WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

Подписано в печать 25.11.2009. Бумага офсетная. Формат 60х84 1/16.

Гарнитура «Таймс». Печать трафаретная. Усл.-печ. л.1.

Тираж 90. Заказ

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета

Адрес типографии:

450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул.Космонавтов, 1

На правах рукописи






САЛАГАЕВА ЕЛЕНА ВАЛЕРЬЕВНА

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОПЛАСТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

для УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМБИНИРОВАННЫХ ТРУБ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ






Специальность 05.23.05 «Строительные материалы и изделия»



Автореферат


диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Уфа 2009

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор

Агапчев Владимир Иванович


кандидат технических наук, доцент

Виноградов Дмитрий Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Габитов Азат Исмагилович


кандидат технических наук

Докучаев Владислав Викторович

Ведущее предприятие:


ГУП «Институт проблем транспорта

энергоресурсов», г.Уфа

Защита состоится 25 декабря 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.289.02 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, г.Уфа, ул.Космонавтов,1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета. Автореферат диссертации размещен на официальном сайте университета: http://www.rusoil.net/.

Автореферат разослан 27 ноября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Недосеко И.В.



Общая характеристика работы


Актуальность работы

В последние десятилетия при строительстве трубопроводных систем строительного назначения с целью повышения эксплуатационной надежности и срока службы широко используются трубы из композиционных материалов (металлопластовые, гибкие полимерно-металлические, стеклопластиковые и бипластмассовые и др.). Однако в процессе эксплуатации вышеперечисленных типов трубопроводов выявляются многочисленные проблемы, связанные с обеспечением их надежности и безопасности.

Существенное влияние на эксплуатационную надежность трубопроводов оказывает выбор материалов, используемых в производстве труб.

Анализ показывает, что на российском рынке в последние годы предлагается полная номенклатура пластмассовых труб. Используются трубы из полиэтилена и сшитого полиэтилена, полипропилена, полибутена, поливинилхлорида, хлорированного поливинилхлорида, а также композиты на основе полиэтилена и полипропилена.

Проблемы, возникающие при эксплуатации трубопроводов, использующих в своей конструкции полимерные материалы, указывают на необходимость учета целого ряда эксплуатационных факторов при выборе материала труб и технологий для их монтажа.

Кроме того, у вышеперечисленных комбинированных труб отсутствует надежное неразъемное соединение. Применяемые в настоящее время разъемные соединения (резьбовые, раструбные с уплотнительными элементами) зачастую не обеспечивают необходимой герметичности и долговечности, предъявляемой к коммуникациям для зданий и сооружений повышенной эксплуатационной надежности.

Безопасное применение труб на основе полимерных материалов для строительства трубопроводов требует рационального выбора материалов, учета качества изготовления труб, возможных дефектов, связанных с технологией производства труб и проведением монтажных работ, учета условий эксплуатации трубопроводов, а также создания и повсеместного применения средств и методов технической диагностики трубопроводов из полимерных материалов.

Целью работы является изучение влияния применения термопластов различных марок на механические и эксплуатационные характеристики комбинированных труб строительного назначения.

Задачи исследования:

- систематизация и классификация полимерных материалов, применяемых для производства комбинированных труб строительного назначения;

- разработка методики испытаний комбинированных труб из термопластов различных марок;

- исследование напряженно-деформированного состояния комбинированных труб из различных марок термопластов с целью прогноза характера их разрушения методом конечных элементов;

- разработка неразъемного соединения комбинированных труб с целью повышения их эксплуатационной надежности;

- разработка композиции, необходимой для скрепления оболочек бипластмассовой трубы и для обеспечения их надежной совместной работы;

- разработка методов диагностирования трубопроводов из комбинированных труб.


Научная новизна

- разработаны равнопрочные с телом трубы соединения бипластмассовых и металлопластовых труб; предложен метод ограничения образования высоты внутреннего грата в сварных соединениях пластмассовых трубопроводов;

- исследовано напряженно-деформированное состояние металлопластовых труб, на основании которого предложен оптимальный размер сетки армирования труб;

- получена аналитическая зависимость изменения прочностных характеристик от угла армирующих нитей в стеклопластике, с помощью которой возможно подбирать оптимальные характеристики материала при заданных условиях эксплуатации;

- разработана адгезионная композиция на основе сэвилена для скрепления оболочек комбинированных бипластмассовых труб и обеспечения их надежной совместной работы.


