремонта, лёгкость обработки, однородность структуры, влагостойкость и устойчивость к перепадам температуры. Традиционные материалы, такие как дерево, МДФ, фанера, этими свойствами не обладают. Также модельные пластики успешно конкурируют с металлом за счёт возможности более быстрой обработки и ремонтопригодности. Компания RAMPF Tooling Solutions является не просто одним из мировых лидеров в области материалов для оснастки. Основатель компании RAMPF Gruppe Рудольф Рампф изобрёл технологию производства полиуретановых плит в 1982 году, и до сегодняшних дней компания RAMPF задаёт самые высокие стандарты качества и неуклонно им следует. Линейку модельных плит RAKU-TOOL можно разделить на несколько основных групп. Первая из них — это модельные плиты малой плотности (0,08– 0,60 г/см³). В основном они применяются для создания макетов и дизайнерских проектов, а также в качестве конструкционной поддержки для нанесения модельной пасты, взамен пенопласта. Несмотря на небольшую плотность, эти плиты имеют хорошую и ровную структуру поверхности. Вторая и одна из основных групп модельных плит — плиты средней плотности (0,6–1,0 г/см³). Они могут использоваться в качестве альтернативы дереву и МДФ для создания мастер-моделей в композитном производстве. Третья группа пластиков — плиты высокой плотности (1,2–1,7 г/см³). Сфера их применения очень широка. Такие плиты отличает более высокое ка-

чество поверхности и физико-механические свойства. К примеру, модельная плита WB-1404 (плотность 1,4 г/см³) обладает очень прочной структурой, а качество поверхности позволяет добиться глянцевой поверхности полученной детали. Этот материал применяется при создании оснастки для метода вакуумной инфузии и RTM. Плита WB-1700 (плотность 1,7 г/см³) — самый плотный пластик из линейки RAKU-TOOL. Спектр его применения очень широк — от оснастки для штамповки листового металла до вакуумной формовки пластика за счёт своей высокой термостойкости (до 125°С) и высоких прочностных характеристик. Отдельное место в ассортименте модельных плит занимают высокотемпературные эпоксидные плиты. Они применяются для создания оснастки под прямое автоклавное формование препрегов. Преимущество данной технологии в том, что она избавляет от необходимости производства и использования высокотемпературной углепластиковой матрицы. Современные уникальные технологии, разработанные в компании RAMPF Tooling Solutions, позволяют достичь термостойкости модельных плит на уровне 190–200°С при сохранении КТР на отметке 35-40 10-6К-1. Это уникальный продукт, аналогов которому просто не существует. К каждой модельной плите разработан специальный клей, который позволяет добиться превосходного качества склейки и однородности клеевого шва. Клеи делятся на две группы — полиуретановые и эпоксидные. Полиуретановые клеи отличаются высокой тиксотропностью и быстрым отверждением. К примеру, полиуретановый клей для плиты WB-1404 позволяет начинать механическую обработку склеенных плит спустя всего один час после склеивания. При этом при испытании клеевого шва на прочность происходит разрушение по структуре материала, а не по клеевому соединению. Клеи на эпоксидной основе более универсальны; путём выбора отвердителя можно регулировать вязкость смеси и время жизни, а отверждение занимает чуть более долгое время. Как было отмечено выше, возможность ремонта — одно из основных преимуществ модельных плит перед другими материалами. При повреждении формы, сделанной из модельного пластика, ремонт

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Материалы производится путём вырезания повреждённого участка и последующей вклейки аналогичного пластика. После механической обработки оснастка готова к использованию. Небольшие царапины и сколы могут быть отремонтированы при помощи специальной ремонтной полиэфирной пасты, она проста в нанесении и легко обрабатывается после отверждения. Ассортимент модельных плит RAKU-TOOL постоянно развивается и совершенствуется. Благодаря своему многолетнему опыту специалисты RAMPF Tooling Solutions являются профессионалами в своей области. Технические консультанты постоянно готовы ответить на самые сложные вопросы и поделиться своими знаниями. Штаб-квартира компании, расположенная под Штутгартом (Германия), обладает самым современным технологическим комплексом для разработки технологий и производства материалов. Лаборатории с передовым оборудованием, современные производственные площади, строжайший контроль качества сырья и готовой продукции — всё это обеспечивает высочайший уровень, которому компания RAMPF Tooling Solutions соответствует уже более 30 лет. Всю необходимую детальную информацию о представленных в статье продуктах и других материалах Вы можете получить у наших специалистов по телефону +7 (495) 508-3718 или по электронной почте info@skm-polymer.ru, или на сайте www.skmpolymer.ru

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Материалы

Власенко Ф. С., к.т.н. Хлебников Н. В. ООО «Композит-Изделия» | www.ccvm.ru

Вспомогательные материалы для инфузионных и автоклавных процессов формования углеи стеклопластиков компании «Композит-Изделия» ООО «Композит-Изделия», входящая в структуру «Холдинговой компании Композит», имеет большой опыт поставок основных и вспомогательных материалов для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов (далее ПКМ). Мы неизменно стремимся реализовать миссию холдинговой компании — «Улучшать жизнь людей, предлагая экономные, умные, комфортные материалы и решения на их основе». Являясь надежным и ответственным партнером для наших клиентов, среди которых значительное число предприятий связанных с ОПК, и оценивая возможные риски, связанные с введением санкций и общим ухудшением отношений со странами членами НАТО, в 2015 году компанией было организован выпуск вспомогательных и расходных материалов для изготовления изделий из ПКМ отечественного производства.

Материалы На сегодняшний день наша компания предлагает весь необходимый ассортимент расходных и вспомогательных материалов как для инфузионных, так и для автоклавных процессов изготовления полимерных композиционных материалов и изделий из них. Специалистами компании, при непосредственном участии представителей организаций-партнёров и потребителей, разработаны и внедрены вспомогательные материалы всех основных групп: вакуумные и разделительные плёнки, проводящие и спиральные трубки, разделительные (жертвенные) ткани и дренажные материалы, герметизирующие жгуты, распределительные сетки (таблицы 1 и 2). Мы внимательно относимся к потребностям наших клиентов, поэтому разработка новых и улучшение имеющихся продуктов — одна из важнейших частей нашей работы, проводимой в тесном контакте со специалистами, непосредственно работающими с нашими материалами. Так были разработаны вакуумные плёнки «Вакплен» и «Вакплен-ВТ», предназначенные для ин-

фузионных и автоклавных процессов формования. Характеристики плёнок представлены в таблице 3. Рабочий интервал температур плёнки «Вакплен» позволяет применять её как для инфузионных процессов, так и для процессов термовакуумного и автоклавного формования индустриальных препрегов и препрегов аэрокосмического назначения с температурами отверждения до 150°С (например, препрега XPPR-104-200-К340-300-107-014, со следующими параметрами формования: максимальное давление 5,0 кгс/см2, максимальная температура формования 120°C, общее время формования в автоклаве 180 минут; препрега ВКУ-45, со следующими параметрами формования: максимальное давление 7,1 кгс/см2, максимальная температура формования 140°C, общее время формования в автоклаве 180 минут). Опираясь на отзывы и пожелания потребителей, была разработана ткань «Р-Текс» Р105ПЭ с увеличенной, по сравнению с тканью Р85ПЭ, прочностью (таблица 4), а также разрабатывается лёгкая жерт-

Таблица 1. Вспомогательные материалы ООО«Композит-Изделия» для инфузионных процессов. Наименование материала

Краткое описание и характеристики

Вакуумная пленка «Вакплен» ТУ 2245-001-30189225-2015

Пленка предназначена для изготовления вакуумных технологических пакетов в автоклавных и инфузионных процессах для процессов с максимальными температурами отверждения 150°С.

Разделительные пленки «Полиплан» ТУ 2245-007-30189225-2015 (1)

Пленка доступна в перфорированном и неперфорированном вариантах. «Полиплан-120» полиолефиновая пленка для инфузионных процессов с максимальными температурами отверждения 120°С. «Полиплан-150» полиолефиновая пленка для процессов с максимальными температурами отверждения 150°С.

Жертвенные ткани нейлоновые «Р-Текс» Р85ПА, Р60, Р60 С ТУ 8388-010-30189225-2015 (1)

Р60 Полиамидная ткань, максимальная рабочая температура 210°С, поверхностная плотность 60 г/м2. Р60С Полиамидная ткань, обработанная силиконовым антиадгезивом, максимальная рабочая температура 210°С, поверхностная плотность 60 г/м2. Р85ПА Полиамидная ткань, с маркировочной нитью, максимальная рабочая температура 210°С, поверхностная плотность 85 г/м2.

Жертвенные ткани полиэфирные «Р-Текс» Р85ПЭ, Р105ПЭ ТУ 8388-010-30189225-2015 (1)

Р85ПЭ Полиэфирная ткань с маркировочной нитью, максимальная рабочая температура 180°С поверхностная плотность 85 г/м2. Р105ПЭ Полиэфирная ткань с маркировочной нитью, максимальная рабочая температура 180°С поверхностная плотность 105 г/м2.

Дренажно-впитывающие материалы ДВМ-140,ДВМ-240 ТУ 8397-011-30189225-2015

Максимальная рабочая температура 210°С. ДВМ-140 поверхностная плотность 140 г/м2. ДВМ-240 поверхностная плотность 240 г/м2.

Жгут герметизирующий «Контур-120» ТУ 2513-006-30189225-2015

Жгут герметизирующий предназначен для герметизации вакуумных технологических пакетов и приклеивания вакуумных пленок. Максимальная рабочая температура 120°С.

Сетки распределительные «ПРО-СЕТ120» ТУ 2291-004-30189225-2015

Экструдированная распределительная сетка предназначена для повышения эффективности проникновения связующего в пакет армирующего наполнителя, при изготовлении изделий методом вакуумной инфузии, поверхностная плотность 100 г/м2, максимальная рабочая температура 120°С.

«ПРО-СЕТ 200» ТУ 2291-012-30189225-2016

Вязанная распределительная сетка предназначена для повышения эффективности проникновения связующего в пакет армирующего наполнителя, при изготовлении изделий методом вакуумной инфузии, обладает хорошей драпируемостью, поверхностная плотность 105 г/м2, максимальная рабочая температура 200°С.

Трубки проводящие ТП-90, ТП-120 ТУ 2291-002-30189225-2015 (1)

Трубки предназначены для создания линий подачи связующего и вакуумных линий при сборке технологических вакуумных пакетов в процессах вакуумной инфузии. Максимальная рабочая температура 120°С.

Трубки спиральные ТС-90, ТС-120, ТС-200 ТУ 2291-003-30189225-2015(2)

Трубки спиральные предназначены для создания линий подачи связующего и вакуумных каналов при сборке технологических вакуумных пакетов в процессах вакуумной инфузии. Максимальная рабочая температура 120°С и 200°С (для марки ТС-200).

Трубки силиконовые ТУ 2549-014-30189225-2016

Трубка силиконовая предназначена для создания линий подачи связующего и вакуумных линий при сборке технологических вакуумных пакетов в процессах вакуумной инфузии, максимальная рабочая температура 200°С. Доступна с различными значениями диаметров и толщин стенок.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Материалы Таблица 2. Вспомогательные материалы ООО«Композит-Изделия» для автоклавных процессов. Наименование материала

Краткое описание и характеристики

Вакуумная пленка «Вакплен-ВТ» ТУ 2255-009-30189225-2015

Пленка предназначена для изготовления вакуумных технологических пакетов в автоклавных и инфузионных процессах изготовления полимерных композиционных материалов, с максимальными температурами отверждения 205°С..

Разделительная пленка «Фтороплан» ТУ 2245-008-30189225-2015

Разделительная пленка на основе фторполимера, для использования в автоклавных и инфузионных процессах изготовления полимерных композиционных материалов с максимальной температурой отверждения не выше 260°С.

Жгут герметизирующий «Контур-205» ТУ 2513-006-30189225-2015

Жгут герметизирующий предназначен для герметизации вакуумных технологических пакетов и приклеивания вакуумных пленок. Максимальная рабочая температура 205°С.

Жертвенные ткани нейлоновые «Р-Текс» Р85ПА, Р60, Р60С ТУ 8388-010-30189225-2015(1)

Р60 Полиамидная ткань, максимальная рабочая температура 210°С, поверхностная плотность 60 г/м2. Р60С Полиамидная ткань обработанная силиконовым антиадгезивом, максимальная рабочая температура 210°С, поверхностная плотность 60 г/м2. Р85ПА Полиамидная ткань с маркировочной нитью, максимальная рабочая температура 210°С, поверхностная плотность 85 г/м2.

Дренажно-впитывающие материалы ДВМ-240, ДВМ-340, ДВМ-600 ТУ 8397-011-30189225-2015

Максимальная рабочая температура 210°С. ДВМ-240 поверхностная плотность 240 г/м2. ДВМ-340 поверхностная плотность 340 г/м2. ДВМ-600 поверхностная плотность 600 г/м2.

Таблица 3. Характеристики вакуумных пленок «Вакплен» ТУ 2245-001-30189225-2015 и «Вакплен-ВТ» ТУ 2255-009-30189225-2015. «Вакплен» Показатели

Прочность при растяжении в продольном и поперечном направлениях при температуре 23 ± 2°С, МПа Относительное удлинение при разрыве в продольном и поперечном направлениях при температуре 23 ± 2 °С, %, не менее Толщина, мкм

Максимальная рабочая температура, °С

«Вакплен-ВТ»

Норма по ТУ

Фактические показатели*

Норма по ТУ

Фактические показатели*

В продольном, (не менее) 30 В поперечном, (не менее) 30

В продольном 38 В поперечном 46

В продольном, (не менее) 55 В поперечном, (не менее) 55

В продольном 101 В поперечном 105

В продольном, (не менее) 350 В поперечном, (не менее) 350

В продольном 373 В поперечном 517

В продольном, (не менее) 350 В поперечном, (не менее) 350

В продольном 564 В поперечном 540

50 ± 5 75 ± 5

55 —

50 ± 5 75 ± 5

55 —

150

—

205

—

* Показатели получены в результате проведения испытаний в независимой аккредитованной лаборатории.

Таблица 4. Характеристики разделительных тканей «Р-Текс» ТУ 8388-010-30189225-2015 (1). Значение для марок ткани

Наименование показателя Р85ПА

Р60

Р85ПЭ

Р105ПЭ

85 ± 5

60 ± 5

80*

106*

Количество нитей на 10 см ткани по основе и по утку, шт — по основе — по утку

190 ± 30 170 ± 30

360 ± 40 360 ± 40

185* 150*

186* 192*

Разрывная нагрузка для образца шириной 50 мм, не менее, Н — вдоль основы — вдоль утка

1100 1000

800 650

1261* 996*

1418* 1403*

1520 ± 50

1840*

1525*

210

180

Поверхностная плотность, г/м2

Ширина ткани в рулоне*, мм Максимальная рабочая температура, °С

* Фактические значения показателей, полученные в результате проведения испытаний в независимой аккредитованной лаборатории.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Материалы

Рисунок 1. Автоклавное формование образцов препрега.

венная ткань с пониженным поглощением связующего, для автоклавного и прессового формования. Материалы ООО «Композит-Изделия» прошли серию испытаний и одобрены к применению в транспортном машиностроении, судостроении, аэрокосмической отрасли, и используются как разработчиками угле- и стеклопластиков, связующих и препрегов, так и изготовителями изделий и конструкций. Широко применяются предприятиями малого и среднего бизнеса, для которых крайне важным является сочетание цена-качество. Преимущества выбора материалов компании «Композит-Изделия»: • расходные и вспомогательные материалы отечественного производства, выпускаемые по Российским ТУ, каждая партия которых сопровождается паспортом качества с результатами испытаний, выполненными по ГОСТ; • мы понимаем потребности клиентов, поскольку работаем в непосредственном контакте с разработчиками новых материалов и технологами производств, кроме того, наши специалисты имеют компетенции в области инжиниринга проектов в композитной индустрии; • предлагаем весь спектр расходных и вспомогательных материалов как для инфузионных процессов и ручного ламинирования, так и для автоклавного или прессового формования; • проводим бесплатные тренинги и семинары по работе с расходными и вспомогательными материалами нашей компании, а также тренинги по изготовлению изделий с применением технологий вакуумной инфузии и термовакуумного формования препрега; • реализуем принцип «одного окна», предоставляя возможность приобрести все необходимые материалы для изготовления изделия, благодаря отлаженным взаимоотношениям с ведущими производителями армирующих наполнителей и связующих, как в России, так и за её пределами.

Кроме того, команда специалистов «КомпозитИзделия» всегда готова не только предоставить техническую поддержку своим клиентам, но и оказать содействие в поиске партнёров для решения стоящих перед ними задач, благодаря большому опыту работы на Российском рынке ПКМ. Более подробную информацию о представленных в статье материалах Вы можете получить, посетив наш сайт www.ccvm.ru или у наших специалистов по телефону +7 (499) 404-10-48 и электронной почте info@ccvm.ru

Рисунок 2. Образцы углепластиков, полученные с применением вспомогательных материалов ООО «Композит-Изделия».

