NO144080B - Fremgangsmaate til fremstilling av armert plastroer - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

til fremstilling av armert plastrør hvis rørvegg består av påfølgende sjikt av harpiks-belagt fibermateriale og mellomliggende sjikt av partikkelformet materiale, ved at det kontinuerlig vikles harpiks-belagte fibertråder omkring én spindel og kontinuerlig påføres fibertrådene partikkélmatérialé med forskjellige gjennomsnittsstørrelser.

Armert plastrør blir normalt fremstillet ved å tildanne

en sylinderformet del av et fibermateriale som omvikles kontinuerlig, på en avtrekkbar dor, hvilket fibermateriale impreg-neres med et herdbart harpiksholdig materiale enten forut for eller ved påføringen av fibermaterialet på doren og etter at harpiksen er herdet avtrekkes produktet fra doren. Ved passende valg av fibermateriale og bindemiddel, f.eks. glassfiber og en epoksy- eller polyesterharpiks, kan det fremstilles sterke og korrosjonsbestandige plastrør.

På grunn av fiberglasstrådenes store styrke, er et slikt armert plastrør i stand til å motstå betydelige indre trykk-belastninger. I de fleste anvendelser for rør med stor diameter, f.eks. ved underjordiske rørledninger, er imidlertid vegg-tykkelsen bestemt av det utvendige trykk og de uensartede, såkalte "D"-belastninger (se ASTM C-76-63-T) som fremkalles av grunnbelastninger, noe som medfører at det kreves rør med vesentlig tykkere vegger enn det som skulle til for å motstå de indre trykk som normalt forekommer. Idet omkostningene for de råmaterialer som kreves for et armert plastrør, som kan motstå

en gitt ytre trykkbelastning, er vesentlig høyere enn omkostningene ved konkurrerende materialer såsom armert betong eller stål, blir vanligvis de sistnevnte materialer benyttet der det er tale om rør med svære dimensjoner, dette til tross for at plastrør har overlegne fysikalske og kjemiske egenskaper.

For å overvinne disse vanskeligheter er det foreslått

å utforme armerte plastrør med store diametre i form av "sand-wich"-konstruksjoner• En slik konstruksjon består av et tynt sjikt av glassfiberarmert plast, omgitt av en tykk masse av et kjernemateriale, f.eks. betong, som motstår trykkbelastningen og "D"-belastningen og som igjen er omsluttet av et tynt sjikt av armert plast. Det er også kjent å oppbygge rørveggen sjiktvis på doren av flere lag av omviklete harpiksimpregnert glassfibermateriale, samtidig som det innfylles et kornformet materiale mellom de enkelte glassfiberlag. Når slike sammen-satte konstruksjoner utsettes for ytre belastninger, motvirkes imidlertid deformasjonen av de sirkulære tverrsnitt av skjær-spenninger ved de mellomliggende flater av kjernematerialet og den armerte plast, og brudd i konstruksjonen skjer ved skjøt-flaten mellom disse materialer.

Med den foreliggende oppfinnelse tar man sikte på å komme frem til en fremstillingsmåte hvormed man er i stand til å

oppnå stor trykkfasthet ved armerte plastrør med sjiktvis opp-bygget rørvegg, slik at man kan motstå ytre belastninger og fordele slike ytre belastninger på gunstig måte, ved å ta sikte på nøyaktig å kunne regulere tykkelsen på sjiktene av kornformet materiale.

Den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at det først påføres partikkelformet materiale med den største gjennom-snittsstørrelse på fibermaterialsjiktet og deretter partikkelformet materiale med den minste gjennomsnittsstørrelse på fibermaterialsjiktet og mellom det partikkelformete materiale med den største gjennomsnittsstørrelse.

