オフショアおよび海洋用途向けの FRP: 最も過酷な腐食環境向けに構築
構造材料やインフラストラクチャの材料にとって、外洋ほど要求の厳しい環境はほとんどありません。
海洋および海洋の構造物は、塩水、高湿度、紫外線、温度変動、生物活動、機械的負荷に継続的にさらされています。多くの産業環境とは異なり、これらの状態は一時的なものではなく、耐用年数を通じて毎日構造物に影響を与えます。
したがって、海洋およびオフショアのエンジニアにとって、材料の選択は最初の購入価格をはるかに超えています。耐食性、重量、電気特性、メンテナンス要件、長期耐久性はすべて、設置の安全性、信頼性、運用コストに直接影響を与える可能性があります。
これは繊維強化ポリマー (FRP) 複合材料は、従来の金属材料に代わる強力な代替品となります。
海洋環境はなぜこれほど厳しいのでしょうか?
鋼鉄は、その強度と確立された工学基準により、海洋建設に広く使用されています。ただし、海水にさらされると、継続的な腐食の問題が発生します。
塩分と湿気は電気化学的腐食を促進しますが、保護コーティングは紫外線への曝露、機械的損傷、海水との継続的な接触により劣化する可能性があります。
したがって、海洋構造物には定期的に以下が必要となる場合があります。
●腐食検査
●下地処理
●再塗装・再コーティング
●部品交換
● アクセスとメンテナンスの操作
海洋設置の場合、保守要員や機器を遠隔地に輸送する必要がある場合があるため、これらの活動には特に費用がかかる可能性があります。
FRP はこの問題に異なるアプローチをとります。金属基材を腐食から保護するのではなく、複合材料自体が本質的に錆やさまざまな形の環境劣化に対して耐性があります。
1. 耐食性
耐食性は海洋用途における FRP の最も重要な利点の 1 つです。
従来の鋼は、厳しい海洋環境、特に保護コーティングが損傷または劣化した場合に重大な腐食が発生する可能性があります。
FRPには従来のような錆の発生の可能性がある金属成分が含まれていません。ガラス繊維強化材とポリマー樹脂の組み合わせにより、海水、湿気、および多くの腐食環境に対する強い耐性が得られます。
そのため、FRP は以下の用途に特に適しています。
● 海洋プラットフォーム
●海上歩道
● 沿岸インフラ
● 船舶および港湾施設
●養殖システム
●海水処理設備
● ケーブル管理システム
腐食を軽減すると、繰り返しの保護コーティングやそれに伴うメンテナンスの必要性も軽減されます。
2. 軽量構造
FRP は同等の構造用鋼製コンポーネントよりも大幅に軽量化でき、設計とプロファイルに応じて最大約 75% の重量削減が可能です。
海洋エンジニアリングでは重量が特に重要です。
海洋構造物に追加される 1 キログラムごとに、輸送、吊り上げ、設置、構造設計に影響を与える可能性があります。浮遊アプリケーションでは、重量も浮力と安定性の計算に影響を与える可能性があります。
したがって、FRP の密度が低いと、いくつかの実際的な利点が得られます。
● 輸送が容易になります。
● 手動操作の簡素化
● 吊り上げ要件の軽減
● より迅速なインストール
● 構造負荷の低減
● サポート要件が軽減される可能性があります
アクセスが困難なプロジェクトや設置機器が限られているプロジェクトの場合、これらの利点は特に価値があります。
3. 非導電性特性
FRPは従来の金属構造物と比較して本質的に電気絶縁性を持っています。
この特性は、導電性の金属コンポーネントにより追加の電気腐食および電気腐食の考慮事項が発生する可能性がある、電気機器や海洋電力インフラストラクチャの周囲で貴重になる可能性があります。
したがって、FRP ケーブル トレイ、プラットフォーム、歩道、構造コンポーネントは、電気絶縁が設計上の重要な考慮事項となる用途に使用できます。
FRP 製品の具体的な電気的性能は、樹脂システム、強化材、配合に依存するため、設計中にプロジェクト固有の要件を常に評価する必要があります。
4. 非磁性性能
FRPのもう一つの特徴は非磁性であることです。
これは、特定のナビゲーション、測定、監視システムなど、磁気干渉を最小限に抑える必要があるアプリケーションで有利です。
海洋および海洋の特殊な設置では、非磁性の構造コンポーネントとサポート コンポーネントを使用することで、エンジニアは敏感な機器への不必要な干渉を避けることができます。
5. メンテナンス要件の軽減
海上でのメンテナンスは陸上でのメンテナンスとは根本的に異なります。
海洋構造物へのアクセスは、気象条件、船舶、クレーン、専門スタッフによって異なります。比較的単純なメンテナンス作業であっても、費用がかかり、運用上の混乱が生じる可能性があります。