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Материалы

Виктория Руппель генеральный директор АО «СТЕВИК», г. Сержи, Франция www.stevik.fr

Новейшие разработки В СФЕРЕ АНТИАДГЕЗИОННЫХ СОСТАВОВ И ПОКРЫТИЙ ДЛЯ МАСТЕР-МОДЕЛЕЙ И ОСНАСТКИ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОМПОЗИтных ИЗДЕЛИЙ Ритм жизни современного общества ускоряется с каждым годом. Чтобы выдержать этот колоссальный темп необходимы новые знания, материалы и технологии. Настоящим прорывом в современном производстве стало применение композиционных материалов, которые характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к химическим и температурным воздействиям, а также малой массой, по сравнению с традиционными материалами.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Материалы Композитная промышленность занимает в наши дни одну из передовых позиций, и требует высочайшего уровня качества как для производственных, так и для научно-исследовательских и лабораторных целей. В то же время производители композитных материалов, как и представители других отраслей, существуют в условиях напряжённой конкуренции, где выигрывает тот, кто предлагает наиболее инновационные товары и лучшее качество по конкурентоспособным ценам. Качественное оборудование и сырьё больше не являются единственными составляющими успеха на рынке композитных материалов. Весь производственный процесс в целом должен быть оптимизирован и эффективен, и не допускать сбоев ни на одной стадии процесса. Используемые вспомогательные средства и материалы должны быть идеально адаптированы и не иметь ни малейшего воздействия на производимые детали. Таким образом, разделительные составы и покрытия, как ключевые вспомогательные средства в композитной промышленности, играют всё более важную роль в достижении желаемого уровня качества. Эти технические материалы, невидимые на конечном продукте, являются решающим фактором эффективного производства и высочайшего качества. Наш партнёр — ведущий мировой производитель разделительных составов, Münch Chemie International GmbH, предлагает широкую линейку высокоэффективных качественных продуктов, а также разрабатывает инновационные, индивидуальные решения, максимально соответствующие поставленным Заказчиками задачам. Представляемая нашей компанией продукция немецкого производителя Münch Chemie International GmbH — это инновационные и высококачественные продукты, с термостабильностью до 450°C, сроком хранения до 24 месяцев, в удобной для заказчика упаковке: от 0,5 л до 200 л. Линейка представляемых продуктов для производства стекло- и углепластиков содержит широкий спектр герметизаторов, внутренних и внешних разделительных составов, добавок и очистителей.

• • • • • •

Основана в 1948 году Более 65 лет опыта Высококачественные продукты Представлена в 75 странах Сертифицирована ISO 14001: 2004 Сертифицирована ISO 9001: 2008

Обзор продуктов Münch Chemie International GmbH Одним из важнейших факторов, обеспечивающих высококачественный результат в производстве изделий из ПКМ, является правильная подготовка поверхности оснастки. Только выбор правильных продуктов и соблюдение технологии их нанесения делают возможным получение необходимого результата. Внешние разделительные составы на растворной основе: Mikon® 700 MC Mikon® 705 MC Mikon® 760 MC Mikon® 765 MC Mikon® F-57 Просты в нанесении, не требуют располировки, подходят для работы с термореактивными связующими: полиэфирными, эпоксидными, фенольными и термопластичными связующими, не переносятся на изделие, обеспечивают глянцевую поверхность, остатки разделителя не мигрируют в оснастку. Внешние разделительные составы: На водной основе: Mikon® W-41+ACFT Mikon® W-64+ Mikon® W-53

Линейка продуктов Münch Chemie International GmbH. Герметики

Герметизаторы/ топкоуты Порозаполнители для оснастки

Специальные составы/ технологические добавки

Внешние разделительные составы

С разделительной функцией, улучшающие свойства внешних разделителей

Полупостоянные на основе растворителей на базе: • Синтетических смол • Восков

Повышающие износостойкость и устойчивость к царапинам, предотвращающие коробление и поверхностное напряжение

Очистители

Для оснастки

Для рабочего инструмента

Полупостоянные на водной основе на базе: • Фторопластов • Восков • Синтетических смол

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Материалы

Новая/очищенная оснастка

Герметизированная оснастка

Просты в нанесении, содержат специальную добавку, улучающую скольжение при съёме готового изделия, не требуют предварительно нанесения герметизатора, подходят для пористых поверхностей̆ , могут использоваться с термореактивными полиэфирными, эпоксидными, фенольными и меламиновыми связующими, ПУ-гелькоутами. Не требуют регулярного нанесения разделителя и полировки, не переносятся на изделие и обеспечивают глянцевую поверхность. Герметизаторы: Mikon® 699 MC Mikon® 799 MC Mikon® 399 MC Просты в нанесении, содержат активные компоненты, которые служат для герметизации пористой поверх-

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Герметизированная оснастка с нанесённым разделителем

ности оснастки, подходят для работы с термореактивными связующими: полиэфирными, эпоксидными и фенольными на любой поверхности оснастки. Одна из последних разработок компании Münch Chemie International GmbH для композиционной промышленности — герметизатор/топкоут Mikon® 399 MC. Этот инновационный, простой в нанесении продукт для использования на пористой поверхности мастер-моделей, изготовленных из модельных плит, гарантирует надёжность процесса и высокое качество. Продукт поставляется в двух вариантах: бесцветный или чёрный. При небольшом расходе продукта, усилие по его нанесению сведено к минимуму. Это позволяет заказчикам улучшить общую эффективность, снизить трудозатраты и себестоимость изделия. Достаточно нанести 2–3 слоя продукта Mikon®

Материалы Продукт

Назначение

Температура

Описаие

SK2TR450-1 Mikon 399MC

Герметизация мастер-моделей из модельных плит, модельного пластика, а также из плит ДСП и других пористых материалов

Термостабилен до 450°C

Специально разработанный для пористых поверхностей для создания высокоглянцевого слоя перед последующим нанесением разделительного слоя, доступен в прозрачном или глянцевом черном цветах

399 MC для герметизации всех пор модельного пластика. После просушки при комнатной температуре в течение 5 минут — уникальный состав продукта обеспечивает глянцевую поверхность без дополнительной механической обработки и полировки. Оптимальный результат достигается при использовании герметизатора Mikon® 399 MC с разделительными составами серии Mikon®. Разделительные составы — незаменимый элемент во многих производственных процессах. Тем не менее их роль часто недооценивается, несмотря на то, что, как вспомогательный продукт, именно они способствуют качественной и количественной эффективности производства. Разделительные составы, когда-то почти не используемые для предотвращения склеивания с поверхностью оснастки, на сегодняшний день повышают производительность, ускоряют производственный процесс, обеспечивают безупречное качество изделий, увеличивают срок эксплуатации оснастки, используемой для из-

готовления деталей. Инновационные решения и безупречное качество — ключ к успеху в области современной композитной индустрии.

Оборудование

Куда устремлён рынок композитов сегодня? Постепенно полимерные композиционные материалы (ПКМ) превратились в продукт повсеместного использования. Изделия из ПКМ, ранее служившие исключительно в качестве стратегического продукта или продукта военного назначения, сегодня стали встречаться гораздо чаще и перешли в ранг наиболее востребованных. Изделия из композитов используются как в отраслях промышленности, так и в различных областях народного хозяйства: автомобилестроение, железнодорожный транспорт, сельскохозяйственная техника, судостроение, химическая промышленность, медицина, сфера развлечений, спортивный инвентарь и другие. Однако на сегодняшний день одной из наиболее активно развивающейся отраслью, где наблюдается повышенная востребованность изделий из ПКМ, может по праву считаться строительная отрасль. Интенсивное развитие строительной индустрии диктует использование высокотехнологичных композитных материалов при возведении сооружений разного рода назначения. Снижение веса конструкций и улучшение их механических и прочностных показателей: высокая коррозионная стойкость, жёсткость, хорошие теплоизоляционные свойства — стали главенствующими факторами при выборе наиболее подходящего материала и оборудования для его обработки. Композитные материалы используются как для возведения внутренних, так и наружных конструкций. Они не изменяют прочностных характеристик изделий при колебаниях температуры, будь то открытые солнечные лучи, осадки или агрессивные химические среды. Изделия из ПКМ надёжны и долговечны. Компания ООО «Композитные решения» пред-

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Екатерина Малыхина Специалист отдела оборудования Группа Компаний «Композитные решения» 192236, Санкт-Петербург Софийская ул.,8 к 1 Тел.: 8 (800) 500-76-93, 8 (812) 363 43 77 www.compositesolutions.ru

лагает своим заказчикам полный спектр услуг в сфере композитов, начиная с поставки композиционных материалов с высоким уровнем технических, а также необходимых эстетических характеристик, заканчивая поставкой специализированного оборудования для обработки данных материалов и предоставление технологии по работе с ними. Ниже представлен ряд компаний — поставщиков, имеющих большой опыт в строительном бизнесе. Компания Thermwood существует на рынке уже свыше 45 лет, и по праву может назвать себя лидером в производстве высокоточного и высокоскоростного фрезерного оборудования для механической обработки изделий из ПКМ. Обратите внимание на проект отделки внутреннего убранства помещения, которое выполнено с применением станка Thermwood. Компания Thermwood растёт и развивается, придерживаясь курса разработки новых технологий и продолжая осваивать новые направления. Доказательством служит совместный проект Thermwood и компании American Kuhne Inc, заключающийся в производстве станка с встроенным вертикальным экструдером, то есть печать заготовки в 3D формате на станке с последующей её обработкой на том же станке. Компания Eastman. Для качественного раскроя материалов, а именно углеродного волокна, Kevlar®, стекловолокна, высокотехнологичных полимеров, препрегов, сот и других, мы рекомендуем использовать режущие плоттеры компании Eastman. Оборудование, собранное в соответствии с техническими

Оборудование

требованиями и подвергнутое тщательным проверкам, имеет высокий стандарт качества уже на протяжении более чем 100 лет (1888 год основания компании). Оборудование служит для разработки и раскроя ПКМ как в ручном, так и автоматическом режиме, а также для подачи и выкладки материала. Компания «Композитные решения» предлагает оборудование не только от своих зарубежных поставщиков, но и реализует собственные амбициозные проекты. На сегодняшний день компания выходит на рынок с технологией, проверенной временем и заслуживающей отдельного внимания со стороны заказчиков. Это производство серии мобильных вакуумных станций под названием CompositeVac. Оборудование предназначено для вакуумных процессов формования композиционных материалов. Оборудование способно увеличить продуктивность производства и предоставить качественный продукт своим потребителям не только на строительном рынке, но и в других отраслях, где активно применяют ПКМ. По вопросам приобретения композитных материалов, оборудования, производства готовых изделий или обучения технологии вакуумного формования или RTM, вы можете обратиться в компанию ООО «Композитные решения», где с радостью ответят на Ваши вопросы и проконсультируют по работе с ПКМ. КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Технологии

www.korsil.ru

Повышение эффективности ветроэнергетических установок

Ветроэнергетика в том виде, в каком она существует сейчас, обладает большой универсальностью. Она может приносить пользу как на оптовом рынке, где ветроэнергетические установки (ВЭУ) объединены в парки и сети, обеспечивая электроэнергией большие населённые пункты и целые регионы, так и в розничном сегменте, который позволяет применять для частного пользования только ВЭУ или совмещать их с другими возобновляемыми источниками: солнечными панелями, биогазовыми установками и сверхмалыми ГЭС.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Технологии Также ветроэнергетика обладает огромным потенциалом. С повышением технологичности ветрогенераторов этот потенциал только увеличивается. Доля получения электроэнергии от ветра постоянно растёт как в России, так и во всём мире. По самым грубым подсчётам, мировое количество произвёденной с помощью ВЭУ электрической энергии удваивается каждые 3–4 года. При изготовлении ВЭУ производители, наряду с традиционными материалами, всё чаще применяют продвинутые продукты на основе полимерных композитов, что крайне положительно сказывается на их конечных свойствах. Идя навстречу изготовителям подобных энергогенерирующих установок, производители компонентов для полимерно-композитных процессов предлагают продукты и решения, позволяющие не просто замещать традиционные материалы с максимальной эффективностью, но и также увеличивать долю их присутствия в конструкции в целом, тем самым повышая эксплуатационные показатели. Концерн Хантсман (Huntsman Advanced Materials), являясь пионером в области производств химических материалов, в частности компонентов на эпоксидной основе, всегда старается идти в ногу со временем и постоянно предлагает решения на основе своих продуктов практически для всех производственных сегментов: от технологичных материалов для строительства до высокоформулированных решений для авиации и космоса. Данный производитель уделил должное внимание ветроэнергетической отрасли также, выделив материалы для ВЭУ в отдельный сегмент. Причём для этого Хантсман предлагает не просто линейку материалов. Продукты данного концерна позволяют реализовать полноценную технологию изготовления элементов ВЭУ как совокупность последовательных этапов: от подготовительных процессов изготовления оснастки до непосредственного производства самих элементов ВЭУ и окончательной сборки. Более того, в зависимости от производственных возможностей изготовителей ветрогенерирующих установок, Хантсман предлагает на выбор различные методы переработки своих материалов до состояния готового изделия. В современной ветроэнергетике найдётся место для ВЭУ самой различной конструкции, применимости и природы происхождения. Все виды ветрогене-

раторов имеют лопасти как обобщающий элемент установки. Лопасти ВЭУ являются самым ответственным элементом и требуют соответствующего подхода: от достижения максимально эффективной технологичности процесса изготовления (скорость и простота) до надлежащих свойств (эффективность преобразования, транспортабельность, лёгкость монтажа, долговечное сохранение эксплуатационных свойств под воздействием влияния негативных факторов окружающей среды). Именно от качества изготовления лопастей зависит, как долго и в каком количестве можно будет получать энергию с вала генератора. Профиль лопасти подобен профилю крыла самолета и имеет дополнительный изгиб на кручение. В связи с этим крайне важно воспроизвести максимально эффективный рабочий профиль лопасти. Полимерные композиты Хантсман, наряду с предлагаемой технологией производства, позволяют изготавливать лопасти с надлежащим качеством и требуемой геометрией. В связи с этим хотелось бы более подробно осветить основные производственные подходы и материалы, применяемые в изготовлении композитных лопастей. Производство можно разбить на 3 основных этапа: • Изготовление оснастки (мастер-модель -> матрица); • Изготовление частей лопасти как готовых элементов; • Сборка элементов лопасти в единое готовое изделие.

Изготовление оснастки Основательный подход к выбору материалов и надлежащая производственная реализация данного этапа позволяет получить долговечную оснастку и снять с неё необходимое количество съёмов, без потерь в качестве поверхности и геометрии на протяжении всей серии. Максимально эффективный результат на данном этапе достигается применением модельных паст и литьевых смол на полимерной основе. Для изготовления оснастки и готовых элементов лопасти компания HUNTSMAN предлагает, в зависимости от производственных возможностей Изготовителя, материалы для изготовления изделий тремя основными процессами (рисунок 1).

Рисунок 1. Три основных процесса для изготовления оснастки и готовых элементов лопасти.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Технологии БЕСШОВНЫЕ ПАСТЫ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОСНАСТКИ

Типичное применение

RenPaste® SV 4503-1/ Ren® HV 4503-1

RenPaste® 4666/ Ren® 4666

Дизайн и моделирование

Моделирование и штамповка

Коричневый

Темно-серый

Цвет Плотность

г/cм

Пропорция Твердость Шор Д Коэффициент теплового расширения Теплостойкость

0,7–0,8

0,95–1,0

100 : 100

55–60

60–65

10-6/K-1

100–105

75–80

°C

45–50

50–55/80 после постотверждения

Прочность на сжатие

MПa

10–12

Модуль сжатия

MПa

550–600

1 100–1 200

Предел прочности на изгиб

MПa

11–12

19–20

Линейная усадка

мм/м

1 (0,1%)

0,4 (0,04%)

ИНФУЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ С ТЕПЛОСТОЙКОСТЬЮ 120–150°C RenLam® LY 113/Ren® HY 98

RenLam® LY 120/Ren® HY 99

Типичное применение

Изготовление форм

Процесс переработки

Мокрая выкладка/Инфузия

Инфузия

Вязкость при 25°C

мПа*сек

300

300–350

Время жизни 100 мл

мин

90–100

210–230

Время извлечения из формы

часы

12 при 23°C

24 при 40°C

°C

120

150

Цикл отверждения Температура стеклования Предел прочности Удлинение

°C

120–125

153–158

MПa

127–130

120–126

7,0–7,6

7,0–7,1

ИНФУЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ С ТЕПЛОСТОЙКОСТЬЮ 180–200°C

Типичное применение Процесс переработки

RenLam® LY 5210/ Ren® HY 5212

RenLam® LY 5210/ Ren® HY 5213

Araldite® LY 8615/ Aradur® 8615

Araldite® LY 8615/ XB 5173

Изготовление форм

Мокрая выкладка

Инфузия

мПа*сек

2 000

1 800

480–580

300–350

Время жизни 500 мл

часы

2–2,5

14–16 (100 мл)

210–230

Время извлечения из формы

часы

14 при 40°C

24 при 40°C

Цикл отверждения

°C

до 200°C

до 180°C

Температура стеклования

°C

230–238

170–180

210–220

MПa

126

82–86

113–117

—

2,7–3,7

4,1–5,1

Вязкость при 25°C

Предел прочности Удлинение

Изготовление оснастки происходит в два этапа: Изготовление мастер-модели. При изготовлении мастер-модели для последующего изготовления матрицы выявляется следующая закономерность: чем больше габарит выполняемого изделия, тем целесообразнее изготавливать оснастку с использованием модельной пасты. Другими словами: изготовить мастер-модель лопасти длиной в несколько десятков метров, используя материалы только естественного (природного) происхождения, затруднительно, а порой и невозможно. На фоне этого факта модельная паста на полимерной основе

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

позволяет получить прочную, точную, долговечную оснастку сколь угодно большого размера, с равномерными свойствами по всему объёму. Из пасты набирается необходимый габарит будущей модели, и после отверждения обрабатывается на фрезерно-координатном 3D станке согласно прописанной программе воспроизведения поверхности рабочего профиля. В результате обработки получается мастер-модель. В случае с лопастями изготавливается две мастер-модели, как две половинки: лицевой и задний профиль. Изготовление матрицы. После изготовления этих

Технологии СМОЛЫ ARALDITE® ДЛЯ МОКРОЙ ВЫКЛАДКИ* Внешние свойства Вязкость смеси

Желирование

Условия

Свойства отвержденного состава Температура стеклования Отверждение

t стекл.