Med den foreliggende oppfinnelse oppnår man den fordel at man kan fremstille armerte plastrør, som har nødvendig styrke,

på forholdsvis enkel måte, slik at plastrørene kan motstå de belastninger som rørene utsettes for eksternt og videre kan fordele disse belastninger slik at man kan hindre at rørene blir beskadiget. I tillegg oppnår man den fordel med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen at det på forholdsvis enkel måte er mulig å kunne øke belastningen på sjiktene som består av kornformet materiale, uten at dette har vesentlig innvirkning på tykkelsen av sjiktene av kornformet materiale.

Ifølge en foretrukket utførelse er fremgangsmåten kjennetegnet ved at det først påføres partikkelformet materiale med en gjennomsnittsstørrelse på mellom 2,38 og 1,19 mm og deretter partikkelformet materiale med en gjennomsnittsstørrelse på mellom 0,005 og 0,14 9 mm. Herved oppnår man den spesielle fordel at sjikt av kornformet materiale får en særlig høy volumetrisk trykkelse, slik at røret er særlig innrettet til å motstå ytterligere belastninger.

Det foretrekkes videre at det på spindelen oppvikles harpiks-belagte glassfibertråder og påføres partikkelformet materiale i form av sandpartikler. Herved oppnår man et særlig prisbillig produkt ved å kunne anvende et særlig prisbillig råmateriale til fremstillingen av det armerte plastrør.

Istedenfor glassfibermateriale kan man benytte høyt belastbare tråder, såsom metalltråder eller kvartstråder. Trådene kan være utformet som kontinuerlig tråd eller som en kontinuerlig vevnad av tråder. Istedenfor å anvende sand som kornformet materiale, kan man anvende annet kornformet materiale, såsom kornformet plast, små hule kuleformete legemer eller kull-stoff i form av grafitt. For plastrør som skal ha liten vekt vil materialer såsom glass eller fenolplast være velegnet.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et skjematisk perspéktivriss som viser fremstilling av rør ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et forstørret snitt gjennom veggen av et

rør ifølge oppfinnelsen.

Det henvises først til fig. 1, som viser en skjematisk fremstilling av et system for fremstilling av rør ifølge oppfinnelsen. Da selve apparatet ikke danner noen egentlig del av oppfinnelsen, er bare de deler som er nødvendige for å forstå oppfinnelsen, vist på tegningene. (For fullstendig beskrivelse av en passende maskin se US-patentskrift 3.228.616).

En spindel som er innrettet for rotasjon som antydet ved pilen har et bånd 2 av tråder 3 fuktet med harpiks ved passasje gjennom en harpikspotte 4 og over avstrykerruller 5. Fibertrådene vikles kontinuerlig rundt spindelen langs dennes lengde ved å frembringe relativ frem- og tilbakegående lengdebevegelse mellom spindelen og båndet mens spindelen roterer. Viklings-vinkelen kan reguleres, på kjent måte, ved passende valg av spindelens rotasjonshastighet og hastigheten av den langsgående bevegelse. Filamentbåndet 2 påføres.fortrinnsvis under en meget stor viklingsvinkel, slik at de kontinuerlige ringformig for-delte filamenter blir hovedsakelig ringviklinger.

Det er anordnet en traktbeholder 6 over spindelen 1 ved det sted der båndet får kontakt med spindelen 1. Traktbeholderen 6 har fortrinnsvis to separate tømmedeler 7 og 8, hver av hvilke har separate matedeler 9 og 10. Tømmedelen 7 er plassert foran tømmedelen 8, idet mellomrommet mellom dem er overdrevent vist i fig. 1 for tydelighets skyld, og fortrinnsvis vertikalt over kontaktpunktet mellom filamentbåndet 2 og spindelen, slik at partikkelmasse tilført fra tømmeåpningen 7 vil påføres på båndet 2, og etter som spindelen roterer vil partikler fra tømme-delen 8 påføres over partiklene på båndet 2. Tilstrekkelig harpiks er til stede på båndet 2 for å sikre at de påførte partikler kleber til samme. Partiklene i matedelen 9 er større enn de i matedelen 10, slik at de største partikler påføres først, idet de mindre partikler påføres over de større og i mellomrommene mellom disse.

