การวิเคราะห์ข้อดีของเส้นใยบะซอลต์สำหรับท่อส่งแรงดันสูง

เส้นใยบะซอลต์ท่อแรงดันสูงแบบคอมโพสิต มีคุณสมบัติเด่นคือ ทนทานต่อการกัดกร่อน น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง ความต้านทานต่ำต่อการขนส่งของเหลว และอายุการใช้งานยาวนาน จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี การบิน การก่อสร้าง และสาขาอื่นๆ คุณสมบัติหลักคือ ทนทานต่อการกัดกร่อนจาก H2S, CO2, น้ำเค็ม ฯลฯ การเกิดตะกรันน้อย การเกิดแว็กซ์น้อย ประสิทธิภาพการไหลดี ค่าสัมประสิทธิ์การไหลสูงกว่าท่อเหล็กถึง 1.5 เท่า และในขณะเดียวกันก็มีความแข็งแรงเชิงกลดีเยี่ยม น้ำหนักเบา ต้นทุนการติดตั้งต่ำ อายุการใช้งานตามการออกแบบมากกว่า 30 ปี และในบางโครงการสามารถใช้งานได้ถึง 50 ปีโดยไม่มีปัญหา การใช้งานหลัก ได้แก่ ท่อส่งน้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ และน้ำจืด ท่อฉีดน้ำเสีย ท่อส่งน้ำมันใต้ดิน และท่อแรงดันสูงอื่นๆ ท่อส่งในกระบวนการปิโตรเคมี ท่อส่งน้ำเสียและน้ำทิ้งจากแหล่งน้ำมัน ท่อส่งน้ำพุร้อน และอื่นๆ

กระบวนการหลัก:
การเปรียบเทียบและความแตกต่างระหว่างไฟเบอร์กลาสและท่อแรงดันสูงที่ทำจากเส้นใยบะซอลต์:
(1) ใช้เส้นใยที่มีคุณสมบัติเดียวกัน พื้นผิวถนนเดียวกัน อุปกรณ์และกระบวนการเดียวกันเพื่อตรวจสอบความแตกต่างระหว่างแรงดันไฮโดรสแตติกของท่อเส้นใยบะซอลต์/เส้นใยแก้ว (เช่น DN50PN7 ความต้านทานแรงดันของ EP/CBF ประมาณ 30 MPa ความต้านทานแรงดันของ EP/GF ประมาณ 25 MPa) ที่ระดับแรงดันเดียวกัน ลดความหนาของพื้นผิวถนนของเส้นใยบะซอลต์ลง 10% และ 20% เมื่อเทียบกับเส้นใยแก้ว เพื่อตรวจสอบระดับความต้านทานแรงดันไฮโดรสแตติกที่แท้จริง (เช่น ลดความต้านทานแรงดันของ EP/CBF ลง 2 ชั้น เหลือประมาณ 25 MPa สำหรับ DN50PN7)
(2) การทดสอบครั้งหลังหลังจากลดทางเท้าเพื่อลดการใช้วัตถุดิบโดยรวมเพื่อลดต้นทุนผลิตภัณฑ์ได้รับการควบคุม ระดับความต้านทานแรงดันของท่อยังคงตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ ต้นทุนของท่อไฟเบอร์กลาสเมื่อเทียบกับกรณีที่ไม่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

ข้อดีด้านประสิทธิภาพของท่อแรงดันสูงที่ทำจากเส้นใยบะซอลต์:
(1) ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม
เส้นใยบะซอลต์โครงสร้างท่อแรงดันสูงแบ่งออกเป็นสามส่วน ได้แก่ ชั้นบุภายใน ชั้นโครงสร้าง และชั้นป้องกันภายนอก โดยชั้นบุภายในมีปริมาณเรซินสูง โดยทั่วไปมากกว่า 70% และปริมาณเรซินในชั้นผิวด้านในที่มีเรซินเข้มข้นสูงถึงประมาณ 95% เมื่อเทียบกับท่อเหล็กแล้ว ท่อใยหินบะซอลต์มีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่เหนือกว่ามาก เช่น กรดและด่างเข้มข้นหลายชนิด เกลืออนินทรีย์หลายชนิด สารออกซิไดซ์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ คาร์บอนไดออกไซด์ สารลดแรงตึงผิวหลายชนิด สารละลายโพลีเมอร์ ตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิด เป็นต้น ตราบใดที่เลือกใช้เมทริกซ์เรซินที่ดี ท่อแรงดันสูงที่ทำจากใยหินบะซอลต์ก็สามารถทนทานได้ในระยะยาว (ยกเว้นกรดเข้มข้น ด่างเข้มข้น และ HF)
(2) ทนต่อความล้าได้ดีและมีอายุการใช้งานยาวนาน
ท่อแรงดันสูงที่ทำจากเส้นใยบะซอลต์ได้รับการออกแบบให้มีอายุการใช้งานมากกว่า 20 ปี และในความเป็นจริง มักจะยังคงอยู่ในสภาพสมบูรณ์แม้ใช้งานมานานกว่า 30 ปีแล้ว และตลอดอายุการใช้งานนั้นไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษา
(3) ความสามารถในการรับแรงดันสูง
ระดับความดันปกติของเส้นใยบะซอลต์ท่อแรงดันสูงมีแรงดันตั้งแต่ 3.5 MPa ถึง 25 MPa (สูงสุดถึง 35 MPa ขึ้นอยู่กับความหนาของผนังและการนับ) เมื่อเทียบกับท่อที่ไม่ใช่โลหะชนิดอื่นแล้ว ท่อชนิดนี้มีความสามารถในการทนแรงดันสูงกว่า
(4) น้ำหนักเบา ติดตั้งและขนส่งง่าย
ความหนาแน่นจำเพาะของท่อแรงดันสูงที่ทำจากเส้นใยบะซอลต์อยู่ที่ประมาณ 1.6 ซึ่งมีเพียงท่อเหล็กหรือท่อเหล็กหล่อประมาณ 1/4 ถึง 1/5 เท่านั้น จากการใช้งานจริงพบว่า ภายใต้แรงดันภายในที่เท่ากัน เส้นผ่านศูนย์กลางที่เท่ากัน และความยาวที่เท่ากัน ท่อ FRP จะมีน้ำหนักประมาณ 28% ของท่อเหล็ก
(5) ความแข็งแรงสูง คุณสมบัติทางกลที่เหมาะสม
ท่อแรงดันสูงที่ทำจากเส้นใยบะซอลต์มีความแข็งแรงดึงตามแนวแกน 200 ~ 320 MPa ใกล้เคียงกับท่อเหล็ก แต่มีความแข็งแรงมากกว่าประมาณ 4 เท่า ในการออกแบบโครงสร้างสามารถลดน้ำหนักของท่อได้อย่างมาก และติดตั้งได้ง่ายมาก
(6) คุณสมบัติอื่นๆ:
ไม่เกิดคราบตะกรันและคราบแว็กซ์ได้ง่าย มีความต้านทานการไหลต่ำ มีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี เชื่อมต่อได้ง่าย มีความแข็งแรงสูง มีค่าการนำความร้อนต่ำ และมีความเครียดจากความร้อนต่ำ