Отверждение

Mеханические свойства t стекл.

Предел прочности

Ударная вязкость

Удлинение

при 80°C

при 25°C

при 23°C

мин.

мПа*сек

дни

°C

часы

°C

MПa

Дж/м2

Araldite® LY 3505/ Hardener XB 3403

36–48

300–400

49–53

4/60°C + 6/80°C

78–83

3 100– 3 300

10,5–13

250– 280

Araldite® LY 3505/ Hardener XB 3404-1

11–18

550–800

48–52

4/60°C + 6/80°C

76–81

3 450– 3 600

6,5–9,5

160– 200

Araldite® LY 3505/ Aradur® 3405

5–11

1 000– 1 200

55–60

4/60°C + 6/80°C

87–92

3 450– 3 600

7,0–9,0

150–190

92–98

3 100– 3 400

9–11

130–170

Единица измерения

G1C

Низковязкие системы

Системы повышенной вязкости для вертикального нанесения Araldite® LY 1556 / Aradur® 3405

1 500– 1 800

6–9

4/60°C + 6/80°C

СМОЛЫ ARALDITE® ДЛЯ ПРЕПРЕГОВ* Простота использования, регулируемая реактивность,Длительный срок годности, отверждение при 80–90°С. Внешние свойства

Желирование

Вязкость смеси

Свойства отвержденного, неармированного состава

Время жизни

Температура стеклования Отверждение

t стекл.

Mеханические свойства Предел прочности

Удлинение

Ударная вязкость

Условия

при 25°C

при 23°C

при 120°C

Единица измерения

мПа*сек

часы

недели

часы

°C

MПa

Дж/м2

Araldite® LY 1556/ Aradur® 1571/ Accelerator 1573/ Hardener XB 3403

4 000–6 000

24–48

105–110

2 900-3 100

7-10

130-170

Resin XU 3508/ Aradur® 1571/ Accelerator 1573/ Hardener XB 3403 (упрочненная)

6 650–7 100

120–125

2 650–2 800

5,5–8,0

850–915

половинок, мастер-модели проходят необходимую обработку и надлежащую подготовку для дальнейшего изготовления матриц на их основе инфузионным процессом и методом влажной выкладки. Оба этих процесса достаточно хорошо известны и отработаны, позволяют получать матрицы надлежащего качества для дальнейшего воспроизводства половинок лопастей как готовых изделий. В качестве армирующих материалов применяются стеклоткани. Для изготовления высокотемпературной матрицы могут использоваться углеткани. В зависимости от этого, литьевые смолы для процессов переработки могут быть обычной или повышенной теплостойкости.

Изготовление элементов лопасти Изготовив матрицу, можно переходить к этапу изготовления элементов лопасти. Снаружи лопасть состоит из лицевой (фронталь-

G 1C

ная половина) и задней (опорная половина) сторон. Именно от их геометрии зависит, насколько эффективно такое природное явление как ветер, будет преобразовываться во вращательное движение и генерировать энергию. Как было сказано выше, все эти элементы могут быть изготовлены влажной выкладкой, инфузией или препрегами. В качестве армирующего материала используются стеклоткани, предпочтение отдаётся мультиаксиальным, которые превосходно работают при разнонаправленных, знакопеременных нагрузках. Лопасти с повышенными эксплуатационными требованиями, помимо стеклоткани, могут иметь в своем составе углеткани. Крупногабаритные лопасти (с длиной от нескольких метров) изнутри усиливаются лонжероном. Данный элемент увеличивает жёсткость конструкции и принимает на себя изгибающие нагрузки набегающего воздушного потока. Профиль сечения лонжерона определяется исходя из геометрии профиля лопасти и её комля. Изготовление внутреннего си-

* — Все приведенные системы сертифицированы по Germanischer Lloyd (GL) для ветроэнергетики

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Технологии СМОЛЫ ARALDITE® ДЛЯ ИНФУЗИИ И НАМОТКИ Внешние свойства Желирование

Условия

Вязкость смеси

Свойства отвержденного, неармированного состава Температура стеклования Отверждение

t стекл.

Mеханические свойства

Отверждение

t стекл.

Предел прочности

Удлинение

при 80°C

при 25°C

при 50°C

мин.

мПа*сек

часы

°C

часы

°C

MПa

Дж/м2

Araldite® LY 1564/ Aradur® 3486

33–43

200–300

66–70

80–84

2 900– 3 050

10,5–12,5

260–310

Araldite® LY 1564/ Aradur® 3416

20–27

200–320

68–73

80–85

2 900– 3 050

10–12

260–310

Araldite® LY 1564/ Aradur® 3487 инфузия

18–25

220–320

68–73

81–86

2 950– 3 100

10–12

255–305

Araldite® LY 1568/ Aradur® 3489

43–46

200–300

61–65

77–80

2 910– 3 010

9–10

170–210

Araldite® LY 1568/ Aradur® 3491 инфузия

39–41

200–300

63–67

74–80

2 980– 3 080

9–10

170–210

Araldite® LY 1568/ Aradur® 3492 инфузия

23–25

250–350

74–78

80–85

2 900– 3 100

7–7,5

210–230

Единица измерения

при 80°C

Ударная вязкость

G 1C

Все приведенные системы сертифицированы по Germanischer Lloyd (GL) для ветроэнергетики

КОНСТРУКЦИОННЫЕ АДГЕЗИВЫ ARALDITE® Пропорция Условия

Время жизни

LSS*

T стеклов

Макс. шов

(толщина)

23°C/100 гр

Единица измерения

Отверждение

мин.

MПa

°C

мм

часы

Целевая применимость

Araldite® AV 4076-1/ Hardener HV 5309-1

1:1

50–65

20–24

70–80

2–5

23°C или 4 ч/60°C

Вклеивание комля лопасти во флянец на валу привода

Araldite® 2015**

1:1

45–60

15–18

70–80

2–7

23°C или 4 ч/60°C

Монтаж молниеотвода, датчиков. Склеивание разнородных материалов

Araldite® 2031

1:1

50–65

20–24

70–80

2–5

23°C или 4 ч/60°C

Для сборки лопасти из углепластика, работа с карбоном

Araldite® 2014-1**

Araldite® AW 5047-1/ Hardener HW 5067 Araldite® AW 4510/ Hardener HW 4511

2:1

50–65

15–18

75–85

23°C или 4 ч/60°C

Склеивание и заполнение кромок. Для узлов и элементов работающих при повышенной температуре

100 : 45

65–80

20–22

70–80

< 0,5

1 час/80°C

Жидкая клеевая система, идеальна для металлов D

2:1

85–100

14–16

110–125

2 часа/110°C

Пастообразный клей без усадки, для вертикальных поверхностей

* LSS: прочность на сдвиг (на алюминии). ** — Все приведенные системы сертифицированы по Germanischer Lloyd (GL) для ветроэнергетики

лового элемента лопасти производится методом намотки. В качестве армирующего материала может использоваться как стеклонить, так и готовые стеклоленты. Как видно из таблиц выше, практически все литьевые системы для изготовления элементов лопасти имеют сертификацию Germanisher Lloid (GL), как официальное практическое подтверждение годности этих продуктов для ветроэнергетической отрасли.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Сборка элементов лопасти в единое готовое изделие Изготовив все элементы лопасти, можно приступать к её сборке. Выполненные из полимернокомпозитных материалов, элементы изделия собираются в единое целое, с использованием клеевых материалов конструкционной прочности (структурные адгезивы).

Технологии Для доводки изделия до рабочей кондиции используются вспомогательные клеевые материалы. Подобные адгезивы также используются в качестве ремонтно-восстановительных материалов при проведении технического обслуживания ветроэнергетической установки и устранения неисправностей, возникающих в процессе её эксплуатации. В пределах данной статьи затруднительно уместить все подробности и нюансы, касающиеся изготовления лопастей и применения материалов в технологии производства этих изделий. За под-

робностями и разъяснениями просим обращаться в компанию Корсил Трейд, которая является официальным дистрибьютором HUNTSMAN в России. Подробно ознакомиться с техническими характеристиками материалов данного Производителя, в частности, указанных выше решений для ветроэнергетики, можно как на сайте Производителя: www.huntsman.com/advanced_materials так и на электронном ресурсе компании КОРСИЛ ТРЕЙД: www.korsil.ru

ПРИМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ АДГЕЗИВОВ ARALDITE®

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Технологии

Холодников Юрий Васильевич К.т.н., генеральный директор ООО СКБ «Мысль», г. Екатеринбург, e-mail: sdo_mysl@mail.ru. Таугер Виталий Михайлович К.т.н., зав. кафедрой ФГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет», г. Екатеринбург Волегжанина Анна Евгеньевна Старший специалист Екатеринбургской таможни, г. Екатеринбург

Контроль качества изделий из композиционных материалов В статье рассмотрены основные методы контроля качества изделий производственно-технического назначения, выполненных из полимерных композиционных материалов. Рассмотрены достоинства и недостатки методов контроля, регистрируемые параметры изделий и области их применения. Авторы дополнили известные методы контроля рядом предложений, основанных на опыте работы в реальном секторе экономики по изготовлению изделий из композитов.

Список литературы 1. Шах В. Справочное руководство по испытаниям пластмасс и анализу причин их разрушения. / Пер. с англ. – СПб.: НОТ, 2009 г. -732 с. 2. Потапов А. И. Контроль качества и прогнозирование надежности конструкций из композиционных материалов. – Л.: Машиностроение. – 1988 г. – 261 с. 3. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. / под ред. Дж. Любина. – М.: Машиностроение. – 1988 г. – 584 с. 4. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. 5. РД 34.10.130-96 Инструкция по визуальному и измерительному контролю. М.: Минтопэнерго РФ – 1996 г. – 98 с. 6. РД 03-606-03 Инструкция по визуальному измерительному контролю. М.: ФГУП НТЦ «Промбезопасность». – 2006 г.-101 с.

Технологии Методы контроля

ческий контроль и собственно — неразрушающий инструментальный контроль. Связано это, прежде всего, с различными задачами, которые решаются при проведении этих видов контроля.

Задача обеспечения высокого качества, надёжности и конкурентоспособности изделий из композиционных материалов производственно-технического назначения, эксплуатируемых в жёстких производственных условиях, не может быть успешно решена без применения эффективных современных методов контроля на всех стадиях производственного цикла и жизнедеятельности рассматриваемого вида технического продукта. При этом каждой стадии соответствуют свои методы контроля, которые подразделяются по количественным, качественным и альтернативным признакам [1, 2]. К количественным методам контроля относят такие, которые позволяют регистрировать точные численные значения параметров, определяющих качество изделия и его соответствие заданным техническим параметрам. Качественные методы позволяют отметить лишь категории и классы, к которым принадлежит контролируемое изделие. В случае, когда изделия подразделяются на годные или дефектные, осуществляют контроль по альтернативному признаку, являющегося частным случаем контроля по качественному признаку. Выбор того или иного метода контроля качества изделия из композитов определяется следующими факторами: • физическим состоянием контролируемого изделия (диэлектрик, полупроводник, магнетик, парамагнетик и т.п.); • видом структуры контролируемого изделия (монокристаллическая, поликристаллическая, крупноструктурная неоднородная, изотропная, анизотропная и т.п.); • способностью взаимодействовать с проходящим излучением (слабое или сильное поглощение, слабое или сильное рассеивание и т.д.); • методологией контроля (условия проведения операций контроля); • размером, конфигурацией и конструктивными особенностями объекта контроля (мало-, средне-, крупногабаритный, простой или сложной формы, одно- или многослойный и т.д.); • видом решаемой задачи (дефектоскопия, толщинометрия, диагностика прочности, контроль напряжённо-деформированного состояния, контроль содержания компонентов и др.).

По сравнению с другими методами контроля визуальный и измерительный контроль (ВИК) легко применим и относительно недорог, так как проводится с использованием простейших измерительных средств [4, 6]. Вместе с тем ВИК — является надёжным источником максимально точной информации о соответствии (или не соответствии) детали требованиям рабочей конструкторско-технологической документации. Для малых производственных предприятий данный вид контроля зачастую является единственно осуществимым при изготовлении изделий общепромышленного назначения. Рассматриваемый вид контроля проводится в следующих случаях: • на стадии входного контроля основных материалов для изготовления композитной детали (изделия) с целью подтверждения их соответствия требованиям стандартов, технических условий, рабочей конструкторской документации и Правил органов Государственного надзора; • перед началом технологической операции, например, перед сборкой соединения, с целью подтверждения соответствия качества подготовки соединяемых поверхностей требованиям рабочих чертежей, технологии изготовления, требованиям нормативно-технической документации и Правил; • ВИК качества изготовленных деталей или сборки соединения деталей выполняется для подтверждения соответствия детали (сборки) требованиям рабочих чертежей, ПТД и/или НТД и Правил; • для проверки качества исправления дефектов в деталях или соединениях, с целью подтверждения полноты удаления дефекта, формы и размеров выборки дефектного участка; • при техническом диагностировании, с целью выявления изменения формы композитной детали (изделия), а также поверхностных дефектов на детали или в соединении, образовавшихся в процессе эксплуатации (трещины всех видов и направлений, коррозионный и эрозионный износ поверхностей, деформация изделия и пр.).

Приемлемые для рассматриваемого вида изделий методы контроля и решаемые при этом задачи показаны на рисунке 1. Отличие схемы методов контроля, представленной на рисунке 1, от классификаций, представленных в [1, 3, 4, 5], заключается в следующем: во-первых, данная схема «адаптирована» под рассматриваемый в статье вид изделий — композиты на термореактивном связующем производственно-технического назначения. Во-вторых, мы сознательно разделили методы неразрушающего контроля на три группы: визуальный и измерительный контроль, статисти-

Визуальный контроль, как правило, выполняется невооружённым глазом или с помощью оптических приборов (луп, микроскопов, эндоскопов, биноклей, зеркал и т.п.). Увеличение лупы должно быть 4–7-кратным при контроле новых деталей (изделий), монтаже и ремонте, и до 20-кратного при техническом диагностировании. ВИК должен выполняться до проведения контроля изделия другими методами неразрушающего или разрушающего контроля. Все измерения должны проводиться после визуального контроля или параллельно с ним.

Визуальный и измерительный контроль

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Технологии КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ Визуальный и измерительный контроль

Разрушающий инструментальный контроль

Неразрушающий инструментальный контроль

Геометрические размеры

Физико-механические параметры

Эксплуатационные свойства

Габариты: длина, высота, ширина Присоединительные размеры, посадочные размеры Диаметры отверстий, размеры пазов и пр.

Механические свойства Испытания на изгиб Испытания на растяжение Испытания на сжатие

Толщина контролируемых поверхностей Взаимное положение плоскостей

Качество поверхности Шероховатость

Износ Вибростойкость

Степень отверждения поверхности

Аналитический контроль Масса

Теплопроводность Тепловое расширение

Контроль характеристик деталей

Водопоглощение Определение % содержания связующего

Аналитический контроль Отказы

Качество гелькоутного покрытия

Данные ТО Отзывы

Определение стойкости к царапанию

Объемы реализации

Определение стойкости к повреждениям Определение цвета

Термические свойства

Контроль процесса изготовления Контроль качества

Радиоционная стойкость

Усталостные испытания Испытания на скручивание

Операционный контроль

Биостойкость

Сопротивление ударным нагрузкам

Внешневидовые дефекты Качество окраски RAL

Химостойкость

Статистический контроль

Внутренние дефекты

Определение блеска

Расслаивания

Определение толщины

Пустоты

Определение адгезии

Посторонние включения

Определение светостойкости

Трещины

Испытания на горючесть

Сборочные конструкции

Твёрдость

качество сборки Взаимное положение деталей Зазоры, подвижность соединений Качество заклёпочных и винтовых соединений

Электрические свойства Диэлектрическая прочность

Адгезия для футеровочных покрытий Размеры и качество ??? для футеровки штучным композитом

Качество формовых соединений

Электрическое сопротивление

Измерение толщины стенок

Диэлектрическая постоянная Показатель преломления

Функциональность собранных изделий Производственные испытания на соответствие ТЗ

Качество клеевых соединений

Оптические свойства

Испытания на прозрачность

Триботехнические свойства

Износостойкость, абразивостойкость Коэффициент трения

Плотность

Теплофизический контроль Эндоскопический контроль Шумовой контроль Вибрационный контроль

Рисунок 1. Методы контроля качества изделий из композитов.

