Оболочка вытяжной газоотводящей трубы из композиционного материала

(51)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(57) Испол ь труб. Сущно отводящей риала имее наполнител Слои выпол связующего реннему и н щего в це 36-37 ф, а в в 1,5-2 раза исследовательский шиностроения ороз, В.Т.Жарких, жный и Б.Г.Майоров р. Стеклопластики , с.121.ЖНОЙ ГАЗООТВО- ПОЗИЦИОННОГО Сд (с ЬЭ ни гр ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Центральный научноинститут специального м(54) ОБОЛОЧКА ВЫТЯДЯЩЕЙ ТРУБЫ ИЗ КОММАТЕРИАЛА Изобретение относится к области строительства, черной и цветной металлургии, химической промышленности, а именно к сооружениям мачто-башенного типа, имеющим в составе конструкции газоотводящие стволы в виде цилиндрической оболочки и может быть использовано при изготовлении из композиционных материалов царг башен-труб, предназначенных для выброса в высокие слои атмосферы пыле-газообразных отходов,Известна оболочка вытяжной газоотводящей трубы из композиционного материала, включающая концентрично расположенные слои из тканного наполнителя и полимерного связующего 11.Недостатком такого решения является низкая коррозионная стойкость к воздействию агрессивных компонентов отводимого газа, что приводит к снижению сроков межремонтной эксплуатации и к увеличению материальных затрат,зование: строительство дымовых сть изобретения: оболочка газо- трубы из композиционного матет концентричные слои тканного я и полимерного связующего, нены с увеличением содержания от центрального слоя к внутаружному. Содержание связуюнтральном слое составляет наружном и внутреннем слоях - больше. 8 ил,Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и снижение материалоемкости.Поставленная цель достигается тем, что слои оболочки выполнены с увеличением содержания связующего от центрального слоя к внутреннему и наружному слоям, причем содержание связующего в центральном слое составляет 36-370, а в наружном и внутреннем слоях - в 1,5-2 раза больше. На фиг,1 представлен общии вид царги болочки с диаметром О с высотой ; на иг.2 - вид по А на фиг,1; на фиг.3 - разрез -Б на фиг,2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг,3; а фиг.5 - кривая содержания связующего о толщине стенки; на фиг.б - график завиимости прочности и жесткости материала о толщине стенки от содержания связующего; на фиг.7 - расчетная схема определея коэффициентов К 1 и К на фиг,8 - афик кривой, характеризующей содержание связующего, построенной по результатам проведенных экспериментов.Оболочка трубы выполнена из царг, представленных собой оболочки вращения, диаметром Р и высотойиз набора концентрических слоев 2 композиционного материала, содержащего армирующий сетчатый наполнитель 3 и полимерное газостойкое связующее 4.Особенности конструкции заключаются в том, что слои 2 композиционного материала выполнены с переменным по толщине стенки оболочки 1 содержащем связующего 4, При этом процентное содержание связующего 4 во внешних поверхностных (наружном и внутреннем) слоях 2 оболочки 1 царги в 1,5-2,0 раза выше, чем в срединном слое (фиг.5). При переходе от срединного слоя к внешним слоям содержания связующего изменяется в соответствии с законом: где трь - содержание связующего в 1-м слое о ф - содержание связующего в срединном слое, ф ;1 - номер слоя, отсчитываемый от срединного;Е - координаты срединного поверхности слоя, отсчитывая по перпендикуляру к срединной поверхности царги, для которой 2=0;К 1,К 2 - коэффициенты, определяющие содержание связующего во внешних слоях и интенсивность его возрастания от срединного слоя к внешним слоям,Оболочка является основным конструктивным силовым и коррозионно-стойким элементом царги газоотводящей трубы и предназначена для формирования газоотводящего ствола трубы,Оболочка 1 царги вытяжной газоотводящей трубы выполняется с диаметром Э, равным диаметру ствола газоотводящей трубы.Концентрические слои 2 служат основным конструктивным силовым элементом оболочки, Они выполняются из композиционного материала путем непрерывной намотки на вращающуюся оправку тканого наполнителя 3, пропитанного полимерным газостойким связующим 4,Армирующий тканый наполнитель 3 используется в качестве силового каркаса слоя 2, В качестве него используется тканое рулонное полотно на основе нитей из стеклянных, угольных, органических и других высокопрочных волокон, На практике используется ткань на основе стеклянных нитей, как более дешевая и недифицитная извсех других корроэионностойких полимер 5 ных армирующих материалов.