لوله کامپوزیتی

 امروزه فن‌آوری جدید در روش تولید لوله، امکان کسب عملکرد بهتر با هزینه کمتر را فراهم نموده است. لوله فایبر گلاس (GRP-Glass Reinforced Plastic) لوله‌ای سبک و مقاوم در برابر خوردگی می‌باشد که از کامپوزیت پلاستیکی پیشرفته تولید می‌گردند. و کاربردهای بسیار متنوعی در صنایع مختلف دارند. مزایایی بی شمار در این لوله ضمن حذف مشکلات لوله فلزی و بتنی باعث گردیده تا در نقاط مختلف جهان در بسیاری از موارد آن را به عنوان اولین و بهترین گزینه برای احداث ساختارهای زیر بنایی نظیر خطوط و شبکه انتقال، توزیع و جمع آوری فاضلاب انتخاب نمایند.

کاربرد لوله های زهکشی

۱-زمین های که حاوی خاک شور و قلیایی
۲- زمین های کشاورزی برای خارج کردن آب اضافی حاصل از آبیاری و بارندگی
۳- زمین های ورزشی و تفریحی اطراف ساختمان و پل ها و جاده ها

روش تولید لوله کامپوزیتی

لوله فایبر گلاس (GRP) به روش الیاف پیچشی Filament Winding Polyester Pipes تولید می‌شود که سریعترین روش تولید لوله فایبر گلاس، با کیفیت بالا است. در این روش کلیه مشخصات فیزیکی و شمیایی لوله نظیر قطر داخلی، قطر خارجی، ضخامت جداره، سفتی بدنه و فشار کار لوله به صورت دقیق قابل کنترل بوده و فرآیند تولید کاملا اتوماتیک می باشد.

مزایایی عمده لوله کامپوزیتی GRP

طول عمر
از برجسته ترین مزایای لوله GRP عمر بسیار طولانی آن می‌باشد؛ چنانچه لوله‌های GRP به¬صورت اصولی تولید و نصب شوند بالغ بر ۵۰ سال کارایی دارند که این حداقل دو تا سه برابر عمر مفید یک لوله فولادی یا بتنی است.
حمل آسان و سهولت در نصب به دلیل وزن اندک
مزیت دیگر لوله‌ GRP وزن کم آن است، که حدود یک پنجم لوله‌ چدنی و یک دهم لوله بتنی می‌باشد. بنابراین لوله‌ GRP سرعت و سهولت نصب بسیار بهتری نسبت به لوله‌های دیگر دارند.
ظرفیت هیدرولیکی بالا به دلیل صافی سطح
یکی دیگر از مزایای لوله‌ GRP صافی سطح داخل آن نسبت به نمونه‌ فلزی و بتنی است که باعث افت فشار کمتر سیال در لوله‌ فایبرگلاس نسبت به لوله‌های دیگر میگردد و در شرایط یکسان، ‌سیال بیشتری توسط این لوله‌ نسبت به لوله‌های بتنی و فلزی قابل انتقال میباشد و یا امکان کاهش قطر لوله برای کاهش هزینه سرمایه گذاری فراهم میگردد. همچنین باید توجه نمود که زبری داخلی لوله فلزی به مرور زمان افزایش مییابد، در حالی که زبری لوله GRP در طول مدت بهربرداری ثابت خواهد ماند. ضمنأ، نیازی به اندود داخل و پوشش خارج برای محافظت در برابر خوردگی ندارد.
مقاومت فیزیکی و شیمیایی
از دیگر مزایای بارز لوله‌ GRP مقاومت بسیار خوب آنها در برابر خوردگی نسبت به لوله‌های فلزی یا بتنی می‌باشد. لذا این نوع لوله‌ها را برای مناطقی که دارای خاک خورنده می‌باشد و یا جهت جمع آوری فاضلاب‌های شهری که خوردگی بالایی دارند، می‌توان استفاده نمود. از این لوله‌ می‌توان جهت انتقال فاضلاب‌ صنعتی نیز استفاده کرد. با تغییر رزین و الیاف مورد استفاده می‌توان جهت خورنده‌ترین پساب‌ها،‌ مانند پساب صنایع کاغذسازی از لوله‌ کامپوزیتی استفاده نمود.
هزینه ناچیز نگهداری و بهربرداری
هزینه تعمیر و نگهداری لوله GRP بسیار پایین است زیرا خورده نمیشود، به آسانی تمیز شده و در برابر عوامل محیطی مقاوم است.
تحمل فشار بالا
یکی دیگر از مزایای لوله‌ GRP قابلیت تحمل فشار‌های نسبتاً بالای آن است که این لوله‌ را جایگزین مناسبی برای لوله‌های دیگر در خطوط انتقال آب با فشارهای بالا نموده است.
سهولت تولید
مزیت دیگری که لوله‌ کامپوزیتی نسبت به لوله‌های سنتی، سهولت شکل پذیری و تولید می‌باشدکه منجر به سرمایه گذاری اولیه کمتری می‌گردد.
تحمل دمای بالا
از مزیت‌ دیگر لوله GRP نسبت به لوله‌ پلاستیکی مثل پلی‌اتیلن، تحمل دمای بالا میباشد. همچنین جهت انتقال یک سیال خاص که دمای نسبتاً بالایی دارد، لوله‌ GRP تنها جایگزین مناسب برای لوله‌ فلزی می‌باشند و در این موارد نمی‌توان از لوله‌های PVC، پلی‌اتیلن و یا پلی‌پروپیلن استفاده نمود. لوله GRP ساخته شده از رزین پلی استر ایزوفتالیک در درازمدت قابلیت تحمل دماهای تا ۶۰-۵۰ درجه سانتیگراد را دارا بوده و برای تحمل دماهای بالاتر (تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد) می‌توان از رزین وینیل‌استر کمک گرفت. همچنین برای دماهای بالاتر و انتقال سیالات نفتی نیز می‌توان از نوعی دیگر از لوله‌ کامپوزیتی که با رزین اپوکسی تولید می‌شود استفاده نمود.