Дефекты, выявленные при проведении ВИК, должны быть исправлены до проведения следующей технологической операции или вида контроля другими методами. Исправление дефектов в композитной детали должно проводиться согласно требованиям ПТД, действующей на предприятии. К выполнению каждого последующего вида ра-

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

бот или технологической операции на композитном изделии разрешается приступать только после его приёмки по результатам визуального и измерительного контроля предыдущего вида работ (технологической операции). Например, к изготовлению деталей можно приступать после приёмки качества основных материалов (входной контроль), к изго-

Технологии товлению сборочных единиц — после приёмки качества изготовленных деталей и их подготовки к сборочным операциям, к контролю качества сборочных соединений разрушающими или неразрушающими методами — после приёмки готовых сборок, к исправлению дефектных участков — после выявления и разметки границ дефектного участка и т.д. Разрешение на выполнение каждого последующего вида работ (технологической операции) выдаётся лицом, выполняющим ВИК, который делает отметку о приёмке предыдущего вида работ в учётных документах (карта операционного учёта, журнал производства работ, маршрутная карта и пр.), либо путём клеймения на поверхности изделия. Недостатком ВИК служит наличие и существенное влияние на результаты контроля человеческого фактора, в связи с чем должны предусматриваться мероприятия по снижению влияния этого субъективного фактора, среди которых могут быть следующие: технологические перерывы при измерениях для отдыха инспекторов; работа поверенными измерительными средствами; перепроверка ответственных измерений, привлечение независимых экспертов и пр. Объём контролируемых параметров, вид и точность применяемых средств измерения, перечень контролируемых параметров и форма отчётности по результатам визуального и измерительного контроля должна быть зафиксирована в нормативно-технических документах предприятия — изготовителя

согласно действующих норм и Правил, принятых в данной отрасли производства.

Разрушающий инструментальный контроль Разрушающий метод контроля изделий из композиционных материалов позволяет определить объективные абсолютные параметры материалов и изделий [1, 2]. Такой важный параметр изделия, как прочность, наиболее объективно определяется путём его разрушения с соблюдением режимов нагружения, вида нагрузки и обеспечения условий окружающей среды (температура, влажность). Данный вид контроля интересен при проведении НИОКР на стадии выбора материала изделия и прогнозирования его эксплуатационных свойств. Как правило, разрушающие методы контроля проводятся не на самом изделии, а на образцах-свидетелях, изготовленных из тех же композиционных материалов, что и само изделие, в едином технологическом режиме, при схожих рабочих условиях. Данный факт способствует тому, что всё-таки есть расхождения в структуре изделия и его образца, и проведённый контроль образца не абсолютно идентичен изделию и носит косвенный характер. Иногда образцы-свидетели заданной формы изготавливают из облоя, удаляемого при обработке композитной детали. Разрушающий инструментальный контроль (РИК) проводят на стадии изготовления изделия в

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Технологии лабораторных условиях и привлечением сложного и дорогостоящего лабораторного и аналитического оборудования. РИК в качестве инструмента дефектоскопии в промышленном секторе экономики применяется редко, главным образом при оценке остаточного срока службы изделия, либо после аварий — для определения её причин. Основными недостатками разрушающих методов контроля являются следующие: • не обеспечивают сплошной контроль всех выпускаемых изделий, а носят выборочный характер; • не позволяют выявить изменение свойств изделия при воздействии на него эксплуатационных нагрузок (температуры, давления, химического воздействия и пр.); • не обеспечивают непрерывности измерений при контроле кинетики и динамики технологических процессов изготовления изделий; • не позволяют определить реальную характеристику свойств композита в изделии на различных его участках без нарушения его целостности (вырезки образцов); • не позволяют выявить внутренние дефекты в изделии без его разрезки.

Cайт доступен на русском языке

Значительные успехи в создании новых композиционных материалов и изделий на их основе для различных отраслей промышленности, а также возрастающие требования к надёжности и долговечности работы в опасных производственных условиях различных машин и механизмов, привели к существенному повышению уровня и качества испытания материалов, с целью обоснованного прогнозирования их поведения в экстремальных условиях эксплуатации. Традиционные лаборатории по проведению испытаний композитов разрушающими методами в недалёком прошлом основывались на подходах и стандартах, ранее разработанных для металлов и подобных им материалов. Полученные таким образом данные вполне пригодны для сравнения одного материала с аналогами, но выявленные различия не отражали влияние структурных факторов, присущих полимерам, например таких, как анизотропия свойств или гетерогенное строение, играющих важную роль при применении изделий из композитов на практике. По мере того как возрастала сложность композитных изделий и условия их эксплуатации в опасной производственной среде, увеличивалась необходимость в разработке строго обоснованных методов контроля и соответствующей испытательной техники. Современное испытательное оборудование полностью автоматизировано, и способно создавать высокоточные базы данных, отражающие влияние переменных внешних факторов и внутренней структуры полимера. В современных испытательных машинах используется компьютеризированный метод сбора информации, а применение программного обеспечения на базе Windows позволяет выполнять практически все инженерные расчёты, а также дополнительные

Технологии функции типа расчёта энергии разрушения. Важным усовершенствованием современных универсальных испытательных машин является применение двухосных экстензиометров (датчики относительной деформации), которые позволяют измерять не только продольную, но и поперечную деформацию, что, в свою очередь, позволяет надёжно определять коэффициент Пуанссона. В книге [1] рассмотрены современные подходы к методам испытаний, анализу их результатов, и предложены адекватные средства измерений различных параметров полимерных материалов.

Неразрушающий инструментальный контроль Неразрушающий инструментальный контроль (НИК) относится к косвенным методам контроля, то есть не позволяет производить точный численный отсчёт таких параметров композита как прочность и структура [1, 4]. Важнейшими задачами НИК являются анализ физических основ взаимодействия используемых излучений (ультразвука, радиоволн, магнитных и электрических полей и др.) с контролируемой средой и разработка методик контроля конкретных параметров технологических процессов и готовых изделий при их изготовлении, эксплуатации и ремонте. В результате анализа и оценки применяемости существующих методов неразрушающего инструментального контроля установлено, что наиболее эффективными, применительно к рассматриваемому предмету деятельности — изделиям из композиционных материалов, являются: • низкочастотный ультразвуковой импульсный; • радиационный; • инфракрасный оптический; • теплометрический; • электрический. Перечисленные выше методы контроля можно использовать как индивидуально, так и в комплексе. Наиболее функциональным комплексом НИК может быть совокупность низкочастотного ультразвукового и радиоволнового или электрического методов контроля. С повышением требований к достоверности и качеству контроля, число методов в комплексе может возрастать, в этом случае оптимальным будет совокупность низкочастотного ультразвукового, радиоволнового и теплометрического методов. Рекомендованные методы НИК позволяют определять следующие физические характеристики: • скорость и затухание упругих волн (продольных, сдвиговых, изгибных, поверхностных, резонансных и пр.); • коэффициенты прохождения, отражения и преломления данных упругих волн; • угол поворота плоскости поляризации сдвиговых волн; • электропроводность; • диэлектрическую проницаемость и тангенс угла

• • •

•

диэлектрических потерь; коэффициенты затухания, прохождения, отражения и преломления электромагнитных волн инфракрасного диапазона; коэффициенты тепло- и температуропроводности и др. Таким образом, при комплексном контроле изделий из композитов различными неразрушающими методами, решаются следующие задачи: определяется оптимальный комплекс физических параметров композита, по которому оценивается прочность как самого композита, так и сборных клеевых или формовых конструкций, а также других физико-механических свойств композита и изделий из него; разрабатывается и осуществляется комплекс методов и средств контроля различных дефектов структуры и соединений как в процессе производства, так и оперативная дефектоскопия при эксплуатации; даётся интегральная оценка работоспособности изделия по совокупному комплексу параметров, определённых НИК.

Определение указанных характеристик в процессе изготовления деталей и изделий из композиционных материалов производственно-технического назначения позволит своевременно определить и устранить причины, вызывающие нарушение структуры, дефектов и изменчивость свойств материала композита и мест соединения (сборки), а дефектоскопия, в период эксплуатации изделия методами неразрушающего контроля, позволит своевременно обнаружить слабые места конструкции, оценить степень опасности для изделия выявленного дефекта и предпринять меры для оперативного устранения дефектных мест и, тем самым, предотвратить аварии и техногенные катастрофы. Наиболее важными характеристиками технических средств различных методов контроля являются: чувствительность и разрешающая способность, достоверность результатов измерений, надёжность аппаратуры, требования по технике безопасности и к квалификации специалистов по проведению контроля. Чувствительность метода определяется наименьшими размерами выявляемых дефектов: • у поверхностных дефектов — шириной раскрытия у выхода на поверхность, протяжённостью вглубь материала и на поверхности изделия; • у глубинных дефектов — размерами дефекта с указанием глубины залегания. Разрушающая способность дефектоскопа определяется наименьшим расстоянием между соседними минимальными дефектами, для которых возможна их раздельная идентификация. Измеряется она в единицах длины или числом линий на 1 мм, и предусматривается в технических требованиях на оптические и радиационные дефектоскопы, а для ультразвуковых и токовихревых дефектоскопов может оговариваться при необходимости. КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Технологии Достоверность результатов контроля определяется вероятностью пропуска деталей с явными дефектами или необоснованной браковкой годных деталей. Требования по технике безопасности при применении различных методов неразрушающего контроля значительно различаются и носят индивидуальный характер. Например, магнитный, ультразвуковой, акустический и токовихревой контроль — не требуют специальных мер защиты. При капиллярном контроле необходимо предпринимать меры защиты от жидкости, паров и органических растворителей, а при радиационном методе контроля необходима защита от ионизирующих излучений и вредных для организма — озона и оксидов азота. Для выбора метода или комплекса методов неразрушающего контроля должны быть определены виды дефектов, подлежащих выявлению и оценке, зоны контроля, а также должны быть определены критерии на отбраковку. По этим данным определяют возможные методы, позволяющие с заданной достоверностью решить поставленные задачи, а также средства контроля. При равной чувствительности предпочтение отдаётся тому методу и средствам контроля, которые проще и доступнее в конкретных условиях, у которых выше достоверность результатов контроля и производительность.

Статистический контроль Статистические методы оценки качества изделий из композиционных материалов являются относительно новым инструментом контроля, основанные на оценке свойств изделия на различных стадиях технологического процесса в целом, а не каждого конкретного изделия [1]. При статистическом контроле считается, что чем более тщательно контролируется технологический процесс производства изделий из композиционных материалов, тем менее вероятен факт появления брака и рекламаций от потребителей выпускаемой продукции. Целью статистического контроля параметров технологического процесса (SPC — statistical process control) является отслеживание технологического режима изготовления, и если процесс становится неуправляемым — подать сигнал. Априори считается, что процесс, находящийся под контролем, обеспечивает получение качественного изделия в требуемых допусках и, в данном случае, не требует оперативного вмешательства. Если же процесс изготовления выходит из-под контроля, качество изделия под угрозой и необходимо предпринимать меры для стабилизации технологического процесса. Если же процесс производства устойчив, но качество изделий не удовлетворяет предъявляемым требованиям, то необходимо: • усовершенствовать сам процесс изготовления; • изменить процесс, чтобы он стал более устойчивым; • скорректировать предъявляемые

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

к изделию требования. В случае, когда процесс изготовления выходит из-под контроля, необходимо исследовать причины и условия, при которых это произошло, и предпринять меры к стабилизации процесса и получения изделия требуемого качества. Метод контроля качества SPC показывает, что либо нужно что-то предпринимать в технологии получения изделия заданного качества, либо всё в порядке и делать ничего не нужно. Разработаны два подхода к статистической оценке качества изделия: по первому варианту создаются «карты контроля переменных параметров», в которых отражаются стадии технологического процесса и фиксируются все контролируемые текущие и конечные свойства изделий. По второму варианту — оцениваются те или иные конкретные характеристики изготавливаемого изделия, с целью определения того, годится он для дальнейшего использования или нет. Авторы настоящей работы предлагают дополнить поименованные выше статистические методы оценки качества композитного изделия общепромышленного назначения блоком анализа экономической информации, включающим следующие параметры: • статистика причин отказов изделия в процессе эксплуатации у потребителя продукции; • данные периодических технических осмотров (ТО) эксплуатирующего предприятия; • отзывы потребителя; • динамика объёмов реализации продукции. Аргументация данного предложения заключается в следующем: 1. Жизненный цикл изделия, за который, в том числе, несёт ответственность его изготовитель, включает гарантийный срок обслуживания, в течение которого изделие должно отвечать заданным критериям качества. Изделие должно быть не только технически совершенным, но и быть безопасным и удобным в эксплуатации, обслуживании и ремонте. 2. Целью производства конкретного вида изделия является не только получение качественного изделия, но и придание ему определённого набора потребительских свойств, которые включают в себя операции по хранению, упаковке, транспортировке, шеф-монтажу и вводу в эксплуатацию изделий производственно-технического назначения. Изготовленное изделие должно удовлетворять требованиям и правилам, принятым на данном этапе жизненного цикла. 3. Дефекты изделия, не выявленные в процессе изготовления, могут проявить себя при гарантийной эксплуатации. 4. Косвенным показателем качества изделия могут служить объёмы его реализации (спрос), включающий такой важный экономический параметр, как соответствие изделия критерию «цена — качество».

Применение

Scott Bader осваивает «землю будущего» Новая футуристическая зона «Земля будущего» в шанхайском Диснейленде, созданная с использованием смол Crestapol® и огнестойкого гелькоута Crystic® FR производства фирмы Scott Bader

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение Все годы, прошедшие с заложения первого камня в 2011 году, компания Disney и Shanghai Shendi Group готовились к торжественному открытию нового парка Диснейленд в Шанхае, намеченному на 16 июня 2016 года. Великолепный новый парк развлечений Диснейленд в Китае разделён на шесть тематических зон, в их числе «Земля будущего», где фигурируют такие герои будущего мира из фильмов Disney как Трон, Лило и Стич, а также Базз Лайтер из «Истории игрушек». Огромные секции внутренней и наружной отделки зданий и аттракционов «Земли будущего», занимающих площадь более 2300 квадратных метров, были изготовлены с использованием компонентов из волокнистых композиционных материалов с покрытием из огнестойкого гелькоута, число разных форм и размеров которых исчисляется сотнями. Все конструкционные элементы из волокнистых композитов для «Земли будущего» выкладывали вручную, а изготовлены они были компанией E-Grow, специализирующейся на производстве изделий из композитных материалов. Их изготовление осуществляли с использованием одобренной для производства огнестойких конструкций многослойной системы покрытий, включающей выпускаемую Scott Bader уретано-акрилатную смолу повышенной огнестойкости с наполнителем из гидроксида алюминия Crestapol® 1212 и огнестойкий, предварительно ускоренный изофталевый/неопентилгликолевый полиэфирный гелькоут Crystic® 967 FR. Компания E-Grow подготовила для «Земли будущего» несколько сотен изделий разных форм и размеров из волокнистых композиционных материалов с гелькоутовым покрытием. В число поставленных конструкций из волокнистых композитов входят фасады, пассажирские секции аттракциона по мотивам фильма «Трон», отдельные части аттракциона «Базз Лайтер» и театра Лило и Стича, мебель открытых кафе и наружная облицовка главного зала и расположенных рядом сооружений. Для экономически эффективного производства такого количества изделий разных форм и размеров по проекту строительства «Земли будущего» компания E-Grow применяла уникальную запатентованную технологию прессования по парафиновым формообразующим элементам. С использованием файла данных трёхмерной графики для автоматизированного производства, отдельные формообразующие элементы для пресс-форм изготавливаются на фрезерном станке с ЧПУ, непосредственно из парафиновых блоков, — практика показала, что парафин является идеальным материалом для получения деталей изогнутой формы при относительно лёгком обеспечении точности радиуса изгиба. Парафиновые формообразующие элементы с деталями поверхностной текстуры и дизайна используются для отливки крупногабаритных пресс-форм на основе гипса для последующей выкладки изделий вручную. После изготовления деталей из волокнистого композита, парафиновые формообразующие элементы расплавляют для повторного использо-

вания. Благодаря многократному использованию парафина даже самые крупногабаритные детали из волокнистых композитов можно производить с минимальным количеством отходов и по очень конкурентоспособным ценам. Такой производственный процесс отличается повышенной экологичностью, так как предусматривает переработку применяемых материалов. Все конструкции из волокнистых композитов должны были соответствовать требованиям китайской

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение

классификации В1 по реакции на воздействие пламени для полностью собранных деталей из композитных материалов, согласно указаниям и результатам испытаний, проводимых Китайским национальным центром инспекционного контроля и испытаний строительных материалов. Для обеспечения требуемых характеристик огнестойкости компания E–Grow использовала уретано-акрилатную смолу повышенной огнестойкости Crestapol 1212 с наполнителем из гидроксида алюминия в концентрации 170 масс. ч. на 100 ч. смолы. По мере необходимости для армирования укладывали маты из рубленой стеклопряжи плотностью 450 г/м2 , и такой же плотности ровинговую стеклоткань. Ещё одно требование диснейлендовского проекта — гелькоуты не только должны обладать высокой огнестойкостью, но и должны быть совместимыми с системами лакокрасочных покрытий, чтобы повреждение таких покрытий не приводило к ухудшению внешнего вида конструкций. Для выполнения этого требования E-Grow использовала огнестойкий, предварительно ускоренный изофталевый/неопентилгликоле-

