Įvadas
Korozija tebėra viena iš pagrindinių cheminio perdirbimo gamyklų, nuotekų valymo įrenginių, jūrų infrastruktūros ir pramoninių saugojimo sistemų struktūros irimo priežasčių. Anglies plienas gali oksiduotis veikiamas drėgmės ir deguonies. Aliuminio lydiniai gali patirti taškinę koroziją aplinkoje, kurioje gausu chloro{2}}. Apsauginės dangos gali sulėtinti skilimą, tačiau dėl dangos pažeidimo substratas dažnai susiduria su agresyviomis cheminėmis medžiagomis.
Stiklo pluošto lakštai skirtingai vertina korozijos kontrolę. Stiklo pluošto lakštuose naudojama ne-metalinė kompozicinė struktūra, sudaryta iš stiklo pluošto sutvirtinimo ir chemiškai atsparios dervos matricos, užuot pasikliavusia danga arba metaliniu barjeru. Ši konstrukcija atskiria korozinę terpę nuo apkrovą{3}}nešančios armatūros ir pašalina elektrocheminės korozijos mechanizmus, kurie veikia metalines medžiagas.
Norint suprasti, kaip stiklo pluošto lakštai atsparūs korozijai, reikia ištirti jų struktūrą, medžiagų sudėtį ir elgesį pramoninėmis sąlygomis.
Kas yra stiklo pluošto lakštas?
Stiklo pluošto lakštas yra pluoštu{0}}sustiprinto polimero (FRP) kompozicinė plokštė, pagaminta derinant stiklo pluošto armatūrą su termoreaktyvios dervos sistema.
Įprastą struktūrą sudaro:
Stiklo pluoštas suteikia atsparumą tempimui ir lenkimui. Dervos matrica apgaubia pluoštus ir neleidžia tiesioginiam armatūros ir išorinių cheminių medžiagų kontaktui. Paviršinis sluoksnis veikia kaip pirmasis barjeras nuo drėgmės, rūgščių, druskų ir pramoninių teršalų.
Priklausomai nuo taikymo reikalavimų, stiklo pluošto lakštai gali būti gaminami nuo maždaug 1 mm iki daugiau nei 20 mm storio.
Kodėl metaliniai komponentai korozuoja pramoninėje aplinkoje
Korozija atsiranda, kai medžiaga reaguoja su ją supančia aplinka ir palaipsniui praranda struktūrinį vientisumą.
Pramoniniuose įrenginiuose dažni korozijos šaltiniai yra:
Anglinio plieno korozija paprastai prasideda, kai deguonis ir drėgmė pradeda oksidacijos reakcijas ant atvirų paviršių. Jei apsauginės dangos įtrūksta arba atsilupa, po dangos sluoksniu gali plisti korozija.
Pakrantės įrenginiuose chlorido jonai gali prasiskverbti pro pažeistas apsaugines dangas ir pagreitinti duobių ar plyšių koroziją. Cheminio apdorojimo įmonėse rūgščių garai gali paveikti atvirus metalinius paviršius, todėl juos reikia periodiškai prižiūrėti, valyti pūtimu ir pakartotinai dengti.
Šie korozijos mechanizmai priklauso nuo elektrocheminių reakcijų, vykstančių metalo paviršiuje.
Kodėl stiklo pluošto lakštai nerūdija
Stiklo pluošto lakštuose nėra geležies. Kadangi rūdžių susidarymui reikalinga geležies oksidacija, stiklo pluoštas negali sukelti rūdžių taip pat, kaip anglinis plienas. Sudėtinė struktūra taip pat nutraukia elektrocheminės korozijos kelius.
Stiklo pluoštai yra ne{0}}elektrai laidūs. Termoreaktingos dervos veikia kaip dielektrinės medžiagos. Dėl to stiklo pluošto struktūroje negali išsivystyti galvaninės korozijos mechanizmai, dažniausiai stebimi tarp skirtingų metalų.
