Пластик или стеклопластик нужны в мелиорации?

Для исследований подготовлены образцы стеклопластиковых труб, вырезанные в продольном направлении в виде лопаток длиной 150 мм и в поперечном направлении в виде колец диаметром 170 мм.

Проведены испытания прочности подготовленных образцов. Результаты испытаний представлены в таблицах 1, 2.

Анализ результатов испытаний показал, что у образцов стеклопластика с отвердителем на основе алифатических аминов предел прочности в продольном и окружном направлении примерно одинаковый. А для образцов стеклопластика с отвердителем на основе ароматических аминов и ангидридным отвердителем наблюдается анизотропия свойств: предел прочности sв в

Рис. 1. Исследование продольной деформации:

а – общий вид испытательной оснастки на растяжение с установленным образцом и датчиком деформации;

b – партия образцов после разрушения

окружном направлении почти вдвое превосходит значение этого показателя в продольном направлении. Такая анизотропия физико-механических свойств нередко встречается в стеклопластиках и других композитных материалах. Этот эффект достигается использованием специальных технологий при производстве изделий из композитных материалов, что необходимо учитывать при проектировании трубопроводов и других сооружений.

Полученные экспериментальные данные средних значений предела прочности (sв) и модуля упругости (Е) стеклопластиковых труб легли в основу теоретической оценки устойчивости работы сборно-разборного трубопровода из различных материалов с использованием обобщенной математической

b

модели нагружения линейной части сборно-разборного трубопровода.

По результатам исследований предложена конструкция линейного элемента сборно-разборного трубопровода с применением композитного материала.

Сборно-разборная труба для мелиорации АПК

Элемент сборно-разборного трубопровода представляет собой цельную конструкцию стеклопластиковой трубы 1, концы которой изготавливаются в виде манжеты 2 и раструба 3, усиленных стальными вставками 2 и 5, толщина которых составляет не более 0,3 общей толщины стенки труб. Основные параметры линейного элемента (толщина стенки, внутренний диаметр) определяются по результатам расчета с учетом требуемого объема подачи воды и рабочего давления.

Труба из композитного материала длиной 6 м, толщиной стенки 5 мм и условным диаметром 150 мм выдерживает давление 7,5 МПа. При этом масса одного элемента составляет 36 кг, что более чем в 2 раза легче стального (81 кг).

Выводы

О Сборно-разборные трубопроводы из композитных материалов могут использоваться для строительства магистральных каналов подачи воды и с современным оросительным оборудованием позволят оперативно обеспечивать необходимые режимы орошения сельскохозяйственных культур.

Таблица 1. Результаты испытаний плоских образцов стеклопластиковых труб

Образец	Предел прочности, sв, МПа		Модуль упругости, Е, ГПа
	Среднее значение	Стандартное отклонение	Среднее значение	Стандартное отклонение
С отвердителем на основе алифатических аминов	225,136	12,064	12,395	1,756
С отвердителем на основе ароматических аминов	163,404	7,784	13,833	0,851
С ангидридным отвердителем	169,569	10,676	14,094	0,806

Таблица 2. Результаты испытаний кольцевых образцов стеклопластиковых труб

Образец Предел прочности, sв, МПа Предел прочности, Е, МПа Среднее значение Стандартное отклонение Среднее значение Стандартное отклонение С отвердителем на основе алифатических аминов 254,227 3,229 22,968 2,745 С отвердителем на основе ароматических аминов 287,015 12,271 26,951 1,416 С ангидридным отвердителем 311,505 2,526 35,650 1,586 аb

Рис. 3. Сборно-разборный трубопровод (в разрезе): а – линейный элемент; b – раструбное соединение;1 – раструб;

2 – металлическая вставка раструба; 3 – проточка для инструмента; 4 – композитная труба; 5 – металлическая вставка манжеты;

6 – манжета; 7 – эластичная прокладка для амортизации запорного кольца; 8 – запорное кольцо; 9 – уплотнение соединения (типа «Ласточкин хвост»)

Улюкина Е. А., д-р техн. наук, доцент, Прохоров А. А., Российский ГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева