ท่อ FRP (Fiberglass Reinforced Plastic) ใช้งานเป็นท่อฝังดินได้หรือไม่?

จากบทความที่แล้ว FRP คืออะไร เพื่อนๆสามารถไปอ่านย้อนได้ จากที่นายช่างเคยเล่าว่าท่อ FRP เป็นวัสดุที่มีจุดเด่นหลายอย่างเลย โดยเฉพาะสามารถใช้กับสารเคมีที่เป็นกรด หรือกัดกร่อนรุนแรงได้ รวมถึง น้ำหนักเบา (weight to stiffness) สามารถทนแรงดันได้มากกว่าท่อพลาสติกทั่วไป วันนี้นายช่างจะมาเปิดเผยข้อมูลที่เป็นข้อเท็จจริงของท่อ FRP รวมถึง Limit การนำไปใช้ เพื่อที่ทุกคนจะได้รับความรู้เชิงเทคนิคครับ 

กลับไปอ่านบทความ : มาทำความรู้จักกับท่อ FRP (Fiberglass Reinforced Plastic)

คุณสมบัติของท่อ FRP

ความรู้ทางเทคนิคที่เพื่อนๆจะต้องทราบ เพื่อใช้ในการเลือกวัสดุได้แก่ Mechanical properties (คุณสมบัติเชิงกล) และ Material compatibility (แปลไทย คือความสามารถที่วัสดุต่างๆทนกับสารเคมีในระบบได้ ปกติคำนี้วิศวกรจะใช้ทับศัพท์ไปเลยครับ และบางทีอาจเรียกว่า Chemical resistant chart)  Mechanical properties (คุณสมบัติเชิงกล) เพื่อเป็นข้อมูลว่า วัสดุแบบไหนรับแรง หรือนำไปสู่การทนแรงดันต่างๆ

จากกราฟ Stress vs Strain จะบ่งบอกถึงความแข็งแรงของ FRP ว่ามีการผสมกันระหว่าง Fiber ซึ่งเป็นเฟสของส่วนเสริมแรง เช่น Ceramics ( แก้ว (Glass:ใช้ทำ GFRP), Carbon:ใช้ทำ CFRP หรือ Aramids:ใช้ทำ AFRP) และเฟส matrix ซึ่งเป็นส่วนที่ให้คุณสมบัติทางด้านการทนสารเคมี การกัดกร่อน เช่น Thermoset plastic (EPOXY, Polyester และ Polyamides resin)

“Fiber จะมีเส้นกราฟที่ชันกว่า คือมีความแข็งมากกว่า Thermoset plastic อยู่มาก”

FRP จะมีสมบัติเชิงกลอยู่ระหว่าง Fiber และ Thermoset plastics ทั้งนี้สมบัติเชิงกลของ FRP สามารถปรับได้ตามปริมาณของ fiber ที่ใช้ในการทำ FRP 

นายช่างได้นำ Research งานหนึ่ง ซึ่งเปรียบเทียบสมบัติเชิงกลทั่วๆไปของ FRP เทียบกับเหล็กดังตาราง (www.semanticscholar.org/paper/Properties-of-FRP-Materials-for-Strengthening)

• FRP จะมี Tensile strength ได้มากกว่าเหล็ก (Steel) แสดงว่า FRP สามารถออกแบบให้ทนรับแรงได้มากกว่าเหล็ก
• ความหนาแน่น (Density) ของ FRP น้อยกว่าเหล็ก 3-4 เท่า นั่นคือเบากว่าเหล็ก 3-4 เท่า ซึ่งเป็นจุดเด่นของ FRP
• ความแข็งแกร่ง (ดูจาก Modulus of elasticity) ของ FRP มากกว่าเหล็ก นั่นคือเมื่อรับแรงเหล็กจะเสียรูปก่อน หรือ มีความคงทนมากกว่าเหล็ก

สรุปคือ FRP ทั่วไปเทียบกับเหล็กจะมีคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่าท่อเหล็กหลายด้าน แต่อย่างไรก็ตาม FRP ยังสู้เหล็กไม่ได้ในเรื่องของการนำไปใช้กับของไหลที่มีอุณหภูมิสูงดังกราฟ

ช่วงของการ Operated temperature หรืออุณหภูมิใช้งานสำหรับ FRP ชนิดต่างๆ ดังนี้ 

ในส่วนของราคา FRP จะมีราคาแพงกว่า Carbon steel เกรดทั่วไปตามท้องตลาด แต่เมื่อเทียบกับกลุ่ม Stainless steel มีราคาไม่แตกต่างกันมาก ทั้งนี้ขึ้นกับสภาวะการใช้งานของวัสดุนั้นๆ แต่ข้อดีของ FRP เป็นวัสดุที่แข็งแรง และมี Chemical resistant สูง สามารถทนการกัดกร่อนได้ นอกจากนี้ท่อ FRP ยังมีสมบัติเป็นฉนวนเพราะพันรอบด้วย Fiberglass  และการนำไฟฟ้าต่ำมาก ถ้าใช้ในโรงงานจึงไม่ต้องติดตั้งสายดิน (แต่ถ้าเป็นท่อเหล็กต้องติดตั้งสายดิน เพื่อความปลอดภัย)

ตัวอย่างการใช้ท่อเหล็กกับสารเคมีที่กัดกร่อน ถ้าใช้แค่สัปดาห์เดียวท่อเหล็กหนาๆ ก็ถูกกัดกร่อนจนรั่วได้ ดังนั้นจึงต้องเลือกใช้วัสดุท่อพลาสติกแทนเท่านั้น 

ดังนั้น ถ้าจะติดตั้งท่อใหม่อย่าลืมตรวจสอบ Material compatibility ด้วยไม่งั้นงานเข้านะครับ

FRP สามารถใช้งานเป็นท่อฝังดินได้หรือไม่???

จากที่นายช่างรีวิวสเปค สรุปคือ FRP มีค่าความแข็งแกร่ง (Stiffness/Elastic  modulus) สูงมากกว่าเหล็ก ทนแรงกระแทกได้ น้ำหนักเบากว่าเหล็ก 3-4 เท่า ทนสารเคมีกัดกร่อนได้สูง ทนความดันได้สูง จึงสามารถใช้งานเป็นท่อฝังดินได้อย่างแน่นอน 

===========================================

สุดท้ายขอขอบคุณข้อมูลดีๆจาก GRE Composites ผลิตภัณฑ์ FRP Cable Ladder และอื่นๆอีกมากมาย ด้วยคุณภาพและมาตรฐานสากลนะครับ

ศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมที่ https://www.grecomposites.com/pipe/

===========================================

แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit :  https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g

#นายช่างมาแชร์ #FRP #Pipe