Đường ống FRP là gì? Hướng dẫn về ống nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh

Đường ống FRP là gì?

Đường ống FRP là đường ống được làm từ nhựa gia cố sợi thủy tinh, được chế tạo bằng cách kết hợp cốt sợi thủy tinh với ma trận nhựa nhiệt rắn như polyester, vinyl ester hoặc epoxy. Các sợi thủy tinh mang tải trọng cấu trúc trong khi nhựa liên kết các sợi lại với nhau và chống lại sự tấn công hóa học, mang lại cho ống thành phẩm cả độ bền cơ học và khả năng chống ăn mòn mà ống kim loại không thể sánh được trong môi trường khắc nghiệt.

Ống FRP (đôi khi được gọi là GRP, dành cho nhựa gia cố bằng thủy tinh) được sử dụng rộng rãi để di chuyển các hóa chất ăn mòn, nước biển, nước thải và xử lý chất lỏng trong các ngành công nghiệp nơi thép cacbon sẽ bị ăn mòn trong vòng vài tháng và PVC sẽ thiếu mức áp suất hoặc nhiệt độ cần thiết.

Tại sao các kỹ sư chọn FRP thay vì ống kim loại

• Chống ăn mòn từ axit, muối và hóa chất phá hủy thép
• Cân nặng khoảng một phần tư trọng lượng của ống thép tương đương , cắt giảm chi phí hỗ trợ và lắp đặt
• Mang lại tuổi thọ sử dụng thường được đánh giá ở mức 30 đến 50 năm với mức bảo trì tối thiểu
• Duy trì các bức tường bên trong mịn màng, chống lại sự co giãn và giảm tổn thất ma sát

Ống FRP được sản xuất như thế nào

Ống FRP được sản xuất bằng một trong ba quy trình chính, mỗi quy trình phù hợp với các yêu cầu về đường kính và áp suất khác nhau. Cuộn dây tóc là phương pháp phổ biến nhất cho đường ống quy trình công nghiệp bởi vì nó cho phép kiểm soát chính xác hướng sợi và độ dày thành.

Phương pháp sản xuất chính

1. Cuộn dây tóc: các sợi thủy tinh liên tục được quấn quanh một trục quay dưới sức căng, sau đó được xử lý
2. Đúc ly tâm: nhựa và sợi cắt nhỏ được quay bên trong khuôn để tạo thành một bức tường dày đặc, đồng nhất
3. Bố trí bằng tay: các lớp vải sợi thủy tinh và nhựa được áp dụng thủ công, thường dành cho các phụ kiện và hình dạng tùy chỉnh

Tính chất ống FRP so với thép và PVC

Đường ống FRP nằm giữa ống kim loại và ống nhựa nhiệt dẻo về độ bền, nhưng nó vượt trội hơn cả về khả năng kháng hóa chất trên một đơn vị trọng lượng. Một ống FRP thông thường có mật độ khoảng 1,8 đến 2,1 g/cm³, so với 7,85 g/cm³ của thép carbon , đó là lý do chính khiến việc lắp đặt FRP cần các giá đỡ nhẹ hơn và thiết bị nâng nhỏ hơn.

Hệ thống nhựa được sử dụng trong ống FRP

Nhựa được sử dụng trong ống FRP xác định khả năng tương thích hóa học và giới hạn nhiệt độ của nó nhiều hơn so với sợi thủy tinh. Nhựa vinyl ester xử lý nhiều loại axit và chất oxy hóa hơn so với polyester tiêu chuẩn , đó là lý do tại sao nó thống trị các ứng dụng xử lý hóa học mặc dù giá thành cao hơn.

Nơi sử dụng đường ống FRP

Ống FRP được chỉ định ở bất cứ nơi nào chất lỏng ăn mòn hoặc cặn làm cho ống kim loại không thể bảo trì được. Hệ thống khử lưu huỳnh khí thải (FGD) tại các nhà máy nhiệt điện than là một trong những ứng dụng đơn lẻ lớn nhất , thường sử dụng ống FRP và đường ống có đường kính trên 100 inch để vận chuyển bùn nóng, có tính axit của máy chà sàn.

• Xử lý hóa chất: đường chuyển axit và xút, đường ống trang trại bể chứa
• Phát điện: Đường ống lọc FGD, đường nước làm mát
• Xử lý nước và nước thải: đường dẫn nước thô, bùn và nước thải
• Dầu khí: dây chuyền xử lý nước và nước mặn được sản xuất, nơi thép bị ăn mòn nhanh chóng
• Khử muối và biển: đường ống dẫn nước biển và xả nước muối

Quy mô, cấp độ áp lực và tiêu chuẩn quản lý

Ống FRP được sản xuất trên phạm vi kích thước rộng bất thường so với hầu hết các vật liệu đường ống, từ đường ống thoát nước trong phòng thí nghiệm có đường kính nhỏ cho đến đường ống nước chính của thành phố. Đường kính tiêu chuẩn chạy từ 1 inch đến 144 inch , với mức áp suất thường có sẵn lên tới 300 psi cho dây chuyền xử lý công nghiệp.

Tiêu chuẩn ngành chính

• ASTM D2996 — ống FRP quấn dây tóc
• ASTM D2997 — ống FRP đúc ly tâm
• AWWA C950 — ống FRP đường kính lớn để truyền nước
• ISO 14692 - Hệ thống đường ống FRP cho ngành dầu khí và khí tự nhiên

Ống FRP được nối và lắp đặt như thế nào

Vì FRP không thể hàn như thép nên các phương pháp nối dựa vào liên kết dính, khớp nối cơ học hoặc cán mỏng. Mối nối chuông và chốt định vị được liên kết bằng keo là phương pháp phổ biến nhất dành cho đường ống xử lý, cung cấp kết nối kín hoàn toàn, chống ăn mòn mà không cần phần cứng kim loại trên đường dẫn ướt.

1. Liên kết bằng keo dạng chuông và đầu định vị cho đường chạy thẳng và hầu hết các phụ kiện
2. Các khớp nối đối đầu, nơi các đầu ống được nối với nhau và được phủ bằng lớp sợi thủy tinh
3. Kết nối mặt bích cho các phần cần tháo gỡ thường xuyên
4. Kết nối ren cho đường dây có đường kính nhỏ, áp suất thấp

Những hạn chế cần xem xét trước khi chỉ định FRP

Đường ống FRP không phải là sự thay thế phổ biến cho ống kim loại và việc bỏ qua các giới hạn của nó sẽ dẫn đến hỏng hóc sớm. Nhựa không được bảo vệ sẽ bị phân hủy khi tiếp xúc với tia cực tím kéo dài , vì vậy việc lắp đặt ngoài trời thường cần lớp sơn phủ hoặc sơn hoàn thiện chống tia cực tím.

• Khả năng chịu va đập thấp hơn thép, cần cẩn thận trong quá trình vận chuyển và lắp đặt
• Giới hạn nhiệt độ thường dưới 250°F (121°C), ngay cả với nhựa hiệu suất cao
• Chất lượng mối nối phụ thuộc nhiều vào kỹ năng của người lắp đặt vì việc liên kết được thực hiện thủ công chứ không phải hàn
• Không thích hợp cho hơi nước áp suất cao hoặc các ứng dụng đòi hỏi độ linh hoạt cơ học cao