Denne prosess fortsettes et nødvendig antall omganger, nemlig tilstrekkelig til å bygge opp den ønskete veggtykkelse, hvoretter harpiksen herdnes og spindelen fjernes. Ved denne teknikk oppnås det større ensartethet i tykkelsen av sandsjiktene og høyere faststoff-fyllingsgrad enn hvis der ble benyttet partikler av tilfeldig størrelse eller partikler av en bestemt størrelse. Hvis det anvendes partikler med tilfeldig kornstørrelse, blir tykkelsen av sandsjiktene uregelmessig. Ved bruk av partikler med en bestemt tykkelse, kan tykkelsen kon-trolleres, men faststoff-fyllingsgraden er forholdsvis lav.

Ved den foreliggende teknikk påføres de store partikler først på båndet og danner her en ensartet sjikttykkelse, hvoretter de små partikler påføres og drysser mellom de store partikler for å øke faststoff-fyllingen uten å øke tykkelsen av partikkelsjiktet.

Kornstørrelsene kan velges innenfor temmelig vide grenser, hvorfor de følgende kornstørrelser er å betrakte som illust-rerende, men ikke som begrensende. Med en storpartikkel-størrelse i området fra 2,38 mm til 1,19 mm og med en små-partikkel-størrelse i området fra 1,14 9 til 0,005 mm har det vist seg at man kan fremstille rør med de ønskete egenskaper..

Det henvises nå til fig. 2 hvor der er vist et tverrsnitt gjennom veggen av et rør fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse. Det indre sjikt 2 0 er gelbelegg inneholdende slør-duk 26 som fra først av ble påført rundt den harpiks-belagte spindel. For å skaffe langsgående armering er det påført sjikt av langsgående fibertråder 21 over slørduken. Sjikt av ringformig anordnete fibertråder 22 er atskilt av partikkelsjikt 23 hvert sammensatt av store partikler 24 og små partikler 23. Tykkelsen av partikkelsjiktet bestemmes hovedsakelig av de store partikler 24. Hele konstruksjonen holdes sammen av det herdete harpiksholdige bindemiddel.

Eksempel

Et rør med en innvendig diameter av 61 cm og 62,9 cm utvendig diameter ble fremstilt ifølge oppfinnelsen ved brik av fiber-glasstråder og sand med en gjennomsnittsstørrelse av 1,19 mm og 0,149 mm. Fiberglass-sjiktene var omkring 0,0127 cm tykke og partikkelsjiktene omkring 0,127. Det ferdige rør besto av ca. 35% harpiks og 15% glass samt 50% sand, idet ca. 10 vekts% av sanden var i form av fine partikler.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av armert plastrør hvis rørvegg består av påfølgende sjikt av harpiks-belagt fibermateriale og mellomliggende sjikt av partikkelformet materiale, ved at det kontinuerlig vikles harpiks-belagte fibertråder omkring en spindel og kontinuerlig påføres fibertrådene par-tikkelmateriale med forskjellige gjennomsnittsstørrelser, karakterisert ved

at det først påføres partikkelformet materiale med den største gjennomsnittsstørrelse på fibermaterialsjiktet og deretter partikkelformet materiale med den minste gjennomsnitts-størrelse på fibermaterialsjiktet og mellom det partikkelformete materiale med den største gjennomsnittsstørrelse.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved

at det først påføres partikkelformet materiale med en gjennomsnittsstørrelse på mellom 2,38 og 1,19 mm og deretter partikkelformet materiale med en gjennomsnittsstørrelse på mellom 0,005 og 0,149 mm.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved

at det på spindelen oppvikles harpiks-belagte glassfibertråder og påføres partikkelformet materiale i form av sandpartikler.