复合管道系统简介

复合结构的应用开始于1500 B.C.,其显着的发展日期返回1940 [1]这里的GFRPS用于取代海洋工业中的传统木材或金属结构。本申请主要是由于其耐腐蚀性,高刚度至重量比,以及增加的疲劳寿命。这些功能增加了GFRP的价值,使其造成船舶,船舶和船舶建造的主要考虑因素。除了这个行业外,其他关键产业,如航空航天,防御,汽车和石油期望需求增加。高级复合材料主要用于航空航天,以增强商业和军用飞机[2]。这些材料仍然有助于当前和潜在的未来航空航天部件中的显着作用。目前,空中客车A350 XWB及其美国对手,波音787 Dreamliner,由50%以上的复合材料[3]构成。

图1:复合配件系统的组成

复合配料系统的组成

纤维增强聚合物(FRP)从三个重要的原材料根本上产生:

  • 纤维系统:天然(玄武岩,棉,亚麻等)或合成(玻璃,碳,Kevlar等)。
  • 基质/树脂系统:环氧树脂,乙烯基酯,聚酯等
  • 硬化系统:脂族胺,芳香胺,酸酐等

复合配管系统的制造

复合管制造的手持方法
图2:复合管制造的手持方法

为了制造FRP,手持式是一种众所周知的技术,并且自复合结构的开始以来已经使用。尽管设计且易于应用更灵活,但它不适合圆柱形FRP结构,例如管道,管道,管道,壳体以及压力容器。因此,引入了一种更优化的制造方法,即丝绕组。根据圆柱结构的设计,该方法完全或半自动化。

丝缠绕法
图3:丝缠绕方法

长丝缠绕复合管广泛应用于航空航天,汽车,海洋,建筑和体育产业。通常,复合材料中的纤维增强材料用于在经受苛刻的条件时增强机械性能和环境阻。商业合成连续纤维如碳和电子玻璃制成复合管越来越流行[1-4]。作为复合材料中增强物的碳和玻璃纤维具有出色的机械和热性能以及耐久性。虽然,由于其优异的机械性能和化学稳定性,近年来,树脂中最常见的纤维增强材料GFRP中最常见的纤维增强件被广泛用于钢部件的结构替代或改装[4-6]。 GFRP结构可以通过将纤维定位在切向方向上以增加环箍强度来承受静水力,使得GFRP管状结构与金属对应物具有各向异性地强大。然而,CFRP比其他类型的FRP更昂贵。为了降低材料的成本,厚的GFRP用于取代它[7,8]。 GFRP管道系统是一种更具成本效益的腐蚀性金属管道和非增强热塑性塑料的替代品。复合材料的进步并完全接受其作为临时修复机制的应用可以归因于将其作为金属替代产品的拉动因素。

复合材料的应用增加了大量的研究活动,特别是在复合材料的机制和在一系列负载条件下的失效预测。由于恶化,特别是没有适当的控制和缓解制度,大多数金属结构都需要在使用寿命内进行维修和维护。此问题将导致一系列不必要的资产停机,这将影响其他设备完整性并提高运营支出。

复合管道系统的优点

GFRP的优点包括消除腐蚀和腐蚀相关的成本。与传统碳钢相比,它具有卓越的耐腐蚀性,并消除了昂贵的缓解要求,例如腐蚀抑制剂和阴极保护。此外,它需要零维护和检查。在应用GFFP系统时,可以节省智能流量和/或检测智能流管腐蚀的检查成本。对于防火线,洒水器和Deluge系统,传统管道的内部腐蚀如碳钢可以导致损坏系统安全操作的防火水喷水灭火器。此外,GFRP系统不需要埋入管道的外涂层。对于地上管道,一个集成的U.v.稳定包装避免使用外部涂层。

