Tuyaux avec une couche intérieure de fibre de verre. Tuyaux en fibre de verre - caractéristiques, installation, caractéristiques, marquages. Types de tuyaux selon le type de résine

Parmi toute la variété de matériaux utilisés pour la fabrication de tuyaux en polymère à diverses fins, une attention particulière est toujours accordée à la fibre de verre, car elle possède des propriétés de performance vraiment uniques. En règle générale, les tuyaux en fibre de verre sont davantage utilisés à des fins industrielles et se distinguent par le fait qu'ils résistent facilement à toutes les conditions de fonctionnement et ont une durée de vie assez longue. Et, malgré le fait que ce matériau soit relativement cher, il est devenu de plus en plus populaire ces dernières années, y compris parmi les promoteurs privés ordinaires.

Tuyaux en fibre de verre

Quels sont ces tuyaux ?

Ainsi, la fibre de verre est un matériau composite spécial qui présente des caractéristiques de résistance accrues. Les fabricants des tuyaux décrits dans cet article assurent que leurs produits, imprégnés de résines époxy/polyester, peuvent être utilisés pour l'installation aérienne/souterraine de pipelines à diverses fins. De tels tuyaux fonctionnent bien dans des conditions de pression accrue de la substance transportée ; ils sont utilisés pour poser des pipelines dans une grande variété de zones climatiques (même le Grand Nord est inclus ici).

Note! Si nécessaire, un revêtement protecteur peut être appliqué sur la surface intérieure des produits, grâce auquel ils peuvent être utilisés pour le transport de divers milieux gazeux ou liquides.

Le marquage des tuyaux en fibre de verre ayant un revêtement similaire est le suivant.

"P". Ces produits peuvent être utilisés pour les canalisations d'alimentation en eau froide.
"UN". Les tuyaux portant ce marquage sont destinés au déplacement de fluides liquides contenant diverses impuretés abrasives.
"G". Ce sont des tuyaux utilisés pour la pose des réseaux d'alimentation en eau chaude.
"X". Les produits portant ce marquage sont conçus pour les liquides chimiquement actifs, y compris les produits issus de l'industrie du raffinage du pétrole.
"AVEC". La dernière catégorie de tuyaux, destinée à tous autres usages.

Caractéristiques de l'apparence des tuyaux en fibre de verre

La production de ce type de tuyaux est née dans les années 50 du siècle dernier, puisque c'est alors que la production de résines époxy a acquis une échelle industrielle. Cette technologie, comme tout autre nouveau produit, n'était pas particulièrement populaire au début : les gens n'avaient aucune expérience dans l'utilisation de la fibre de verre et les matériaux traditionnels (comme l'aluminium ou l'acier) étaient relativement peu coûteux.

Cependant, après 10 à 15 ans, la situation a radicalement changé. Pour quelle raison?

Tout d'abord, cela s'explique par le fait que le coût de l'acier et des métaux non ferreux a considérablement augmenté.
Les tuyaux de pompe et de compresseur en fibre de verre présentaient un avantage par rapport à ceux en acier : ils pesaient peu et étaient résistants à la corrosion (les tuyaux ne souffraient pas d'un contact prolongé avec l'eau salée, ce qu'on ne peut pas dire de leurs « concurrents »).
Une autre raison, largement liée à la précédente, est que le développement commercial des gisements de gaz et de pétrole a commencé à se développer.
Et enfin, la technologie de production elle-même a changé : les tuyaux en fibre de verre étaient désormais moins chers et devenaient de plus en plus durables.

Il est évident qu'il n'a pas fallu attendre longtemps pour obtenir des résultats : à la fin des années 60, la société américaine Ameron a fait irruption sur le marché des matériaux de construction avec des tuyaux en fibre de verre haute pression de haute qualité. Initialement, les produits de l'entreprise ont conquis l'Amérique du Nord et se sont donc déplacés vers le marché du Moyen-Orient. Déjà dans les années 80, les pays européens sont entrés dans le jeu, et quelque temps plus tard, l'Union soviétique.

Vidéo - Tuyaux en fibre de verre

Types de tuyaux selon le type de résine

Les propriétés de performance des tuyaux décrits dans l'article peuvent varier en fonction des résines spécifiques à partir desquelles ils sont fabriqués. C’est pour cette raison que lors de l’achat il est impératif de préciser quel type de fibre de verre ils vous vendent. De ce point de vue, les produits sont divisés en deux catégories ; faisons connaissance avec les caractéristiques de chacune d’elles.

Fibre de verre fabriquée à partir de résines polyester. Ce matériau se caractérise par sa neutralité chimique et sa résistance à l'influence de divers types de substances ; ce matériau est un élément très important lors de la pose de pipelines pour l'industrie du raffinage du pétrole. Cependant, il faut savoir que de tels tuyaux ne sont pas adaptés à une utilisation dans des conditions de températures élevées (supérieures à +95 degrés) ou de haute pression (maximum 32 atmosphères).
Fibre de verre fabriquée à base de résines époxy. Grâce au liant époxy utilisé dans le processus de production, le produit fini est beaucoup plus durable. Les tuyaux fabriqués à l'aide de cette technologie et ayant un diamètre plus grand sont capables de résister à des pressions très élevées (maximum - 240 atmosphères) et à des températures ne dépassant pas +130 degrés. Un autre avantage de ce matériau est sa conductivité thermique relativement faible et aucune isolation thermique supplémentaire n'est donc nécessaire (les produits ne dégagent pratiquement pas d'énergie thermique). Le coût de ces tuyaux est un peu plus élevé que celui de la fibre de verre en polyester.