вый тиксотропный полиэфирный гелькоут Crystic® 967 FR восьми специальных цветов, наносимый безвоздушным напылением. Crystic Gelcoat 967FR был создан в Scott Bader специально в целях производства компонентов из волокнистых композитов для использования в строительстве и транспортной отрасли в тех случаях, когда обеспечение огнестойкости является главным требованием. Группа Scott Bader по обслуживанию Азиатско-тихоокеанского региона поставила E-Grow материалы в точном соответствии с нарядами-заказами в рамках плановграфиков производства работ всех этапов проекта строительства. Наши специалисты организовали управление инвентарными запасами и цепочкой поставок от производственных предприятий Scott Bader в Великобритании для смолы Crestapol, и в Дубае (ОАЭ) для гелькоута повышенной огнейстойкости Crystic восьми разных цветов. Компания E-Grow была основана Джерри Ку в 1997 году и специализируется в области производства усовершенствованных современных строительных материалов и разработки решений для сложных креативных архитектурных проектов. Среди клиентов компании — архитекторы и застройщики с мировым именем, работающие как по традиционным, так и по инновационным архитектурным дизайнпроектам. E–Grow имеет свои заводы в китайских городах Шанхай и Дунгуань. Для получения дополнительной информации о полном ассортименте предлагаемых смол Crestapol и подробных сведений о Scott Bader, вместе с данными по всем выпускаемым составляющим композитных материалов и специальной химической продукции, просим посетить наш сайт: www.scottbader.com

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение

Группа компаний Композит 193079, г. Санкт-Петербург, Октябрьская наб., д. 104 +7 (812) 322 91 69 | +7 812 322 91 70 office@composite.ru www.composite.ru

Смолы Derakane™ Золотой стандарт борьбы с коррозией на протяжении более чем 50 лет Пятьдесят лет назад мир был совершенно иным. Нашествие длинноволосых британских певцов в Америку набирало силу. Движение зелёных только зарождалось, вдохновлённое книгой Рэйчел Карсон «Безмолвная весна». Такие страны как США, Великобритания и Германия вкладывали 10–15% своего ВВП в инфраструктуру. А компьютеры были всего лишь игрой чьего-то воображения.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение Не смотря на то, что современный мир в значительной степени отличается от 1960-х годов, некоторые вещи остаются неизменными. Коррозия в промышленных процессах продолжает поражать трубы, реакторы, скрубберы и хранилища, вызывая огромные расходы на ремонт и создавая значительные проблемы для компаний, работающих в химической, горнодобывающей, целлюлозно-бумажной, пищевой, фармацевтической отраслях промышленности, а также для компаний, борющихся с загрязнением воздуха. В современной мировой экономике, которая придаёт первостепенное значение эффективности производства, влияние коррозии на итоговую прибыль компании может быть весьма существенным. В глобальном масштабе затраты, связанные с коррозией в промышленности, ежегодно оцениваются в 60 млрд. долларов. Именно поэтому передовые компании постоянно требуют улучшения современных технологий, способствующих их борьбе с коррозией.

Борьба с коррозией длится десятилетиями Мировая битва с коррозией сама по себе не нова. Она разворачивалась на протяжении десятилетий, в соответствии с развитием новых и улучшением существующих технологий, что стало особенно актуально в течение последних 15 лет. Пересмотр некоторых ключевых технологий прошлого подготавливает почву для понимания текущей борьбы с коррозией и того, каково её будущее. Важный этап в борьбе с коррозией начался в 1950е годы, когда впервые были разработаны химически стойкие смолы для стеклопластика, удовлетворяющие нуждам химической промышленности. Стеклопластик на основе хлорэндиковых полиэфиров был устойчив к горячему, влажному, коррозионному газообразному хлору, а также сильным окисляющим кислотам — азотной, серной и хромовой. Спустя шесть десятилетий после изобретения хлорэндиковые полиэфирные смолы остаются основным конструкционным материалом для борьбы с коррозией, вызываемой этими средами. Единственный минус — хлорэндиковые смолы не эффективны в щелочной среде.

стик на основе этих смол демонстрировал большую жёсткость и был гораздо более устойчив к механическим и тепловым нагрузкам, чем другие продукты, представленные на рынке.

Смолы Derakane: золотой стандарт пяти десятилетий По словам Тома Джонсона, директора по маркетингу подразделения Специальных смол Ashland, эпоксивинилэфирные смолы Derakane были специально разработаны, чтобы противостоять агрессивным химическим средам. Ёмкости, трубопроводы, скрубберы и прочее оборудование, наиболее часто встречающееся на хлор-щелочных предприятиях, процессы отбеливания и широкое разнообразие других агрессивных химических сред — всё это существует благодаря доказанной эффективности смол Derakane, обеспечивающих бесперебойную работу. Сегодня, спустя 50 лет после своего создания в 1965 году, смолы Derakane, которые сейчас входят в ассортимент Ashland, остаются золотым стандартом, по которому оцениваются другие коррозионностойкие смолы. Они выдержали испытание временем благодаря широкому диапазону применения в различных отраслях промышленности, а также разнообразию применяемых технологий Ярким примером служит эпоксивинилэфирная смола Derakane 411, разработанная в 1965 году. Десятилетия спустя она продолжает успешно использоваться в различных областях, например, в производстве стеклопластиковых хранилищ, ёмкостей и труб, ремонта «по месту», особенно в химической и целлюлозно-бумажной промышленности. Эволюция смол Derakane продолжилась, когда рынок потребовал улучшенной химической и тепловой стойкости в сочетании с агрессивными средами, например, горячий влажный хлор, диоксид хлора и сильные окисляющие кислоты, ведь Derakane 411 не обладал стойкостью к этим средам. Решение пришло в виде новолачной смолы Derakane 470, разработанной в 1970-е годы. Спустя

Хлорсодержащая среда требует более жёстких смол Не смотря на то, что хлорэндиковые смолы обеспечивают лучшую коррозионную стойкость по сравнению с ранними полиэфирами, их общим недостатком является отсутствие жёсткости. Жёсткость была критическим моментом для производителей, готовых идти на любой риск со смолой, которая может работать в сложных условиях агрессивной хлорщелочной среды, которая за полгода разъедала металлические трубопроводы и реакторы. Потребность рынка в жёстких смолах была удовлетворена в середине 1960-х годов разработкой эпоксивинилэфирных смол Derakane™. СтеклоплаКОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение Химические процессы

сорок лет она успешно применяется для работы с высокотемпературными средами — футеровки дымоходов, градирни и трубопроводы.

Доступное решение для отбеливания целлюлозы Хлор в различных формах весьма агрессивен по отношению к металлам. От морской воды до соляной кислоты, гипохлорита натрия и хлорного газа он очень быстро разрушает даже наиболее коррозионностойкую нержавеющую сталь. Среди отраслей промышленности, активно использующих хлор, выделяется изготовление бумаги, где для отбеливания целлюлозы используется диоксид хлора. В конце 1960-х годов технические эксперты Derakane объединили свои знания и опыт в разработке технологии для хлора и щёлочи — чтобы выйти на рынок отбеливания целлюлозы. Результатом их работы стали смолы Derakane 510N и 510А, благодаря которым жизненный цикл отбеливающего оборудования значительно увеличился. Как и другие смолы этого семейства, Derakane 510N и 510А остаются опорой целлюлозно-бумажной промышленности уже более сорока лет.

Вдохновлённые успешной работой в хлорщелочной и отбеливающей промышленности, члены команды Derakane обратили внимание на мировой химический рынок. Вскоре они выяснили, что стеклопластик на основе смол Derakane был очень стойким к широкому диапазону сред — хлор, галогены, щёлочи, минеральные кислоты — во всех отраслях химической промышленности. Так, эпоксивинилэфирные смолы Derakane оказались очень полезны для оборудования, предназначенного для контроля загрязнения воздуха, обработки сточных вод и в производстве полупроводников. В результате стеклопластик на основе всей линейки смол Derakane, а в особенности Derakane 411 и Derakane 470, на протяжении десятилетий зарекомендовал свою исключительную полезность для производства ёмкостей, кожухов, скрубберов, реакторов, трубопроводов, а также насосов, клапанов и решёток.

Принимая вызов от процессов обогащения полезных ископаемых Другая важная область применения смол Derakane — процессы обогащения полезных ископаемых, осуществление которых по всему миру сталкивается с огромным количеством проблем. Рынок этот большой и сложный, производственные затраты неуклонно растут, а шахты зачастую располагаются в отдалённых районах с экстремальными условиями. Среди проблем, с которыми сталкивается эта отрасль, сложно не заметить крайне коррозионные процессы кислого выщелачивания, применяемые для выделения коммерчески важных металлов из руды. Совокупность этих процессов носит название гидрометаллургии, позволяет извлекать необходимые металлы, растворяя их в сильных кислотах (чаще всего для этого используется соляная или серная кислота) при повышенных температурах. Поскольку стеклопластик на основе смол Derakane хорошо выдерживает воздействие этих кислот и может обеспечить как коррозионную, так и абразивостойкость, он является идеальным конструкционным материалом для оборудования, перерабатывающего рудный шлам, включая трубы, ёмкости и электролитические ячейки. Очевидно, что оборудование из стеклопластика на основе смол Derakane служит гораздо дольше, чем из нержавеющей стали или же стали с резиновой футеровкой.

Композиты на основе смол Derakane: • Могут сделать конечный продукт гораздо более прочным, чем сталь или алюминий; • Обеспечивают, наверное, самое высокое соотношение прочность-вес на сегодняшний день, делая конечный продукт прочным и лёгким; • Достаточно гибкие, чтобы создавать любую форму или конфигурацию — от ёмкостей и труб

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение

•

• • •

до балок и архитектурных форм или даже скульптур и фонтанов; Могут заменить целый комплект металлических частей на единственную деталь, что обеспечивает быструю сборку и короткое время установки; Сохраняют форму, размер и функциональность в широком диапазоне температур и погодных условий; Обеспечивают превосходные изоляционные свойства; Не проводят электричество, не магнитны — оптимально подходят для опор ЛЭП, обтекателей и чувствительного электронного оборудования.

Проблемы сегодняшнего дня Поиск путей решения современных проблем коррозии с использование смол Derakane является движущей силой для научных и коммерческих специалистов Ashland по всему миру. В то время как стеклопластик на основе смол Derakane может использоваться практически в любой области химической промышленности, существуют три отрасли, где у него есть огромный потенциал. 1. Инфраструктурные проекты Во всём мире основные объекты инфраструктуры не служат так долго, как ожидается. В местах общего пользования разрушающимся дорогам и мостам уделяется внимание СМИ, но и в частном секторе есть ряд инфраструктурных проблем. Компании, работающие в нефтегазовом комплексе, химической промышленности и многих других, используют старые сооружения, которые начинают разрушаться. Проектанты и материаловеды всё чаще указывают смолы Derakane как рекомендуемые для изготовления нового и замены старого оборудования. 2. Добыча сланцевого газа Коррозия уже успела стать (и будет таковой) се-

рьёзной проблемой добычи сланцевого газа. Это вызвано, в основном, использованием чрезвычайно агрессивной соляной кислоты — для очистки цементных обломков, остающихся после бурения, а также для того, чтобы открыть подземные скопления сланца. Кроме того, из скважин выделяются различные не углеводородные жидкости, которые ведут себя крайне агрессивно по отношению к металлам. Владельцы шахт понимают, что с задачей защиты от коррозии традиционные материалы справиться не могут, но это может сделать стеклопластик на основе смол Derakane. 3. Контроль над загрязнением воздуха На сегодняшний день одной из самых важных проблем является загрязнение воздуха. Один из основных источников загрязнения воздуха — выбросы диоксида серы с угольных электростанций. Правительства многих стран устанавливают очень строгие правила относительно загрязнения воздуха. Эти новые правила требуют от угольных электростанций, а также от большинства промышленных производств, обновить их оборудование и предприятия для уменьшения выбросов диоксида серы. Это создаёт огромные возможности для смол Derakane, которые доказали свою эффективность в процессах влажной десульфурации дымовых газов, в частности, для изготовления скрубберов и труб. Насколько эффективны смолы Derakane? После начала их использования одна из крупнейших электростанций Китая смогла снизить эмиссию диоксида серы более чем на 90%. Разработанные 50 лет назад эпоксивинилэфирные смолы DERAKANE доказали свою незаменимость в изготовлении коррозионно стойкого стеклопластика. Накопленный опыт позволяет быстро решать задачи и проблемы, которые ставят перед проектантами и производителями те отрасли промышленности где требуется исключительная и долговечная защита от коррозии.

Применение

Ощепков М. Ю. к.т.н., директор по науке ООО «Политермо» moschepkov@yandex.ru

Разъёмные соединения стеклопластиковых трубопроводов

В марте 2016 г. на научно-практической конференции «Актуальные вопросы стандартизации и контроля качества отечественной трубной продукции, арматуры и насосного оборудования» Союз производителей композитов рассказал о ходе разработки системы национальных стандартов, регламентирующих производство и применение стеклопластиковых труб и деталей трубопроводов. Созданный за пять лет комплекс ГОСТов «Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных волокном» заложил прочные нормы деятельности стремительно растущей композитной отрасли. Введены в действие основополагающие стандарты [1–2], утверждены технические условия изготовления композитных труб, регламентированы методы их испытаний и контроля качества.

Применение Насколько герметичны герметичные соединения? Всего разработано 39 проектов стандартов и 7 сводов правил (рисунок 1). Данная система нормативной документации охватывает широкий круг требований к композитным трубопроводам для водоснабжения, водоотведения, дренажа и канализации, то есть решает актуальные задачи, стоящие перед трубостроителями, успешно освоившими указанные направления деятельности. Однако возможности применения композитов гораздо шире, и развитие перспективных рынков коррозионностойких труб для химической промышленности, труб высокого давления для транспорта жидких и газообразных углеводородов, иных агрессивных газов и паров требует дальнейшего расширения нормативной базы, поскольку здесь предъявляются существенно более жёсткие требования к надёжности оборудования и герметичности соединений. «Союзкомпозит» действует и в этом направлении: введены в действие технические условия на трубы и фитинги для внутрипромысловых трубопроводов [3], на химостойкие композиты для ремонта и футеровки технологических трубопроводов. Настоящий обзор посвящён неотъемлемому элементу трубопроводных систем — разъёмным соединениям, и сосредоточен преимущественно на вопросах, ждущих решения от разработчиков стандартов. Важность проблемы адаптации многочисленных нормативных требований, наработанных в разных отраслях промышленности, к композитным трубопроводам объясняется разнообразием конструкций и классов герметичности соединений, а также массовостью их применения, из-за которой около 90% утечек и эмиссии рабочих сред в атмосферу приходится именно на неподвижные разъёмные соединения [4]. Так почему же их называют герметичными? Строго говоря, абсолютная непроницаемость разъёмных соединений недостижима, и в качестве

Основополагающие стандарты (терминология, классификация и т.д.)