FRPの耐食性により、再塗装や再塗装といった従来の腐食関連のメンテナンスの必要性が大幅に軽減されます。
エンジニアは、保護コーティングを繰り返し修復する代わりに、海洋環境に対して本質的に耐性のある材料を指定できます。
これは次のことに寄与する可能性があります。
メンテナンス要件の低下 → 介入の減少 → ダウンタイムの減少 → ライフサイクルコストの削減。
実際のメンテナンス要件は、特定の FRP 配合、用途、および動作環境によって異なりますが、潜在的なライフサイクル上の利点は、長期的な海洋インフラに特に関連します。
現実世界の海洋用途における FRP
FRP 複合材料は、要求の厳しい海洋および海洋用途の幅広い分野ですでに使用されています。
オフショアプラットフォーム
FRP は、歩道、プラットフォーム、手すり、ケーブル管理、構造支持システムなどの分野で従来の金属コンポーネントを置き換えることができます。
耐食性と軽量の組み合わせにより、設置を簡素化しながらメンテナンスの必要性を軽減できます。
ケーブル管理システム
オフショアの電気および通信インフラストラクチャには、湿気、塩分、および厳しい環境条件に耐えることができる信頼性の高いケーブル サポート システムが必要です。
FRP ケーブル トレイおよびはしごシステムは、従来の金属製ケーブル管理に代わる耐食性を提供します。
海洋および沿岸インフラストラクチャー
FRP 格子、構造プロファイル、手すり、アクセス システムは、港湾、沿岸施設、海水処理プラント、海洋条件にさらされるその他のインフラストラクチャで使用できます。
水産養殖
養殖施設は常に海水と接触して稼働しています。
FRP プロファイルと構造システムは、耐湿性と耐腐食性が特に重要なフローティング フレーム、プラットフォーム、支持構造に使用できます。
FRPの応用例
いくつかの長期的な用途では、要求の厳しい環境における FRP の可能性が実証されています。
オフショアプラットフォーム — 上海
FRP コンポーネントは、海洋用途で鋼の代わりに使用されており、腐食への曝露とそれに伴うメンテナンス要件を軽減します。
オーグラエンド インダストリーズ — ノルウェー
FRP ケーブル管理システムは長期用途向けに供給されており、10 年間の供給関係が報告されており、言及された期間中にメンテナンス介入は文書化されていません。
牡蠣養殖 — ベトナム
FRP いかだシステムは、水産養殖用途向けの従来の木材および金属構造の代替品として導入され、継続的に海水にさらされる場合の耐久性のあるソリューションを提供します。
これらの例は、複合材料が従来の材料の代替品として考慮される幅広い環境を示しています。
適切な FRP ソリューションの選択
すべての海洋用途に同じ FRP 配合が必要なわけではありません。
適切な解決策は、次のような要因によって異なります。
●海水暴露
●紫外線にさらされる
●機械的負荷
● 温度
● 化学物質への曝露
●要求される耐火性能
●電気的特性
●プロファイル寸法
● 期待寿命
動作環境と技術的要件に応じて、さまざまな樹脂システムと強化構成を選択できます。
このため、多くの場合、単に標準プロファイルを選択するよりも、カスタマイズされた FRP 設計の方が適切です。
海洋および海洋プロジェクト向けの FRP ソリューション
Nanjing Spare New Materials では、要求の厳しい産業用途やインフラ用途向けに、次のような幅広い FRP 製品を製造しています。
●FRP構造プロファイル
● ケーブルトレイとラダーシステム
● グレーチング・通路
● 手すりと安全システム
● アクセスはしごや登山ケージへのアクセス
●サポート構造
● お客様の図面に基づいて製作されるカスタムFRPコンポーネント
30 年以上の複合材製造の経験を持つ当社のチームは、お客様の図面と技術要件を評価し、意図された動作環境に適した FRP ソリューションを推奨できます。
腐食の向こう側に目を向ける
海洋工学は単に錆びない材料を見つけることだけではありません。
完全なソリューションでは、重量、設置、電気特性、メンテナンス、耐久性、ライフサイクルコストを考慮する必要があります。
FRP はこれらの特性のいくつかを 1 つの材料システムに組み合わせているため、長期的な環境への曝露が設計上の主要な考慮事項となるオフショア、海洋、沿岸のインフラストラクチャにとって魅力的な選択肢となっています。
オフショア、海洋、または水産養殖プロジェクトを開発している場合は、図面、仕様、アプリケーション要件を当社にお送りください。
当社のエンジニアリング チームはプロジェクトを評価し、カスタマイズされた FRP ソリューションと見積もりを提供します。