Où peut-on utiliser des tuyaux en fibre de verre ?

Disons tout de suite qu’ils peuvent être utilisés dans une grande variété de secteurs industriels et économiques. Mais plus précisément, ces tuyaux se sont révélés excellents dans les domaines énumérés ci-dessous.

Énergie. Ici, ces tuyaux sont activement utilisés lors de la pose de pipelines fonctionnant à des niveaux de pression élevés.
Industrie pétrolière. Dans ce cas, les tuyaux en fibre de verre sont utilisés à la fois pour transporter des minéraux précieux (nous parlons de conduites principales) et pour soutenir tous les autres processus de production, y compris la production de gaz/pétrole.
Dans le système de logement et de services communaux. Et ici, les produits décrits dans l'article sont utilisés pour la pose de systèmes d'alimentation en eau (alimentation en eau chaude et eau froide), ainsi que pour l'installation de systèmes de chauffage.
Industries médicales et chimiques. En raison de leur neutralité chimique et de leur résistance à divers types d'influences agressives, les tuyaux en fibre de verre sont tout simplement irremplaçables pour le transport d'alcalis, d'acides et d'autres mélanges/liquides.

Note! Entre autres choses, ces tuyaux sont récemment de plus en plus utilisés à des fins domestiques. De plus, cette utilisation est tout à fait justifiée - leur durée de vie sans problème (c'est-à-dire sans réparation) est supérieure à un demi-siècle.

Caractéristiques de la fabrication de tuyaux en fibre de verre

Comment de tels tuyaux sont-ils produits aujourd'hui ? Il existe quatre méthodes principales, nous examinerons chacune d'elles. Mais notons d’abord que les propriétés performantes des produits finis peuvent varier considérablement en fonction du nombre de couches structurelles.

Les tuyaux monocouches les plus simples sont considérés comme les moins chers. Et ce n’est pas surprenant, car dans ce cas, la fibre de verre n’est pratiquement protégée par rien.
Les produits double couche ont une coque de protection extérieure qui augmente la résistance aux rayons UV et à divers types d'environnements agressifs.
Enfin, dans les produits constitués de trois couches, une couche est une couche de résistance supplémentaire - elle est située entre l'extérieur et l'intérieur. De tels tuyaux sont très durables et peuvent donc être utilisés à des pressions très élevées. Cependant, il ne faut pas oublier qu’ils ne sont pas bon marché.

Examinons maintenant les technologies de fabrication de base.

Technologie n°1. Extrusion

Dans ce cas, le durcisseur est mélangé avec de la résine, ainsi qu'avec de la fibre de verre broyée, puis le mélange obtenu est forcé à travers le trou à l'aide d'une extrudeuse spéciale. En conséquence, nous obtenons une production technologiquement avancée et relativement bon marché, mais il n'y a pas de cadre de renforcement, ce qui affecte les caractéristiques de résistance du produit.

Technologie n°2. Pultrusion

Ici, les produits sont formés entre les mandrins extérieur et intérieur. Grâce à cela, toutes les surfaces sont parfaitement lisses, mais en raison des limitations de production, de tels tuyaux ne peuvent pas être fabriqués avec un grand diamètre ou conçus pour une pression de fonctionnement accrue.

Technologie n°3. Moulage centrifuge

La particularité de la méthode est que le renfort dans ce cas est un manchon prêt à l'emploi en fibre de verre, pressé contre les surfaces du moule, qui tourne sous l'effet des forces centrifuges. Grâce à ces mêmes forces, la résine est répartie le plus uniformément possible le long des parois des produits. Mais le principal avantage est que vous pouvez obtenir une surface extérieure parfaitement lisse. Bien qu'il y ait un inconvénient : la technologie est assez gourmande en énergie et donc coûteuse.

Technologie n°4. Enroulement

Ici, la fibre de verre imprégnée d'un liant est enroulée sur un mandrin cylindrique. L'équipement utilisé pour une telle production est devenu le plus répandu en raison de sa productivité accrue et de sa simplicité.

Note! Cette méthode peut être de plusieurs types. Examinons les caractéristiques de chaque type de bobinage.

La première variété. Anneau en spirale

Un empileur spécial se déplace d'avant en arrière parallèlement au mandrin rotatif. Après chacun de ces passages, une couche de fibres demeure et l'étape est permanente. Grâce à cette technique d'enroulement, on obtient des tuyaux en fibre de verre extrêmement résistants à la déchirure.

Note! Ce qui est typique, c'est que si le fil est précontraint, la résistance du produit fini augmentera également de ce fait et le risque de fissures lors du pliage sera minime.

