لوله فایبرگلاس

امروزه به‌کارگیری لوله فایبرگلاس GRP تحوّل زیادی را در صنایع مختلف ایجاد کرده است. مزایا و قابلیت‌های این محصول باعث می‌شوند تا به آسانی بتواند با شرایط مختلف محیطی سازگار شود. نکته کاربردی درباره لوله فایبر گلاس این مسئله است که برخی سازندگان می‌توانند آن را متناسب با نیازمندی‌های مشتریان به‌صورت سفارشی تولید و صادر کنند. اما چرا کاربرد لوله جی آر پی به‌ویژه برای مصارف مختلف صنعتی بسیار فراگیر شده است؟ چه معیارهایی را باید در هنگام خریدن این محصول در نظر بگیریم؟ برای پی بردن به پاسخ این سؤالات و اطلاعات بیشتر درباره محصولات مذکور با ما همراه باشید. در ادامه مطلب می‌خواهیم:

• از فرآیندهای تولید و مهم‌ترین مزایای لوله فایبرگلاس GRP بگوییم
• راهنمایی کاربردی را برای انتخاب کردن و خرید این محصولات ارائه دهیم
• شرایط قیمتی، فروش و صادرات لوله فایبر گلاس را بررسی کنیم و
• به برخی سؤالات متداول درباره این محصولات پاسخ بگوییم.

منظور از لوله فایبرگلاس GRP چیست؟

لوله جی آر پی یا لوله پلاستیکی تقویت‌شده با شیشه (GRP: Glass Reinforced Plastic) لوله‌ای از جنس مواد کامپوزیتی است که در ساختارش از نوعی ماتریس پلیمری استفاده کرده‌اند. این محصول را معمولاً با الیاف شیشه تقویت می‌کنند و مواد کامپوزیتی به کار رفته در آن را فایبرگلاس می‌نامند. بنابراین، لوله فایبر گلاس ماده ساختمانی محکم و سبک است که می‌تواند جایگزین مناسبی برای فولاد، چوب یا پلاستیک باشد. البته نوع الیاف تقویت‌کننده را در فرآیند تولید این محصول متناسب با نیازهای مصرف کنندگان انتخاب می‌کنند.

مهم‌ترین انواع لوله جی آر پی کدامند؟

انواع مختلف لوله‌های فایبرگلاس GRP را با توجه به خواص لازم برای محیط مورد استفاده از جمله مقاومت شیمیایی و دمایی و خواص مکانیکی آن انتخاب می‌کنند. بر این اساس، می‌توانیم خانواده این محصول را متشکل از انواع اصلی زیر بدانیم:

• GRP: پلاستیک تقویت‌شده با الیاف شیشه
• GRE: اپوکسی تقویت‌شده با الیاف شیشه
• GRV: رزین وینیل‌استر فیبر شیشه‌ای
• GRUP: رزین پلی‌استر غیراشباع تقویت‌شده با الیاف شیشه

البته مواد تقویت‌کننده لوله فایبر گلاس ترکیب مناسبی از الیاف شیشه را به همراه پوشش شیشه‌ای سازگار با سیستم رزین مورد استفاده در ترکیب این محصول دارند.

مهم‌ترین مزایای لوله فایبرگلاس GRP کدامند؟

• مقاومت زیاد در برابر خوردگی: ماهیت بی‌اثر مواد تشکیل دهنده لوله جی آر پی باعث می‌شود تا سطح داخلی و خارجی این محصول بیشتر از چدن و فولادکربن در برابر خوردگی مقاومت کند. لوله فایبر گلاس معمولاً برای عمر مفید کاری 50 تا60 سال طراحی شده است و این مدت را حتی تا 100 سال هم تخمین می‌زنند. این محصول به کمک موانع رزینی می‌تواند در محیط‌های خورنده مقاوم باشد و برای این کار به آستر و پوشش خارجی اضافی نیازی ندارد.
• وزن کم: وزن لوله فایبرگلاس GRP حدود 35 درصد وزن لوله فولادکربنی و 10 درصد وزن لوله بتنی مشابه است. این ویژگی باعث می‌شود تا از هزینه‌های حمل و نقل، نصب سایت‌ها و … تا حد زیادی کاسته شود.
• عایق الکتریسیته: لوله فایبر گلاس برق را از خودش عبور نمی‌دهد و در نتیجه، خواص الکتریکی بسیار بهتری از لوله فولادی دارد. لذا برای آن حفاظت کاتدی لازم نیست. با وجود این، در صورت نیاز به رسانایی الکتریکی، می‌توانیم در طی فرآیند ساخت، فیبر یا پرکننده‌های تقویتی رسانا به آن بیفزاییم.
• پایداری ابعادی: مواد فایبرگلاس به کار رفته در لوله جی آر پی با سخت‌ترین معیارهای سختی، تحمل ابعادی و وزن مطابقت دارند.
• هزینه نگهداری کم: سیستم لوله‌کشی لوله فایبرگلاس GRP به آسانی قابل نگهداری است؛ زیرا زنگ نمی‌زند، به راحتی تمیز می‌شود و به حداقل محافظت در شرایط محیطی نیاز دارد.
• سازگاری: لوله GRP با توجه به ساختار ترکیبی‌اش، می‌تواند دقیقاً مطابق با نیازهای پروژه‌هایتان طراحی شود؛ در نتیجه، منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌های پروژه‌های مختلف می‌شود. این محصول با شکل، رنگ و بافتی سفارشی قابل تولید است.
• جذب ضربه موج (Surge) سیال: لوله فایبر گلاس را به‌گونه‌ای طراحی می‌کنند که چیزی حدود 40 درصد از ضربه موج را بدون نیاز به افزایش دادن درجه این متغیر در طراحی محصول، جذب کند.
• اصطکاک داخلی حداقلی: سطح داخلی صاف این محصول کمک می‌کند تا اصطکاک داخلی‌اش به حداقل برسد و این ویژگی را در طی عمر مفیدش حفظ می‌کند.

