لوله فایبرگلاس

لوله فایبرگلاس و موارد استفاده از آنها :

طیف وسیعی از لوله فایبرگلاس بسیار گسترده جهت استفاده در کاربردهای مختلف وجود دارد.  به عنوان مثال، لوله های مطابق با TU 2296 250روی یک چسب اپوکسی با قطر 60 تا 400 میلی متر برای فشار اسمی 0.6 تا 4.0 مگاپاسکال تولید می شوند. طبق TU 2296011، لوله های فایبرگلاس بر روی یک بایندر پلی استر با اتصال سوکتی با قطر 50 تا 1000 میلی متر برای فشار اسمی 0.6، 1.0 و 1.6 مگاپاسکال تولید می شوند.

انواع لوله فایبرگلاس تولید شده در دنیا

انواع لوله فایبرگلاس از تولید کنندگان مختلف را می توان با توجه به معیارهای زیر به سه گروه تقسیم کرد:

نوع چسب (ماتریکس): اپوکسی یا پلی استر.

نوع اتصال لوله: چسبی یا مکانیکی.

ساخت دیوار لوله: GRP خالص (بدون آستر)، GRP با لایه فیلم (لوله های آستردار)، سازه های چند لایه.

تفاوت قابل توجه بین لوله های فایبرگلاس توسط  تولید کنندگان مختلف طراحی دیواره است.

لوله فایبرگلاس تک لایه ساخته شده بدون آستر نمونه کلاسیک استفاده از لوله فایبر گلاس در دنیا می باشد. با این حال، استفاده از چنین طرحی در شرایط سخت آب و هوایی و شرایط امدادی دشوار (به عنوان مثال، در سیبری غربی) به دلیل دمای پایین محیط و اثرات مکانیکی خارجی بر روی خط لوله ناشی از حرکات خاک پیچیده است. برای کاهش تأثیر این عوامل، لازم است به توسعه یک ترانشه در حین کار ساخت و ساز و نصب توجه ویژه ای شود. ایجاد یک ترانشه بزرگ، اجرای بستر شنی خط لوله و غیره. هزینه لوله های فایبرگلاس تک لایه ممکن است تا حدودی کمتر از هزینه لوله های پوشش داده شده با مواد فیلم و لوله های چند لایه باشد، اما هزینه ساخت و نصب لوله فایبرگلاس تک لایه بسیار بیشتر است. علاوه بر این، خطوط لوله فایبرگلاس ساخته شده از لوله های تک لایه در عملکرد کمتر قابل اعتماد است. این شرایط تاثیر فنی و اقتصادی استفاده از لوله های فایبرگلاس تک لایه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. لوله های فایبرگلاس دو لایه که از داخل با مواد فیلم پوشانده شده اند، در شرایط جایگذاری خطوط لوله در خاک های ناپایدار کمتر مستعد از دست دادن سفتی هستند.

با این حال، در حین بهره برداری از لوله های فایبرگلاس دو لایه در خطوط لوله میادین نفتی، تعدادی کاستی جدی شناسایی شد که مستلزم تغییراتی در طراحی و فناوری ساخت لوله فایبرگلاس به شرح زیر است:

• چسبندگی ناکافی بین آستر و لایه فایبرگلاس، که اجازه نمی دهد از استحکام دیواره لوله اطمینان حاصل شود.
• نقض خاصیت ارتجاعی مواد پوشش در دمای پایین محیط
• لایه لایه شدن پوشش از پوسته لوله فایبر گلاس در حین انتقال مواد حاوی گاز از طریق لوله ها (اثر کیسون).

اطمینان از چسبندگی کافی به فایبرگلاس و خاصیت ارتجاعی لایه داخلی از مشکلات متضاد هستند. بهترین چسبندگی به لایه فایبرگلاس از طریق اتصال عرضی شیمیایی این دو ماده ایجاد می شود و برای این کار بهتر است از ماده ای با ماهیت ترموست به عنوان پوشش استفاده شود. با این حال، چنین ماده ای در دماهای پایین خاصیت ارتجاعی خود را از دست می دهد و مزایای طراحی لولهفایبرگلاس دو لایه از بین می رود. برعکس، بهترین خاصیت ارتجاعی در دماهای پایین دارای یک ماده ترموپلاستیک پلی اتیلن است ، با این حال، انجام اتصالات شیمیایی آن با یک پوسته فایبرگلاس مشکل ساز است. هنگام انتقال یک محیط حاوی گاز از طریق یک خط لوله از لوله های دو لایه، به اصطلاح اثر کیسون رخ می دهد که شامل لایه برداری لایه لایه داخلی از فایبرگلاس است.

