Che cosa sono le tubazioni in FRP? Una guida ai tubi in plastica rinforzata con fibra di vetro

Che cosa sono le tubazioni in FRP?

Le tubazioni in FRP sono tubi realizzati in plastica rinforzata con fibra di vetro, costruiti combinando il rinforzo in fibra di vetro con una matrice di resina termoindurente come poliestere, vinilestere o resina epossidica. Le fibre di vetro sostengono il carico strutturale mentre la resina lega insieme le fibre e resiste agli attacchi chimici, conferendo al tubo finito sia resistenza meccanica che resistenza alla corrosione che i tubi metallici non possono eguagliare in aggressivi.

Tubi in PRFV (a volte chiamati GRP, per plastica rinforzata con vetro) sono ampiamente utilizzati per spostare prodotti chimici corrosivi, acqua di mare, acque reflue e fluidi di processo in settori in cui l'acciaio al carbonio si corroderebbe in pochi mesi e il PVC non avrebbe la pressione o la temperatura necessaria.

Perché gli ingegneri scelgono il FRP rispetto ai tubi metallici

• Resiste alla corrosione di acidi, sali e sostanze chimiche che distruggono l'acciaio
• Pesa all'incirca un quarto del peso di un tubo d'acciaio comparabile , riducendo i costi di supporto e installazione
• Offre una durata di servizio comunemente stimata Dai 30 ai 50 anni con una manutenzione minima
• Mantiene le pareti interne lisce che resistono al ridimensionamento e riducono le perdite per attrito

Come vengono prodotti i tubi in FRP

Il tubo in FRP viene prodotto utilizzando uno dei tre processi principali, ciascuno adatto a diversi diametri e requisiti di pressione. L'avvolgimento del filamento è il metodo più comune per le tubazioni dei processi industriali perché consente un controllo preciso sull'orientamento delle fibre e sullo spessore delle pareti.

Metodi di produzione primari

1. Avvolgimento del filamento: i fili di vetro continui vengono avvolti attorno a un mandrino rotante sotto tensione, quindi polimerizzati
2. Colata centrifuga: la resina e la fibra tritata vengono filate all'interno di uno stampo per formare una parete densa e uniforme
3. Laminazione manuale: gli strati di tessuto in fibra di vetro e resina vengono applicati manualmente, secondo raccordi e forme personalizzate

Proprietà dei tubi in FRP rispetto ad acciaio e PVC

Le tubazioni in FRP si collocano tra il metallo e il tubo termoplastico in termini di resistenza, ma superano entrambi in termini di resistenza chimica per unità di peso. Un tipico tubo in FRP ha una densità compresa tra circa 1,8 e 2,1 g/cm³, rispetto ai 7,85 g/cm³ dell'acciaio al carbonio , che è il motivo principale per cui le installazioni in FRP necessitano di supporti più leggeri e di attrezzature di sollevamento più piccole.

Sistemi in resina utilizzati nei tubi in FRP

La resina utilizzata in un tubo in FRP ne determina la compatibilità chimica e il limite di temperatura molto più della fibra di vetro. La resina vinilestere gestisce una gamma più ampia di acidi e ossidanti rispetto allo standard poliestere , motivo per cui domina le applicazioni di trattamento chimico nonostante costi di più.

Dove vengono utilizzate le tubazioni in FRP

Il tubo in FRP è specifico ovunque la corrosività del fluido o le incrostazioni rendono impraticabile la manutenzione del tubo metallico. I sistemi di desolforazione dei gas di combustione (FGD) nelle centrali elettriche a carbone sono una delle applicazioni più grandi , spesso utilizzando condotti e tubazioni in FRP con diametri superiori a 100 pollici per trasportare liquami di lavaggio caldi e acidi.

• Lavorazioni chimiche: linee di trasferimento acidi e caustici, tubazioni di serbatoi
• Produzione di energia: tubazioni dello scrubber FGD, linee dell'acqua di raffreddamento
• Trattamento acque e acque reflue: linee di presa di acque grezze, fanghi ed effluenti
• Petrolio e gas: linee di smaltimento dell'acqua prodotta e dell'acqua salata, dove l'acciaio si corrode rapidamente
• Dissalazione e marina: tubazioni di presa acqua di mare e scarico salamoia

Dimensioni, classi di pressione e norme vigenti

I tubi in FRP sono prodotti in una gamma di dimensioni insolitamente ampia rispetto alla maggior parte dei materiali per tubazioni, dalle linee di scarico dei laboratori di piccolo diametro fino alle grandi condutture idriche comunali. I diametri standard vanno da 1 pollice a 144 pollici , con valori di pressione comunemente disponibili fino a 300 psi per linee di processo industriale.

Chiave standard del settore

• ASTM D2996: tubo in FRP con filamento avvolto
• ASTM D2997: tubo in FRP centrifugato
• AWWA C950: tubo in FRP di grande diametro per la trasmissione dell'acqua
• ISO 14692 — Sistemi di tubazioni in FRP per l'industria del petrolio e del gas naturale

Come vengono uniti e installa i tubi in FRP

Poiché il FRP non può essere saldato come l'acciaio, i metodi di giunzione si basano sull'incollaggio adesivo, sull'accoppiamento meccanico o sulla laminazione. I giunti a campana e rubinetto incollati con adesivo sono il metodo più comune per tubazioni di processo, offrendo una connessione completamente sigillata e resistente alla corrosione senza componenti metallici nel percorso bagnato.

1. Incollaggio adesivo a campana e rubinetto per tratti diritti e la maggior parte dei raccordi
2. Giunti testa a testa, dove le estremità dei tubi sono unite e ricoperte con laminato in fibra di vetro
3. Attacchi flangiati per sezioni che richiedono frequenti smontaggi
4. Attacchi filettati per linee a bassa pressione di piccolo diametro

Limitazioni da considerare prima di specificare il FRP

Le tubazioni in FRP non sono un sostituto universale dei tubi metallici e ignorarne i limiti porta a guasti prematuri. La resina non protetta si degrada in caso di esposizione prolungata ai raggi UV , quindi le installazioni esterne in genere necessitano di uno strato superiore o di una verniciatura con inibizione dei raggi UV.

• Resistenza agli urti inferiore rispetto all'acciaio, richiede attenzione durante la movimentazione e l'installazione
• Limiti di temperatura generalmente inferiori a 250°F (121°C), anche con resina ad alte prestazioni
• La qualità del giunto dipende in larga misura dall'abilità dell'installatore, poiché l'incollaggio è manuale anziché saldato
• Non adatto per vapore ad alta pressione o applicazioni che richiedono estrema flessibilità meccanica