Что такое трубы FRP?
FRP-трубы — это трубы, изготовленные из армированного стекловолокном пластика, изготовленные путем сочетания армирования стекловолокном с матрицей из термореактивной смолы, такой как полиэстер, винилэфир или эпоксидная смола. Стеклянные волокна несут структурную нагрузку, в то время как смола связывает волокна вместе и противостоит химическому воздействию, придавая готовой трубе механическую прочность и коррозионную стойкость, с которой металлические трубы не могут сравниться в агрессивных средах.
Стеклопластиковые трубы (иногда называемые стеклопластиком, для армированного стекловолокном пластика) широко используются для перемещения агрессивных химикатов, морской воды, сточных вод и технологических жидкостей в отраслях, где углеродистая сталь подвергается коррозии в течение нескольких месяцев, а ПВХ не имеет необходимого давления или температуры.
Почему инженеры предпочитают стеклопластик металлическим трубам
- Устойчив к коррозии от кислот, солей и химикатов, разрушающих сталь.
- Весит примерно четверть веса сопоставимой стальной трубы , сокращая расходы на поддержку и установку
- Обеспечивает срок службы, обычно оцениваемый в от 30 до 50 лет с минимальным обслуживанием
- Сохраняет гладкие внутренние стенки, устойчивые к образованию накипи и снижающие потери на трение.
Как производятся трубы FRP
Стеклопластиковые трубы производятся с использованием одного из трех основных процессов, каждый из которых подходит для разных диаметров и требований к давлению. Накальная намотка — наиболее распространенный метод для промышленных технологических трубопроводов. потому что это позволяет точно контролировать ориентацию волокон и толщину стенок.
Основные методы производства
- Накальная намотка: непрерывные стеклянные нити наматываются на вращающуюся оправку под натяжением, а затем отверждаются.
- Центробежное литье: смола и измельченное волокно вращаются внутри формы, образуя плотную однородную стенку.
- Ручная укладка: слои стекловолоконной ткани и смолы наносятся вручную, обычно для фитингов и нестандартных форм.
Свойства труб FRP по сравнению со сталью и ПВХ
По прочности стеклопластиковые трубы занимают промежуточное положение между металлическими и термопластическими трубами, но превосходят их по химической стойкости на единицу веса. Типичная труба из стеклопластика имеет плотность от 1,8 до 2,1 г/см³ по сравнению с 7,85 г/см³ для углеродистой стали. , что является основной причиной того, что для установки из стеклопластика требуются более легкие опоры и подъемное оборудование меньшего размера.
Сравнение характеристик труб из стеклопластика, углеродистой стали и ПВХ | Недвижимость | Стеклопластиковые трубы | Углеродистая сталь | ПВХ |
| Коррозионная стойкость | Отлично | Плохо без подкладки | Хорошо |
| Типичная темп. предел | До 200°Ф (93°С) | Более 800°F (427°C) | До 140°F (60°C) |
| Относительный вес | Низкий (~1/4 стали) | Высокий | Низкий |
| Максимальный практический диаметр | 144 дюйма | Очень большой | 48 дюймов |
Системы смолы, используемые в трубах из стеклопластика
Смола, используемая в трубе FRP, определяет ее химическую совместимость и температурный предел в гораздо большей степени, чем стекловолокно. Винилэфирная смола выдерживает более широкий спектр кислот и окислителей, чем стандартный полиэфир. , поэтому он доминирует в химической обработке, несмотря на более высокую стоимость.
Распространенные системы смол и типичные условия их эксплуатации | Тип смолы | Макс. темп. | Типичное использование |
| Изофталевый полиэстер | 160°Ф (71°С) | Вода, мягкие химикаты, сточные воды |
| Виниловый эфир | 200°F (93°C) | Кислоты, отбеливатели, окислители. |
| Эпоксидная смола | 250°Ф (121°С) | Высокий-temperature oil and gas service |
Где используются трубы FRP
Трубы из стеклопластика применяются там, где коррозия жидкости или накипь делают обслуживание металлических труб непрактичным. Системы десульфурации дымовых газов (ДДГ) на угольных электростанциях являются одним из крупнейших отдельных применений. , часто используя воздуховоды и трубы из стеклопластика диаметром более 100 дюймов для подачи горячей кислой суспензии скруббера.
- Химическая обработка: линии перекачки кислоты и щелочи, трубопроводы нефтебаз
- Производство электроэнергии: трубопроводы скруббера ДДГ, линии охлаждающей воды.
- Очистка воды и сточных вод: линии забора сырой воды, осадка и сточных вод.
- Нефть и газ: линии водоотведения пластовой и морской воды, где сталь быстро корродирует.
- Опреснение и морская промышленность: трубопроводы для забора морской воды и отвода рассола
Размеры, классы давления и действующие стандарты
Стеклопластиковые трубы производятся в необычно широком диапазоне размеров по сравнению с большинством трубных материалов: от лабораторных дренажных линий малого диаметра до крупных городских водопроводов. Стандартные диаметры варьируются от 1 до 144 дюймов. , с номинальным давлением, обычно доступным до 300 фунтов на квадратный дюйм для промышленных технологических линий.
Ключевые отраслевые стандарты
- ASTM D2996 — стеклопластиковая труба с накальной намоткой
- ASTM D2997 — стеклопластиковые трубы, отлитые центробежным способом.
- AWWA C950 — стеклопластиковая труба большого диаметра для транспортировки воды.
- ISO 14692 — Трубопроводные системы из стеклопластика для нефтяной и газовой промышленности.
Как соединяются и устанавливаются трубы FRP
Поскольку FRP нельзя сваривать, как сталь, методы соединения основаны на клеевом соединении, механическом соединении или ламинировании. Раструбные соединения с клеевым соединением являются наиболее распространенным методом. для технологических трубопроводов, обеспечивая полностью герметичное, устойчивое к коррозии соединение без металлических деталей на контакте, контактирующем с рабочей средой.
- Клеевое соединение раструба и раструба для прямых участков и большинства фитингов.
- Стыковые соединения, при которых концы труб стыкуются и покрываются ламинатом из стекловолокна.
- Фланцевые соединения для секций, требующих частой разборки
- Резьбовые соединения для линий малого диаметра и низкого давления.
Ограничения, которые следует учитывать перед указанием FRP
Трубы из стеклопластика не являются универсальной заменой металлических труб, и игнорирование их ограничений приводит к преждевременному выходу из строя. Незащищенная смола разлагается под длительным воздействием ультрафиолета. , поэтому для наружных установок обычно требуется верхнее покрытие или лакокрасочное покрытие, устойчивое к УФ-излучению.
- Более низкая ударопрочность, чем у стали, требует осторожности при обращении и установке.
- Температурные пределы обычно ниже 250°F (121°C), даже при использовании высокоэффективных смол.
- Качество соединения во многом зависит от навыков монтажника, поскольку соединение осуществляется вручную, а не сваркой.
- Не подходит для пара высокого давления или для применений, требующих исключительной механической гибкости