Grâce à cette méthode, des produits de pompage et de compression sont fabriqués (ils sont capables de résister à des pressions de fonctionnement élevées), divers éléments porteurs (y compris des supports pour lignes électriques), ainsi que des boîtiers pour moteurs de fusée.

La deuxième variété. Ruban spiralé

Il diffère de la version précédente uniquement par le fait que l'empileur laisse après chaque passage un petit ruban composé de plusieurs dizaines de fibres. Pour cette raison (plus de passes sont nécessaires), la couche de renforcement n'est pas si dense. L’avantage de cette technique est qu’elle utilise une technologie plus simple, et donc moins chère.

Variété trois. Longitudinal-transversal

La principale différence réside dans l'enroulement continu - les fils longitudinaux et transversaux sont posés simultanément. À première vue, la technologie elle-même dans ce cas devrait être plus simple et moins chère, mais il existe une difficulté - purement mécanique. Ainsi, le mandrin lui-même tourne, et donc les bobines doivent également tourner (celles à partir desquelles les fils sont enroulés). Généralement, plus le diamètre du tuyau est grand, plus le nombre de ces serpentins sera nécessaire.

Variété quatre. Couche oblique transversale-longitudinale

La technique a été créée à Kharkov à l'époque soviétique et était destinée à être utilisée dans la fabrication d'obus de fusée. Bientôt, la technologie s’est répandue dans d’autres pays. L’essentiel est que l’empileur forme une large bande composée à son tour de nombreuses fibres imprégnées d’un liant. Ce ruban est enveloppé de fil non imprégné avant même l'enroulement - c'est ainsi que le renforcement axial est créé. Après la pose, chaque nouvelle couche doit être roulée avec un rouleau qui élimine l'excès de liant et compacte l'armature.

Cette technique présente des avantages importants ; examinons chacun d’eux plus en détail.

Le processus de production est continu et l'épaisseur de la paroi peut être quelconque (il suffit de modifier le chevauchement du ruban).
Les tuyaux finis contiennent une grande quantité de fibre de verre (ce chiffre peut atteindre 85 pour cent ; par exemple, avec d'autres méthodes, il atteint un maximum de 40 à 65 pour cent).
L'indicateur de performance dans ce cas est également assez élevé.
Enfin, il devient possible de produire des tubes des plus grandes tailles (en théorie il n'y a aucune restriction), qui dépendent uniquement des dimensions du mandrin.

Tableau. Les principaux types de tuyaux décrits dans l'article.

Tableau. Diamètre des produits de boîtier et de pompe-compresseur selon GOST.

Tableau. Diamètre des produits linéaires selon GOST.

Principaux avantages des tuyaux en fibre de verre

Quelle est la raison de la grande popularité de ces tuyaux ? Vous trouverez ci-dessous une liste des avantages de ce matériau - elle n'est pas trop longue, mais chacun des points est d'une grande importance.

Le coût des tuyaux en fibre de verre est plus qu’acceptable, surtout par rapport aux produits en acier inoxydable/fortement allié.
Grâce à l'un ou l'autre schéma de renforcement (tous ont été répertoriés dans la section précédente de l'article), il est possible d'obtenir des produits possédant des propriétés mécaniques spécifiques. Par exemple, le premier type de bobinage (spirale-anneau) permet de réaliser des tubes extrêmement résistants aux hautes pressions de fonctionnement.
La fibre de verre se caractérise également par une excellente résistance aux divers environnements agressifs et à la corrosion.
Finalement, le matériel pèse juste un peu. Plus précisément, sa résistance spécifique est environ 3,5 fois supérieure à celle de l’acier. Par conséquent, les tuyaux constitués de ces matériaux, ayant la même résistance, auront des poids complètement différents.

Coût approximatif des tuyaux en fibre de verre

La gamme moderne de produits décrits dans l'article est assez large et il existe donc de nombreux fabricants. Cependant, ils produisent tous des tuyaux conformément aux normes GOST et les dimensions et caractéristiques doivent donc être identiques. Mais tout de même, familiarisons-nous avec les caractéristiques de plusieurs types de tuyaux et découvrons également les prix moyens du marché aujourd’hui. Pour la commodité des visiteurs de notre site Internet, toutes les informations ci-dessous sont présentées sous la forme d'un petit tableau.

Tableau. Combien coûte un tuyau en fibre de verre - prix, caractéristiques.

