FRP per applicazioni offshore e marine: costruito per gli ambienti più ostili alla corrosione

Per quanto riguarda i materiali strutturali e infrastrutturali, pochi ambienti sono tanto impegnativi quanto l’oceano aperto.

Le strutture offshore e marine sono continuamente esposte all'acqua salata, all'elevata umidità, ai raggi UV, alle fluttuazioni di temperatura, all'attività biologica e ai carichi meccanici. A differenza di molti ambienti industriali, queste condizioni non sono occasionali: agiscono quotidianamente sulla struttura per tutta la sua vita utile.

Per gli ingegneri marini e offshore, la scelta dei materiali va quindi ben oltre il prezzo di acquisto iniziale. La resistenza alla corrosione, il peso, le proprietà elettriche, i requisiti di manutenzione e la durata a lungo termine possono influenzare direttamente la sicurezza, l'affidabilità e i costi operativi di un'installazione.

Questa è una delle aree in cui i polimeri rinforzati con fibre (FRP) i compositi possono fornire una valida alternativa ai materiali metallici convenzionali.

Perché l’ambiente marino è così impegnativo?

L'acciaio è ampiamente utilizzato nella costruzione navale per la sua resistenza e gli standard ingegneristici consolidati. Tuttavia, l’esposizione all’acqua di mare crea una continua sfida alla corrosione.

Il sale e l'umidità accelerano la corrosione elettrochimica, mentre i rivestimenti protettivi possono deteriorarsi a causa dell'esposizione ai raggi UV, dei danni meccanici e del contatto continuo con l'acqua di mare.

Le strutture marine possono quindi necessitare di regolari:

● Ispezioni sulla corrosione

● Preparazione della superficie

● Riverniciatura e rivestimento

● Sostituzione dei componenti

● Operazioni di accesso e manutenzione

Per le installazioni offshore, queste attività possono essere particolarmente costose perché potrebbe essere necessario trasportare il personale e le attrezzature di manutenzione in località remote.

Il FRP affronta il problema in modo diverso: invece di proteggere un substrato metallico dalla corrosione, il materiale composito stesso è intrinsecamente resistente alla ruggine e a molte forme di degrado ambientale.

1. Resistenza alla corrosione

La resistenza alla corrosione è uno dei vantaggi più importanti del FRP nelle applicazioni marine.

L'acciaio convenzionale può subire una corrosione significativa in ambienti marini severi, in particolare dove i rivestimenti protettivi sono danneggiati o degradati.

FRP non contiene componenti metallici che possono subire la formazione di ruggine convenzionale. La combinazione di rinforzo in fibra di vetro e resina polimerica fornisce una forte resistenza all'acqua di mare, all'umidità e a molti ambienti corrosivi.

Ciò rende il FRP particolarmente adatto per:

● Piattaforme offshore

● Passerelle marine

● Infrastrutture costiere

● Navi e strutture portuali

● Sistemi di acquacoltura

● Impianti di trattamento dell'acqua di mare

● Sistemi di gestione dei cavi

Ridurre la corrosione può anche ridurre la necessità di rivestimenti protettivi ricorrenti e della relativa manutenzione.

2. Costruzione leggera

La FRP può essere significativamente più leggera dei componenti strutturali in acciaio equivalenti, con riduzioni di peso fino a circa il 75%, a seconda del design e del profilo.

Il peso è particolarmente importante nell'ingegneria offshore.

Ogni chilogrammo aggiunto a una struttura offshore può influenzare il trasporto, il sollevamento, l'installazione e la progettazione strutturale. Nelle applicazioni galleggianti, il peso può anche influenzare i calcoli di galleggiabilità e stabilità.

La minore densità del FRP può quindi fornire diversi vantaggi pratici:

● Trasporto più semplice

● Movimentazione manuale semplificata

● Requisiti di sollevamento ridotti

● Installazione più rapida

● Carichi strutturali inferiori

● Requisiti di supporto potenzialmente ridotti

Per i progetti in cui l'accesso è difficile o le apparecchiature di installazione sono limitate, questi vantaggi possono essere particolarmente preziosi.

3. Proprietà non conduttive

Il FRP è intrinsecamente isolante elettricamente rispetto alle strutture metalliche convenzionali.

Questa proprietà può essere preziosa per le apparecchiature elettriche e le infrastrutture energetiche marine, dove i componenti metallici conduttivi possono introdurre ulteriori considerazioni sulla corrosione elettrica e galvanica.

Le canaline portacavi, le piattaforme, i passaggi pedonali e i componenti strutturali in FRP possono quindi essere utilizzati in applicazioni in cui l'isolamento elettrico è un'importante considerazione progettuale.

Le prestazioni elettriche specifiche di un prodotto in FRP dipendono dal sistema di resina, dal rinforzo e dalla formulazione, pertanto i requisiti specifici del progetto dovrebbero sempre essere valutati durante la progettazione.

4. Prestazioni non magnetiche

Un'altra caratteristica del FRP è che non è magnetico.

Ciò può essere vantaggioso nelle applicazioni in cui è necessario ridurre al minimo l'interferenza magnetica, inclusi alcuni sistemi di navigazione, misurazione e monitoraggio.

Per le installazioni marine e offshore specializzate, l'utilizzo di componenti strutturali e di supporto non magnetici può aiutare gli ingegneri a evitare interferenze inutili con apparecchiature sensibili.

5. Requisiti di manutenzione ridotti

La manutenzione in mare è fondamentalmente diversa dalla manutenzione a terra.