Связующие 4 предназначено для связислоев 2 между собой, для обеспечения равномерного распределения нагрузок междуслоями 2, обеспечения максимальной кор 10 розионной стойкости от воздействия агрессивных химических продуктов отработкихимических и металлургических производств.В качестве таких стойких связующих 4используют обычно связующее на основе15 полимерных и эпоксидных смол,Изготовление оболочки-царги газоотводящей трубы производят путем намотки навращающуюся оправку стеклотканного рулонного материала, пропитанного поли 20 эфирным или эпоксидным связующим, Принамотке первого слоя 2 ткани используютмаксимальное количество связующего, такчто процентное его содержание составляетне менее 85-90(или такое количество свя 25 эующего, которое позволяет технология егонанесения и условия сцепления его стканью). Во втором и последующем слоях досрединного количества связующего уменьшают в соответствии с приводимой форму 30 лой, а после перехода срединного слоявновь доводят до максимального в наружном слое.Следует отметить, что заготовку оболочки-царги на оправке постепенно вращают35 во избежание концентрации связующего вмаксимальной зоне, Затем заготовка оболочки-царги устанавливается в термопечьдля полимеризации связующего, где в процессе нагревания произойдет равномерное40 перераспределение вследствие диффузии.В термопечи оправка с заготовкой продолжает равномерно вращаться,Затем заготовку оболочки-царги освобождают от оправки и направляют на даль 45 нейшие технологические операции,Рассмотрим пределы процентного содержания связующего в срединном слое(36 ) и в поверхностных слоях (90 ) стенкиоболочки-царги газоотводящей трубы.50 Поскольку агрессивные среды воздействуют на оболочку через ее внутреннюю инаружную поверхности, необходимо, чтобысодержание связующего в этих слоях быломаксимальным, т.е. коррозионная стой 55 кость оболочки определяется величиной содержания связующего в месте ее контакта сагрессивной средой, Оптимальным вариантом было бы выполнение поверхностныхслоев оболочки целиком из связующего, Ноэто невозможно из-за технологических ограничений: на сегодняшний день не существует способ удержания больших количеств связующего на поверхностях тел вращения при изготовлении их способами намотки. Поэтому максимально возможная величина содержа ния связующего в пластике при современном .-.развитии техники составляет, примерно 90;.Современные пропиточные установки позволяют пропитать стеклоткань с максимальным наносом примерно 35-36;, Для 10 средних слоев оболочки-царги этого содержания связующего вполне достаточно ввиду того, что эти слои обеспечивают прочностные характеристики оболочки-царги, а жесткость и прочность находятся в обратной зависимо сти с коррозионной стойкостью и обеспечиваютсн волокном, а не связующим (см.фиг,6).Из графика на фиг.6 видно, что жесткость и прочность, оболочки в поверхностных слоях меньше, чем в срединных, соответственно, в 20 1,5 и 2,5 раза,Увеличение содержания связующего в наружных слоях до 90 производится дополнительноьно. Исследование данного технического предложения позволяет повысить коррозионную стойкость оболочек-царг газоотводных труб к воздействию агрессивных сред, а это в свою очередь, позволит увеличить срок максимальной эксплуатации примерно в 3 раза и снизить материальные затраты на их эксплуатацию,Формула изобретенияОболочка вытяжной газоотводящей трубы из композиционного материала, включающая концентрично расположенные слои из тканого наполнителя и полимерного связующего, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и снижения материалоемкости, слои оболочки выполнены с увеличением содержания связующего от центрального слоя к внутреннему и наружному слоям, причем содержание связующего в центральном слое составляет 36-37;, а в наружном и внутреннем слоях - в 1,5-2 раза больше.,У едактор Н,Кудрякова ректор А.Ворович изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Составитель М,Корча Техред М,Моргентал акаэ 3436 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, РаПодписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб 4/5