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1) Korrosionsbeständigkeit und lange Lebensdauer

GFK-Rohre weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf und sind beständig gegen Säuren, Laugen, Salze, Meerwasser, ölhaltiges Abwasser, korrosive Böden und Grundwasser – also gegen zahlreiche chemische Substanzen. Sie zeigen außerdem eine gute Beständigkeit gegenüber starken Oxiden und Halogenen. Daher ist die Lebensdauer dieser Rohre deutlich verlängert und beträgt in der Regel mehr als 30 Jahre. Laborsimulationen zeigen, dassGFK-RohreSie können eine Lebensdauer von über 50 Jahren erreichen. Im Gegensatz dazu benötigen Metallrohre in tiefliegenden, salz- und alkalihaltigen oder anderen stark korrosiven Bereichen bereits nach 3–5 Jahren Wartung, haben eine Lebensdauer von nur etwa 15–20 Jahren und verursachen in späteren Nutzungsphasen höhere Wartungskosten. Die praktische Erfahrung im In- und Ausland hat gezeigt, dass GFK-Rohre nach 15 Jahren 85 % und nach 25 Jahren 75 % ihrer Festigkeit beibehalten und dabei geringe Wartungskosten verursachen. Beide Werte übertreffen die Mindestfestigkeitserhaltung, die für GFK-Produkte in der chemischen Industrie nach einem Jahr Nutzung gefordert wird. Die Lebensdauer von GFK-Rohren, ein wichtiger Aspekt, wurde durch experimentelle Daten aus realen Anwendungen nachgewiesen. 1) Hervorragende hydraulische Eigenschaften: Die in den 1960er-Jahren in den USA installierten GFK-Rohrleitungen (glasfaserverstärkter Kunststoff) sind seit über 40 Jahren im Einsatz und funktionieren weiterhin einwandfrei.

2) Gute hydraulische Eigenschaften

Glatte Innenwände, geringe hydraulische Reibung, Energieeinsparung und Beständigkeit gegen Ablagerungen und Rost. Metallrohre weisen relativ raue Innenwände auf, was zu einem hohen Reibungskoeffizienten führt, der mit zunehmender Korrosion rapide ansteigt und somit den Widerstand weiter verringert. Die raue Oberfläche bietet zudem ideale Bedingungen für Ablagerungen. GFK-Rohre hingegen weisen eine Rauheit von 0,0053 auf, was nur 2,65 % der Rauheit nahtloser Stahlrohre entspricht, und GFK-Rohre sogar nur 0,001, also lediglich 0,5 %. Da die Innenwand über die gesamte Lebensdauer glatt bleibt, reduziert der niedrige Reibungskoeffizient den Druckverlust entlang der Rohrleitung erheblich, spart Energie, erhöht die Transportkapazität und führt zu beträchtlichen wirtschaftlichen Vorteilen. Die glatte Oberfläche hemmt außerdem die Ablagerung von Verunreinigungen wie Bakterien, Ablagerungen und Wachs und verhindert so die Kontamination des transportierten Mediums.

3) Gute Anti-Aging-, Hitze- und Frostbeständigkeit

Glasfaserrohre können über längere Zeiträume in einem Temperaturbereich von -40 bis 80 °C eingesetzt werden. Hochtemperaturbeständige Harze mit speziellen Zusammensetzungen funktionieren sogar bei Temperaturen über 200 °C einwandfrei. Bei Rohren, die über längere Zeiträume im Freien verlegt werden, werden UV-Absorber auf die Außenfläche aufgebracht, um die UV-Strahlung zu reduzieren und die Alterung zu verlangsamen.

4) Geringe Wärmeleitfähigkeit, gute Isolations- und elektrische Isolationseigenschaften

Die Wärmeleitfähigkeit gängiger Rohrmaterialien ist in Tabelle 1 dargestellt. Glasfaserrohre weisen eine Wärmeleitfähigkeit von 0,4 W/m·K auf, was etwa 8 ‰ derjenigen von Stahl entspricht und somit eine hervorragende Isolierleistung ermöglicht. Glasfaser und andere nichtmetallische Werkstoffe sind nichtleitend und besitzen einen Isolationswiderstand von 10¹² bis 10¹⁵ Ω·cm. Sie bieten eine ausgezeichnete elektrische Isolation und eignen sich daher ideal für den Einsatz in Bereichen mit hoher Dichte an Strom- und Telekommunikationsleitungen sowie in blitzgefährdeten Gebieten.