Nom, photo	Brève description	Valeur marchande moyenne, en roubles
1. Tuyau profilé en fibre de verre	Les dimensions du produit sont les suivantes - 10x5x0,6 centimètres (HxLxT). Quant au poids, il est dans ce cas de 3,14 kilogrammes par mètre linéaire.	A partir de 1250 le mètre
2. Tuyau profilé en fibre de verre	Un produit similaire, seules les dimensions diffèrent (dans ce cas elles sont de 18x6x0,6 centimètres) et donc le poids. La densité varie dans ce cas entre 1 750 et 2 100 kilogrammes par mètre cube. Notez également que la résistance spécifique de ce matériau est la même que celle de l’acier de haute qualité.	À partir de 2200
3. Tuyau ondulé en fibre de verre	Les dimensions de ce produit sont de 3,4 x 0,9 centimètres et son poids est de 500 grammes par mètre de longueur. Le diamètre interne d'un tel tuyau est de 2,5 centimètres.	A partir de 200
4. Tuyau rond en fibre de verre	Son diamètre extérieur est de 7 centimètres, tandis que son diamètre intérieur est de 5,5 centimètres. Les parois du produit ont une épaisseur de 1,5 centimètre. La masse est de 2,8 kilogrammes par mètre de longueur.	À partir de 1150
5. Tuyau rond en fibre de verre	En termes de caractéristiques, ce produit est très similaire au précédent - son diamètre extérieur est également de 7 centimètres, mais le diamètre intérieur est déjà de 6 centimètres. Les murs ont une épaisseur d'un centimètre.	À partir de 800

Note! Comme vous pouvez le constater, le coût peut être différent et dépend de la forme spécifique des produits, de leurs dimensions et de l'épaisseur de leur paroi. Le prix peut également varier en fonction du fabricant, mais pas beaucoup. Quoi qu’il en soit, il y a de toute façon l’embarras du choix.

Vidéo - Avantages des tuyaux en fibre de verre

En résumé

En fin de compte, il convient de noter qu'aujourd'hui nous n'avons bien sûr parlé que d'une petite partie d'un sujet aussi vaste et intéressant que l'utilisation de la fibre de verre (en particulier les tuyaux fabriqués à partir de ce matériau). Nous n'avons mentionné que brièvement si de tels tuyaux peuvent être utilisés dans les systèmes d'égouts ou de chauffage et s'ils sont meilleurs que les analogues en plastique ou, par exemple, en métal-polymère. Quoi qu'il en soit, nous reviendrons sur ce sujet plus tard. C'est tout, bonne chance dans votre travail !

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Tuyaux en céramique et fibre de verre

Les tuyaux en céramique et en fibre de verre sont utilisés comme tuyaux d'égout. Les deux types de tuyaux sont considérés comme rigides et sont installés à l'aide de raccords et de produits d'étanchéité (tableau 3.4). Les produits céramiques, semblables aux carreaux, sont des produits fabriqués à partir d’argile densément frittée. De tels tuyaux sont durs, lourds, cassants et difficiles à installer. En raison de leur poids élevé, ils sont disponibles en longueurs courtes de 2 (0,61), 4 (1,22) et 6 pieds (1,83 m), ce qui les rend faciles à installer. Même si la faible longueur des tuyaux rend difficile leur inclinaison correcte dans la tranchée, ils sont imperméables aux déchets en vrac et résistants à la corrosion et aux dépôts.

Tableau 3.4. Caractéristiques des tuyaux en céramique et en fibre de verre

Note. Les tuyaux en céramique et en fibre de verre ne doivent pas être situés à moins de 5 pieds de la maison.

Les tuyaux en fibre de verre sont généralement fabriqués à partir de fibre de verre et de résine asphaltique. La légèreté et la grande longueur sont les avantages des tuyaux produits, qui permettent d'obtenir facilement la pente souhaitée dans la tranchée. Les longueurs de tuyaux varient généralement de 8 (2,44 m) à 10 pieds (3,05 m). De tels tuyaux, comparés aux tuyaux en céramique, sont beaucoup plus faciles à installer. Dans de nombreuses régions, les tuyaux en céramique et en fibre de verre sont remplacés par des tuyaux en PVC. Cependant, vous pouvez en rencontrer lors de la réparation des conduites d’égout dans les maisons plus anciennes.

Dans la plupart des cas, les réparations peuvent être effectuées à l'aide de tuyaux en PVC et de raccords flexibles, comme le montre la Fig. 3.12. Les composants de ces connexions sont des accouplements, des raccords pour connexions sans manchon et des pinces pour les joints de fixation. Ces joints sont fabriqués à partir de caoutchouc épais ou de fibres de néoprène, semblables au matériau trouvé dans les pneus de voiture. Lors de l'achat d'un collier ou d'un raccord, vous devez sélectionner la taille adaptée au diamètre de votre tuyau. Le collier est entièrement placé sur l'un des tuyaux, qui est ensuite mis en place. Une fois les deux tuyaux en place, placez le collier sur le deuxième tronçon de tuyau et serrez les colliers. Ce type de connexion permet des réparations rapides et faciles des canalisations, mais ne doit pas être utilisé pour les réparations de canalisations sous pression.

Riz. 3.12. Des raccords élastiques et des colliers sont utilisés pour connecter les tuyaux de drainage

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Actuellement, le plastique thermodurcissable en fibre de verre (FRP) est présent dans de nombreux produits industriels. Il peut être utilisé pour stocker et transporter des substances corrosives ou traiter certaines substances dans un environnement caustique. Malgré le fait que l'histoire de la production de tuyaux en fibre de verre remonte à plus de 30 ans, ce matériau est toujours moderne et offre de grandes perspectives d'utilisation dans de nombreux domaines de l'activité humaine. Ses avantages sont les suivants : résistance à la corrosion, rapport favorable entre caractéristiques de résistance et de poids, production et entretien qui ne nécessitent pas de gros efforts et d'argent. Cet article abordera l'histoire des tuyaux en fibre de verre, leurs applications actuelles et les futures opportunités d'utilisation dans les usines de stockage et de traitement du pétrole.

