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 عمرفرسودگی، عایق بودن حرارتی و صوتی و بسیاری خواص مهندسی دیگر در بسیاری از صنایع استفاده میشود. به دلیل تنوع لوله از نظر طراحی و نیز کاربردهای مختلف،اتصالات مصرفی نیزگوناگون است. روش تولید اتصالات نیز مشابه روش تولید لوله بوده و عمدتا به صورت رشته پیچی است. لوله های زیر زمینی در سراسر جهان برای انتقال نفت، گاز، آب، فاضلاب و حفاظت از کابلهای مخابراتی و خطوط انتقال نیرو استفاده میشوند.این خطوط لوله که عمدتا به صورت مدفون در خاک یا زیر آب استفاده میشوند، همواره با مشکلات متعددی از نظر حفظ و نگهداری روبه رو هستند، به همین دلیل بازسازی و تعمیر خطوط لوله از نظر اقتصادی و فنی همواره اهمیت فراوانی داشته است. از اولین کامپوزیتها یا همان چندسازهای ساخت بشر، میتوان به کاهگل وآجرهای گلی که در ساخت آنها از تقویت کننده کاه استفاده میشده، اشاره کرد. قدمت این کار به ۴ هزار سال قبلا از میلاد مسیح باز میگردد. ارگ بم، به عنوان شاهکار معماری ایرانیان، نمونه بارزی از فناوری کامپوزیتها در قرون گذشته است. نیاز به روشهایی سریعتر، مطمئنتر و با هزینه هایی کمتر باعث شد که به دنبال نتایج مثبت به دست آمدها از کاربرد کامپوزیتهای پلیمری تقویت شده با الیاف ( FRP )، توجه ویژه ای به استفاده از این مواد برای انجام تعمیرات خطوط لوله معطوف شود. کامپوزیتها (مواد چند ساز های یا کاهگل های عصر جدید) رده ای ا ز مواد پیشرفته هستند که در آنها از ترکیب مواد ساده به منظور ایجاد موادی جدید با خواص مکانیکی و فیزیکی برتر استفاده شده است.اجزای تشکیل دهنده، ضمن حفظ ویژگیهای خود، در یکدیگر حل و ممزوج نمیشوند. استفاده از این مواد در طول تاریخ نیز مرسوم بوده است.

کاربرد لوله کامپوزیت

مهمترین ویژگی و خصوصیت لوله های کامپوزیتی که 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 کامپوزیتی به علت ساختار پلیمری خود کاملاً نسبت به این پدیده ایمن هستند و قابلیت کارکرد بدون تعمیر را در محیط های فعال شیمیائی والکتروشیمیائی به مدت ۲۵ الی ۵۰ سال دارا هستند. درست به همین دلیل است که 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 مراکز صنعتی، مهمترین عواملی است که باعث شده است تا لوله‌های کامپوزیتی گوی سبقت را از سایر رقبای سنتی خود بربایند.

ویژگی‌ها و مزایای لوله‌های کامپوزیتی

لوله‌های GRP نسبت به لوله‌های فلزی و بتنی از مزایای خاصی بهره‌مند هستند که 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 تشکیل دهنده ساختار آنها، در برابر پدیده خوردگی مقاوم هستند. لوله‌های GRP در برابر اغلب مواد شیمیائی در دماهای بالاتری از حد مقاومت سایر لوله‌های پلاستیکی مقاوم هستند (تا حدود ۱۷۰ درجه سانتیگراد). این ویژگی باعث می شود تا مزایای ذیل بوجود آید:
• عمر مفید طولانی و حداکثر بهره‌وری اقتصادی
• عدم نیاز به حفاظت کاتدی و یا اعمال پوشش‌های داخلی و خارجی
• ثبات مشخصه‌های هیدرولیکی درطول ماموریت
• پایین بودن هزینه‌های تعمیر و نگهداری
• کاهش وزن
یک لوله کامپوزیتی به طور معمول ۲۵ درصد لوله چدنی ، ۳۳ درصد لوله فلزی و ۱۰ درصد لوله بتنی وزن دارد و این امر باعث می‌شود تا برتری‌های ذیل حاصل شود :
• کاهش هزینه‌های بارگیری و حمل
• امکان درون هم گذاری لوله‌های با اقطار مختلف در داخل یکدیگر
• 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 که مزایای ذیل از رهگذر این ویژگی بدست می‌آیند:
• امکان دستیابی به جریان مشابه با استفاده از قطرهای کمتر نسبت به لوله‌های دیگر
• کاهش میزان مصرف انرژی به علت کاهش میزان افت فشار
• کاهش رسوبات جمع‌شده در داخل لوله
• کاهش ضریب اصطکاک داخلی
• کاهش 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.
۱. لوله کامپوزیتی از الیاف بازالت و رزین : ۲۶۹۹۶۱۲۳۹۰

فرآیند تولید لوله کامپوزیت

۱- 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.

۲- روش رول فرمینگ : پیشرفت‌هایی که از دهه ۱۹۷۰ 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 ۱۰ 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.

۳- 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 : ۶۰۰۰ تن
نرخ برابری دلار : ۱۴۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۱۰۰۰۰ مترمربع
زیربنای ساختمان ها : ۱۵۰۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۳۸ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۵۰ میلیاردتومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : – میلیون تومان
نرخ بازده داخلی : ۲۵ درصد