عمده‌ترین کاربردهای لوله فایبر گلاس کدامند؟

از لوله جی آر پی به طور گسترده‌ای در کارخانه‌های زیر استفاده می‌کنند:

• فرآیندهای شیمیایی
• نمک‌زدایی
• انتقال دادن پساب‌های صنعتی
• صنایع معدنی
• صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
• تصفیه و انتقال دادن آب قابل شرب
• خنک‌کننده نیروگاه و آب خام
• ورودی و خروجی آب دریا
• تولید فلز
• انتقال دادن دوغاب صنعتی
• کارخانه‌های خمیر و کاغذ
• سیستم‌های فاضلاب و زهکشی
• حمل و نقل روغن، الکل، چربی و محلول‌های صنایع غذایی

 

برخی کاربردهای دیگر این محصول عبارتند از:

• نرده‌های از جنس لوله فایبرگلاس GRP: این نرده‌ها به آسانی در محیط‌هایی نظیر راه‌پله‌ها، راهروها و رمپ‌ها قابل سرهم‌بندی هستند. استفاده از این محصول در محیط‌های دارای مواد شیمیایی و خورنده، بی‌خطر است و نیازی به رنگ‌آمیزی ندارد.
• سیستم سوخت جت: برخی تولیدکنندگان، سیستم‌های لوله‌کشی فایبرگلاس رسانا را برای انتقال دادن سیالاتی مانند سوخت جت تولید و عرضه می‌کنند.

در هنگام خرید لوله جی آر پی به چه معیارهایی باید توجه کنیم؟

توجه کردن به این نکته مهم است که همه لوله‌های GRP ها یکسان نیستند و هر کدام مزایا و معایب خودشان را دارند. بنابراین، در هنگام انتخاب کردن این محصول باید شرایط فنی محیط مورد نظر و نوع کاربردش را با توجه به معیارهای زیر در نظر بگیرید.

• فشار: فشار همواره جزء مهمی برای طراحی سیستم‌هایی نظیر انتقال آب است. فشار آب نیرویی مکانیکی است که بر یکپارچگی ساختاری لوله فایبر گلاس تأثیر می‌گذارد. بنابراین، قبل از انتخاب کردن محصول، فشار جریان را بررسی کنید. می‌توانید با بررسی کردن میزان فشار اسمی، به حداکثر فشار کاری قابل تحمل لوله پی ببرید که با عدد PN (Pression Nominal) نشان داده می‌شود.
• بار: این معیار به بار خارجی اشاره دارد که انتظار داریم لوله جی آر پی بتواند تحمل کند. این معیار برای تأسیسات زیرزمینی مهم است که در آن باید لوله وزن زیاد خاک را تحمل کند. در نتیجه، هر چه عمق نصب بیشتر باشد، بار وارده بر لوله بیشتر خواهد بود.