Sullivan D. Curran P.E., directeur exécutif des réservoirs et tuyaux en fibre de verre,
Traduction : Tsareva Anastasia
http://www.aquart-info.ru

Introduction

Les tuyaux en fibre de verre ne doivent pas être confondus avec les tuyaux fabriqués à partir de thermoplastiques courants tels que le PVC et le polyéthylène (PE). Généralement, ce dernier est basé sur des tuyaux extrudés non renforcés et des raccords et brides moulés par injection, tandis que les composants en fibre de verre sont fabriqués à partir de diverses résines époxy renforcées de filaments vitreux solides. La résine utilisée est thermodurcissable, c'est-à-dire après durcissement, il est exposé à des réactions chimiques irréversibles, ce qui a un effet bénéfique sur sa capacité à résister à des températures ultra-élevées. Le renforcement en fibres, à son tour, rend les composants de tuyauterie plus résistants que les thermoplastiques conventionnels non renforcés, tout en améliorant les performances et en réduisant le poids.

Vous devez également faire la distinction entre le processus de drapage manuel et la production de fibre de verre à l'aide d'un équipement spécial. Le nombre de fabricants travaillant avec la technologie de superposition manuelle se compte par milliers. Ils ciblent les petits magasins spécialisés principalement dans les biens de consommation, comme les accessoires de salle de bain ou les pièces de bateaux de plaisance. Le nombre d'entrepreneurs produisant des tuyaux dans des installations spéciales est relativement faible. Il s'agit d'entreprises industrielles d'assez grande taille qui produisent de grandes quantités de canalisations pour l'industrie pétrolière, le commerce, l'industrie et les services publics, tant à l'intérieur du pays (NDLR - c'est-à-dire les États-Unis) qu'à l'étranger.

Arrière-plan

Avant le début de la construction des pipelines, le pétrole destiné au transport était pompé directement dans des fûts en bois. Par la suite, le bois fut utilisé dans la fabrication de pipelines, qui fut ensuite remplacé par l’acier. Cependant, lorsqu’ils ont été exposés à l’eau salée et au pétrole à haute teneur en soufre, les pipelines en acier se sont rapidement corrodés. Mais bien que la fibre de verre ait été inventée pendant la Seconde Guerre mondiale, les premiers tuyaux fabriqués à partir de fibre de verre et de résine époxy ne sont apparus que bien plus tard, car la technologie posée à la main, utilisée uniquement dans certaines branches de l'industrie chimique, ne pouvait pas remplacer l'acier dans l'industrie pétrolière. . car il n’offrait pas la résistance nécessaire et n’était pas rentable.

Production de tuyaux à l'aide d'équipements spéciaux

Dans les années 1950, la coulée centrifuge est devenue la première technologie industrielle pour la production de tuyaux adaptés à une utilisation dans les industries chimique, commerciale et pétrolière. Ensuite, une méthode a été découverte pour produire des tuyaux en enroulant en spirale de la fibre de verre sur un mandrin rotatif.

Dans les années 60, la production de tuyaux de petit diamètre, dont la pression atteignait 450 psi (30,62 atm), atteignait de gros volumes. Leur utilisation à grande échelle a commencé en 1964 et, pour la première fois, des pipelines fabriqués à partir de tels tuyaux ont été installés sur les autoroutes pour l'extraction de produits pétroliers bruts.

Développement de normes et standards

En 1959, l'ASTM (American Society for Testing Materials) a publié des normes et des méthodes reconnues à l'échelle nationale pour tester les tuyaux en fibre de verre. La première version de la norme ASTM D1694, Spécification standard pour les filetages pour tuyaux en résine thermodurcissable renforcée de fibres de verre, a été développée grâce à une collaboration entre des entreprises de tuyaux en fibre de verre, le pétrole et d'autres industries.

En 1968, l’American Petroleum Institute (API) a publié les premières normes relatives aux tuyaux en fibre de verre. La première norme API s'appelait API 15LR Spécification pour les tuyaux de canalisation en résine thermodurcissable renforcée de fibres de verre. ASTM et API publient actuellement de nombreuses normes, directives et procédures de test pour les tuyaux en fibre de verre.

Fabrication moderne

Si auparavant l'utilisation de tuyaux en fibre de verre produits à l'aide d'équipements spéciaux se limitait principalement à l'industrie pétrolière, ils sont désormais utilisés pour le transport de liquides inflammables et combustibles jusqu'aux systèmes d'égouts des services publics et des secteurs industriels.