خواص الکتریکی
لوله GRP، عایق استاندارد می‌باشد و برای موارد خاص که نیاز به تخلیه الکتریسیته ساکن دارند مورد استفاده قرار میگیرد.

کاربرد لوله کامپوزیتی GRP

- خطوط انتقال و شبکه های توزیع آب خام و آشامیدنی
- خطوط انتقال و شبکه های جمع آوری فاضلاب خانگی و صنعتی
- شبکه های آبیاری و زهکشی و طرح های آبخیز داری بصورت لوله و نیم لوله (نهر)
- شبکه های جمع آوری آب های سطحی به شکل لوله و نیم لوله (کانال)
- تصفیه خانه های آب و فاضلاب
- انواع سیستم های انتقال آب دریا
- انواع سیستم های آب شیرین کن
- صنایع شیمیایی، نفت گاز و پتروشیمی
- احداث تونل تاسیسات شهری
- سیستم های سرمایش و گرمایش و اطفا حریق
- استفاده در طرح های لوله رانی
- تعمیر و تعویض خطوط لوله قدیمی
- استفاده به عنوان لوله های جدا چاهی
- مصارف صنعتی
- خطوط رو کار انتقال سیالات
- خطوط انتقال پساب و باطله
- استفاده به عنوان حوضچه های شیرآلات و منهول های فاضلاب
- استفاده به عنوان قالب مدور در فرآیند بتن ریزی

مواد اولیه تولید لوله کامپوزیتی

1. الیاف شیشه
الیاف مورد استفاده شامل الیاف کوتاه یا خرد شده (chopped stand)، الیاف نمدی یا سوزنی (chopped stand Mat و الیاف نتابیده (Roving) می‌باشد.
2. رزین
رایجترین نوع رزین مورد استفاده در ساخت لوله فایبر گلاس، رزین پلی استر غیر اشباع، با دو گرید ایزوفتالیک و ارتوفتالیک می‌باشد. بسته به نوع رزین، شرایط ساخت لوله و دمای محیط، جهت دستیابی به ویسکوزیته مورد نیاز مطابق دانش فنی موجود ممکن است مقدار مشخص استایرن به رزین افزوده شود.
3. کاتالیست
مقدار مشخص از کاتالیست برای کیورینگ صحیح رزین درست قبل از ریزش رزین روی قالب به رزین افزوده
می‌شود.