5) Geringes Gewicht, hohe spezifische Festigkeit und gute Dauerfestigkeit

Die Dichte vonGlasfaserverstärkter Kunststoff (GFK)Die Dichte liegt zwischen 1,6 und 2,0 g/cm³, was nur dem 1- bis 2-Fachen von normalem Stahl und etwa einem Drittel von Aluminium entspricht. Da die Endlosfasern in Faserverbundwerkstoffen (FVK) eine hohe Zugfestigkeit und einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen, kann ihre mechanische Festigkeit die von normalem Kohlenstoffstahl erreichen oder sogar übertreffen, und ihre spezifische Festigkeit ist viermal so hoch wie die von Stahl. Tabelle 2 zeigt einen Vergleich der Dichte, Zugfestigkeit und spezifischen Festigkeit von FVK mit verschiedenen Metallen. FVK-Werkstoffe weisen eine gute Dauerfestigkeit auf. Während sich Ermüdungsbrüche in metallischen Werkstoffen abrupt von innen nach außen entwickeln, oft ohne Vorwarnung, kann die Grenzfläche zwischen Fasern und Matrix bei faserverstärkten Verbundwerkstoffen die Rissausbreitung verhindern, und Ermüdungsbrüche beginnen stets an der schwächsten Stelle des Materials. FVK-Rohre können durch Anpassung des Faseraufbaus an den jeweiligen Spannungszustand – abhängig von den Umfangs- und Axialkräften – so konfiguriert werden, dass sie unterschiedliche Umfangs- und Axialfestigkeiten aufweisen.

6) Gute Verschleißfestigkeit

Laut einschlägigen Tests betrug der Verschleiß von Stahlrohren unter gleichen Bedingungen und nach 250.000 Lastzyklen ca. 8,4 mm, von Asbestzementrohren ca. 5,5 mm, von Betonrohren ca. 2,6 mm (mit der gleichen Innenflächenstruktur wie PCCP), von Tonrohren ca. 2,2 mm und von Polyethylenrohren hoher Dichte ca. 0,9 mm, während Glasfaserrohre nur einen Verschleiß von 0,3 mm aufwiesen. Der Oberflächenverschleiß von Glasfaserrohren ist mit nur 0,3 mm unter hoher Belastung extrem gering. Unter Normaldruck ist der Verschleiß der Innenauskleidung des Glasfaserrohrs durch das Medium vernachlässigbar. Dies liegt daran, dass die Innenauskleidung des Glasfaserrohrs aus einem hochharzhaltigen Material und einer Glasfasermatte besteht und die Harzschicht auf der Innenfläche die Fasern wirksam vor Freilegung schützt.

7) Gute Designfähigkeit

Glasfaser ist ein Verbundwerkstoff, dessen Rohstoffarten, -anteile und -anordnung an verschiedene Einsatzbedingungen angepasst werden können. Glasfaserrohre lassen sich so konstruieren und fertigen, dass sie unterschiedlichen spezifischen Anforderungen gerecht werden, wie z. B. verschiedenen Temperaturen, Durchflussmengen, Drücken, Verlegetiefen und Belastungsbedingungen. Dadurch ergeben sich Rohre mit unterschiedlicher Temperaturbeständigkeit, Druckfestigkeit und Steifigkeit.GlasfaserrohreDurch die Verwendung speziell entwickelter, hochtemperaturbeständiger Harze ist ein einwandfreier Betrieb auch bei Temperaturen über 200 °C möglich. Glasfaser-Rohrverbindungsstücke sind einfach herzustellen. Flansche, Bögen, T-Stücke, Reduzierstücke usw. lassen sich beliebig fertigen. Beispielsweise können Flansche mit jedem Stahlflansch gleicher Druckklasse und gleichen Rohrdurchmessers, der den nationalen Normen entspricht, verbunden werden. Bögen können je nach Baustellenbedarf in jedem beliebigen Winkel gefertigt werden. Bei anderen Rohrmaterialien ist die Herstellung von Bögen, T-Stücken und anderen Verbindungsstücken – abgesehen von Standardteilen mit vorgegebenen Spezifikationen – schwierig.

8) Niedrige Bau- und Instandhaltungskosten

Glasfaserrohre sind leicht, hochfest, formbar, einfach zu transportieren und unkompliziert zu verlegen. Da keine offene Flamme benötigt wird, ist eine sichere Bauausführung gewährleistet. Die langen Rohre reduzieren die Anzahl der Verbindungsstellen und machen Maßnahmen zum Rostschutz, zur Bekämpfung von Verschmutzungen, zur Isolierung und zur Wärmedämmung überflüssig. Dies führt zu geringen Bau- und Wartungskosten. Bei erdverlegten Rohren ist kein kathodischer Korrosionsschutz erforderlich, wodurch über 70 % der Instandhaltungskosten eingespart werden können.