Užuot formavęs korozijos produktus, kompozitas remiasi savo dervos sistema, kuri blokuoja drėgmės prasiskverbimą ir cheminį poveikį.
Šis skirtumas keičia medžiagos elgesį korozinėje aplinkoje.
Kaip dervos matrica sukuria cheminę barjerą
Pirminis korozijai{0}}atsparus stiklo pluošto lakšto komponentas yra ne pats stiklo pluoštas, o juos supanti dervos matrica. Gamybos metu skysta derva impregnuoja armavimo sluoksnius ir sukietėja į vientisą polimerų tinklą.
Ši sukietėjusi struktūra atlieka keletą funkcijų:
Difuzijos greitis priklauso nuo:
Kai rūgštiniai arba šarminiai tirpalai liečiasi su paviršiumi, jie turi išsisklaidyti per dervą prieš pasiekdami vidinius armavimo sluoksnius.
Tinkamai parinkta dervos sistema gali žymiai sumažinti cheminių medžiagų įsiskverbimą, palyginti su atvirais metaliniais pagrindais.
Poliesterio, vinilo esterio ir epoksidinės dervos sistemų palyginimas
Ne visi stiklo pluošto lakštai turi vienodą atsparumą korozijai. Dervos sistema nustato cheminį suderinamumą.
Poliesterio derva
Dažniausiai naudojamas įrangos dangteliuose, pramoninėse sienų plokštėse ir bendruose komunaliniuose korpusuose.
Jis gali atsispirti drėgmei ir vidutiniam cheminių medžiagų poveikiui, tačiau gali suirti, kai nuolat veikiamas koncentruotų rūgščių arba aukštos temperatūros cheminių tirpalų. Įprasta eksploatavimo temperatūra svyruoja nuo 60 laipsnių iki 80 laipsnių, priklausomai nuo formulės.
Vinilo esterio derva
Dažnai pasirenkamas rūgščių kaupimo rezervuarų plokštėms, nuotekų valymo įrangai ir cheminių medžiagų izoliavimo konstrukcijoms.
Molekulinėje struktūroje yra mažiau hidrolizei{0}}jautrių vietų nei poliesterio dervoje. Tai padeda sumažinti degradaciją, kai yra veikiamas sieros rūgšties, druskos rūgšties, natrio hipochlorito ir pramoninių nuotekų srautų. Nurodoma, kai cheminis poveikis yra nuolatinis.
Epoksidinė derva
Dažniausiai naudojamas, kai struktūrinė apkrova ir cheminis poveikis vyksta vienu metu.
Taikymas apima pramonines grindų plokštes, proceso įrangos korpusus ir konstrukcinius kompozitinius komponentus. Epoksidinės dervos paprastai užtikrina tvirtą pluošto sukibimą ir sumažina vandens sugėrimą, palyginti su standartinėmis poliesterio sistemomis.
Paviršiaus sluoksnių vaidmuo atsparumui korozijai
Išorinis stiklo pluošto lakšto sluoksnis dažnai atlieka pirmąją gynybinę funkciją nuo cheminės atakos. Šį sluoksnį gali sudaryti gelio danga, derva{1}}daug korozijos barjeras arba sintetinis paviršiaus šydas.
Korozijos barjeriniame sluoksnyje paprastai yra didesnis dervos kiekis nei konstrukcinėse sutvirtinimo zonose. Ši konstrukcija sumažina atvirus pluošto galus ir sumažina skysčio prasiskverbimo kelius.
Cheminio apdorojimo įrenginiuose, priklausomai nuo eksploatavimo sąlygų, korozijos barjero storis gali svyruoti nuo maždaug 0,25 mm iki kelių milimetrų. Apsauginis sluoksnis sugeria pradinį cheminį poveikį ir apsaugo po juo esantį apkrovą{2}}laikantį laminatą.