در اثر فشار گاز بین لایه ها، لایه فیلم از فایبرگلاس جدا می شود و در نتیجه ساختار لوله شکسته می شود. اگر گازی در محیط وارد شده از طریق خط لوله وجود نداشته باشد، این پدیده رخ نمی دهد.

لوله های فایبرگلاس دولایه برای عملیات در خطوط لوله انتقال رسانه های گاز زدایی، خطوط لوله برای تشکیل پمپاژ و فاضلاب، تامین آب، فاضلاب و غیره طراحی شده اند. لایه داخلی لوله های فایبرگلاس دولایه  می تواند از پلی اتیلن با چگالی بالا (LDPE) ساخته شود، ماده ای که از نظر شیمیایی مقاوم ترین مواد در محیط های خط لوله میادین نفتی است. چسبندگی پلی اتیلن به فایبرگلاس از طریق استفاده از یک گرید پلی اتیلن خاص که در حین پخت لوله، فرمولاسیون بایندر اپوکسی و عملیات حرارتی لوله ها به هم متصل می شود، تضمین می شود. فرآیند عملیات حرارتی اتصال عرضی همزمان پلی اتیلن و پخت بایندر اپوکسی را تضمین می کند. در نتیجه، جدا کردن لایه پلی اتیلن داخلی لوله از فایبرگلاس بدون از بین بردن دومی، عملا غیرممکن است.

طراحی لوله های فایبرگلاس سه لایه با وجود یک پوسته فایبرگلاس داخلی که از نظر ساختاری با یک لایه آستر بسته نشده است با لوله های دو لایه متفاوت است. غلاف داخلی بارها را در امتداد محور لوله حمل نمی کند و طراحی آن برای استحکام بیشتر در جهت محیطی بهینه شده است. پوسته داخلی برای صاف کردن فشار داخلی در حال تغییر چرخه ای در لوله طراحی شده است که در طول انحلال یا گاززدایی گاز موجود در محصول حمل شده رخ می دهد. محیط انتقال یافته به ناحیه بین پوسته داخلی و لایه فیلم نفوذ می کند و در نتیجه یک ناحیه فشار ثابت در نزدیکی آستر ایجاد می کند که برابر با فشار عملیاتی در خط لوله است. با توجه به اینکه فشار نزدیک لایه فیلم تغییر نمی کند، شرایطی برای نفوذ گاز از آن وجود ندارد و اثر کیسون رخ نمی دهد.

بنابراین در ساخت لوله فایبرگلاس سه جداره اکثر مشکلات قابلیت اطمینان و دوام حل می شود:

استحکام مکانیکی و دوام لوله ها با استفاده از یک ماده کامپوزیت - فایبرگلاس بر روی یک چسب اپوکسی به دست می آید.

اتصال قابل اعتماد لوله ها در خط لوله با استفاده از اتصال آستین مکانیکی که الزامات استانداردهای صنعت بین المللی را برآورده می کند تضمین می شود.

سفتی لوله ها در صورت ایجاد تنش های خارجی در حین کار و ساخت لوله ها با استفاده از یک لایه پوشش کشسان که مقاومت شیمیایی آن مرجع در محیط نفتی است تضمین می شود.

مشکل حفظ خاصیت ارتجاعی پوشش در دماهای پایین و در عین حال اطمینان از چسبندگی آن به فایبرگلاس حل شده است.

برای حمل و نقل سیالات با محتوای گاز بالا، یک طرح لوله سه لایه منحصر به فرد ساخته و ثبت شده است که در جهان بی نظیر است.

1. لوله های فایبرگلاس تک لایه (1C)

لوله های فایبرگلاس تک لایه از فایبرگلاس با کیفیت بالا ساخته شده اند که از قرقره های "مرطوب" به دست می آیند. به منظور افزایش مقاومت شیمیایی و کاهش ضریب مقاومت هیدرولیکی، پوششی بر روی سطح داخلی لوله ها ایجاد می شود.

لاینر یک کامپوزیت دو جزئی متشکل از یک ماده شیشه ای با چگالی کم است که با یک چسب اپوکسی با محتوای 60 تا 70 درصد وزنی آغشته شده است. ضخامت لاینر می تواند از 0.2 تا 0.8 میلی متر باشد. لایه اصلی لوله (لایه ساختاری) از نخ های شیشه ای (رووینگ) آغشته به چسب اپوکسی تشکیل شده است. لایه ساختاری نسبت مشخصی از مشخصات فیزیکی و مکانیکی را در امتداد محور و جهت محیطی لوله را فراهم می کند.