условного её критерия служит нагрузка на уплотняющих поверхностях, по достижении которой, при заданном давлении рабочей среды, прибор перестаёт регистрировать протечку. Удельное давление на уплотнение, соответствующее прекращению протечки, именуется давлением обжатия [5]. Естественно, определённая подобным образом степень герметичности зависит от чувствительности измерительного оборудования, и поэтому находит применение более строгий способ ранжирования герметичности, основанный на измерении величины протечки в предположении, что минимальное её значение превышает порог чувствительности регистрирующего прибора. Последнее обстоятельство имеет существенное значение не только для оценки точности полученных результатов, но и приемлемости их для практических целей [6]. Таким образом, герметичность соединений — это их способность обеспечивать допустимую величину утечки, определяемую из условий нормальной работы различных систем и оборудования, безопасности людей, охраны окружающей среды [7]. Разумеется, понятие герметичности применимо не только для разъёмных, но и для бандажных, неразъёмных муфтовых или резьбоклеевых соединений, равно как для самих стеклопластиковых труб, поскольку микротрещины в клеевых швах и в матрице полимерного композита служат источником утечки транспортируемой среды, что особенно проявляется под высокой нагрузкой [8]. Допустимая величина утечки может различаться на много порядков. Например, принятый в химическом машиностроении отраслевой стандарт [9] делит соединения на пять классов герметичности, характеризуемых величиной протечки воздуха при разнице давлений в 0,1 МПа. Первому (высшему) классу соответствует течь от 2∙10-2 до 0,2 см3/год, а пятому — от 2∙103 до 4∙105 см3/год. Параллельно для измерения величины протечки используется принятая в вакуумной технике внесистемная единица расхода м3∙Па/с (Вт), а её количественное значение определяется различными способами — в гелие-

Стандарты на методы испытаний исходных материалов и полуфабрикатов

Стандарты, регламентирующие требования к исходным материалам

Стандарты, регламентирующие требования к полуфабрикатам

Стандарты на методы испытаний изделий и конструкций из композитов

Стандарты технических условий, регламентирующие требования к изделиям и конструкциям из композитов по функциональному назначению и области применения

Своды правил на применение изделий из композитов

Рисунок 1. Система нормативных технических документов Союза производителей композитов

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение Таблица 1. Классы герметичности по EN 13555 Класс герметичности

Допустимая утечка, мг/(с∙м)

L1,0

1,0

L0,1

0,1

L0,01

0,01

вой камере, галогенным щупом, люминесцентно-гидравлическим или пузырьковым методом и другими. В машиностроении широко применяются различные манометрические способы испытаний на герметичность, а в особых случаях используется массспектроскопия или радиоактивные газовые изотопы [10]. Ориентировочные границы применимости разных методов испытаний разъёмных соединений трубопроводов на герметичность и общие требования к их проведению устанавливает ГОСТ [11]. Методы количественного определения герметичности наиболее детально разработаны для фланцевых соединений, но и здесь, вследствие широчайшего разнообразия конструкций и материалов уплотнений, отсутствует единая система стандартизации. Так, действующий в химической и нефтеперерабатывающей промышленности ГОСТ [12] регламентирует расчёт усилия смятия прокладки, обеспечивающее герметичность соединения, то есть предполагает достижение полного отсутствия протечки, а не оценку её величины. Подобный метод издавна был принят в ASME, чьи стандарты герметичности фланцев предусматривают обеспечение потребного давления обжатия (именуемого «фактор у») и заданного прокладочного коэффициента — «фактора m», показывающего, во сколько раз механическое давление фланцев на прокладку выше давления рабочей среды, при котором происходит разгерметизация соединения. Серия статей [13–15] рассказывает об эволюции стандартов герметичности фланцевых соединений, принятых в разных странах. Наиболее современный метод представлен в EN 13555, где для классов герметичности применяется логарифмическая шкала (таблица 1). Указанная в таблице наибольшая допустимая утечка определяется гелиевым методом и выражается в расходе газа, приходящегося на единицу длины периметра прокладки. Испытания проводятся при давлении гелия в соединяемой полости 4 МПа (или 1 МПа), причём в циклах нагрузки и разгрузки устанавливаются различные значения давления на прокладку Qmin(L) и Qsmin(L), обеспечивающие заданный класс герметичности. Величина Qmin(L) соответствует такому давлению обжатия, когда при увеличении нагрузки прокладка заполняет неровности соединения и достигается требуемый класс герметичности. Значение Qsmin(L) находится при последующем снижении нагрузки и показывает, в каком диапазоне нагрузок прокладка поддерживает герметичность требуемого класса. Пример графического представления результатов подобных испытаний показан на рисунке 2. Достоинством данного метода является то, что бла-

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Рисунок 2. Испытания соединения на герметичность по EN 13555

годаря количественным измерениям протечки он предоставляет возможность обоснованного сравнения фланцевых соединений различного типа, выбора оптимальной конструкции и материала уплотнения. Однако самоуплотняющиеся соединения, широко применяющихся в стеклопластиковых трубопроводах, ещё ждут разработки количественного метода определения степени герметичности.

Муфтовые и раструбные соединения Муфтовые (рисунок 3а) и раструбные (рисунок 3б) соединения превосходно себя зарекомендовали в композитных трубопроводах, применяемых для водоснабжения и канализации, поскольку при минимальной материалоёмкости обеспечивают быструю и надёжную стыковку труб большого диаметра, допускают их некоторые перекосы, несоосности и взаимные подвижки, неизбежно возникающие в процессе эксплуатации. Важным преимуществом данных соединений является цельность структуры трубы и соединительных участков, которые нуждаются лишь в механообработке, а не в отдельном изготовлении с последующей склейкой или приформовкой. За герметичность соединений отвечают самоуплотняющиеся кольца, расположенные в пазах точного размера и контактирующие с калиброванным участком сопрягающейся детали. Давление обжатия в данных соединениях невелико, но достаточно для обеспечения герметичности при работе под вакуумом, а давление рабочей среды дополнительно распирает уплотнение в зазоре, увеличивая натяг. Обычно для уплотнений применяется EPDM — этилен-пропилендиеновый синтетический каучук, сохраняющий упругость в течение всего срока эксплуатации, который для трубопроводов систем водоснабжения составляет 50 лет [16].

Рисунок 3. Муфтовые и раструбные соединения.

Применение

Рисунок 4. Раструбное соединение с фиксатором.

Согласно ГОСТу [2] муфты с кольцевыми уплотнениями полагается испытывать на герметичность под номинальным давлением PN, причём в качестве имитатора труб используются короткие стальные оправки, качество поверхности, размеры и поля допусков которых, очевидно, должны отвечать требованиям к калиброванным участкам композитной трубы. Узел считается герметичным, если в течение 5 минут выдержки под давлением оно не упадёт более чем на 0,05%, не будут визуально обнаружены трещины, просачивание воды на поверхность и подтекание из-под уплотнений. Более жёстким испытаниям муфтовые и раструбные соединения, не имеющие фиксатора, который предотвращает осевое смещение деталей, подвергаются совместно с трубами по стандарту [17], где эти соединения неудачно названы «подвижными» (в уплотнительной технике так именуются сальники валов и штоков арматуры, торцовые кольца насосов и т.п.) При испытаниях проверяется герметичность соединения, имеющего заданное осевое смещение («вырыв») и нарушения соосности труб (рисунок 3в). Испытания проводятся под статическим давлением воды 1,5PN и 2PN, а также при циклическом его изменении от атмосферного до 1,5PN. Соединение признаётся герметичным, если после серии испытаний отсутствует видимая течь. Выпускаются также раструбные соединения с дополнительным пазом, куда через отверстие в стенке трубы после сборки вводится гибкий фиксатор. Перед сборкой поверхности уплотнения тщательно очищаются и на них наносится монтажная смазка, облегчающая скольжение деталей при обжатых кольцах. Трубы стягиваются с помощью такелажных приспособлений и мягких ленточных зажимов, предотвращающих появление опасных контактных напряжений на композитной стенке (рисунок 4). Канализационные трубы большого диаметра допускается заталкивать в раструб нажимом экскаваторного ковша через деревянные прокладки с противоположного торца. Хотя наличие фиксатора в большинстве случаев повышает надёжность соединения, устраняя возможность утечки вследствие недопустимого вырыва, в канавке фиксатора при повышенных нагрузках могут возникать трещины [18]. Это указывает на необходимость расчёта и компенсации осевых

смещений при проектировании трубопровода как с подвижными, так и с зафиксированными соединениями. Стойкие к растяжению соединения с эластомерным уплотнительным кольцом испытываются на прочность и герметичность по ГОСТ [19]. Конструкция самоуплотняющихся муфтовых соединений оказалась настолько удачной, что они нашли применение во внутрипромысловых композитных трубопроводах для транспортировки нефти, попутного газа и газового конденсата под давлением до 4 МПа [3], а также в полевых мобильных нефтепродуктопроводах, где успешно конкурируют с быстроразъёмными соединениями иных типов. Каждое раструбно-ниппельное соединение внутрипромысловых труб подвергается испытанию на прочность и герметичность под давлением 1,5 PN, а выборочно – под давлением 4 PN. Часть изделий из партии испытывается под нагрузкой всплытия, для чего пара труб подвешивается за узел соединения, заполняется водой и дважды нагружается давлением 2,5 PN. Проводятся также испытания соединений на герметичность при воздействии циклического изгиба, на стойкость к коррозионной среде, на разрушающее давление и др. Комплекс испытаний [3] гарантирует надёжную работу композитных трубопроводов в суровых условиях нефтепромыслов. Ценный опыт эксплуатации внутрипромысловых композитных трубопроводов показывает, что муфтовые и раструбные соединения имеют большие перспективы в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, однако их широкое внедрение требует совершенствования нормативной базы, особенно для стеклопластиковых газопроводов, транспортирующих горючие, токсичные и агрессивные летучие продукты. Одной заменой материала прокладки проблему герметичности разъёмных соединений тут не решить. Следует учитывать, что проверить на герметичность объект, работающий под давлением газовой среды, жидкостью практически невозможно [6], однако даже не имеющий аналогов в ISO стандарт ASTM на армированные эпоксидные трубы и фитинги для газопроводов [20] не предусматривает пневматических испытаний на герметичность, отсылая к отраслевым нормам промышленной безопасности. Действительно, в данных отраслях широко используются пневматические испытания оборудования и трубопроводов методом замера падения давления воздуха или азота с последующим пересчётом на рабочий газ. По результатам испытаний находится коэффициент герметичности, соответствующий величине падения давления в единицу времени, который затем сравнивается с нормативным значением [21]. Пример расчёта допустимого падения давления при опрессовке соединений сжатым воздухом представлен в ГОСТ [11]. Подобный метод, особенно если выразить найденную протечку газа в единицах массы и отнести её к периметру уплотнительного кольца (а ещё лучше — к номинальному диаметру трубы!), может послужить удобным приближением к EN 13555 для количественной КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение

Рисунок 5. Коническое резьбовое соединение композитных труб.

оценки степени герметичности самоуплотняющихся разъёмных соединений композитных труб. Если принять меры к сокращению заполненного газом объёма и его термостатированию, то метод не должен столкнуться с непреодолимыми метрологическими сложностями.

Резьбовые соединения Хотя резьба стеклопластиковых фитингов выглядит как трубная (рисунок 5а), размеры её не совпадают с ГОСТ [22]. Резьбовые соединения композитных труб были разработаны в США группой представителей трубных и нефтяных компаний в 1959 г., и стандарт [23] на соединения и методы их испытаний оказался первым в области композитного трубостроения, принятым ASTM в качестве национального [24]. Стандарт перекрывает широкий ряд размеров — от 1½ до 20” включительно, с целью увеличения сдвиговой прочности шаг резьбы увеличен до 8 ниток на 1”, а угол профиля — до 60° (рисунок 5б). Такая же резьба принята в ГОСТ [25] на трубы диаметром от 50 до 200 мм, предназначенные для транспортирования нефтепродуктов, газового конденсата и химических реагентов, для обсадных колонн, а также для водоснабжения. Соединения должны сохранять герметичность при температуре рабочей среды до плюс 110°С и давлении от 3,5 до 27,6 МПа (трубы диаметром свыше 100 мм рассчитаны на меньшее PN). Выпускаются также насосно-компрессорные стеклопластиковые трубы под цилиндрическое резьбовое соединение с уплотнительными кольцами по ГОСТ [26], обеспечивающее их стыковку с металлическими фитингами трубопроводных систем. Важным условием обеспечения герметичности является правильная затяжка конической резьбы. Операция должна выполняться с помощью ленточных или цепных ключей; применение обычных трубных ключей не допускается из-за риска повреждения композитной стенки трубы. Для проверки натяга и соответствия размеров резьбы

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

стандарту служат калибры. При необходимости для уплотнения резьбы могут применяться трубные компаунды или анаэробные герметики, предотвращающие утечку независимо от величины натяга. Согласно требованиям [25], соединения вначале подвергаются статическим прочностным гидравлическим испытаниям по ГОСТ [27] под давлением не менее 1,5PN. Продолжительность выдержки составляет от 120 до 600 с, а при квалификационных испытаниях — 24 ч. Образцы считаются прошедшими испытания, если не возникли трещины, сопровождающиеся постепенным падением давления, либо разрывы с резким падением давления. Затем насосно-компрессорные и обсадные трубы испытываются на герметичность при совместном действии постоянного внутреннего давления 1,5PN и внешней нагрузки. Согласно п. 9.8 [25] данная нагрузка должна действовать перпендикулярно оси, но в таблице 18 она называется осевой и рассчитывается на глубину погружения обсадной трубы 3000 м. Метод нагружения в [25] не описан, указано только, что в ходе и после испытаний сборные узлы не должны иметь протечек или трещин. По-видимому, стандарт в этом разделе требует доработки, причём желательно не только конкретизировать методику испытаний, но и увеличить их объём. Последнее связано с тем, что соединения из композиционных материалов могут быть подвержены усталостной деградации, приводящей к накоплению микротрещин и снижению степени герметичности в ходе эксплуатации. Если циклические нагрузки представляют опасность для архинадёжных бандажных соединений [28], то тем более — для находящихся под натягом резьб с нарушенной при нарезании структурой композита! На рисунке 5в, заимствованном из работы [29], показаны возможные пути утечки продукта через резьбовое соединение: 1 — барьерный слой, 2 — резьба, 3 — протечка через микротрещины стенки, 4 — протечка сквозь стенку вследствие растрескивания резьбы, 5 — протечка вдоль волокон с торца трубы, 6 — протечка вдоль витков резьбы. Появление данных протечек мо-

Применение прокладкой и фланцем, предотвращающей смещение уплотнения под воздействием давления среды (рисунок 6а). Снижение нагрузки ниже допустимого значения может привести не только к уменьшению степени герметичности соединения, но и к выдавливанию и разрыву прокладки (рисунок 6б), то есть к серьёзной аварии. Запас «фактора m» необходим и потому, что сжимающее давление распределено по поверхности прокладки неравномерно (на рисунке 6в представлен пример для соединения с четырьмя шпильками). Методы расчёта прочности фланцевых соединений и условий длительного обеспечения их герметичности, давно разработанные и стандартизованные в разных отраслях промышленности и энергетики [5, 12], постоянно развиваются и совершенствуются благодаря появлению новых материалов — в частности, композиционных. Однако основные задачи, стоящие перед технологом, остаются прежними: выбор типа фланца, материала и толщины прокладки, момента затяжки резьбы.

Типы и строение композитных фланцев Рисунок 6. Нагрузки на прокладку [33] и распределение давления на её поверхности [34].

жет быть особенно опасным для находящихся под воздействием вибраций газопроводов компрессорных станций. Подобные резьбовые соединения желательно испытывать не только под статической нагрузкой, но и проверять до потери герметичности на вибростенде, как это предусматривает ГОСТ [30]. Герметичность резьбовых соединений стеклопластиковых трубопроводов для транспортировки опасных жидкостей также желательно испытывать на внутреннее пульсирующее давление по данному стандарту, который в свою очередь требует адаптации к особенностям композиционных материалов. Даже напорные канализационные трубы на основе полиэфирных смол испытываются на устойчивость к колебаниям внутреннего давления в диапазоне от 0,75PN до 1,25PN [19], а ответственные композитные резьбовые соединения и подавно нуждаются в более строгой проверке.

Фланцевые соединения Конструкции уплотнительных поверхностей фланцев по ГОСТ [31] отличаются разнообразием, благодаря чему в самом широком диапазоне условий эксплуатации достигается потребная герметичность соединений. Так, например, давление обжатия прокладки может меняться от десятков кПа для эластомерных плоских прокладок до сотен МПа для колец овального сечения из нержавеющей стали, а прокладочный коэффициент m — от 0,5 до 6,5 соответственно [12, 32]. Большой запас осевой сжимающей нагрузки требуется как для обжатия прокладки до потребной степени герметичности, так и для создания достаточной силы трения между

Полимерные композиционные материалы, применяемые в трубопроводах, выдерживают сравнительно малые контактные и срезающие напряжения, а чрезмерный изгиб соединений чреват межслоевым растрескиванием ламината. Вкупе с невысокой температурной стойкостью стеклопластиков данные факторы ограничивают допустимые типы соединения преимущественно круглыми плоскими фланцами и фланцами исполнения 1 по ГОСТ [35]. ГОСТ [2] допускает применение двух видов подобных соединений: свободный фланец с накидным кольцом (рисунок 7а) и фиксированный фланец (рисунок 7б), выполняемый вместе с патрубком. Данный стандарт допускает различные технологии изготовления фланцев, а поскольку структура композиционного материала имеет решающее значение для обеспечения прочности элементов соединения, то строение фланца непременно следует учитывать при выборе подходящей модели. Фланцы с патрубком требуют трудоёмкой ручной выкладки стеклохолста и потому дороги, но обладают наивысшей статической и усталостной прочностью, устойчивы

Рисунок 7. Типы композитных фланцев.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение

Рисунок 8. Фланцы, прессованные по технологии RTM (а) и из препрега SMC (б).

