На Английских железных дорогах продолжают успешно эксплуатироваться построенные в 1966 г. опытные железнодорожные цистерны с котлами из стеклопластика. Котлы имеют объем 82 м3, длину 11,5 м, диаметр 2,03 м. Стоимость опытных цистерн составила около 34 тыс. фунтов стерлингов. Ожидается, что она окупится через 6 лет эксплуатации. В числе преимуществ стеклопластиковых цистерн отмечается очень низкая их теплопроводность, например, по сравнению с алюминиевыми она в 400 раз меньше. Это весьма важно при перевозке быстротвердеющих продуктов, перевозимых обычно в горячем состоянии. Предполагается постройка новой партии таких цистерн, котлы которых будут выполняться методом намотки.
Вагоностроительным заводом в Раштатте в ФРГ выпущен вагон- цистерна, кузов которого выполнен из стеклопластика на основе полиэфирной смолы. Результаты опытной эксплуатации этого вагона удовлетворительны. Корпус цистерны выполнен в виде трехслойной конструкции типа «сэндвич». Внутренняя и наружная оболочки толщиной 4 мм изготовлены из стеклопластика. В качестве промежуточного слоя использован поливинилхлоридный пенопласт. Внутренняя поверхность цистерны покрыта эластичным стерилизационным покрытием, не допускающим передачи запаха полиэфира перевозимому грузу. Экономия веса, полученная благодаря применению пластмасс, позволила увеличить полезный объем цистерны на 2,5 м3. Вагон предназначен, главным образом, для перевозки фруктовых соков.
Во Франции в 1963 г. построена цистерна с котлом из слоистого пластика на основе полиэфирной смолы. Она сконструирована с учетом перевозки химических продуктов. Емкость ее 18 м3, вес тары 9,2 т, максимальная нагрузка 30,8 т. Общий вес 40 т, длина 7,14 м, высота 3,88 м.
В соответствии с правилами эксплуатации Французских железных дорог котел цистерны установлен на металлической раме. Буфера оборудованы резиновыми амортизаторами. Котел цистерны имеет диаметр 2 м, облицован внутри жестким поливинилхлоридным пластиком, включая систему трубопроводов и крышки люков. Заливочные и сливные устройства и клапаны обеспечивают безопасную работу. Внутри котла имеются проверочный клапан и приспособления, обеспечивающие возможность очистки котла цистерны при необходимости перевозки различных жидкостей.
В Канаде [20] в 1967 г. разработана конструкция специальных цистерн с котлами трехслойной конструкции емкостью от 30 до 75 м3, снабженными термоизоляцией из пенополиуретана. Пространство между наружным и внутренним резервуарами (оболочками) котла заполнено слоем изоляции толщиной 125—130 мм. Цистерны предназначены для перевозки нагретых и охлажденных жидкостей (смол, химикатов, эмульсий, фруктовых соков и т. п.).
Для перевозки очень чувствительных к изменению температур жидкостей (кукурузный сироп и др.) построена цистерна с котлом, имеющим изоляцию толщиной 187 мм. При его испытании вода, нагретая до 100° С и налитая в цистерну при наружной температуре минус 17,8° С, в течение суток охладилась на 0,6° С. В другом случае вода, имеющая температуру + 1,7° С, при наружной температуре +37,8° С в течение суток нагрелась на 0,3° С.
В США в 1963 г. были сданы в эксплуатацию цистерны облегченного типа ХР-1, емкостью 85,173 м3 и весом тары 23,6 т, с котлами из стеклопластика на основе эпоксидной смолы [3, 4] (рис. 71,72). Такая цистерна на 9 т легче стальной такой же емкости. Котел цистерны изготовлялся на специальной оправке, оформляющей его внутреннюю поверхность при изготовлении корпуса котла способом намотки тонких непрерывных нитей из стекловолокна толщиной 0,01 мм. Содержание наполнителя — стекловолокна в материале котла составляет 60%, а связующей смолы — 40%. Намотанный корпус с толщиной стенок 9,5 мм подвергался термообработке для полимеризации в печи при температуре 135° С. Детали переходного мостика цистерны и приспособления для налива и слива монтировались встроенными в отформованные стенки стеклопластикового котла. После процесса отверждения котел цистерны охлаждался и снимался с оправки. Торцовые стены котла из такого же стеклопластика изготовлялись отдельно формовкой под давлением. Диаметр котла цистерны составляет 2,616 м в центре и 2,54 м у торцовых стенок. Общая длина котла с торцовыми стенками составляет 17 м. Намотка корпуса котла осуществлялась на специальной машине с гидравлическим приводом, имеющей ротационные камеры с серводвигателем и снабженной управляющим, программирующим устройством, обеспечивающим точность выполняемых операций и высокое качество намотки стеклопластика.
Цистерна рассчитана на общую грузоподъемность 100 т и предназначена для перевозки химикатов и нефтепродуктов. Она смонтирована на стандартных тележках и имеет стальную стандартную раму. За 6 лет эксплуатации не было обнаружено никаких повреждений.
Рис. 71. Цистерна с котлом из стеклопластика на основе эпоксидной смолы
Рис. 72. Котел цистерны из стеклопластика в процессе изготовления методом намотки
Отмечается, что резервуары из стеклопластика, подобные описанному котлу цистерны и изготовленные аналогичным методом, пригодны для хранения сельскохозяйственных, химических, пищевых продуктов, мыла, дезинфицирующих средств, хлорной извести. Они не требуют какого-либо ухода в эксплуатации. Вследствие высокой чистоты и гладкости поверхности внутренние стенки не смачиваются и не загрязняются перевозимыми жидкостями. На корпуса котлов и резервуаров не оказывают влияние и резкие колебания температуры.
На железных дорогах НРБ проходят испытания вагоны-цистерны двойного назначения для перевозки жидких и сыпучих веществ. Конструктивные особенности вагона заключаются в том, что котел разделяется перегородкой мембранного типа из синтетической масло- и кислотостойкой резины, закрепленной способом вулканизации или болтовыми соединениями с одной стороны вагона. Вагон-цистерна может перевозить до 30 м3 жидкости и до 25 т цемента.
В США запатентован вагон-цистерна безрамной конструкции с термоизоляцией. Корпус котла вагона-цистерны, выполненный в виде трехслойной конструкции со стальными оболочками, состоит из двух резервуаров со сферическими днищами — наружного и внутреннего. Пространство между обоими резервуарами заполнено пенополиуретаном.