Практическая значимость работы

- разработаны рекомендации по выбору марки полиэтилена и оптимальной сетки армирования для металлопластовых труб;

- на основании результатов гидравлических испытаний определено оптимальное соотношение толщин слоев полиэтилена и стеклопластика в бипластмассовых трубах на различное рабочее давление;

- разработана адгезионная композиция для системы "полиэтилен-стеклопластик", применяемая для производства бипластмассовых труб;

- разработана и внедрена в производство технология монтажа трубопроводов из комбинированных труб из термопластов нового поколения с равнопрочными с телом трубы соединениями, сварными для металлопластовых труб и клеесварными для бипластмассовых труб;

- разработаны и опробованы в производственных условиях методы диагностики и дефектоскопии металлопластовых труб.


Апробация работы и внедрение результатов

Основные положения работы докладывались на конференциях молодых специалистов и ученых УГНТУ (г.Уфа, 2007-2009гг.), Международном научно-техническом Российско-Германском семинаре «Трубопроводные системы инженерной инфраструктуры из полимерных материалов» (г.Уфа, 2005г.), Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2005, 2006гг.» (УГНТУ, г.Уфа), научно-практическом семинаре «Повышение долговечности систем водоотведения» при ХVI Международной специализированной выставке «Форум. Уралстройиндустрия – 2006г.» (УГНТУ, г.Уфа), 11-й,12-й и 13-й международных научно-технических конференциях «Проблемы строительного комплекса России» (г.Уфа, 2007-2009гг.)

Комплекс разработок, выполненных при непосредственном участии автора, экспонировался на международных выставках «Нефть и газ» (г.Уфа, ИПТЭР, 2008, 2009гг.), специализированных выставках «Строительство. Коммунальное хозяйство» (2007-2009гг.). Разработки, выполненные при участии автора, отмечены дипломами различных степеней и использованы при разработке руководящих документов «Инструкция по обследованию пластмассовых трубопроводов» СТО-03-189-2006, «Рекомендации по прогнозированию работоспособности трубопроводов из полиэтиленовых труб» СТО 03-188-2006, «Разработка рекомендаций по проектированию и строительству трубопроводов из пластмассовых труб на строительных объектах РБ» для Минстройтранс РБ, 2006г.

По основным результатам исследований опубликовано 16 статей.


Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованных источников, Приложения. Работа изложена на 218 страницах машинописного текста, содержит 39 иллюстраций, 24 таблицы и 2 Приложения. Список использованных источников включает 116 наименований.


Содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, их научная и практическая значимость, рассмотрены проблемы, связанные с производством и применением комбинированных труб.

Первая глава диссертационной работы посвящена анализу существующих материалов для труб из термопластов, составу и строению композиционных материалов, классификации термопластичных полимеров, дана характеристика полимеров, применяемых в полимерных строительных материалах. Рассматриваются свойства пластмасс, а также полимерных композиционных материалов, проанализированы типы и свойства труб из полимерных материалов, классифицированы трубные марки полиэтилена, представлен обзор комбинированных труб, рассмотрено влияния угла намотки армирующей нити стеклопластиковой оболочки на прочностные характеристики стеклопластиковых труб, проведен сравнительный анализ металлических труб и труб из полимерных материалов.

Полимерным композиционным материалом (ПКМ) считается материал, состоящий минимум из двух компонентов и обладающий специфическими свойствами, отличными от суммарных свойств исходных материалов. Упрощенно ПКМ можно представить как систему из армирующего высокопрочного наполнителя и полимерной смолы, связывающей элементы арматуры в единое целое. В основном ПКМ подразделяются на три большие группы, отличающиеся природой армирующего наполнителя. В табл.1 приведены основные физико-механические характеристики ПКМ и для сравнения указаны свойства стали.

Преимущества ПКМ особенно отчетливо видны при сравнении его удельных характеристик и характеристик металла. Для определения характеристик материала изготавливаются образцы, в которых армирующий элемент ориентирован вдоль действия нагрузки. Такие образцы называют «однонаправленными». При изменении угла ориентации армирующего элемента относительно действия нагрузки, характеристики ПКМ изменяются.

Таблица 1 - Физико-механические характеристики ПКМ

Материал

Предел

прочности при растяжении,

кгс/мм2

Модуль

упругости при растяжении,

кгс/мм2

Плотность, г/см3

Удельная прочность*

Удельный модуль*

Стеклопластик

140-160

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»