Perbandingan antara Pipa FRP dan Pipa Baja

Pipa baja adalah bahan pipa tradisional, yang terbuat dari pelat baja yang digulung spiral menjadi bentuk silinder dan kemudian dilas. Dalam hal kekuatan dan kekakuan, baik pipa fiberglass berpenguat pasir (FRP) maupun pipa baja memiliki karakteristik yang serupa. Namun, jika dilihat dari sudut pandang ketahanan terhadap korosi, masa pakai, karakteristik hidrolik, konsumsi energi, kualitas air, transportasi, instalasi, dan harga, pipa fiberglass berpenguat pasir lebih kompetitif dibandingkan dengan pipa baja.

1.Perbandingan Kinerja Teknikal

1.1 Fleksibilitas Desain
Pipa FRP memiliki fleksibilitas desain yang tinggi dan dapat dirancang dan diproduksi untuk setiap kombinasi parameter teknis yang dibutuhkan, yang dapat memaksimalkan kebutuhan dan persyaratan pelanggan. Sementara desain pipa baja memiliki keterbatasan dan hanya dapat memenuhi kebutuhan tersebut sampai batas tertentu.

1.2 Kinerja Kekuatan
Pipa FRP memiliki kinerja kekuatan yang baik, dengan tekanan kerja yang dapat mencapai 6,4 MPa, dan faktor keselamatan desain lebih dari 6 kali lipat.

1.2.1Kekuatan Tarik:

Bergantung pada penataan dan kandungan serat, kekuatan tarik melingkar pipa FRP dapat berkisar antara 140-520 MPa, dan kekuatan tarik aksial dapat berkisar antara 70-320 MPa.

1.2.2Kekuatan Lentur:

Bergantung pada penataan dan kandungan serat, kekuatan lentur melingkar pipa FRP dapat berkisar antara 154-340 MPa. Tidak hanya ujung pipa yang memiliki antarmuka fleksibel, tetapi pipa itu sendiri juga fleksibel.

1.2.3Kekuatan Dampak:

Pipa FRP memiliki kekuatan dampak yang baik, lebih dari 300 kgf•cm/cm². Uji menunjukkan bahwa pipa FRP Φ2600 dijatuhkan bebas dari ketinggian 1,8 meter tanpa kerusakan.

1.3 Kinerja Kekakuan
Dalam hal kinerja kekakuan, keduanya dapat memenuhi kebutuhan rekayasa. Pipa FRP meningkatkan kekakuan dengan menambahkan lapisan pasir di lapisan tengah dinding pipa yang menanggung lebih sedikit stres lentur, yang dapat memenuhi setiap persyaratan kekakuan yang diajukan oleh pengguna. Kekakuan pipa baja sendiri cukup besar sehingga bisa diabaikan.

Dalam hal menahan beban tak terduga jangka pendek (seperti truk), pipa FRP dapat menahan beban tersebut melalui deformasi elastis dan kembali ke kondisi semula setelah beban diangkat; sementara pipa baja mudah terpotong atau pecah saat deformasi tertentu terjadi.

1.4 Masa Pakai
Matriks pipa FRP terbuat dari bahan polimer yang sangat stabil, dan tekanan pecahnya dirancang untuk 6 kali tekanan kerja, yang dapat menjamin masa pakai hingga 50 tahun (berdasarkan standar AWWA, ASTM). Masa pakai pipa baja umumnya sekitar 20 tahun. Pemeliharaan yang sering selama operasi, pemeliharaan yang sulit, dan biaya tinggi. Ketika pipa baja terkubur di bawah tanah, faktor-faktor seperti kualitas air di dalam pipa, tanah di sekitarnya, air tanah, dan apakah ada medan listrik di dekat area terkubur akan menyebabkan korosi pada dinding dalam dan luar pipa.

Oleh karena itu, standar menetapkan bahwa permukaan dalam dan luar pipa harus dilapisi dengan aspal atau bahan anti-korosi lainnya. Karena material lapisan berbeda dengan material pipa baja, dalam operasi jangka panjang, lapisan lapisan anti-korosi akan mudah terpisah dan terkikis akibat perubahan suhu dan dampak hidrolik, yang menyebabkan molekul besi pada permukaan dalam pipa teroksidasi dan mengalami korosi elektro-kimia, yang akan mengurangi masa pakai pipa.

1.5 Perbandingan Karakteristik Hidrolik
Dinding dalam pipa FRP sangat halus. Koefisien kekasaran Hazen-Williams (C value) untuk pipa FRP baru adalah 160-165, dan nilai desain konservatifnya (berdasarkan perhitungan selama 50 tahun) adalah 150. Sedangkan C value untuk pipa baja baru adalah 120, dan setelah digunakan, nilainya turun menjadi C=65. Penurunan nilai C ini disebabkan oleh oksidasi molekul besi di permukaan dalam pipa dan korosi elektro-kimia yang tercermin dalam pembentukan kerak pada dinding dalam pipa.

Perbandingan aliran antara pipa baja dan pipa FRP: Karena kekasaran absolut dari pipa baja baru adalah 0,05mm, dan kekasaran absolut pipa baja yang terkorosi adalah 3mm, maka kekasaran pipa baja yang terkorosi adalah 60 kali lebih besar daripada pipa baja yang tidak terkorosi. Dengan mengambil nilai rata-rata koefisien kekasaran Hazen-Williams pipa baja sebesar 100 dan nilai C pipa FRP sebesar 150, maka aliran pipa FRP ukuran 12 inci sama dengan aliran pipa baja ukuran 14 inci. Dengan kata lain, di bawah kondisi diameter pipa yang sama, aliran pipa FRP 36% lebih besar dibandingkan pipa baja.

1.6 Perbandingan Konsumsi Energi
Karena nilai koefisien kekasaran Hazen-Williams pada pipa baja menurun secara signifikan seiring berjalannya waktu, konsumsi energi juga meningkat secara signifikan. Konsumsi energi pipa baja jauh lebih besar dibandingkan dengan pipa FRP. Hal ini disebabkan oleh dua faktor utama: salah satunya adalah efek dari oksidasi dan elektron.