2. لوله های فایبر گلاس دو لایه (2C)

لوله های فایبرگلاس لایه های ساختاری دو لایه ای هستند که از لایه های محافظ و ساختاری تشکیل شده اند. لایه محافظ از پلی اتیلن فشار قوی (LDPE) ساخته شده است. ضخامت لایه محافظ می تواند از 1 تا 3 میلی متر باشد. لایه محافظ برای افزایش مقاومت شیمیایی لوله و حفظ استحکام آن در اثر بارهای خارجی زیاد طراحی شده است. لایه ساختاری از فایبرگلاس با کیفیت بالا ساخته شده است که با روش سیم پیچ ، نخ های شیشه ای (پالت ها) آغشته به چسب اپوکسی به دست می آید.

لایه ساختاری نسبت مشخصی از مشخصات فیزیکی و مکانیکی را در امتداد محور و در جهت محیطی لوله فراهم می کند. طبق فناوری ساخت، لایه ساختاری در بالای لایه محافظ قرار می گیرد و لوله خالی تحت یک حالت عملیات حرارتی (پلیمریزاسیون) قرار می گیرد که طی آن دو لایه به یکدیگر دوخته می شوند تا یک ساختار یکپارچه را تشکیل دهند. اتصالات لوله مکانیکی بوده و به صورت واحد با لوله تولید می شود.

3. لوله های فایبرگلاس سه لایه (3C).

لوله های فایبرگلاس سه لایه ساختاری سه لایه هستند که از یک پوسته فایبرگلاس داخلی از لایه های محافظ و ساختاری تشکیل شده است. از نظر ساختاری، پوسته داخلی مستقل از لایه های محافظ و ساختار متقابل است. پوسته داخلی از فایبر گلاس با روش سیم پیچی "مرطوب" نخ های شیشه ای (رووینگ) آغشته به چسب اپوکسی ساخته شده است. ضخامت غلاف داخلی بسته به قطر داخلی لوله می تواند از 3 تا 6 میلی متر باشد. غلاف داخلی بارها را در امتداد محور لوله حمل نمی کند و طراحی آن برای استحکام بیشتر در جهت محیطی بهینه شده است. پوسته داخلی برای صاف کردن فشار داخلی در حال تغییر چرخه ای در لوله که از انحلال یا گاززدایی گاز موجود در محصول حمل شده ناشی می شود، طراحی شده است.

لایه محافظ از پلی اتیلن فشار قوی (LDPE) ساخته شده است. ضخامت لایه محافظ می تواند از 1 تا 3 میلی متر باشد. لایه محافظ برای افزایش مقاومت شیمیایی لوله و حفظ سفتی آن در اثر بارهای خارجی قابل توجه طراحی شده است. لایه ساختاری از فایبر گلاس با کیفیت بالا ساخته شده است که با روش سیم پیچی "مرطوب" نخ های شیشه ای (رووینگ) آغشته به چسب اپوکسی به ضخامت مورد نیاز به دست می آید. لایه ساختاری نسبت مشخصی از مشخصات فیزیکی و مکانیکی را در امتداد محور و در جهت محیطی لوله فراهم می کند. با توجه به تکنولوژی ساخت، لایه‌های جداکننده، محافظ و ساختاری بر روی پوسته داخلی از پیش‌زخم و پخت قرار می‌گیرند. در مرحله بعد، بیلت لوله تحت یک حالت عملیات حرارتی (پلیمریزاسیون) قرار می گیرد که طی آن لایه های محافظ و ساختاری به یکدیگر دوخته می شوند تا یک ساختار یکپارچه را تشکیل دهند و حرکت پوسته داخلی در امتداد محور لوله از نظر ساختاری محدود می شود. اتصالات لوله مکانیکی است که با لوله یکپارچه ساخته شده است.

اتصالات GRP شامل فلنج ها، سه راهی ها، خم ها، آداپتورها هستند و می توانند به صورت استاندارد یا سفارشی ساخته شوند.

ویژگی های متمایز لوله فایبرگلاس  عبارتند از:

• مقاومت بالا در برابر محیط های تهاجمی؛
• مقاومت در برابر میکروارگانیسم ها، اشعه ماوراء بنفش و عوامل محیطی نامطلوب؛
• ویژگی های مکانیکی بالا؛
• حذف نیاز به حفاظت در برابر خوردگی الکتروشیمیایی؛
• عملکرد در محدوده دمایی گسترده (از -50 درجه سانتیگراد تا +100 درجه سانتیگراد).

جهت کسب اطلاعات بیشتر در ارتباط با لوله فایبرگلاس به وب سایت پایپ گستر مراجعه نمایید.