طرح تولید لوله های کامپوزیت از رزین اپوکسی و الیاف شیشه CCGRP

امروزه، مواد کامپوزیتی به دلیل قابلیتهای متعدد،نظیر مقاومت مکانیکی و استحکام در برابر وزن بالا،مقاومت در مقابل خوردگی و سایش،بالابودن عمرفرسودگي، عایق بودن حرارتی و صوتی و بسیاری خواص مهندسی دیگر در بسیاری از صنایع استفاده میشود. به دليل تنوع لوله از نظر طراحي و نيز كاربردهاي مختلف،اتصالات مصرفي نيزگوناگون است. روش تولید اتصالات نیز مشابه روش تولید لوله بوده و عمدتا به صورت رشته پیچی است. لوله هاي زير زميني در سراسر جهان براي انتقال نفت، گاز، آب، فاضلاب و حفاظت از كابلهاي مخابراتي و خطوط انتقال نيرو استفاده ميشوند.اين خطوط لوله كه عمدتا به صورت مدفون در خاك يا زير آب استفاده ميشوند، همواره با مشكلات متعددي از نظر حفظ و نگهداري روبه رو هستند، به همين دلیل بازسازي و تعمير خطوط لوله از نظر اقتصادي و فني همواره اهميت فراواني داشته است. از اولين کامپوزيتها يا همان چندسازهای ساخت بشر، میتوان به کاهگل وآجرهای گلی که در ساخت آنها از تقويت کننده کاه استفاده میشده، اشاره کرد. قدمت اين كار به 4 هزار سال قبلا از ميلاد مسيح باز ميگردد. ارگ بم، به عنوان شاهكار معماري ايرانيان، نمونه بارزی از فناوری كامپوزيتها در قرون گذشته است. نياز به روشهايي سريعتر، مطمئنتر و با هزينه هایي كمتر باعث شد كه به دنبال نتايج مثبت به دست آمدها از كاربرد كامپوزيتهاي پليمري تقويت شده با الياف ( FRP )، توجه ويژه اي به استفاده از اين مواد براي انجام تعميرات خطوط لوله معطوف شود. کامپوزيتها (مواد چند ساز های يا کاهگل های عصر جديد) رده ای ا ز مواد پيشرفته هستند که در آنها از ترکيب مواد ساده به منظور ايجاد موادی جديد با خواص مکانيکی و فيزيکی برتر استفاده شده است.اجزای تشکيل دهنده، ضمن حفظ ويژگیهای خود، در يکديگر حل و ممزوج نمیشوند. استفاده از اين مواد در طول تاريخ نيز مرسوم بوده است.

كاربرد لوله كامپوزیت

مهمترین ویژگی و خصوصیت لوله های كامپوزیتی كه باعث برتری آنها در خطوط انتقال محصولات مختلف شده است، مقاومت به پدیده خوردگی ناشی از سیالات (مایعات و گازها) در هر دو جداره داخلی و خارجی است. لوله‌های كامپوزیتی به علت ساختار پلیمری خود كاملاً نسبت به این پدیده ایمن هستند و قابلیت كاركرد بدون تعمیر را در محیط های فعال شیمیائی والكتروشیمیائی به مدت 25 الی 50 سال دارا هستند. درست به همین دلیل است كه صنایع نفت و گاز و آب و فاضلاب عمده‌ترین حوزه نفوذ این محصولات بوده است. حذف هزینه‌های سنگین تعمیر و نگهداری لوله‌های خورده شده انتقال دهنده نفت یا گاز و خسارات ایجاد شده از قطع سرویس به مراكز صنعتی، مهمترین عواملی است كه باعث شده است تا لوله‌های كامپوزیتی گوی سبقت را از سایر رقبای سنتی خود بربایند.

ویژگی‌ها و مزایای لوله‌های كامپوزیتی

لوله‌های GRP نسبت به لوله‌های فلزی و بتنی از مزایای خاصی بهره‌مند هستند كه هر مزیتی به واسطه وجود ویژگی خاصی نتیجه می‌شود. اهم ویژگی‌های این نوع لوله‌ها را در موارد ذیل می‌توان برشمرد:
• مقاومت در برابر خوردگی
• لوله‌های GRP به علت ماهیت مواد تشكیل دهنده ساختار آنها، در برابر پدیده خوردگی مقاوم هستند. لوله‌های GRP در برابر اغلب مواد شیمیائی در دماهای بالاتری از حد مقاومت سایر لوله‌های پلاستیكی مقاوم هستند (تا حدود 170 درجه سانتیگراد). این ویژگی باعث می شود تا مزایای ذیل بوجود آید:
• عمر مفید طولانی و حداكثر بهره‌وری اقتصادی
• عدم نیاز به حفاظت كاتدی و یا اعمال پوشش‌های داخلی و خارجی
• ثبات مشخصه‌های هیدرولیكی درطول ماموریت
• پایین بودن هزینه‌های تعمیر و نگهداری
• كاهش وزن
یك لوله كامپوزیتی به طور معمول 25 درصد لوله چدنی ، 33 درصد لوله فلزی و 10 درصد لوله بتنی وزن دارد و این امر باعث می‌شود تا برتری‌های ذیل حاصل شود :
• كاهش هزینه‌های بارگیری و حمل
• امكان درون هم گذاری لوله‌های با اقطار مختلف در داخل یكدیگر
• هزینه پایین نصب
• سطح داخلی صاف و صیقلی
با توجه به مواد اولیه و فرآیند تولید، سطح داخلی لوله‌های GRP بسیار صاف و صیقلی می‌باشند كه مزایای ذیل از رهگذر این ویژگی بدست می‌آیند:
• امكان دستیابی به جریان مشابه با استفاده از قطرهای كمتر نسبت به لوله‌های دیگر
• كاهش میزان مصرف انرژی به علت كاهش میزان افت فشار
• كاهش رسوبات جمع‌شده در داخل لوله
• کاهش ضریب اصطكاك داخلی
• كاهش مدول الاستیسیته

