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公用事业基础设施行业复合材料市场前景

根据美国钢铁协会的数据,北美大约有1.85亿个电线杆,估计每年需要更换250万根木杆。为了解决木杆老化,损坏和腐烂问题,1960年代开发了纤维增强聚合物(FRP)复合杆,该杆首先安装在夏威夷,作为解决木杆退化和钢杆腐蚀的解决方案。

复合材料杆更环保,因为它们不需要使用有毒的化学防腐剂,如杂酚油,五氯苯酚或铜化合物。这种化学处理也使得用过的木杆的处置非常昂贵。尽管钢杆的使用寿命为60-80年,而木材的使用寿命为40-50年,除了重量轻,刚度高和维护成本低外,它们还必须进行镀锌或涂层处理以防止腐蚀,并且具有导电性,难于维修且难以在野外进行攀登和安装。复合电线杆具有最长的使用寿命,最少的维护,最轻的重量以及易于安装的钻孔能力。

根据Lucintel的数据,目前复合材料电杆在整个电线杆市场中所占的份额不到1%,预计其份额将从2018年的2.28亿美元以5.7%的年增长率增长。2024年。电力传输和分配目前约占全球复合材料电线杆市场的71%,但是在取代传统材料的推动下,照明灯(占23%)的增长率可能相对较高。

2019年,巴斯夫股份有限公司宣布通过其公司的Elastolit聚氨酯(PU)和连续玻璃纤维通过长丝缠绕生产的Boldur电线杆现已上市,并已被美国的电线杆分销商使用。

能源市场上的钢塔,配电杆,输电杆和变电站结构的制造商米塔斯集团(MitaşGroup)投资了一条用于制造复合电线杆的生产线。具备自动化功能的设备,具有每月1,000根的制造能力,使Mitaş成为土耳其首批复合电线杆制造商之一。

复合材料的卓越强度也推动了传输电缆的增长。用于输电线路的铝导体复合芯(ACCC)电缆由CTC Global生产。与传统的铝芯钢丝增强(ACSR)电缆相比,ACCC电缆的特点是碳纤维复合材料棒拉制有绝缘玻璃纤维复合材料的薄护套,以防止铝包裹物引起电腐蚀。ACCC电缆的强度重量比大约是钢的六倍,而热膨胀系数则低十倍。ACCC电缆还可将功率损耗降低25-40%。

同样,塞拉尼斯公司和南美最大的电线和电缆生产商南线有限公司共同开发了C7架空导线,该导线具有轻便和高强度的特点。塞拉尼斯制造的Celstran连续纤维增强热塑性复合芯。据报道,C7架空导线不仅增加了容量,而且还消除了对新的塔架和电线杆的需求,还降低了成本。

此外,复合材料耐腐蚀,耐用且持久的地下管道解决方案,在翻新美国老化的地下饮用水基础设施中也发挥着重要作用。用于管道的复合材料的一个例子是中东的一个水利工程。该项目选择的管道是Amiantit Europe(德国Mochau)的管道产品Flowtite Grey,其目的是用于水,污水,废物和原材料的管理。

由《地下建筑》杂志于2019年2月出版的第22届年度地下建筑市政污水调查显示了多年来最强劲的行业预测,每个类别均显示出增长。下水道基础设施的新安装预计将在2019年增长3.7%,达到54亿美元,其中水利建设将增长3.9%(38.5亿美元)。修复工程继续超过新建项目,下水道修复工程预计将在2019年增长4.1%或49亿美元,而供水则增长4.5%至22亿美元。2019年美国下水道,水和雨水管道基础设施的预计支出计划总计197.5亿美元,总体增长3.7%。

这项调查还测量了非开挖施工和修复方法的影响,在这些方法中,使用复合材料来衬砌现有管道(现场固化管道或CIPP)。在预算紧缩的时期,非开挖式修复作为一种低成本且成功的方法,赢得了人们的青睐。在美国和国外,非开挖工作已经在建筑和修复的各个方面开展。调查显示,有52%的城市更喜欢使用非开挖的CIPP进行修复,而对于新建筑,约有25%的项目使用了非开挖的CIPP。

2018年,美国国会通过了《美国增长和基础设施新扩展创新材料(IMAGINE)法案》,旨在提高基础设施项目中复合材料等创新材料的使用比例。

同时,长丝缠绕玻璃纤维/聚酯复合材料已在海水反渗透(SWRO)脱盐的多个阶段中得到了广泛的应用。世界各地的SWRO工厂都使用长达数英里的耐腐蚀玻璃纤维增强聚合物(FRP)低压管道作为传输管路(主要是在陆地上),以将海水输送到工厂,分配所产生的饮用水,进行输送。盐水(盐和杂质)返回海洋,并用于工厂内部处理管道和能量回收装置。以及用于海水淡化厂的储罐和管道。 

但是,使用玻璃纤维储罐抵抗腐蚀会导致在填充或排空储罐(尤其是包含石油基液体的储罐)时产生静电荷。为了解决这一风险,玻璃纤维罐制造商历来是在树脂中使用抗静电填料(通常是炭黑或导电云母)来消散静电荷。但是,通常需要高达30%的填料比例,这使得玻璃纤维的浸湿更加困难,并且降低了树脂的固化速度。OCSiAl生产的TUBALL石墨烯单壁碳纳米管可以通过消散储罐内部和外部的静电荷来提供静电放电(ESD)保护


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