Pour les tuyaux en fibre de verre utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière, la pression maximale atteint 4 000 psi (272,2 atm). Un tuyau de 4 pouces (10,16 cm) est utilisé dans le développement des champs pétrolifères ; tuyaux de 2 à 16 (5,08 - 40,64 cm) pouces - lors de la filtration de l'eau, à la fois dans les basses températures de l'Alaska et dans le climat chaud du golfe Persique. Le pipeline de 12 pouces transporte du pétrole brut ou de l'eau salée à une pression de 290 psi (19,7 atm) et à une température d'environ 120 o F (48,9 o C). Les pipelines souterrains sont utilisés pour transporter des liquides inflammables et combustibles, livrant de l'essence, de l'alcool et de leurs mélanges aux stations-service publiques et privées du pays.

Après que les pipelines en fibre de verre soient devenus assurables à la fin des années 1960, la construction a commencé à grande échelle, avec une longueur totale de plus de 60 millions de pieds.

Bien que l’utilisation de tuyaux en béton soit encore prédominante dans les canalisations d’égouts et de drainage, de nombreuses industries privilégient la fibre de verre. Par exemple, les tuyaux en béton utilisés dans les réseaux d’égouts sont rapidement détruits par le sulfure d’hydrogène. Ce composé chimique corrode la surface du tuyau, ce qui conduit finalement à l'effondrement des parois. La fibre de verre, au contraire, résiste au sulfure d'hydrogène, c'est pourquoi des tuyaux en fibre de verre ont été utilisés comme couche intérieure des tuyaux en béton de grand diamètre (de 48 à 60 pouces - 116,84 - 152,4 cm).

Perspectives des tuyaux en fibre de verre

De nos jours, les entreprises de construction et de conception peuvent utiliser des logiciels informatiques pour créer des systèmes de tuyauterie en fibre de verre plus avancés. Le logiciel analyse les flux de liquides et de gaz, examine les travées des pipelines et la conception des plateformes de poussée, détermine la composition chimique et traite les informations liées à l'installation du pipeline. Ces programmes facilitent divers calculs, aident à la création de nouveaux systèmes de canalisations et vous permettent également d'identifier et d'éliminer les défauts des canalisations précédemment posées.

Il est possible que dans un avenir proche, l’industrie pétrolière et gazière ait besoin de tuyaux de plus grand diamètre, capables de résister à des pressions plus élevées, en raison de la nécessité de résoudre les problèmes de prévention de la corrosion. De plus, il est devenu possible de concevoir des tuyaux utilisant des technologies spéciales empêchant la propagation du feu. Ceci est réalisé grâce à un revêtement spécial ignifuge. Et si du liquide circule dans un tel pipeline, un tel système fonctionnera de manière fiable pendant au moins 3 heures. Une protection ignifuge et hydrofuge permet de réduire le poids des tuyaux en fibre de verre. Ceci est d'une grande importance lors de la création de plates-formes pétrolières offshore. La réduction du poids de la structure permet au fabricant de réduire les coûts de 2 à 4 dollars par livre (par exemple, économisant jusqu'à 750 tonnes).
Les technologies sans tranchée permettant la pose de microtunnels sans endommager la surface de la route et d'autres objets au sol se développent rapidement.

Les tuyaux en fibre de verre constituent une excellente alternative aux matériaux traditionnels comme l’acier et le béton. Ils ont une excellente résistance à la corrosion, sont légers et faciles à utiliser et à installer. Ils ont une surface lisse qui permet des débits plus élevés, ce qui réduit la consommation d'énergie.

La fibre de verre est un type courant de fibre de verre. Les fibres peuvent être placées au hasard, pressées pour former une feuille ou tissées pour former un tissu. La matrice plastique peut être une matrice polymère thermodurcie, le plus souvent à base de polymères thermodurcis tels que la résine époxy, la résine polyester ou le vinylester.

Histoire

Du milieu à la fin des années 1980 du 20e siècle, la production et l’utilisation de tuyaux composites souterrains de grand diamètre ont augmenté. Les progrès technologiques dans le processus d’enroulement filamentaire, la résistance à la corrosion et les facteurs forts du marché ont contribué à la popularité des tuyaux en fibre de verre. Les définitions de ce qui constitue un tuyau de grand diamètre peuvent varier, mais en général, les tailles varient de 12 à 14 pouces.

Les tuyaux en composite ou en fibre de verre sont utilisés dans un large éventail d'industries telles que la production d'électricité, la pétrochimie et le dessalement de l'eau de mer. Les tuyaux en fibre de verre résistent à la corrosion, ont un long cycle de vie, dépassant souvent 30 ans, et constituent une meilleure alternative à l'acier et à d'autres alliages métalliques, à la fonte ductile et au béton. Selon les statistiques, plus de 60 000 km de canalisations de grand diamètre sont en service dans le monde.

Champ d'application

Principaux domaines d'utilisation :

Dilatation et contraction thermique

Le tuyau en fibre de verre a différentes directions diagonales et axiales. Dans le sens circonférentiel, la dilatation thermique est approximativement la même que celle de l'acier. Cependant, dans le sens axial, la dilatation thermique est environ deux fois supérieure à celle de l'acier.

