FRP چیست؟

FRP که مخفف Fiber-Reinforced Plastic یا Fiber-Reinforced Polymer می‌باشد، یک ماده کامپوزیتی است که از یک ماتریس پلیمری تقویت شده با الیاف تشکیل شده است. این الیاف عمدتا شیشه (در فایبرگلاس)، کربن (در پلیمر تقویت شده با کربن)، آرامید یا بازالت هستند. به ندرت از الیاف دیگر مانند کاغذ، چوب یا آزبست نیز استفاده می‌شود. پلیمر مورد استفاده نیز عمدتا اپوکسی، وینیل استر یا پلی استر است، اگرچه رزین‌های فنول فرمالدهید نیز هنوز در حال استفاده هستند. FRP با توجه به ویژگی‌های منحصر به فردش از جمله مقاومت بالا در برابر خوردگی در صنایع مختلف کاربرد دارد.

مخزن FRP چیست؟

مخازن فایبرگلاس یا FRP در اوایل دهه هفتاد میلادی برای اولین بار معرفی شدند. امروزه با توجه به مزایای بسیاری که این مخازن نسبت به سایر مخازن دارند، به طور گسترده و برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. مخازن FRP از دولایه تشکیل شده اند؛ لایه داخلی آن‌ها از جنس پلی پروپیلن است و لایه خارجی آن‌ها نیز کامپوزیتی می‌باشد که به صورت روکشی بر روی پلی اتیلن قرار گرفته است؛ در نتیجه این مخازن در برابر خوردگی بسیار مقاوم می‌باشند. همچنین مخازن FRP استحکام و دوام بالایی دارند که منجر به طول عمر بالای آن‌ها می‌شود. سطح رویی این مخازن نیز عمدتا در برابر نور UV محافظت شده‌است تا بتوان آن‌ها را به آسانی در هرجایی نصب کرد. همچنین تانک‌های FRP را می‌توان از سایزهای کوچک تا سایزهای بزرگ تولید کرد و این مخازن به این معروف هستند که می‌توانند آب را به صورت طولانی مدت و بدون نشتی نگه دارند. لازم به ذکر است که برندهای مختلف مخازن FRP را در رنگ‌های مشکی، آبی، خاکستری و... تولید می‌کنند تا در برابر عبور نور مقاوم باشند. 

انواع مخازن FRP

مخازن FRP که در صنعت تصفیه آب به کار برده می‌شوند؛ در دو نوع ته بسته وته باز هستند. در مدل‌های ته بسته تنها یک ورودی در بالای مخزن وجود دارد که آب از آن وارد و خارج می‌شود، درحالی که در مدل‌های ته باز آب از بالای مخزن FRP وارد و از پایین مخزن خارج می‌شود. لازم به ذکر است که مخازن FRP عموما گلویی‌هایی با قطر 2.5 و 4 اینچ (تا 6 اینچ) دارند. شیرهای نیمه اتوماتیک و اتوماتیک فیلتر و سختی گیر سایزهای 3/4 اینچ و 1 اینچ با گلویی 2.5 اینچ سازگار هستند و شیرهای 2 اینچ مناسب گلویی 4 اینچ می‌باشند.

محاسن مخازن FRP

از مزیت‌های مخزن‌های FRP می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
مقاوم در برابر خوردگی: این مخازن در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند؛ به طوری که در برابر اکثر مواد شیمیایی مقاوم می‌باشند.
مقاوم در برابر زنگ زدگی: با توجه به این که پوسته بیرونی این مخزن‌ها از الیاف شیشه با رزین اپوکسی مستحکم ساخته شده‌ است؛ این مخازن بسیار براق و ضدزنگ می‌باشند.
وزن کم: با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد FRP، این مخازن سبک وزن هستند و وزن آن‌ها در حدود 1/3 وزن مخازن استنلس استیل می‌باشد. این بدین معنا است که حمل و نقل و نصب این مخازن ساده تر است که منجر به صرفه جویی در هزینه و زمان می‌شود.
استحکام و دوام بالا: تانک‌های FRP دوام بالایی دارند و فشارهای بالا را می‌توانند تحمل کنند، بنابراین در مقایسه با سایر مخازن طول عمر بالایی دارند.
مقرون به صرفه بودن: مخزن‌های FRP با توجه به دوام بالا و نیاز به نگهداری کم در مقایسه با مخزن‌های استیل مقرون به صرفه تر هستند. همچنین هزینه‌های نصب و راه اندازی این مخازن کم می‌باشد.
قابلیت طراحی سفارشی: امکان طراحی اختصاصی این مخازن برای تامین نیازهای خاص مشتریان فراهم است.

کاربردهای مخازن FRP

مخزن‌های FRP یا فایبرگلاس در تصفیه آب بسیار پرکاربرد هستند. در صنعت تصفیه آب از این مخزن‌ها برای فیلتراسیون ذرات معلق، نرم کردن آب‌های سخت و ذخیره سازی آب استفاده می‌شود. با توجه به مزیت‌های بسیار مخزن‌های فایبرگلاس، این مخازن به تدریج جایگزین مخازن فلزی و استیل در بسیاری از زمینه‌ها شده‌اند. مخازن FRP در تصفیه و ذخیره سازی آ‎ب‌های خانگی، تجاری و صنعتی مانند صنایع شیمیایی، نساجی، دارویی، غذایی، آبکاری، صنایع سبک و ... به کار برده می‌شوند.