L'accesso alle strutture offshore può dipendere dalle condizioni meteorologiche, dalle navi, dalle gru e dal personale specializzato. Anche le operazioni di manutenzione relativamente semplici possono diventare costose e causare interruzioni a livello operativo.

La resistenza alla corrosione dell'FRP può ridurre significativamente la necessità di interventi di manutenzione convenzionali legati alla corrosione, come la riverniciatura e il nuovo rivestimento.

Invece di ripristinare ripetutamente un rivestimento protettivo, gli ingegneri possono specificare un materiale che sia intrinsecamente resistente all'ambiente marino.

Ciò può contribuire a:

Minori esigenze di manutenzione → meno interventi → tempi di fermo ridotti → minori costi del ciclo di vita.

Gli effettivi requisiti di manutenzione dipenderanno dalla formulazione specifica dell’FRP, dall’applicazione e dall’ambiente operativo, ma il potenziale vantaggio del ciclo di vita è particolarmente rilevante per le infrastrutture marine a lungo termine.

FRP nelle applicazioni marine del mondo reale

I compositi FRP sono già utilizzati in un’ampia gamma di impegnative applicazioni marine e offshore.

Piattaforme offshore

L'FRP può sostituire i componenti metallici convenzionali in aree quali passerelle, piattaforme, corrimano, gestione dei cavi e sistemi di supporto strutturale.

La combinazione di resistenza alla corrosione e peso ridotto può contribuire a ridurre le esigenze di manutenzione semplificando al tempo stesso l'installazione.

Sistemi di gestione dei cavi

Le infrastrutture elettriche e di comunicazione offshore richiedono sistemi di supporto dei cavi affidabili in grado di resistere all’umidità, al sale e a condizioni ambientali impegnative.

Le passerelle portacavi e i sistemi a scala in FRP forniscono un'alternativa resistente alla corrosione alla tradizionale gestione dei cavi metallici.

Infrastrutture marine e costiere

I grigliati, i profili strutturali, i corrimano e i sistemi di accesso in FRP possono essere utilizzati nei porti, nelle strutture costiere, negli impianti di trattamento dell'acqua di mare e in altre infrastrutture esposte alle condizioni marine.

Acquacoltura

Gli impianti di acquacoltura operano continuamente a contatto con l'acqua di mare.

I profili e i sistemi strutturali in FRP possono essere utilizzati per telai galleggianti, piattaforme e strutture di supporto dove la resistenza all'umidità e alla corrosione è particolarmente importante.

Esempi di applicazioni FRP

Numerose applicazioni a lungo termine dimostrano il potenziale del FRP in ambienti difficili.

Piattaforma offshore – Shanghai

I componenti in FRP sono stati utilizzati per sostituire l'acciaio in un'applicazione offshore, riducendo l'esposizione alla corrosione e i relativi requisiti di manutenzione.

Oglaend Industries – Norvegia

I sistemi di gestione dei cavi in ​​FRP sono stati forniti per applicazioni a lungo termine, con un rapporto di fornitura dichiarato di 10 anni e nessun intervento di manutenzione documentato durante il periodo di riferimento.

Allevamento di ostriche – Vietnam

I sistemi di zattere in FRP sono stati introdotti come alternativa alle tradizionali strutture in legno e metallo per applicazioni di acquacoltura, fornendo una soluzione duratura per l'esposizione continua all'acqua di mare.

Questi esempi illustrano l’ampia gamma di ambienti in cui i materiali compositi possono essere considerati un’alternativa ai materiali convenzionali.

Scegliere la giusta soluzione FRP

Non tutte le applicazioni marine richiedono la stessa formulazione FRP.

La soluzione appropriata dipende da fattori quali:

● Esposizione all'acqua di mare

● Esposizione ai raggi UV

● Carico meccanico

● Temperatura

● Esposizione chimica

● Prestazioni antincendio richieste

● Proprietà elettriche

● Dimensioni del profilo

● Vita utile prevista

È possibile selezionare diversi sistemi di resina e configurazioni di rinforzo in base all'ambiente operativo e ai requisiti tecnici.

Per questo motivo, la progettazione personalizzata del FRP è spesso più appropriata della semplice selezione di un profilo standard.

Soluzioni in FRP per progetti marittimi e offshore

Alla Nanjing Spare New Materials produciamo un'ampia gamma di prodotti FRP per applicazioni industriali e infrastrutturali impegnative, tra cui:

● Profili strutturali in FRP

● Passerelle portacavi e sistemi di scale

● Grigliati e passerelle

● Corrimano e sistemi di sicurezza

● Accedere a scale e gabbie da arrampicata

● Strutture di supporto

● Componenti FRP personalizzati realizzati secondo i disegni del cliente

Con oltre 30 anni di esperienza nella produzione di compositi, il nostro team può valutare i disegni e i requisiti tecnici dei clienti e consigliare una soluzione FRP adatta per l'ambiente operativo previsto.

Guardare oltre la corrosione

L'ingegneria navale non significa semplicemente trovare un materiale che non arrugginisca.

La soluzione completa deve considerare peso, installazione, proprietà elettriche, manutenzione, durata e costo del ciclo di vita.

L'FRP combina molte di queste caratteristiche in un unico sistema di materiali, rendendolo un'opzione interessante per le infrastrutture offshore, marine e costiere dove l'esposizione ambientale a lungo termine è una considerazione importante nella progettazione.

Se stai sviluppando un progetto offshore, marino o di acquacoltura, inviaci i tuoi disegni, specifiche e requisiti applicativi.

Il nostro team di ingegneri può valutare il progetto e fornire una soluzione FRP personalizzata e un preventivo.