к растрескиванию в области шейки [36]. Крепёжные отверстия в таких фланцах обычно выполняются сверлением, дабы избежать снижающего прочность скопления связующего, нередко возникающего при их формовании. Фланцы с хаотичным армированием, выпускаемые по высокопродуктивной и малоотходной технологии горячего прессования, более дёшевы. При этом они не имеют пустот, обладают стабильной химической стойкостью и достаточно высокой прочностью. Иногда их изготавливают с коротким отрезком трубы под склейку. Прессованные по технологии RTM и из препрега SMC коррозионностойкие фланцы (рисунок 8), которые давно успешно применяются за рубежом [36–37], вполне заслуживают признания промышленности и упоминания в ГОСТе. Заслуживает также изучения возможность прессования из химостойких премиксов BMC разъёмных полуфланцев и ниппелей для соединений малого прохода и высокого давления по ГОСТ [38]. Хотя накидное кольцо свободного фланца часто выполняют стальным, кольца из химостойкого композита, полученные намоткой стеклянного жгута между прессованными матами, с успехом заменяют нержавеющие. Весьма перспективны комбинированные фланцевые кольца из препрега SMC, дополнительно армированные стеклохолстом непосредственно в процессе прессования. Немаловажно, что прессование при необходимости позволяет придать уплотнительной поверхности фланца невысокий концентрический рельеф, способствующий лучшему обжатию и удержанию мягкой прокладки. Выпуск подобных комплектующих, способных существенно сократить стоимость композитных фланцевых соединений, выгоден только в крупной серии, поэтому возможности их производства тесно связаны с широким внедрением композитов в хи-

мическую промышленность. Не меньшую важность, чем строение композитного фланца, имеет способ его стыковки с трубой. ГОСТ [19] для установки фланцевых переходников канализационных труб рекомендует применять бандажное соединение, а безнапорные отводы меньшего диаметра приформовывать с помощью седловидных насадок. ГОСТ [2] допускает три возможных вида соединения: муфтовое клеевое, ламинированное бандажное и разъёмное с помощью ремонтного хомута. В [39] представлены результаты сравнения трёх вариантов адгезионного соединения фланцевого буртика с композитной трубой и бандажного присоединения к ней фиксированного фланца с патрубком. Ламинированный бандаж показал наиболее высокую стойкость к растягивающим, изгибающим и ветровым нагрузкам, а также к сложному нагружению при тепловом расширении трубопровода. Вместе с тем отмечается, что клеевые соединения более дёшевы, а по технологичности существенно превосходят ручное ламинирование, особенно в полевых условиях. Разработано множество модификаций муфтовых клеевых соединений, обеспечивающих быструю и надёжную стыковку фланцевых патрубков с трубой (например, [29]), показана их пригодность для трубопроводов высокого давления [40]. Особый случай представляют трубопроводы с термопластичным лейнером, применяющиеся для транспортировки особо агрессивных сред. Плоский фланец таких трубопроводов также плакирован по всей площади полимером, и при стыковке с трубой вначале выполняется сварка лейнера, а затем накладывается бандаж (рисунок 7в). Особняком также стоят соединения двойных композитных трубопроводов для опасных продуктов и промышленных стоков. Внутренняя напорная труба в таких системах заключена в лёгкую стеклопластиковую оболочку, а в зазоре располагаются сигнализаторы утечки продукта. Клеевые или резьбовые фитинги напорной трубы дополнительно помещаются в химостойкий контейнер, имеющий фланцевый разъём (рисунок 9). Подобные контейнеры изготавливаются по методу RTM либо контактным формованием, соответствуют DN от 75 до 400 мм и подвергаются пневматическим испытаниям под давлением от 100 до 30 кПа соответственно [41].

Рисунок 9. Стеклопластиковые контейнеры для фитингов двойных трубопроводов [41].

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение

Рисунок 10. Применимость прокладок из растянутого фторопласта для композитных фланцев [44].

Материал и толщина прокладки Для подключения композитных трубопроводов к стальным фланцам резервуаров и арматуры размеры прокладок должны соответствовать ГОСТ [4243]. ГОСТ [2] нормирует размеры и характеристики только уплотнительных колец и упоров муфтовых соединений, а требования к плоским прокладкам, моментам затяжки фланцев и предельным отклонениям уплотнительных поверхностей должны указываться в технических условиях производителя. Герметизация стеклопластиковых фланцев в системах водоснабжения обычно выполняется с помощью прокладок из листовой резины, для нефтепродуктов и многих растворителей годятся плоские полиуретановые прокладки с твёрдостью по Шору порядка 60–70А, для агрессивных продуктов с успехом применяются ленты из растянутого (экспандированного) фторопласта, а при повышенных температурах — ленты из терморасширенного графита. При выборе материала прокладки следует руководствоваться не только его химической стойкостью и способностью заполнить неровности и компенсировать перекосы уплотнительных поверхностей, но и отсутствием ползучести, которая особо опасна при низких значениях давления обжатия и прокладочного коэффициента m, характерных для композитных фланцев. Давление обжатия различных материалов, приведённое в ГОСТ [12], составляет 2 МПа для резиновых прокладок, 4 МПа — для прокладок из терморасширенного графита и 10 МПа — для фторопласта-4 толщиной 1–3 мм. Поскольку предел прочности на сжатие полиэфирных стеклопластиков редко превышает 200 МПа, то для них желательней применять не листовой, а мягкий растянутый фторопласт. Плоские прокладки и ленты из данного материала предназначены для гладких фланцев, работающих под давлением до 4 МПа, имеют давление обжатия около 10 МПа и требуют «фактор m» порядка 1,5–2,5 [44]. Высокое потребное давление на прокладку ограничивает возможность использования растянутого фторопласта с обычными композитными фланцами номинальным давлением до 1 МПа (рисунок 10), но применение высокопрочных стеклопластиков горячего прессования способно поднять возможное значение PN до 1,6–2,5 МПа, поскольку материал прокладки это позволяет.

Остальные указанные в ГОСТ [12] значения «фактора у» мягких материалов находятся в допустимом для композитов диапазоне и много меньше предельного давления на прокладку, которое, например, для резины составляет около 20 МПа, а для терморасширенного графита превышает 100 МПа. Важное значение для длительного сохранения потребной степени герметичности фланцевого соединения имеет толщина прокладки. Общим правилом здесь является выбор прокладки минимально возможной толщины, поскольку в данном случае минимальна площадь внутреннего торца, нагруженного давлением среды (рисунок 6). Это даёт следующие преимущества: • повышенную стойкость к выдавливанию; • лучшую стойкость к температурным циклам; • меньшую утечку; • меньшую сжимаемость и возможность приложить более высокую нагрузку сжатия; • меньшую неравномерность распределения давления по площади; • наконец, меньшую стоимость прокладки [45]. Впрочем, очевидно, что податливые прокладки большей толщины лучше заполняют неровности поверхностей и компенсируют перекосы фланцев, а с учётом прочностных ограничений и большого диаметра композитных соединений разумным будет выбор минимально допустимой толщины порядка 3 мм, а не 1-1,5 мм, как рекомендовано в [45] для стальных фланцев с выступом. Для сравнения: принятый для стальных фланцев ГОСТ [42] устанавливает толщину прокладок из фторопласта-4 и прокладочной ленты от 1 мм для DN 10-32 до 3 мм для DN 350-500. В соединениях трубопроводов высокого давления применение тонких прокладок особо желательно. Перспективным решением, позволяющим минимизировать толщину, не перегружая композитные фланцы чрезмерной затяжкой, может стать применение жидких полимеризующихся герметиков с целью создания уплотнения [46], однако для принятия этой технологии в качестве стандартной требуется большой объём исследований и длительные опытно-промышленные испытания. Традиционно же в соединениях высокого давления применяются фланцы типа шип паз, создающие КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение весьма высокие контактные напряжения на уплотнительных поверхностях. Поскольку изготовление узкого выступа на плоскости композитного фланца проблематично, то выполняются только канавки для упругих кольцевых прокладок прямоугольного, круглого либо линзовидного сечения. В российских стандартах пока отсутствуют требования к уплотнениям композитных фланцев подобного типа, и разработка таких нормативов важна для широкого применения стеклопластиковых труб в газонефтепроводах и в химическом производстве, где особо востребована их коррозионная стойкость [36].

Момент затяжки гаек Итак, плоские композитные фланцы создают низкое давление на прокладку, которое обычно не более, чем на порядок превышает номинальное PN. При этом болты должны воспринимать усилия не только от стягивания фланцев, но и от давления рабочей среды, действия внешних сил, изгибающих моментов и температурных деформаций, а прокладка — сохранять герметичность как при номинальном, так и при испытательном давлении. По данной причине контроль момента затяжки гаек стеклопластикового соединения выполняется весьма тщательно, и производители фланцев указывают допустимый его диапазон в технической документации. Для примера на рисунке 11 графически представлены допускаемые диапазоны момента на ключе для плоских фланцев фирмы Fiberbond [47] и для наглядности выполнена линейная аппроксимация средних значений, а в таблице 2 приведены требования АО «АЗНТ» [48]. В обоих случаях данные указаны для сухой резьбы; в случае применения смазки согласно ГОСТ [12] величина момента снижается на 25%. Сравнение показывает, что при DN до 700 мм фланцы АЗНТ требуют примерно вдвое меньшего момента затяжки, нежели Fiberbond, хотя и рассчитаны на большее давление. Судя по руководствам [47–48], разница объяснятся тем, что АЗНТ применяет прокладки по ГОСТ [42], тогда как Fiberbond — прокладки увеличенного диаметра в полный размер фланцев, с отверстиями под крепёж. Данный пример подтверждает необходимость разработки технических условий на стеклопластиковые фланцы с учётом размеров и свойств прокладок, поскольку на прокладке с чрезмерно широким полем уплотнения может не достигаться необходимое контактное давление [49]. Уменьшение наружного диаметра прокладки обеспечивает её обжатие при меньшей нагрузке и сокращает опасные сминающие напряжения в районе крепёжных отверстий фланца. Решение задачи расчёта момента затяжки фланцевых соединений и подбора оптимальной прокладки облегчают компьютерные программы — такие, как KLINGERexpert или «Новомет». Помимо величины момента на ключе, для обеспечения герметичности большое значение имеет

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Рисунок 11. Момент затяжки шпилек композитного фланца с плоской резиновой прокладкой (PN = 1 МПа) [47]. Таблица 2. Рекомендуемые моменты затяжки шпилек стеклопластиковых фланцев [48]. Класс герметичности

Момент затяжки, Н∙м PN 1,6 МПа

PN 3,2 МПа

25–300

350–600

100

200

700–800

300

—

900–1200

400

—

режим затяжки шпилек, число которых в соединениях большого прохода достигает нескольких десятков. Хотя порядок их затяжки должен быть определён техническими условиями, при установке мягких прокладок велик риск получить сильную неравномерность нагрузки по окружности фланца. По данной причине рекомендуется осуществлять одновременную затяжку минимум четырёх шпилек за один шаг и применять в процессе сборки соединения осевые ограничители сжатия [49–50]. Согласно ГОСТ [19] фланцевые соединения композитных труб подвергаются гидравлическим испытаниям на стойкость к изгибу и внутреннему давлению при 1,5PN и 2PN, на циклические колебания давления от атмосферного до 1,5PN и кратковременной опрессовке под давлением 2,5-3PN. Проводятся также пневматические манометрические испытания на герметичность под вакуумом до 0,08 МПа. Подобный объём испытаний предусматривает и ГОСТ [51], где подробно описаны методы проведения испытаний на стойкость соединений к давлению при одновременном воздействии осевой нагрузки или изгиба, а также прочностных испытаний композитных фланцев на стойкость к моменту затяжки болта. В целом нынешние испытания объединяют проверку механической прочности и герметичности фланцевого соединения, критерием работоспособности которого служит видимое отсутствие повреждений или течи. Для применения композитных фланцев в составе магистральных и технологических трубопроводов, подвергаемых

Применение

Рисунок 12. Стеклопластиковый хомут и бугельное быстроразъёмное соединение [52]

Рисунок 13. Хомуты для труб большого диаметра: 1 — труба, 2 — кольцо круглого сечения, 3 — фасонное кольцо, 4 — канавка под уплотнение, 5 — посадочный бурт, 6 — уплотнительные пластины, 7 — стяжные фланцы, 8 — крепёж [53]

опрессовкам по ГОСТ [11] и подобным проверкам, целесообразно применять методы пневматических испытаний с количественным определением степени герметичности соединения.

Хомуты и бугели Как видим, перенос традиционных, тщательно отработанных и всесторонне стандартизованных конструкторско-технологических решений для стальных резьбовых и фланцевых соединений в мир полимерных композитов влечёт ряд проблем. Сравнительно с самоуплотняющимися муфтами соединения оказываются громоздкими, требуют приформовки патрубков, изготовления резьб с нехарактерной для композитов точностью, а фланцы к тому же — большого числа крепёжных деталей, тщательного контроля при сборке с мягкими прокладками и регулярного обслуживания в процессе эксплуатации. Хорошо известно, что механическое повторение в композиционных материалах стальных конструкций представляет типичную ошибку проектировщика, и данные примеры только подтверждают это общее правило. Как же достигнуть потребной в нефтяной и химической промышленности высокой герметичности и безотказности разъёмных соединений композитных трубопроводов? Оказывается, давно известны соединения, сочетающие удобство муфт и герметичность фланцев. О них и пойдёт речь в последнем разделе. Во многих случаях резьбовое или фланцевое соединение с успехом может быть заменено металлическим или стеклопластиковым хомутом. На-

пример, НПП «Алтик» выпускает хомут собственной конструкции, который, подобно бугелю, стягивает невысокие скошенные буртики у труб для дегазации угольных шахт (рисунок 12а). Газонепроницаемость стыка обеспечивает расположенная в торцовом пазе упругая прокладка, благодаря малой площади которой при стяжке хомута достигается высокое давление обжатия. В комплекте с партией труб поставляется монтажный разжимной ключ (рисунок 12б). В стеклопластиковых трубах для гидромониторов, работающих под давлением до 16 МПа, устанавливаются стандартные бугельные быстроразъёмные соединения, имеющие аналогичные уплотнения (рисунок 12в). Ремонтные хомуты, применение которых для стеклопластиковых труб предусматривает ГОСТ [2], вполне могут служить для стационарного соединения труб большого диаметра, особенно в тех случаях, когда необходимость осевой подвижки, выполняемой при сборке муфт и раструбов, вызывает затруднения в ходе монтажа (и, что не менее важно, демонтажа!) трубопровода. Подобные соединения выпускает, например, фирма Victaulic. Показанные сверху на рисунке 13 соединения типа 230, нестойкие к растяжению, пригодны для стыковки стальных, полимерных и стеклопластиковых труб и выдерживают давление от 1,4 до 2,8 МПа в зависимости от диаметра и исполнения [53]. Типоразмеры хомутов перекрывают диапазон DN от 200 до 3600 и обеспечивают их пригодность почти для всей номенклатуры стеклопластиковых труб по ГОСТ [19] (таблица 3). Специально предназначенные для низконапорных композитных труб похожие соединения типа 229S выдерживают давление 170 кПа. КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение Таблица 3. Пригодность соединений типа 230 для стеклопластиковых труб. Dn, мм

Наружный диаметр стеклопластиковой трубы по ГОСТ Р ИСО 10467-2013, мм

Диапазон диаметров труб для соединения Victaulic типа 230, мм

200

—

177,8–225,6 228,6–276,4

250

—

300

310–1,0

+1,0

279,4–327,2

350

+1,0 –1,2

330,0–378,0

+1,0 –1,4

381,0–428,8

400 450

361

412

+1,0 –1,6

431,8–479,6

+1,0 –1,8

482,6–555,8

+1,0

558,8–682,8

463

500

514

600

616–2,0

700

+1,0 –2,2

718

750

—

800

820–2,4

685,8–835,2

900

924–2,6

+1,0

+2,0 –2,6

1000

1026

1050

—

1200

1229–2,6

+2,0

1350

—

1400

1434–2,8

1600

1638–2,8

1650

—

1800

1842–3,0

1950

—

2000

2046–3,0

2100

—

+2,0

990,6–1140,0 1143–1292,4 1295,4–1444,8

+2,0

+3,0

1600,2–1749,6 1752,6–1902,0 1905–2054,4 2057,4–2206,8

+2,0 –3,2

2200

2250

—

2400

2453–3,4

2600

+2,0 –3,6

+2,0

2658

2209,8–2359,2 2362,2–2587,8

2700

—

2800

2861–3,8

2590,8–2892,6

3000

3066–4,0

3200

3270

+2,0 –4,2

3400

3474–4,4

3600

3678–4,6

3800

3882–4,8

+2,0

—

4000

+2,0 –5,0

—

+2,0

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

2895,6–3197,4

3200,4–3810,0

+2,0

4086

Выпускается также ряд стойких к растяжению подобных соединений (рисунок 13, внизу). Они предназначены для труб из углеродистой и нержавеющей стали, к которым приваривается невысокое фиксирующее кольцо. Широкое применение стеклопластиковых муфт с гибким фиксатором (рисунок 4) показывает возможность использования указанных соединений с композитными трубами, имеющими неглубокий паз для пружинного фиксирующего кольца, которое, например, может быть выполнено из стеклопластика горячего прессования либо армированного термопласта. Это существенно расширит возможности применения хомутов для напорных композитных труб большого

838,2–987,6

прохода. Кольцевые уплотнения хомутов, которые изготавливаются из EPDM, силиконовой резины, изопрена, нитрила, неопрена или фторопластового эластомера, пригодны для широкого ряда химических и нефтяных продуктов, однако следует учитывать, что контакт рабочей среды с уплотнением происходит на наружной поверхности трубы, которая может не иметь барьерного слоя в структуре композита. Открыты для коррозии и торцы труб. Это указывает на необходимость применения соединительных частей, обладающих должной химической стойкостью. Для напорных стеклопластиковых труб, работающих под давлением до 1 МПа, предназначены со-

Применение

Рисунок 14. Самоуплотняющиеся бугели и стеклопластиковые соединительные части труб. Таблица 4. Применимость бугелей типа 296-А для композитных труб. Dn, мм

Наружный диаметр стеклопластиковой трубы по ГОСТ Р ИСО 10467-2013, мм min

Наружный диаметр для соединения Victaulic типа 296-А, мм

max

—

42,2

68,7

100

101

100

121

122

123,7

150

175

177

177,8

200

229

232

232,9

250

281

286

287,2

300

335

345

338,8

единения типа 296-А [54], имеющие DN от 25 до 300. Бугели изготавливаются из алюминиевого сплава, аналогичного АК7пч, а самоуплотняющиеся прокладки — из химостойких эластомеров. Стойкость соединений к осевому растяжению достигается посадкой в канавки, выполненные на соединительных частях трубы. Основным отличием данной конструкции от соединений подобного типа, предназначенных для стыковки стальных труб, является увеличенная ширина бугелей В, обеспечивающая высокий запас прочности на срез крепёжного участка композитной трубы (рисунок 14). Производитель нормирует размеры канавки и наружный диаметр посадочного патрубка, который весьма близок к наружному диаметру стеклопластиковых труб по ГОСТ [19] (таблица 4). Благодаря последнему во многих случаях концевые участки композитной трубы могут быть выполнены с незначительным утолщением для обработки под посадку бугеля. При необходимости обеспечения высокой коррозионной стойкости со-

единения (либо размещения его в произвольном месте трубы) патрубки с канавкой могут быть изготовлены отдельно (рисунок 14, справа). Соединения Victaulic принципиально отличаются от стандартных бугельных по ГОСТ [55], поскольку не нуждаются в скошенных буртиках на ниппелях, при обжатии которых создаётся осевое усилие и возникают опасные для композитов высокие контактные напряжения, и оснащены, подобно муфтам, самоуплотняющимися упругими кольцами. Данный тип соединения правильней именовать «бугельным с канавкой», либо, как часто делают, «соединением с обжимными муфтами». Быть может, нужный термин когда-нибудь появится в стандарте [1]. Сборка бугелей не требует, в противоположность фланцам, тщательного контроля. После нанесения монтажной смазки кольцо полностью сдвигается на трубу (рисунок 15а), а при стыковке переводится в рабочее положение (рисунок 15б). Бугели помещаются поверх кольца (рисунок 15в), устанавливаются

Рисунок 15. Сборка бугелей на композитной трубе [56].