  

• سفتی یا سختی: این معیار در واقع با متغیر فشار تعیین می‌شود. سفتی لوله نمایانگر استحکام آن است و غالباً به‌عنوان مقاومت آن در برابر انحراف تعریف می‌شود. به زبان ساده، هر چه سفتی لوله بیشتر باشد، ضخامت دیواره آن نیز بیشتر خواهد بود. ضخامت، نمایانگر توانایی لوله فایبرگلاس GRP برای مقاومت کردن در برابر فشارهای خارجی و داخلی است. فشارهای خارجی می‌توانند از خم شدن یا بار زیاد ناشی شوند و فشار داخلی از جریان داخلی لوله ایجاد می‌شود. سختی لوله را با عدد SN نشان می‌دهند.
• سفارشی‌سازی: برخی تولیدکنندگان انواع مختلف لوله فایبر گلاس را از نظر فشار و سختی می‌توانند در اختیارتان بگذارند. سفارشی‌سازی می‌تواند به افزودن تقویت‌کننده‌های شیشه به ساختار لوله یا نوع و چینش آرماتور شیشه برای افزایش استحکام مکانیکی آن مربوط شود.
• بودجه در نظر گرفته شده: باید حواستان باشد که مناسب‌ترین محصول را برای تحقق اهدافتان بدون پرداخت هزینه اضافی انتخاب کنید. انتخاب کردنِ قابلیت‌هایی فراتر از شرایط مورد نظرتان صرفاً هزینه بیشتری را در پی خواهد داشت.
• گواهینامه: مهم است که همواره گواهینامه‌ها و مجوزهای تولیدکننده لوله فایبرگلاس GRP را بررسی کنید. گواهینامه‌های فنی و کیفی نشان می‌دهند که روش‌های مناسب و استانداردی در طی فرآیند ساخت دنبال می‌شوند که از نظر ایمنی و بهداشتی محصولات نیز بسیار مهم است.

 

لوله فایبر گلاس چگونه تولید می‌شود و کاربردش بر اساس آن چیست؟

• لوله جی آر پی حاوی الیاف شیشه‌ای معمولاً برای ساختن لوله‌ها و مخازن GRP به کار می‌رود. الیاف شیشه را با ذوب کردن مخلوط‌های مواد معدنی بر پایه شیشه سیلیکا در دمایی بین 1300 تا 1600 درجه سانتیگراد تولید می‌کنند. در این شرایط، ساختار متقاطع سیلیس از بین می‌رود و ترکیبش با وارد کردن اکسیدهای دیگر تغییر می‌کند. آرماتورهای مورد استفاده برای تولید محصولات صنعتی نظیر مخازن، سیلوها و لوله‌ها را از سه نوع ترکیب شیشه‌ای مختلف به شرح زیر می‌سازند:
• شیشه C که بی‌اثری شیمیایی مطلوبی در برابر محیط‌های خورنده دارد.
• شیشه E که در برابر خوردگی مقاوم نیست اما مقاومت مکانیکی بسیار زیادی دارد.
• شیشه ECR که مشابه شیشه E است اما بور و فلوئور ندارد. در نتیجه لوله جی آر پی حاوی این ماده مقاومت شیمیایی زیادی دارد؛ از جمله: مقاومت در برابر آب، اسید و مواد قلیایی. از طرفی، این ماده نسبت به الیاف شیشه E:
• در برابر دمای بالا مقاوم‌تر است
• استحکام دی‌الکتریکی بهتری دارد
• نشت الکتریکی‌اش کمتر و مقاومت سطحی‌اش بیشتر است.
• لوله فایبرگلاس GRP ماده ایمنی برای استفاده در جاهایی است که دائماً در معرض برق، مواد شیمیایی و خورنده یا بارهای وزنی سنگین قرار دارند. به همین علت از این کامپوزیت‌ها در پل‌ها، ساختمان‌ها، سازه‌های صنعتی و پروفیل‌های محافظ استفاده می‌کنند.
• رزین در ساختار لوله جی آر پی به‌عنوان «چسب» عمل می‌کند. کاربرد رزین لاینر در ساختار این محصول بهترین مقاومت را در برابر سیالات مختلف ایجاد می‌کند. رزین‌های پلی‌استری غیراشباع مورد استفاده برای ساخت مواد کامپوزیتی را می‌توانیم به انواع رزین‌های ارتوفتالیک، ایزوفتالیک یا ترفتالیک تقسیم کنیم. کاربردهای این مواد به شرح زیر هستند:
• رزین‌های ارتوفتالیک: رزین‌هایی چند‌منظوره برای انتقال آب و فاضلاب هستند. از آن‌ها برای ساخت لمینت‌هایی استفاده می‌کنند که باید در برابر حملات شیمیایی قوی یا هوازدگی مقاومت کنند. لوله فایبرگلاس GRP ساخته شده با این رزین‌ها در دماهای متوسط به پایین به کار می‌روند. از این مواد نباید برای ساخت آستر داخلی این لوله‌ها استفاده شود.
• رزین‌های ایزوفتالیک: بهترین کاربرد این مواد برای ساخت لوله‌های انتقال پساب، آب آشامیدنی و دریا در سطح یا زیر زمین است. در واقع، این ماده مقاومت بیشتری در برابر موادی نظیر نمک‌ها و اسیدهای اکسیدکننده خفیف با غلظت‌های متوسط دارد. این نوع رزین همیشه برای آستر داخلی لوله به کار می‌رود.