此外,由于更大的内径和没有缩放和孔限制问题,它具有优异的流体流动性能。 GFRP与由于低摩擦而相同的标称直径的碳钢相比减少了泵送成本,这表现出低压损失。除此之外,他们受欢迎程度的主要原因是出色的 重量特异性刚度 和强度值,使得较轻的结构能够降低能量消耗并适合在海洋船舶中的改造应用。 。它的重量低于钢对应物;因此,较低的重量导致更直接和更具成本效益的管道处理。对于海上结构,减速至关限制总结构重量并减少所需的结构足迹至关重要。 重量较轻促进更容易处理,减少对提升设备的需求,这降低了生命周期和安装成本。然而,这些益处具有更高的材料成本。通过更换海洋和海上资产中的金属管道系统,较低的装配成本可以抵消材料的更高成本。

金属VS复合管道系统

尽管存在优势,与熟悉金属管相比,玻璃纤维产品具有许多复杂因素。材料的性质对于箍和轴向不同,并且性能变化,因为它们可以为每个特定应用定制。相对于其各向同性金属对应物,材料的各向异性行为更难以设计。设计和制造中的高效研究哲学将导致FRP管道系统的优质和性能,在整个设计寿命中不需要维护。与金属管道产品相对,这相对较容易地设计和制造,在整个设计寿命中需要更多的努力来解决腐蚀问题,常规维护,资产关闭以及失败风险。

还有一些相关的文章。

GRP管道概述
AN文章GRP / GRE线静水压场试验
凯撒二 的GRP / GRE / FRP管道系统的应力分析
地上GRP管道系统的基本原理
埋地GRP / FRP管道铺设和安装程序
使用启动 - 教授的GRP / GRE / FRP管道的应力分析

参考:

  • [1]       W. G. Roeseler,B. Sarh,M. U. Kismarton,J.Quinlivan,J. Sutter和D. Roberts,“复合结构:前100年” 第16届复合材料国际会议,2007年,第1-41页:日本复合材料学会京都,日本。
  • [2]       C. Soutis,“飞机结构中的纤维增强复合材料” 航空航天科学的进展, 卷。 41,没有。 2,pp。143-151,2005 / 02/01 / 2005。
  • [3]       P. A. Toensmeier,“高级复合材料飙升至波音787中的新高度” 塑料工程, 卷。 61,没有。 8,pp。8-8,2005。
  • [4]       J. Cadei,T. Stratford,L. Hollaway和W. Dcukett, 使用外粘合的纤维增强聚合物加强金属结构 。 CiRIa,2004。
  • [5]       X.-L.赵和L.张,“关于FRP的最先进的综述加强钢结构”, 工程结构, 卷。 29,不。 8,PP。1808-1823,2007 / 08/01 / 2007。
  • [6]       D. Schnerch,M. Dawood,S. Rizkalla和E. Sumner,“建议使用FRP材料加强钢网桥的设计准则” 建筑和建筑材料, 卷。 21,不。 5,PP。1001-1010,2007 / 05/01 / 2007。
  • [7]       A. A.ELAMATTY,M. Abushagur和M. A. Youssef,“使用GFRP板康复复合钢桥”,“ 施加复合材料, 卷。 12,不。 5,PP。309-325,2005 / 09/01 2005. [8]       R. Rameshni,“模块化桥梁扩展关节的创新混合FRP /钢接头细节”,2011年。
打印友好,PDF& Email

分享这个帖子:

Naqiuddin Nordin.

Naqiuddin是一名令人抱负的工程师,在油中有一个令人印象深刻的背景&天然气工业。他的投资组合主要是在管道/管道工程中。目前,他在国家油沃尔维尔沃尔科公司(11月)担任现场服务工程师,在那里他接触到GRE / GRV / GRP管道系统,其工业代码&标准和国际曝光。 此前,他担任Dyna Segmen的机械项目工程师,他在海底管道完整性检查/保护,管道系统维修中展示了他的能力,还有更多。 除了他的工程职业外,他还是爱国主义,民族建设,道德价值观,文化的方面的社会倡导者&人道主义。他服务于农村部&马来西亚区域发展,直接参与国家政策规划&交货。他还与众多非政府组织合作,促进提到的提到的原因,如aman巴勒斯坦,Wemalaysia等。

发表评论

您的电子邮件地址不会被公开。 必需的地方已做标记 *

最近的帖子