معایب لوله فلزی، بتنی و پلاستیکی

خوردگی خاک پیرامون و امواج سرگردان الکتریکی لوله فلزی را از بیرون می‌پوساند، ضمناً لوله فلزی محافظت نشده نیز به تدریج به واسطه سیال جاری از درون فرسوده و خورده می‌شوند.
لوله بتنی محافظت نشده فاضلابی به سرعت از درون به واسطه وجود محیط اسیدی و گازهای خورنده پوسیده می-شوند.
لوله پلاستیکی علی رغم مقاومت مناسب در برابر خوردگی در مقابل بارهای خارجی دارای ثبات و مقاومت کافی نیستند.ضمناً از مقاومت پایینی در برابر حریق برخوردار می‌باشد.

 

مزایای لوله کامپوزیتی

 

ویژگی لوله فایبرگلاس	مزایای استفاده از لوله فایبرگلاس
مقاومت در برابر خوردگی (انواع خوردگی های شیمیایی، مکانیکی و بیولوژیکی)	1. عمر مفید طولانی و حداکثر بهره وری اقتصادی (حداقل 50 سال)
	2. عدم نیاز به اندود داخل و پوشش خارجی و حفاظتی کاتدیک
وزن کم (معادل 30 درصد وزن لوله های فولادی، 25 درصد وزن لوله های چدنی و 10 درصد وزن لوله های بتنی)	3. کم بودن هزینه های تعمیر ، نگهداری و بهره برداری
	4. ثبات مشخصات هیدرولیکی در طول بهره برداری
نصب روی کار یا مدفون	5. سهولت و کاهش هزینه های بارگیری ، حمل و تخلیه
	6. امکان داخل هم قراردادن لوله ها با اندازه های مختلف هنگام حمل
شاخه های 6 الی 18 متری	7. سهولت نصب و کاهش هزینه های نصب و بهره برداری
	8. امکان نصب و بکارگیری در شرایط مختلف نصب و مطابقت با شرایط ویژه هر پروژه
سطح داخلی بسیار صاف و کاملا صیقلی	9. کاهش تعداد اتصالات و کاهش زمان نصب
	10. کاهش احتمال نشت به دلیل کاهش تعداد اتصالات
اتصالات کوپلینگی و کاسه ای و اتصالات کوپلینگی چسبی صلب	11. امکان حمل لوله بیشتر در یک تریلر و کاهش هزینه های حمل
	12. بالابودن ظرفیت هیدرولیکی
پروسه انعطاف پذیر تولید	13. کاهش هزینه های پمپاژ و انرژی مصرفی به دلیل افت هد کمتر
	14. کاهش هزینه های سرمایه گذاری اولیه به دلیل استفاده از لوله با قطر کوچکتر
تولید تحت استانداردهای معتبر جهانی	15. عدم رسوب گذاری در سطح لوله و یکسان ماندن مشخصات هیدرولیکی در ابتدا و انتهای دوره بهره برداری
	16. کاهش رسوبات جمع شده در سطح داخلی و در نتیجه کاهش هزینه رسوب زدایی
تکنولوژی برتر تولید	17. اتصال مطمئن و آب بندی مناسب
	18. سادگی سیستم اتصال و کاهش زمان نصب
تنوع روش تولید	19. حذف زانویی ها با زاویه کم از طریق امکان ایجاد انحراف جزئی زاویه ای در طول خط لوله
	20. مقابله با تنش های ناشی از نشست های نامتقارن
	21. تنوع تولید لوله های فایبر گلاس
	22. امکان تامین لوله در طول و اقطار مورد نیاز خریدار
	23. امکان تولید هر گونه اتصالات بر اساس سفارش خریدار
	24. امکان تولید لوله با خواص شیمیایی و مکانیکی ویژه
	25. کیفیت بالا و ثابت محصولات
	26. اطمینان و اعتماد خریدار
	27. ضمانت و گارانتی
	28. امکان استفاده از لوله با فشار کاری کمتر نسبت به سایر لوله ها به واسطه پایین تر بودن سرعت موج ناشی از ضربه آب
	29. امکان نصب زیر زمینی، روکار، شناور و یا زیردریایی