Стеклопластик – производство и применение
Сегодня стеклопластик можно встретить практически повсеместно – этот материал постепенно вытесняет металлы из многих сфер. Он значительно легче, а благодаря армированию специальными синтетическими волокнами обладает хорошей прочностью при умеренных нагрузках. Появились такие пластмассы около 70 лет назад, но использовались только в авиационной и аэрокосмической отраслях. На тот момент их стоимость была довольно высокой, а производство – узкоспециализированным.
На данный момент стеклопластик довольно востребован и нашел широкое применение. Благодаря хорошей прочности его используют вместо стали и даже железобетонных изделий – например, при строительстве очистных сооружений. Сфера внедрения данного материала довольно широкая, сегодня из него изготавливают различные конструкции для химического производства и используют в других смежных отраслях.
Что такое стеклопластик?
Стеклопластик – это современный слоисто-волокнистый композитный материал. При его изготовлении используются связующие компоненты, которые придают материалу форму и монолитность. Он довольно легкий, а стеклянные волокна обеспечивают ему высокую прочность, равномерно распределяют нагрузку на изделие, препятствуя появлению трещин и других разрушений. Такая конструкция при работе не уступает стали по эксплуатационным характеристикам, включая и химическую стойкость.
Стеклопластик, используемый для применения в промышленных сферах, практически всегда армируется стеклянными волокнами. Благодаря такой конструкции он приобретает свойства, недоступные обычным пластмассам, как высокая прочность, устойчивость к линейному расширению и абразивному износу. Эти критерии обязательно учитываются при производстве различных изделий, которые до прихода пластика изготавливались из металлов. Наша компания работает с этим материалом, оборудование из стали и железобетона в большинстве случаев является нерентабельным вариантом. Стеклопластик используется в области очистки хозяйственно-бытовых, промышленных и ливневых стоков. Но это далеко не все сферы его применения, он используется и в других отраслях.
Что изготавливают из стеклопластика?
Существует три класса стеклопластика – «Е», «S» и «С». На первый приходится порядка 80% изделий на рынке, из него производят комплектующие для автомобилей, используют в строительстве и ремонте. Категория «S» помимо прочности, дополнительно обладает антикоррозийной стойкостью, поэтому нашла широкое применение в промышленной сфере и на сегодня заменила многие металлы.
Материал класса «С» обладает и химической стойкостью, поэтому широко применяется для изготовления оборудования к очистным сооружениям:
- резервуаров;
- труб;
- люков и крышек;
- элементов для колодцев;
- различных комплектующих.
Именно эта категория обладает всеми преимуществами: высокая прочность, антикоррозийная стойкость, износостойкость и устойчивость к воздействию химических веществ. По сравнению со сталью, такие изделия прослужат довольно долго даже при эксплуатации на производствах, на которых в канализацию сливаются стоки с высокой концентрацией агрессивных реагентов. Такие резервуары по многим характеристикам не уступают изделиям из стали, а в некоторых параметрах даже превосходят их.
Для очистных сооружений используется полиэфирный стеклопластик, это продукт полиэфирных смол с последующим отверждением. Дополнительную прочность обеспечивает армирование стеклянным волокном, которое добавляют в жидкую среду. Преимущество такого производства в том, что для него не требуется проведения сварочных работ и наличия пресса, в качестве матрицы используются древесные и древесно-стружечные станки.
Сравниваем стеклопластик и сталь
Эти материалы конкурируют друг с другом, благодаря преимуществам стеклопластика его стали называть «легким металлом». Тем не менее, он хоть и прочный, но все же уступает стали по жесткости и может использоваться только при точном расчете всех нагрузок. Также следует учитывать, что пластик практически в 4 раза легче металла, именно поэтому он долго использовался в летательной сфере, где очень важен вес. Сегодня из него изготавливают множество изделий, в том числе и лопасти вентиляторов, а также различные емкости.
Еще одна особенность – теплопроводность. У стали она довольно высокая, в связи с чем возрастают потери, что неудобно при прокладке магистралей. Трубы же из пластмассы выигрывают по этому критерию, у них теплопроводность вдвое ниже, поэтому при их прокладке не требуется теплоизоляция. Это действительно удобный материал, который используется как в бытовой, так и профессиональной сфере.
Еще одно неоспоримое преимущество – устойчивость к коррозии и к воздействию реагентов. Стеклопластик может использоваться в агрессивных средах, он не нуждается в обработке специальными составами. Именно поэтому срок его службы составляет не менее 50 лет.
В таблице приведена сравнительная характеристика ключевых критериев: стали и стеклопластика:
|
Критерий |
Сталь |
Стеклопластик |
|
Модуль упругости, ГПа |
210 |
55 |
|
Плотность, кг/м3 |
7800 |
1800 |
|
Теплопроводность, 20 oC, Вт/м |
64 |
0,75 |
|
Химическая стойкость |
нет |
да |
|
Устойчивость к коррозии |
нет |
да |
|
Срок службы, лет |
15 |
50 |
Это только ключевые критерии, которые учитывают при выборе, они наглядно представлены в таблице. Стеклопластик уступает по прочности стали, но если правильно рассчитать все нагрузки, его применение будет удобнее и обеспечит отличный результат. Именно поэтому для очистных сооружений используют емкости на основе полиэфирной смолы со стекловолокном, которые нашли широкое применение как в бытовой, так и в промышленной сферах.