Le poids relativement faible des tuyaux en fibre de verre constitue un avantage à prendre en compte lors de la conception d’un système de tuyauterie. Les forces thermiques étant plus faibles, les équipements contraignants (guides, ancrages) n'ont pas besoin d'être aussi solides et lourds que pour les canalisations en acier. Il y a une certaine augmentation en raison de la charge de pression finie sur le système de tuyauterie, mais l'expérience a montré que ce changement de longueur n'a pas besoin d'être pris en compte lors de la conception d'un système de tuyauterie en fibre de verre. Les systèmes de tuyauterie composites peuvent supporter des chocs thermiques entre les températures de fonctionnement nominales maximales si les raccords de tuyauterie ne sont pas mécaniques.

Caractéristiques

Les tuyaux en fibre de verre présentent les avantages suivants :

longue durée de vie grâce à une excellente résistance à la corrosion et aux agressions chimiques (eau salée, CO 2, H 2 S, solvants, eau thermique et huileuse) ;
facile à manipuler et léger (environ ¼ du poids de l’acier) ;
nécessitent moins de personnel et d'équipement pour l'installation ;
installation rapide grâce aux raccords et aux coûts d'installation réduits ;
Caractéristiques d'écoulement améliorées grâce à un revêtement interne lisse et à une résistance réduite du matériau.

Tuyaux en fibre de verre : caractéristiques techniques

La principale raison de l'utilisation et de la popularité croissantes de la fibre de verre réside dans ses avantages clés tels qu'un rapport résistance/poids élevé, une stabilité dimensionnelle, de bonnes propriétés mécaniques, une facilité d'installation, des coûts d'installation et de maintenance réduits et une durabilité globale dans des conditions extrêmes. Un autre avantage des tuyaux en fibre de verre est qu’ils ont une surface intérieure plus lisse que les matériaux de construction traditionnels. L'alésage interne lisse résiste aux dépôts importants et peut produire un débit de fluide de service élevé tout au long de la durée de vie du projet.

De nombreuses considérations doivent être prises en compte lors de la conception d'une conduite souterraine de grand diamètre : conditions locales du sol, profondeur de la nappe phréatique, charges d'enfouissement et de vie, déflexion due aux erreurs et aux températures de fonctionnement, vitesse et pression du fluide, perte de charge due à un écoulement turbulent, marteau hydraulique, pression sur la pression de flexion et de pulsation. La conception d'un système de canalisations souterraines approprié est un processus complexe qui implique des calculs approfondis : la conception du produit doit toujours être réalisée par des ingénieurs qualifiés.

Tuyau composite en fibre de verre

La fibre de verre utilise une variété de résines époxy et vinylester et, si nécessaire, des barrières contre la corrosion pour obtenir des performances optimales pour toute application pratique. Une large gamme de températures et de pressions vous permet d'adapter au mieux le tuyau en fibre de verre aux exigences d'une application spécifique.

Les tuyaux en fibre de verre haute pression ont fait leurs preuves car ils sont utilisés dans des environnements difficiles depuis des décennies et ont prouvé leur durabilité et leur valeur. Les premiers échantillons sont apparus il y a plus de 40 ans.

Avantages des systèmes de tuyauterie composites en fibre de verre :

résistance accrue à la corrosion/à l’abrasion lorsqu’elle est exposée à des acides forts ;
haute résistance;
les travées de tuyaux sont similaires à leurs homologues en acier ;
chlorure de polyvinyle de haute qualité pour des températures plus élevées et des distances de tuyauterie plus longues ;
remplacement optimal des tuyaux en acier avec revêtement externe ou interne corrosif.

Les diamètres des tuyaux en fibre de verre varient de 1 à 72 pouces.

Corrosion induite microbiologiquement

Cette vulnérabilité est un problème courant dans les processus industriels en raison de la présence de microbes. Cela conduit finalement à la formation de lacunes, avec des poches de concentrations d’oxygène et d’ions, permettant à la corrosion de progresser.

S’ils ne sont pas traités avec un kit de réparation en fibre de verre, les systèmes de tuyauterie seront considérablement affaiblis, créant souvent des trous dans les parois des tuyaux, entraînant des fuites et des pertes de fluide.

Le traitement peut être effectué en protégeant les canalisations ou en traitant chimiquement le fluide, qui lui-même peut être sensible à la corrosion.

Chacune de ces méthodes nécessite des coûts supplémentaires, ce qui ne peut que retarder l’échec.

Raccords et accessoires

Les accessoires pour tuyaux en fibre de verre sont fabriqués à partir de résines époxy et vinylester. Ces adhésifs offrent la meilleure résistance à la corrosion et les meilleures performances en température.

Les raccords comprennent des brides, des raccords, des tés, des réducteurs, des tuyaux de drainage, des kits de réparation, un kit de réparation en fibre de verre et bien plus encore. Les tuyaux en fibre de verre sont conçus pour des applications intensives et conviennent à une large gamme de produits chimiques, comme spécifié dans le Guide de résistance chimique de la fibre de verre.

Tous les raccords sont livrés avec un raccord de tuyau ou de bride pour une installation facile sur le terrain. Les prix des tuyaux en fibre de verre incluent tous les accessoires nécessaires à l'installation et varient de 4 350 à 47 900 roubles par mètre linéaire, selon le diamètre.

