Basaltfaser-Pipelines: Eine neue Option für den Energietransport

Auf dem Markt für Hochdruckrohre werden Verbundwerkstoffe wie GlasfaserKohlenstofffaser und Basaltfaser werden alle verwendet. Am weitesten verbreitet sind jedoch Hochdruckrohre aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), während Rohre aus Basalt und Kohlenstofffaser weniger gebräuchlich sind.BasaltfaserVerbundhochdruckrohre finden aufgrund ihrer außergewöhnlichen Korrosionsbeständigkeit, ihres geringen Gewichts und ihrer hohen Festigkeit, ihres geringen Flüssigkeitswiderstands und ihrer langen Lebensdauer breite Anwendung in verschiedenen Bereichen wie der Erdölindustrie.Chemisches, Luft- und Raumfahrt sowie Bauwesen.

Vorteile von Basaltfaserrohren

Materialvergleich und Anwendungsgebiete

Basaltfaser-Hochdruckrohre Basaltfaserrohre sind korrosionsbeständig gegenüber verschiedenen Medien, darunter H₂S, CO₂ und Salzwasser. Sie weisen zudem hervorragende Durchflusseigenschaften auf, mit einem Durchflusskoeffizienten, der bis zu 1,5-mal höher ist als der von Stahlrohren. Obwohl GFK am weitesten verbreitet ist, finden Basaltfaserrohre aufgrund ihrer überlegenen Leistung zunehmend Anwendung in unterschiedlichsten Bereichen. Darüber hinaus zeichnen sich Basaltfaser-Hochdruckrohre durch eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, ein geringes Gewicht und niedrige Installationskosten aus. Ihre geplante Lebensdauer beträgt über 30 Jahre, und in einigen Projekten haben sie sich sogar über 50 Jahre bewährt. Obwohl Basaltfaser-Hochdruckrohre sowohl in China als auch international noch relativ neue Produkte sind und es nur wenige Berichte über ihre Anwendung im Ingenieurwesen gibt, spielen sie aufgrund ihrer herausragenden Leistung bereits eine wichtige Rolle in verschiedenen Hochdruckleitungen, darunter Rohöl-, Erdgas- und Frischwassertransport, Abwassereinleitung, Bohrlochverrohrung und petrochemische Prozessleitungen.

Korrosionsbeständigkeit und Lebensdauer

Die strukturelle Auslegung von BasaltfaserHochdruckrohre aus Basaltfasern bestehen aus drei Schichten: einer inneren Auskleidung, einer Strukturschicht und einer äußeren Schutzschicht. Die innere Auskleidung ist reich an Harz mit einem Harzanteil von über 70 %, der an der Innenfläche sogar bis zu 95 % erreichen kann. Dadurch weisen diese Rohre eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf und widerstehen langfristig der Erosion durch verschiedene starke Säuren und Basen, anorganische Salzlösungen, Oxidationsmittel, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid und organische Lösungsmittel. Die geplante Lebensdauer beträgt über 20 Jahre, viele Rohre sind jedoch auch nach mehr als 30 Jahren noch in gutem Zustand und benötigen während ihrer Nutzungsdauer keine Wartung.

Fertigungsprozess und Kosteneffizienz

Der Herstellungsprozess für Basaltfaser Die Eigenschaften von Hochdruckrohren unterscheiden sich deutlich von denen von Glasfaser-Hochdruckrohren. Bei gleichen Faserspezifikationen, gleichem Faseraufbau und gleichen Anlagenbedingungen ist die hydrostatische Druckbeständigkeit von Basaltfaserrohre Basaltfaserrohre sind deutlich besser als Glasfaserrohre. Durch die Reduzierung der Lagenanzahl behalten sie ihre Druckbeständigkeit bei und senken gleichzeitig den Rohstoffverbrauch und die Produktkosten effektiv, wodurch sie kostengünstiger werden.

Konstruktions- und Leistungsmerkmale

Tragwerksplanung

Die dreischichtige Struktur von Basaltfaser-Hochdruckrohren, bestehend aus einer inneren Auskleidung, einer Strukturschicht und einer äußeren Schutzschicht, verleiht ihnen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Diese Rohre zeichnen sich zudem durch hervorragende Dauerfestigkeit und eine lange Lebensdauer aus.

Gewicht und mechanische Eigenschaften

Hinsichtlich des Gewichts bieten Hochdruckrohre aus Basaltfaser einen deutlichen Vorteil. Ihre Dichte beträgt etwa 1,6 g/cm³, also nur ein Viertel bis ein Fünftel der Dichte von Stahl- oder Gusseisenrohren. In der Praxis zeigt sich, dass ein GFK-Rohr mit gleichem Durchmesser und gleicher Länge bei gleichem Innendruck nur etwa 28 % eines Stahlrohrs wiegt. Sie weisen eine hohe spezifische Festigkeit und gute mechanische Eigenschaften auf, wobei die axiale Zugfestigkeit 200 bis 320 MPa erreicht und damit nahe an der von Stahlrohren liegt, jedoch bei höherer spezifischer Festigkeit. Dies ermöglicht eine deutliche Reduzierung des Eigengewichts der Rohre bei der Tragwerksplanung und vereinfacht somit die Installation.

Weitere überlegene Eigenschaften

Darüber hinaus sind Hochdruckrohre aus Basaltfasern resistent gegen Ablagerungen und Paraffinbildung, weisen einen geringen Strömungswiderstand, eine gute elektrische Isolation, einfache Verbindungsmöglichkeiten, hohe Festigkeit, geringe Wärmeleitfähigkeit und geringe thermische Spannungen auf. Diese hervorragenden Eigenschaften ermöglichen den breiten Einsatz von Hochdruckrohren aus Basaltfasern in verschiedenen Bereichen und bieten Potenzial für eine zukünftig noch umfassendere Verbreitung und Anwendung.