طول عمر مخازن FRP

طول عمر میانگین مخزن‌های FRP در حدود 20 تا 30 سال است که در مقایسه با طول عمر میانگین مخازن پلی اتیلنی (10 تا 15 سال) بیشتر می‌باشد؛ از این رو امروزه در بسیاری از موارد از تانک‌های FRP به جای مخازن پلی اتیلنی استفاده می‌شود. برخی از موارد که منجر به کاهش طول عمر مخازن FRP می‌شوند، عبارتند از:
ذخیره سازی مواد شیمیایی نامناسب: اگرچه مخازن FRP نسبت به خوردگی در برابر اکثر مواد شیمیایی مقاوم هستند اما اگر این مخازن به صورت طولانی مدت در معرض مواد شیمیایی اکسیدکننده یا خورنده باشند، با آن‌ها واکنش می‌دهند و به ساختار مخازن FRP آسیب می‌رسانند، درنتیجه از طول عمر آن‌ها می‌کاهند.
دمای عملیاتی بالا: استفاده از مخازن FRP در دمای عملیاتی بالا منجر به کاهش طول عمر این مخازن می‌شود زیرا دمای بالا بر نحوه واکنش مواد شیمیایی ذخیره شده داخل تانک با لایه مقاوم در برابر مواد شیمیایی اثر می‌گذارد و مخزن را در معرض آسیب شیمیایی قرار می دهد.
تخلیه نامناسب: تخلیه نامناسب یکی از عوامل شایع در خرابی تانک‌های FRP است که عمدتا به آن توجه نمی‌شود؛ زیرا صاحبان مخزن همواره فکر میکنند که این تنها یک مخزن ذخیره سازی است و نرخ تغذیه آن پایین است و به تخلیه اهمیت نمی‌دهند. مخازن FRP تحت فشار بالا یا مخازنی که تحت خلا (وکیوم) قرار می‌گیرند، عمدتا زودتر از زمان مورد انتظار خراب می‌شوند.
نگهداری نامناسب: نگهداری نامناسب و ضعیف مخازن FRP باعث می‌شود که این مخازن نتوانند در بهترین حالت خود کار کنند و طول عمر مورد انتظار آن‌ها نیز کاهش یابد. یک برنامه نگهداری درست باید شامل تمیزسازی و ضدعفونی دوره‌ای و بررسی منظم نشت و تعمیر باشد.

مقایسه بین مخازن FRP و مخازن استیل/فلزی

در جدول زیر مخازن FRP و مخازن استیل/فلزی از جهات مختلف مورد مقایسه قرار گرفته‌اند.

نازل‌های مخازن FRP

هنگام استفاده از مخزن‌های FRP در فیلتراسیون یا سختی‌گیری از آب، برای پخش آب در داخل مخزن و جلوگیری از فرار دانه‌های رزین یا مدیای موجود در داخل مخزن (شن، کربن، آنتراسیت و ...) از نازل‌ها استفاده می‌شود. عموما اندازه منافذ نازل‌ها در حدود 0.2 میلی‌متر یا 200 میکرومتر است؛ این قطر بسیار کوچک مانع فرار ذرات از داخل مخزن می‌شود. این نازل‌ها مقاومت شیمیایی بالایی دارند و از پلی پروپیلن ساخته شده اند. نازل‌ها در اشکال مختلف هستند که در تصویر زیر برخی از آن‌ها نمایش داده شده‌اند.

چالش‌های تعمیر مخازن FRP

مخازن FRP می‌توانند مستعد ترک‌های ریز یا میکرو کرک‌ها (Micro-Cracks) باشند. با توجه به استفاده از رشته‌های در هم تنیده لایه‌های شیشه‌ای مورد استفاده در مخازن FRP، مکان یابی این ترک‌های ریز دشوار است. وجود این ترک‌های ریز در تانک‌های FRP منجر به نشت از این مخازن و خرابی آن‌ها می‌شود. تعمیر قسمت ترک خورده مخازن FRP بسیار سخت و دشوار است. همچنین تعمیر این مخازن عمدتا گران می‌باشد و باعث مختل کردن عملیات می‌شود. برای تعمیر این مخازن در اکثر موارد نیاز است که ابتدا مخزن تخلیه شود و مواد شیمیایی داخل آن در مخزن موقت ذخیره گردد؛ سپس مخزن FRP آسیب دیده باید تمیز و تحت فشار شسته شود تا بتوان آن را از داخل و خارج مخزن تعمیر کرد. از سویی بسته به شدت مشکل، هزینه تعمیر ممکن است خیلی بالا باشد، از این رو عمدتا مخازن FRP را تعمیر نمی‌کنند.

نکات مهم در جابجایی و نصب مخازن FRP

برای جابجایی مخازن FRP حتما باید به نکات زیر توجه کرد: 
• هرگز نباید مخازن FRP را از سمت بدنه روی زمین چرخاند یا لغزاند. 
• هرگز مخزن FRP را از ارتفاع رها نکنید. همچنین توجه شود که مخزن با دیواره‌ها، پارتیشن‌ها، ابزار و تجهیزات ساییدگی یا برخورد شدید نداشته باشد.
• برای بلند کردن مخازن FRP حتما از جرثقیل یا لیفتراک استفاده کنید. حتما توجه کنید که زنجیرها در اطراف مخزن قرار داده نشوند. همچنین مطمئن شوید که لیفتراک بتواند وزن مخزن را تا ارتفاعی که قرار است مخزن بالا برده شود، تحمل کند.