معرفی کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید لوله کامپوزیت

متداول‌تربن طبقه‌بندی و دسته‌بندی در فعالیت‌های اقتصادی همان تقسیم‌بندی آیسیک است. تقسیم‌بندی ‌آیسیک طبق تعریف عبارت است از: ‌طبقه‌بندی استاندارد بین‌المللی فعالیت‌های اقتصادی. این دسته‌بندی باتوجه به نوع صنعت و محصول تولید شده به هریک کدهایی دو، ‌چهار و هشت رقمی اختصاص داده می‌شود. کدآیسیک مرتبط با تولید طرح تولید لوله کامپوزیت به شرح ذیل است.
1. لوله کامپوزیتی از الیاف بازالت و رزین : 2699612390

فرآیند تولید لوله کامپوزیت

1- فلز آلیاژی گرم یکی از برجسته‌ترین فرآیندها است. معمولا لوله‌های چدنی نشکن به این روش ساخته می‌شوند. لوله‌های بدون درز( seamless pipes) بوسیله کشش یک شمش تو پر روی یک میله حفره‌ساز برای ایجاد پوسته توخالی ساخته می‌شوند. از آنجایی که در فرآیند تولید جوش‌کاری انجام نمی‌شود، لوله‌های بدون درز قوی‌تر و قابل اعتماد‌تر هستند. از لحاظ تاریخی لوله‌های بدون درز برای تحمل فشار بهتر از انواع دیگر در نظر گرفته می‌شدند و اغلب در دسترس‌تر از لوله‌های جوشی بوده، لوله های چدنی نشکن به این روش ساخته میشوند.بوسیله کشش یک شمش تو پر روی یک میله حفره‌.

2- روش رول فرمینگ : پیشرفت‌هایی که از دهه 1970 در مواد، کنترل فرآیند و تست غیر مخرب انجام شد، این امکان را فراهم کرد که در بسیاری از کاربردها لوله‌های جوشی جایگزین لوله‌های بدون درز شوند. لوله‌های جوشی (welded pipes) به وسیله جوش‌کاری مقاومت الکتریکی( electric resistance weldinیا ERW) و جوش‌کاری ذوبی الکتریکی (electric fusion welding) EFW) به وسیله لوله کردن یک ورق و جوش‌کاری درز آن تولید می‌شوند.

لوله‌های با قطر بالاتر از 10 اینچ می‌توانند به صورت ERW، EFW یا جوش‌کاری قوسی زیر پودری( (submerged arc weldingیا SAW ساخته شوند. دو تکنولوژی برای تولید لوله‌های فولادی با ابعاد بزرگ‌تر وجود دارد که برای سایزهایی که امکان تولید آن توسط فرآیندهای بدون درز و ERW وجود ندارد مناسب است. دو نوع لوله تولید شده در سایزهای بزرگ‌تر، از تکنولوژی‌های جوش‌کاری قوسی زیر پودری طولی (longitudinal submerged arc welding) یا LSAW و جوش‌کاری قوسی مارپیچی زیر پودری (spiral submerged arc welding) یا SSAW استفاده می‌کنند. LSAW به وسیله خم‌کاری و جوش‌کاری صفحات فلزی انجام می‌شود و اغلب در کاربردهای صنعت نفت و گاز استفاده می‌شوند. با توجه به قیمت بالا، لوله‌های LSAW به ندرت در کاربردهای کم ارزش غیر انرژی مانند خطوط لوله آب استفاده می‌شوند. لوله‌های SSAW به وسیله جوش‌کاری مارپیچی کویل‌های فولادی تولید می‌شوند و مزیت قیمتی آن ها بیش از لوله‌های LSAW است زیرا این فرآیند به جای صفحات فولادی از کویل استفاده می‌کند.

3- روش ریخته گری گریز از مرکز ( Centerifugal Casting)
در این روش مذاب را به داخل یک قالب استوانه ای افقی که در حال چرخش می باشد ریخته و پس از انجام فرآیندی لوله ساخته میشود. معمولا در این روش لوله های ضخیم با طول کوتاه ساخته می شود که در صنایع مختلف کاربرد بسیار بالایی دارد.

وضعیت واحد های فعال تولید لوله کامپوزیت

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید کننده لوله کامپوزیت در کشور به تفکیک استان آمده است .

خلاصه بررسی اقتصادی طرح تولید لوله کامپوزیت

ظرفیت تولید سالیانه : 6000 تن
نرخ برابری دلار : 14000 تومان
مساحت زمین موردنیاز : 10000 مترمربع
زیربنای ساختمان ها : 15000 مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : 38 نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : 50 میلیاردتومان
ارزش ماشين آلات و تجهيزات : – میلیون تومان
نرخ بازده داخلی : 25 درصد