Les coûts de main-d'œuvre et les investissements en capital importants associés à la construction, à la reconstruction et à la réparation de services publics pour le transport de divers fluides liquides nécessitent de nouvelles technologies qui réduisent les coûts des matériaux, réduisent le temps de travail, augmentent la fiabilité et
augmenter la durabilité des communications. La pratique mondiale indique une utilisation de plus en plus répandue, notamment pour les systèmes d'approvisionnement en eau et d'assainissement.
et l'industrie pétrolière et gazière des tuyaux en fibre de verre fabriqués à partir de matériaux composites polymères. Les tuyaux en fibre de verre sont fabriqués à partir de matériaux composites à base de résines thermodurcissables, de sable de quartz et renforcés de fibre de verre. L'utilisation de tuyaux en plastique renforcé de fibre de verre a
les avantages suivants :

Haute résistance mécanique, assuré par la présence de fibre de verre dans le matériau.

Résistance à la corrosion des éléments externes et les surfaces internes des tuyaux, éliminant ainsi le besoin de revêtements protecteurs, de peinture et de protection cathodique. À long terme et
fonctionnement efficace (jusqu’à 50 ans ou plus). Les tuyaux FRP conviennent au pompage de presque tous les produits chimiques, même à des températures très élevées par rapport aux autres plastiques.

Lissé de la surface mur intérieur, ce qui minimise la perte de pression de vitesse. Les faibles pertes par friction réduisent les coûts de pompage et les coûts d’exploitation. En l’absence totale de dépôts, aucun frais de ménage n’est demandé.

Longue durée de vie du pipeline.

Étanchéité extérieure et intérieure absolue des canalisations et des raccords.

Faible poids du tuyau, ¼ du poids des tuyaux en acier et 1/10 du béton, ce qui permet l'utilisation de pavés légers et facilite leur transport.

DANS Possibilité de produire des longueurs de tuyaux plus grandes par rapport aux tuyaux fabriqués à partir d’autres matériaux.

Facilité d'installation, parce que La pose souterraine et aérienne de tuyaux en plastique renforcé de fibre de verre est facile à installer et peut être réalisée en peu de temps.

Termes et définitions

Diamètre nominal (DN) - alésage interne conditionnel du tuyau (mm)

Pression nominale (PN) - un paramètre qui détermine la pression de fonctionnement dans le tuyau pendant le fonctionnement (MPa)

La rigidité nominale (SN) est un paramètre de tuyau qui détermine l'installation et la pose du pipeline dans diverses conditions, par exemple la distance entre les supports pour une installation aérienne ou la profondeur et les conditions de remblayage du pipeline pour une installation souterraine (N/ m²)

Température de fonctionnement de conception (T) - la température constante maximale à laquelle le système est censé fonctionner (0 C)

Les tuyaux en PRV sont un composite renforcé de fibre de verre à base de résine polyester

Les tuyaux GRE sont un composite renforcé de fibre de verre à base de résine époxy

Tuyaux en fibre de verre GRP

Tuyaux d'un diamètre (DN) de 300 à 2600 mm inclus
Longueurs de tuyaux standard - 3, 6, 9, 12 m
Pression (PN) jusqu'à 4 MPa
Dureté (SN) 2500, 5000, 10.000 N/m² et plus
Température d'application 60 °C.

Domaines d'application des tuyaux en PRV

Canalisations d'eau industrielle et potable
Drains d'eaux usées industrielles et municipales
Prises d'eau pour systèmes de refroidissement
Collecteurs de rejet d'eaux usées en mer
Pipelines sous-marins
Lignes technologiques des installations industrielles
Systèmes de sécurité incendie
Systèmes de transport et de distribution d'essence
Conduits de fumées pour liquides corrosifs et tuyaux de ventilation
Manchons d'installation pour pompes submersibles
Conduites sous pression
Désulfuration des fumées
Système d'irrigation
Cheminées pour fumées.

Tuyaux en fibre de verre GRE

Caractéristiques techniques des canalisations :

Tuyaux d'un diamètre (DN) de 25 à 1000 mm inclus
Longueur de tuyau standard 9 m
Pression (PN) 6,4 MPa ou plus
Rigidité (SN) 10 000 N/m² ou plus
Température d'application 90-130°C ;

But des tuyaux

Pétrole et produits pétroliers
Alimentation en eau chaude, système de chauffage
Transport de fluides chimiquement agressifs
Approvisionnement en eau potable et technique
Assainissement et eaux usées industrielles.

Tuyaux en fibre de verre GRP

DN400 mm PN1 MPa SN10000 N/ m² Objectif : Transport d'eau potable, Makhachkala, Fédération de Russie.

DN2600 mm, PN 0,6 MPa, SN 7500 N/m² Vitesse d'écoulement 4 m/s, volume 17 m³/s Objectif : Conduites d'eau en circulation de la centrale électrique du district d'État de Nevinnomyssk,
Piatigorsk, Fédération de Russie.

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