ارزیابی معیارهای فنی و محیط زیستی انتخاب جنس لوله در خطوط انتقال انرژی زمین گرمایی با تمرکز بر مقاومت در برابر خوردگی و پایداری حرارتی

مسیر انتخاب جنس مناسب لوله در سیستم های انتقال و گرمایش ناحیه ای زمین گرمایی به دلیل شرایط متنوع دمایی، خوردگی شدید سیال و الزامات اقتصادی، از چالش های اساسی طراحی به شمار می رود. این تحقیق به بررسی، مقایسه و تحلیل فنی-اقتصادی چهار نوع متریال شامل فولاد ضدزنگ ۳۰۴، فولاد آلیاژی کروم دار، فولاد کربنی و کامپوزیت های فایبرگلاس تقویت شده (FRP) در یک خط انتقال سیال می پردازد. هدف از این بررسی ارزیابی بهینگی اقتصادی، عملکرد هیدرولیکی و اثرات زیست محیطی هر گزینه در شرایط عملیاتی یکسان است. تحلیل ها بر پایه داده های طراحی یک مسیر واقعی با طول تقریبی ۱۱۹۰ تا ۱۵۴۳ متر، وزن واحد طول لوله بین ۲۸.۹۴ تا ۱۳۷۳۲ Kg/m، ضخامت های ۴.۲۵ mm تا ۱۰.۸ mm و تعداد لوپ های انبساطی بین ۶ تا ۲۶ انجام شده است. نتایج نشان می دهد که FRP با کمترین وزن ۲۸.۹۴ Kg/m و بیشترین طول مسیر ۱۵۴۳ m، علی رغم نیاز به تعداد بالای لوپ های انبساطی (۲۶ عدد)، از نظر هیدرولیکی و زیست محیطی عملکرد مطلوب تری به دلیل وزن کم و مقاومت بالا در برابر خوردگی ارائه می دهد. در مقابل فولاد کربنی با وزن بالاتر ۱۳۷۳۲ Kg/m و ضخامت بیشتر ۱۰.۸ mm از نظر مکانیکی مقاوم تر بوده اما نیازمند حفاظت خوردگی است. فولاد زنگ نزن ۳۰۴ و فولاد آلیاژی کروم دار با وزن متوسط حدود ۱۱۰.۳ Kg/m و ضخامت های ۴.۲۵ mm تا ۴.۹۲ mm، تعادل مناسبی بین مقاومت خوردگی، استحکام و هزینه ارائه می دهند و گزینه های میانی در طراحی محسوب می شوند. این مطالعه با ارائه مقایسه جامع، عملکرد، هزینه، دوام و اثرات زیست محیطی چهار ماده، چارچوبی کاربردی برای انتخاب بهینه جنس لوله در پروژه های انتقال و سیستم های زمین گرمایی فراهم می آورد.

کلیدواژه ها:

سیستم های زمین گرمایی ، کامپوزیت های فایبرگلاس ، خوردگی فولاد کربنی ، فولاد زنگ نزن ، فولاد آلیاژی