Полимерволокнистые трубы применяются в мелиорации сельского хозяйства, бытовом и производственном водоснабжении, телефонной кабельной канализации, в сточной канализации обычных и агрессивных вод и т. д. ПВТ изготовляются длиной 3—4 м, диаметром от 50 до 200 мм. При некотором усовершенствовании технологии можно получать трубы и большего диаметра — до 400—500 мм.
1 м ПВТ диаметром 100 мм весит 3,6 кг, тогда как асбестоцементная труба такого же диаметра весит 7,12 кг, гончарная — 13 кг, металлическая холоднокатаная — 7,32 кг.
Технология позволяет изготовлять трубы безнапорные и напорные (до 5— 6 атм).
Основные физнко-механнчеекпе свойства безнапорных труб:
предел прочности при растяжении в кг,сч' —150
допускаемое давление на поверхность труби в кг/смх —25
внутреннее гидростатическое давление в кг/см' —1
водопопощение в %, не более —1
эксплуатационная температура в <С +70—30
Сырьем для производства ПВТ служат волокнодревесная целлюлоза, древесная масса, бумажная макулатура, отходы хлопка, костра льна, солома, камыш, тростник, поверхностные слои торфа. Это сырье практически имеется повсеместно.
Наиболее проста технология переработки бумажной макулатуры, целлюлозы, древесной массы, отходов хлопка, т. е. материалов, состоящих из 100% волокна. Солому, камыш, костру требуется предварительно превращать в волокнистую массу.
В качестве гидрофобизирующих материалов, в зависимости от назначения труб, применяются каменноугольные пеки и смолы, битумы и некоторые виды полимерных смол.
Технология изготовления ПВТ при использовании соломы, камыша и т. д. состоит в следующем.
Солома или камыш, доставляемые в снопах, рубятся в соломорезке на сечку размером 5—10 см и пневмотранспортом или транспортером Нория полаются через циклон в варочный котел, куда закачивается также известковый раствор. Поступающим в котел паром (давлением 5—6 атм) в котле создается температура 130—150° С. Через 3—4 ч горячие щелочи растворяют вещества, инкрустирующие солому и камыш, образуя мягкую волокнистую массу. После промывки водой сваренная масса поступает в ролл, где масса расщепляется па волокна.
При работе на бумажной макулатуре, целлюлозе или хлопковых отходах технологический процесс начинается с размола сырья в ролле или другой размольной аппаратуре — гидропульнере, гпдроразбивателе. В процессе размола в ролл могут добавляться гидрофобизирующне вещества в виде водных эмульсий, которые осаждаются на волокнах и придают им водоотталкивающие свойства.
Производство полимерволокнистых труб у нас впервые освоил Черновицкий (УССР) завод строительных материалов. Сырьем для этого служит бумажная макулатура. Формуются трубы на 8-шпнндельной трубоформовочной машине.
Перфорированные трубы-формы обтянуты медной сеткой с мелкими сечениями отверстий. Их погружают в ванну с волокнистой массой. Под действием вакуума, создаваемого вакуум-насосом, масса насасывается равномерно на трубу-форму, при этом вода сквозь отверстия формы уносится, а волокна, переплетаясь между собой, обезвоживаются, образуя сырую трубу. Специальным приспособлением сырые волокнистые трубы снимаются с формы и надеваются на металлические дорны, вместе с которыми поступают в сушильную камеру. Здесь они высушиваются до влажности 6—10% в течение 12—24 ч., в зависимости от начальной влажности, температуры воздуха н конструктивных особенностей сушильного устройства. Затем трубы поступают на пропитку или облицовку полимерами.
Трубы, не подвергающиеся гидростатическому давлению, предназначаемые, например, для канализации кабеля, выгоднее пропитывать в расплаве каменноугольного пека и каменноугольной смолы (1 : 1).
В процессе пропитки используются ванны с паровым или электрическим нагревом. В них окунаются трубы, уложенные в кассеты. Трубы выдерживаются в расплаве до сплошной пропитки по всей их толщине. Пропитка длится 2—3 ч. Количество впитываемого расплава составляет 100—150% к весу изделий.
В последнее время на заводе проводятся эксперименты по вакуумной пропитке труб, что сократит продолжительность пропитки до 10—12 мин и нейтрализует отрицательное воздействие высокой температуры расплава на органическое волокно.
Пропитанные и охлажденные в холодной воде трубы отторцовывают па станке, концы их обтачивают под соединительные муфты.
Полимерволокнистые трубы для транспортирования под давлением 5—6 атм воды или других жидкостей, в том числе и агрессивных, облицовывают полимерной смолой и упрочняют стекловолокном
Внутренняя и наружная поверхности облицовываются следующим образом. Порция полимерной смолы — полиэфирной, эпоксидной, эпокенфурановой и т. п. — заливается в горизонтально установленную трубу. После этого труба начинает вращаться со скоростью 100— 150 об/мин. Через 5—7 мин скорость вращения снижают до 20—30 об/мин и на наружную поверхность наматывают стекложгут, смоченный той же полимерной смолой. Специальный ролик уплотняет стекложгут, выжимает смолу, распределяя ее по поверхности ровным слоем. Экспериментально установлено, что намотка на поверхность трубы слоя стекложгута толщиной 0,8 мм обеспечивает гидростатическую прочность 12—14 атм.
За три года работы Черновицкий завод выпустил труб для канализации телефонного кабеля в количестве свыше 200 тыс. м.
Часовая выработка 8-шпиндельной машины — 20 труб длиной 3 м. Увеличением количества шпинделей производительность машины можно увеличить.
В короткие сроки при относительно незначительных вложениях производство полимерволокнистых труб может быть организовано на действующих заводах, производящих кровельные плиты «бемит». В Союзе насчитывается около 20 таких заводов.
Одновременно следует приступить к проектированию более крупных механизированных заводов по производству полимерволокнистых труб, дислоцировав их с учетом местного сырья и потребностей строительства. Годовая производительность такого завода может быть принята в 5 тыс. км труб сл. диаметра 100 .н.и.
Завод такой мощности характеризуется по нашим расчетам следующими показателями:
производственные площади 2000—2000 м3
складские и подсобные площади 1000 м2
потребное количество воды в сут. 1200—1600 м3
потребное количество пара в сут. 130—130 т
мощность электродвигателей 200 кет
количество рабочих 60—80 чел.
Для выпуска 5 тыс. км безнапорных
или напорных труб в год потребуется (вт):
бумажной макулатуры —8500
или соломы, кострь. и т. п. —10 000
каменноугольного пека п смолы - 7000
полимерной смолы —500
стекложгута —200—250
Стоимость 1 м полимерволокнистых труб диаметром 100 мм при механизированном производстве: безнапорных — 50 коп., напорных — 75 коп. Таким образом, они дешевле всех других видов труб, выпускаемых промышленностью.
