Fiberglass – rury z włókna szklanego

Produkcja odbywa się w procesie nawijania włókien, których głównym składnikiem jest żywica epoksydowa, utwardzanych trzema różnymi systemami: aminami aromatycznymi, aminami alifatycznymi, bezwodnikami. Każda kombinacja żywic posiada swoje cechy charakterystyczne np. odporność względem chemikaliów, właściwości mechaniczne, odporność na temperaturę lub ciśnienie. Cechy te decydują o zastosowaniu rurociągów w konkretnych warunkach.

Podczas procesu nawijania niedoprzędy z włókna szklanego (rovings) przepuszczane są przez kąpiel impregnacyjną powodującą zwilżenie materiału matrycowego. Następnie zostają one mocno napięte i promieniowo nawinięte na obracający się trzpień. Na zakończenie przeprowadza się zabieg termicznego utwardzenia poprzez zastosowanie jednej z trzech możliwych reakcji wymienionych wyżej.

Taki proces produkcji pozwala na wytwarzanie rur o różnych warstwach, z możliwymi kątami nawijania 55° lub 0° + 70° (podwójny nawój). Proces 2-kątowego nawijania jest opatentowanym wynalazkiem NOV i jest stosowany przy wytwarzaniu produktów do zastosowań pionowych. Warstwy 70° gwarantują wewnętrzną i zewnętrzną wytrzymałość kolumny i zapobiegają ewentualnemu zapadnięciu się rury. Warstwy 0° zapobiegają nadmiernemu rozciąganiu, a tym samym deformacji rury, i gwarantują jej odporność na obciążenia osiowe spowodowane ciężarem własnym kolumny oraz występujących sił rozciągających. Ze względu na fakt, iż kierunkowe rury GFK zachowują się w różny sposób, dzięki takiej geometrii nawoju zostaje wielokrotnie powiększona i polepszona ich wytrzymałość bez konieczności zwiększenia zużycia materiału.

GFK (potocznie włókno szklane) włókniste kompozytowe tworzywo sztuczne (np. poliester nienasycony, estry winylowe lub żywice epoksydowe) zawierające włókna szklane oraz, zależnie od użytego tworzywa sztucznego i procesu utwardzania, dodatkowo zawierające żywice reaktywne. Łączy w sobie bardzo wysoką wytrzymałość na rozciąganie włókien szklanych z odpornością żywicy na korozję i oddziaływanie mediów. GFK jako że składa się z kilku warstw włókien szklanych i żywicy nie jest materiałem homogenicznym.

Z tego powodu wartości elastyczności w kierunkach osiowych i promieniowych różnią się od siebie. Poprzez orientację włókien wzmacniających różnicują się również odkształcenia i proporcjonalnie granice elastyczności w obu kierunkach. Wybór systemu utwardzania ma wpływ na chemiczną wytrzymałość i zachowanie temperatury spoiwa matrycowego. Z wyboru typu szkła wynikają cechy mechaniczne takie jak wytrzymałość na rozciąganie, ściskanie i moduł sprężystości.

Ciekawe jest porównanie szczególnych cech materiałów, np. GFK, HD-PE lub stali stosowanych w takich samych lub podobnych warunkach. Istotne jest indywidualne traktowanie każdego z osobna przypadku użycia materiału w określonych warunkach. Niektóre materiały już na wstępie mogą zostać wykluczone ze względu na przekroczenie pewnych granic. GFK prawie we wszystkich swoich cechach wykazuje przekonywujące zalety.

Decydując o wyborze materiału nie należy brać pod uwagę jedynie kosztów inwestycji. Należy, obok zalet technicznych, wziąć pod uwagę koszty przyszłej eksploatacji.