【复材資讯】强度重量比最高的碳纤维管道,具有超强的性能优势

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二十多年来，位于美國亚利桑那州圖森市的QuakeWrap Inc.一向在開辟利用纤维加强聚合物 (FRP) 质料的根本举措措施修复解决方案。该公司的大口径复合管StifPipe今朝正在密歇根州底特律市最新的污水根本举措措施项目中安装。

QuakeWrap 團隊成員展現了 16 英尺（约4.9米）直径的 StifPipe 的尺暴牙,寸。

“底特律项目標怪异的地方在于它多是世界上最大的聚合物复合管道。”QuakeWrap管道部分司理说。

夺取在项目中占据一席之地

QuakeWrap于2016年初次推出StifPipe，那時它得到了美河山木匠程師协會 (ASCE) 立异奖。从當時起，从波多黎各到澳大利亚，StifPipe已在全世界范畴內的利用，但以前的项目都没有像底特律那样大范围地利用StifPipe。在底特律安装的管道直径為16英尺（约4.9米），厚度仅為2英寸（约5厘米）。

QuakeWrap的開創人兼总裁说：“這類管道的强度重量比在市道市情上是最高的。是以它很轻，并且不會被腐化，有不少长处。當你利用由强度较低的质料制成的较厚壁衬時，将落空液压能力（废水的最好流量），而這很是首要，特别是運送大量液體或水時。”

StifPipe的部件正在装上卡車，筹备運往底特律。

StifPipe由12层质料構成——四层碳纤维、六层玻璃纤维和两层專有芯材。碳纤维和玻璃纤维织物由美國阿拉巴馬州凤凰城的Vectorply公司和美國北卡罗来纳州泰勒斯维尔的美國复合织物公司供给，并由美國伊利诺伊州绍姆堡Composites One公司分發。大大都QuakeWrap树脂由美國馬里兰州派克斯维尔的EFI Chemicals公司出產。组合起来的2英寸质料支持着一根管道，這個管道的巨细足以容纳一架波音737的機身，并且另有4英尺（约1.2米）的空地。按照Sever的说法，對付具备至關强度的不异直径混凝土管，它的厚度约莫要 18英寸（约46厘米）厚。

2019年，奥克兰-馬科姆截流排水區(OMIDDD) 和 NTH Consultants Ltd. (NTH) 對该區从底特律一個大型泵站運送污水的部門管道举行了查抄。在發明必要维修的老化管段後，污水处置區决议對直径17.5英尺的管道举行修整。這些管道運送了底特律一半以上的废水，是以在从新铺設管道的進程中，天天只能封闭部門時候。如许就没有足够的時候来修复管道，是以OMIDDD團隊成員寻觅可以在地面上制造和组装的管道技能，然後将其放入污水體系中，并利用滑動衬里工艺举行安装。

在ASCE大众奇迹工程與丈量钻研所 (UESI) 管道集會上與 QuakeWrap 获得接洽後，来自 OMIDDD 和 NTH 的代表将 StifPipe 和其他两種技能纳入了滑衬修复的建议书 (RFP) 中。為了使维修多样化并确保其持久不乱，他們请求所有承包商在必要从新铺設的1,800英尺管道的最少10%中利用這三種技能。

按照QuakeWrap的说法，StifPipe的重要长处之一是它相對于较轻，使得安装更易。“在這個项目中，StifPipe重量约為每英尺450-500磅（约204-227千克），每段的重量都不到4吨，過轻了——约莫是混凝土和钢材重量的10%，還不到工場制造的沙浆芯玻璃纤维管重量的25%。在施工時代阐明了不少問题，施工方也很喜好复合管道。”

重量轻，便于安装和運输

在该项目標三项技能中，StifPipe是第二種安装的技能。白日将原有管道临時封闭。承包商将更换的管道經由過程地下的通道運送到位，然後将它們在原始管道內端對端對齐。StifPipe 的轻量化設計象征着它的安装不必要顶升装备。StifPipe管段装载到位後，将直径16英尺StifPipe和直径17.5英尺原始管道之間的环形空間用轻质混凝土填充。夜間将管道體系从新開启，污水連夜从泵站流出。

StifPipe的轻量化特征在運输進程中也阐扬了上風。芯轴在异地制造後，這些管道通太低間隙拖車一次運往底特律。當管道长度連结在14英尺，两頭重叠在一块儿時，两根管道可以同時安装在拖車上，同時仍為15.5英尺的桥梁和立交桥保存足够的間隙。
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在底特律期待安装的 StifPipe 组件。

對付高速公路和公路運输，管道必要超大负荷允许，但除此以外，它們相對于轻易轉移到底特律维修現場。因為不植牙,必要現場安装顶升装备或组装，與其他管道维修技能比拟，其安装本錢也更低。在其利用寿命時代，安装在底特律的StifPipe管段還将供给保護和機能上風：它們不會生锈或腐化，并且它們的污水運送效力将高于混凝土和其他傳统质料。

不竭成长利用

虽然今朝StifPipe的利用触及在場外制造零件并将它們输送到安装地址，但 StifPipe也可使用湿法铺叠法子在現場制造和安装。比方，在明尼阿波利斯的一個项目中，StifPipe质料經由過程尺度檢驗孔被带入100英尺深的地道中。然後将這些层利用到位并固化，構成一個12英尺直径的修复管道。

StifPipe正在明尼苏达州明尼阿波利斯市安装。

在北卡罗来纳州杰克逊维尔的水兵陸战隊勒琼营地的另外一個项目中，StifPipe 的质料被包裹在現有管道的外部，并在現場举行固化。QuakeWrap今朝正與美邦交通部互助展開煤油和自然气管道维修项目，在该项目中，另外一種名為SuperLaminate的碳和玻璃FRP產物将像气球同样在傳输管道內充气，并在几英里的处所安装。

虽然StifPipe的质料代價可能高于非复合质料竞争敌手激活毛囊,，但整體寿命本錢使其成為管道维修的有益選擇。“業主選擇這些技能不但仅是由于他們喜好咱們或他們喜好碳纤维，”Ehsani 说，“他們只是想以低廉的代價得到优良產物。”