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Применение болты (рисунок 15г) и осуществляется их поочерёдная затяжка (рисунок 15д) до полного соприкосновения поверхностей разъёма [56]. Применение моментного ключа не требуется [57]. Бугели с плоским стыком обеспечивают соединение, по жёсткости подобное фланцевому, а бугели с косым стыком — более податливое соединение, допускающее ограниченный люфт труб. При сборке бугеля по всему периметру уплотнения равномерно создаётся давление обжатия более высокое, чем у колец в муфтовых и раструбных соединениях и, вероятно, в среднем сопоставимое с требуемым ГОСТ [12] для резиновых прокладок фланцев. При использовании колец прямоугольного сечения одно это обеспечило бы близкую к фланцевому соединению степень герметичности, но форма их такова, что стык дополнительно уплотняется под давлением рабочей среды. Вдобавок соединение не требует осевой подвижки трубы при сборке, является устойчивым к растяжению, но благодаря упругости колец допускает, подобно муфтовому, некоторые перекосы, несоосности и взаимные смещения труб. Таким образом, бугели с канавкой объединяют достоинства фланцев и муфт, но лишены их недостатков. Перечисленная комбинация свойств обеспечивает, помимо быстроты и удобства монтажа, следующие преимущества разъёмных соединений данного типа: • компенсацию температурных и механических деформаций трубопровода без появления опасных напряжений: соединения применяются в сложных технологических системах с переменным температурным режимом; • сейсмическую и ударную стойкость: соединения применяются в высотных зданиях, на особо опасных промышленных объектах, в корабельных трубопроводах; • гашение вибраций и шума: соединения применяются в насосных и компрессорных станциях (где в отличие от ламинированных и резьбовых стыков не будут склонны к усталостной деградации композита). Соединения Victaulic уже около века устанавливаются в стальных трубопроводах, где с успехом заменяют сварку, фланцы, резьбу, а с недавних пор бугели пришли на смену ламинированным бандажам в композитных трубах [58]. Выпускаются также различные стойкие к растяжению соединения для труб из термопластичных полимеров, в том числе прессованные из премикса ВМС и специально предназначенные для химически агрессивной окружающей среды (тип 171). Номенклатура соединений для стеклопластиковых труб пока сравнительно невелика и настоятельно требует расширения в область более высоких PN. Ориентировочные оценки, выполненные для соединения типа 296-А проходом DN200 и PN 1 МПа, показывают его высокую стойкость к нагрузкам, вызванным внутренним давлением и осевым растяжением. Расчёт выполнен по осесимметричной модели в изотропном приближении для стеклопла-

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Рисунок 16. енка прочности соединительного участка композитной трубы.

стика с модулем упругости около 1,4 ГПа и пределом прочности на растяжение 130 МПа. Оценки показывают, что при номинальном давлении соединительный участок работает с запасом прочности порядка 20, которой сокращается примерно до 4 при давлении 5 МПа. Конструкция обеспечивает большой запас прочности и при работе на срез: напряжения в районе поверхности 2 достигают 40-50 МПа только при растягивающей трубу нагрузке 100 кН, которая много больше силы, создаваемой давлением 5 МПа на торце трубы (рисунок 16). Очевидно, усиление соединительного участка и бугеля обеспечит потребную стойкость к высокому давлению, а прочность на срез, если потребуется, можно повысить, используя прессованные из плетёных преформ патрубки. Нет оснований сомневаться в применимости данных соединений для композитных труб с PN порядка 3,2–6,3 МПа, а возможность подняться к более высоким давлениям требует изучения. О высокой герметичности самоуплотняющихся бугелей свидетельствует их пригодность для горючих и агрессивных газов и паров, однако количественное определение степени герметичности данных соединений и разработка нормативов их использования на взрывопожароопасных производствах представляет актуальную и важную задачу.

Применение Список литературы 1. ГОСТ Р 54559-2011. Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных волокном. Термины и определения 2. ГОСТ Р 54560–2015. Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных стекловолокном, для водоснабжения, водоотведения, дренажа и канализации. Технические условия 3. ГОСТ Р 56277-2014. Трубы и фитинги композитные полимерные для внутрипромысловых трубопроводов. Технические условия 4. Божко Г. В. / Разъёмные герметичные соединения / Вестник ТГТУ. 2010. т. 16. № 2. с. 404–420 5. Волошин А. А., Григорьев Г. Т. / Расчет и конструирование фланцевых соединений: Справочник. 2 е изд., перераб. и доп. / Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение. 1979. 125 с. 6. Продан В. Д. / Герметичность разъемных соединений оборудования, эксплуатируемого под давлением рабочей среды / Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ». 2012. 280 с. 7. Огар П. М. / Контактные характеристики и герметичность неподвижных стыков пневмогидротопливных систем двигателей летательных аппаратов / Автореферат дисс. д.т.н. Самара. 1997. 8. Mertiny P., Gold A. /Quantification of leakage damage in highpressure fibre-reinforced polymer composite tubular vessels // Polymer Testing. 2007. v. 26. Pp. 172-179. 9. ОСТ 26.260.14-2001. Сосуды и аппараты, работающие под давлением. Способы контроля герметичности. 10. ГОСТ 24054-80. Изделия машиностроения и приборостроения. Методы испытаний на герметичность. Общие требования. 11. ГОСТ 25136-82. Соединения трубопроводов. Методы испытаний на герметичность. 12. ГОСТ Р 52857.4-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность. Расчёт на прочность и герметичность фланцевых соединений. 13. Montero F. J. /Tightness in Gasketed Flanged Unions. Part 1: The Background and the Challenges // Valve World. 2012. Sept. Pp. 1-2. 14. Montero F. J. /Tightness in Gasketed Flanged Unions. Part II: New Standards for Calculation and Testing. The early attempts in the USA and Germany / Valve World. 2012. Nov. Pp. 163-164. 15. Montero F. J. / Tightness in Gasketed Flanged Unions. Part III: New Standards for Calculation and Testing. The European Standards // Valve World. 2013. Feb. Pp. 84-85. 16. СП 40-102-2000. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования. 17. ГОСТ Р 55876-2013. Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных стекловолокном. Методы испытаний. Испытания на герметичность подвижных соединений. 18. Fahrer A., Gibson A.G., Tolhoek P. / A study of the failure behaviour of key-lock joints in glass fibre reinforced plastic pipework / Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 1996. Vol. 27. № 6. Pp. 429-435. 19. ГОСТ Р ИСО 10467-2013. Трубопроводы из армированных стекловолокном термореактопластов на основе ненасыщенных полиэфирных смол для напорной безнапорной канализации и дренажа. Общие технические требования. 20. ASTM D2517–06. Standard Speciﬁcation for Reinforced Epoxy Resin Gas Pressure Pipe and Fittings. 21. Нагиев Р. А., Иванов К. В., Муртазина Э. И. / Научнотехнический аспект мероприятий по обеспечению герметичности оборудования в химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности / Евразийский Научный Журнал. 2015. № 9. C. 10 13. 22. ГОСТ 6211-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная коническая. 23. ASTM D1694. Standard Specification for Threads for Glass Fiber Reinforced Thermosetting Resin Pipe. 24. Sullivan D. Curran P.E. Fiberglass Pipe. Past, Present and Future / Fiberglass Tank & Pipe Institute. 2013. 25. ГОСТ Р 53201-2008. Трубы стеклопластиковые и фитинги. Технические условия.

26. ГОСТ 633-80. Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия. 27. ГОСТ 24157-80. Трубы из пластмасс. Метод определения стойкости при постоянном внутреннем давлении. 28. Mertiny P., Ursinus K. / A methodology for assessing fatigue degradation of joined fibre-reinforced polymer composite tubes // Polymer Testing. 2007. Vol. 26. Pp. 751–760. 29. Takashi S., Toshiharu I., Pushpendra K., Shinichi T., Yoshinori N. / Screw joint parts for high pressure & low cost FRP pipes / Proceedings of International Conference and Exhibition on Reinforced Plastics. Mumbai, India. 2011. 30. ГОСТ 27456-87. Соединения трубопроводов резьбовые. Порядок испытаний на вибропрочность. 31. ГОСТ 54432-2011. Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление от PN 1 до PN 200. Конструкция, размеры и общие технические требования. 32. Gasket Handbook. A Technical Guide to Gasketing & Bolted Joints / Lamons. 2013. 33. Kasprzyk J., Sieczkowski R. / Blow out safety in ﬂange connections / Valve World. 2011. Sept. Pp. 1 2. 34. Wacker R. Primary flange forces / Valve World. 2016. March. Pp. 1-2. 35. ГОСТ 12815-80. Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Ру от 0,1 до 20,0 МПа. Типы. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей. 36. Маллинсон Дж. / Применение изделий из стеклопластика в химических производствах / М.: «Химия». 1973. 240 c. 37. Fiddes D. E., Lazarou J. / Press moulded flanges for GRP pipe systems / Composites. 1972. № 11. Pp. 254–258. 38. ГОСТ Р 50073-92. Соединения трубопроводов разъемные фланцевые. Технические условия. 39. Fiberglass reinforced plastic (FRP) piping systems: a comparison of two joining methods — the adhesive bonded joint VS the butt & strap method / EDO Specialty Plastics — Engineering Series. Oct. 2001. 40. Mertiny P., Ellyin F. / Joining of fiber-reinforced polymer tubes for high-pressure applications / Polymer Composites. 2006. Vol. 27. № 1. Pp. 99-109. 41. FiberGlass Systems. Secondary Containment Pipe and TwoPiece Fittings / www.frpsolutions.com 42. ГОСТ 15180-86. Прокладки плоские эластичные. Основные параметры и размеры. 43. ГОСТ 28759.6-90. Прокладки из неметаллических материалов. Конструкция и размеры. Технические требования. 44. Specma seals handbook. Gasket and seals product guidelines and manuals. 2016 / www.specmaseals.se 45. Rotar M. / What gasket thickness should I use in my flange system? / Valve World. 2014. Nov. Pp. 1 2. 46. Ряховский О. А., Малышева Г. В., Воробьев А. Н. / Новый способ герметизации стыка фланцев корпусов при высоком внутреннем давлении / Известия ВУЗов. Машиностроение. № 5. с. 29–33. 47. Fiberbond Recommended Flange Torques / www.fiberbond.com/docs/TorqueCharts.pdf 48. Руководящий документ по монтажу стекловолоконных трубопроводов производства АО «АЗНТ». 2012. 49. Епишов А. П. / Герметизация фланцевых соединений: кажущаяся простота. 2013. / www.sealing.su 50. РД ЭО 0198-2000. Техническое обслуживание и ремонт систем и оборудования АС. Сборка фланцевых соединений. Общие технические требования. 51. ГОСТ Р 55875-2013. Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных стекловолокном. Методы испытаний. Испытания болтового фланцевого соединения. 52. НПП «Алтик». / Стеклопластиковые трубы промышленного назначения. 2012. /www.altik.su 53. Victaulic Style 230 Non-Restrained Flexible Coupling 60.01. / www.victaulic.com 54. Victaulic Style 296-A Coupling for Fiberglass Reinforced Plastic Pipe / www.victaulic.com 55. ГОСТ Р 55429-2013. Соединения трубопроводов бугельные разъемные. Конструкция, размеры и общие технические условия. 56. FRP/GRP Pipe Coupling Style 296A Installation Manual / www.victaulic.com 57. Dole D. Joining FRP pipe with grooved couplings / Energy-Tech Magazine. 2014. / www.energy-tech.com 58. Raymond C. Coupling for Fiberglass: An Alternative to Curing / Power Engineering. 2013. № 9. Pp. 50–52.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #5 (2016)

Реклама в номере Название компании

Род деятельности

Сайт

Стр

www.airtechonline.com

www.derakane.com www.ashland.com

Airtech Advanced Materials Group

Производитель вспомогательных материалов

Ashland

Производитель смол

Bang&Bonsomer

Поставщик сырья и оборудования

bigHead

Производитель материалов

Büfa

Производитель смол и оборудования

Carbo Carbo

Поставщик сырья

Carbon Studio

Поставщик сырья и оборудования

CVM

Производитель сырья

Cytec Solvay Group

Поставщик сырья

KordCarbon

Производитель сырья

KORSIL Trade

Поставщик сырья

Magnum Venus Products

Производитель оборудования

Manuchar (Scott Bader)

Поставщик сырья

www.rbmchem.ru

Mikrosam

Производитель оборудования

www.mikrosam.com

Münch Chemie

Производитель сырья

www.vist-composite.ru

SGL Group

Производитель сырья

www.bangbonsomer.com

SKM Polymer

Производитель оснастки

www.skm-polymer.ru

STEVIK (Вист-Композит)

Поставщик сырья и оборудования

www.stevik.fr

ГК Композит

Поставщик сырья и оборудования

www.composite.ru

ГК Композитные решения

Поставщик сырья, оборудования

www.carbonstudio.ru

Дугалак

Производитель сырья

www.dugalak.ru

ЕТС

Поставщик сырья, оборудования

www. utsrus.com

66+

ИНТРЕЙ Полимерные Системы

Поставщик сырья, оборудования

www.intrey.ru

4-5

Полимерпром

Поставщик сырья, оборудования

www.polymerprom-nn.ru

Сампол

Поставщик сырья, оборудования

www.sampol.ru

www.bangbonsomer.com

www.bighead.co.uk

www.buefa.de

66+

www.carbocarbo.ru

www.carbonstudio.ru

www.ccvm.ru

www.bangbonsomer.com

www.intrey.ru

21–22

www.korsil.ru

www.mvpind.com

Поставщик сырья, оборудования и расходных материалов для производства композиционных материалов

Смолы и отвердители � Полиэфирные смолы для

RTM и инфузии � Трудногорючие полиэфирные смолы � Полиэфирные смолы общего назначения � Винил эфирные смолы � Эпоксидные смолы � Перекиси � Эпоксидные отвердители

Адгезивы

� Полиэфирные клеящие пасты � Эпоксидные клеи � ММА адгезивы

Гелькоуты и пигменты � Полиэфирные гелькоуты для напыления и нанесения кистью � Трудногорючие полиэфирные гелькоуты � Эпоксидные гелькоуты для напыления и нанесения кистью � Пигментные пасты

Разделительные составы � Полупостоянные

разделители � Грунты для форм � Грунты для мастер моделей � Очистители для форм

ООО Банг и Бонсомер, Москва Отдел композиционных материалов Телефон: +7 (495) 258 40 40 доб. 116 Факс: +7 (495) 258 40 39 e-mail: rus-composites@bangbonsomer.com

Армирующие материалы � Флоу маты для RTM и

инфузии � Стекло и углеродные мультиаксиальные ткани � Стекло и углеродные ткани � Рубленные стекломаты � Ровинги для напыления, пултрузии и намотки

Оборудование

� RTM машины � Оборудование для

вакуумной инфузии � Вакуумные насосы � Комплектующие для RTM форм � Пленки и расходные материалы для вакуумирования � Ножницы и режущий инструмент

Материалы для сандвич конструкций � Наполнители для закрытого формования

� Наполнители для ручного формования

� Ровинговый наполнитель � Пробковый наполнитель

Материалы для производства форм � Полиэфирные смолы для форм

� Эпоксидные смолы для форм � Эпоксидные пасты для форм � Гелькоуты и скинкоуты для форм

� Модельные плиты � RTM формы

ЧАО Банг и Бонсомер, Киев Отдел композиционных материалов Телефон: +380 44 461 92 64 Факс: +380 44 492 79 90 e-mail: composites@bangbonsomer.com