البته رزین‌های وینیل‌استر نسبت به رزین‌های پلی‌استر استحکام مکانیکی و مقاومت بیشتری در برابر مواد شیمیایی و دماهای بالا دارند؛ اما قیمتشان بیشتر است. رزین‌های اپوکسی نیز معمولاً برای قطرهای کوچک‌تر و فشارهای بیشتر ایده‌آل هستند.

 

با توجه به نوع کاربرد چه نوع لوله جی آر پی را باید انتخاب کنیم؟

• برای مصارف دریایی، صنعتی و نفت و گاز عمدتاً لوله فایبر گلاس با فشار متوسط به بالا و مشخصات فنی خاصی لازم است. برای چنین مصرفی به‌طور کلی باید از لوله‌های دارای رشته‌های ناپیوسته استفاده کنید.
• برای پروژه‌های زیرساختی عمرانی (بیش از 1000 کیلومتر) به خطوط لوله طولانی‌تری نیاز خواهید داشت که نوع تولید شده با فرآیند پیچش الیاف به روش پیوسته (CFW: Continuous Filament Winding) توصیه می‌شود.

  

  

• چنانچه لوله فایبرگلاس GRP را برای فشار کم می‌خواهید، مثل کاربردهایی نظیر لوله‌های فاضلاب، می‌توانید محصولی را برگزینید که به روش ریخته‌گری گریز از مرکز (Centrifugal Casting) تولید شده است.

 

شرایط قیمتی و صادرات لوله فایبرگلاس GRP چگونه است؟

وقتی صحبت از قیمت این محصول می‌کنیم باید شرایط مختلف دخیل در آن را در نظر بگیریم. مواردی نظیر کیفیت بهتر به مفهوم رعایت کردن اصول مهندسی، طراحی و کنترلیِ خاصی در فرآیندهای تولید، مواد اولیه و صادرات بر قیمت این محصول تأثیر می‌گذارند. در مجموع می‌توانیم  قیمت لوله فایبر گلاس را وابسته به موارد زیر بدانیم:

• حجم سفارش محصول
• میزان سختی و استحکام
• قطر لوله
• جنس
• هزینه‌های سربار از جمله حمل و نقل و ….

برخی سؤالات متداول درباره لوله فایبر گلاس

• آیا GRP عایق حرارتی است؟

این لوله را با استفاده از الیاف شیشه‌ای خاص همراه با پلاستیک در فرآیند تولید می‌توانند در برابر حرارت عایق کنند.

• آیا فایبرگلاس ضد آب است؟

GRP ضد آب است و از آن در پشت‌بام‌ها، قایق‌ها و سایر کاربردهای فضای باز استفاده می‌کنند.

• آیا لوله جی آر پی در برابر اشعه ماورای بنفش (UV)مقاوم است؟

جنس این محصول مقاومت بالایی در برابر اشعه ماورای بنفش دارد.

• آیا GRP یک ماده ترموپلاستیک است؟

خیر، لوله فایبرگلاس GRP با استفاده از رزین ترموست تولید می‌شود. یعنی فقط یک بار می‌توانیم آن را گرم کنیم و شکل بدهیم. این خاصیت کمک می‌کند تا لوله در برابر حرارت زیاد ذوب نشود.

• آیا این محصول قابل اشتعال است؟

بسیاری از مواد شیمیایی مورد استفاده برای تولید لوله جی آر پی قابل اشتعال هستند. اما این محصول را می‌توانیم با استفاده کردن از رزین‌های مختلف غیرقابل اشتعال، به‌گونه‌ای تولید کنیم که در برابر آتش مقاوم باشد.

نتیجه‌گیری

نسبت وزن به مقاومت لوله فایبرگلاس GRP باعث مقاومت مطلوبش در برابر خوردگی می‌شود؛ در نتیجه، این محصول کاربرد وسیعی در محیط‌های خشن و به‌ویژه شرایط دمایی ناپایدار دارد. امروزه مزایای فراوان لوله فایبر گلاس باعث شده‌اند که این محصول به تدریج جایگزین محصولاتی نظیر لوله‌های فولادی یا بتنی در کاربردهایی مانند خدمات آتش‌نشانی و آب و فاضلاب شود. تولید لوله جی آر پی به‌صرفه است و مزایایی نظیر عمر مفید طولانی، سبُکی و سفارشی‌سازی، سرمایه‌گذاری صنایع مختلف را برای استفاده کردن بیشتر از آن توجیه می‌کنند. البته قبل از انتخاب کردن این محصول حتماً باید شرایط کاربردش را در نظر بگیرید.