Pramoninė aplinka, kurioje stiklo pluošto lakštai atsparūs korozijai
Nuotekų valymo įrenginiai
Nuotekų valymo sistemos veikia medžiagas į vandenilio sulfido dujas, biologinius teršalus, chlorido jonus ir nuolatinę drėgmę. Stiklo pluošto lakštai dažnai montuojami kaip rezervuarų dangčiai, įrangos korpusai, takų plokštės ir kvapų kontrolės gaubtų sienos.
Cheminio apdorojimo įrenginiai
Chemijos gamyklos dažnai kaupia ir perneša korozinius skysčius. Stiklo pluošto lakštai gali būti integruoti į rezervuarų dangą, įrangos gaubtus, ventiliacijos kanalų sistemas ir antrines izoliavimo konstrukcijas, kuriose vinilo esterio sistemos toleruoja ilgalaikį rūgštinės aplinkos poveikį.
Jūrų infrastruktūra
Sūrio vandens aplinka pagreitina metalinių konstrukcijų koroziją. Jūrų įrenginiuose stiklo pluošto lakštai naudojami dokų konstrukcijose, laivų viduje, įrangos dangčiuose ir atviroje jūroje esančių platformų plokštėse. Metalo oksidacijos mechanizmų nebuvimas pašalina rūdžių susidarymą.
Energijos gamybos įrenginiai
Aušinimo bokštai ir dūmų valymo sistemos sukuria drėgnas ir chemiškai agresyvias sąlygas. Stiklo pluošto lakštai dažniausiai naudojami ventiliatorių kamino plokštėms, aušinimo bokštų korpusams ir ploviklio korpusams, kurie nuolat veikia esant kondensatui.
Stiklo pluošto lakštų gedimo režimai korozinėje aplinkoje
Stiklo pluoštas nerūdija, tačiau netinkamai parinkta medžiaga vis tiek gali sugesti. Įprasti gedimo mechanizmai yra šie:
Dervos cheminė ataka
Tam tikros cheminės medžiagos gali palaipsniui nutraukti polimerų grandines matricoje. Rodikliai apima paviršiaus minkštėjimą, pūslių susidarymą, blizgesio praradimą ir sumažėjusias mechanines savybes.
Osmosinis pūslių susidarymas
Vandens molekulės gali migruoti per laminatą ir kauptis po paviršiniais sluoksniais, sukurdamos matomas slėgio pūsles. Labiau tikėtina, kai dervos sistema nesuderinama.
UV ir mechaninis
Ekspozicija lauke gali pabloginti paviršiaus dervą, o tai sumažina UV{0}}atsparūs gelio sluoksniai. Dėl smūgio pažeidimų gali atsirasti įtrūkimų, dėl kurių cheminės medžiagos gali prasiskverbti giliau į laminatą.
Montavimo ir priežiūros svarstymai
Atsparumas korozijai priklauso ne tik nuo medžiagos pasirinkimo, bet ir nuo montavimo praktikos. Montavimo metu tvirtinimo detalių įsiskverbimo vietos turi būti užsandarintos, nupjauti kraštai, kai reikia, turi būti užsandarinti, o cheminių medžiagų poveikio zonos turi būti nustatytos prieš pasirenkant plokštę.
Priežiūra paprastai apima vizualinį patikrinimą, paviršiaus valymą, pažeidimų įvertinimą ir vietinį laminato remontą. Skirtingai nuo plieninių konstrukcijų, stiklo pluošto lakštams paprastai nereikia reguliariai valyti smėliasrove ar perdažyti korozijai kontroliuoti.
Jei atsiranda vietinių pažeidimų, technikai gali pataisyti pažeistas dalis naudodami suderinamas dervos ir stiklo pluošto armavimo medžiagas.
Kaip HolyCore kuria stiklo pluošto lakštų sprendimus korozinėms reikmėms
AtHolyCore, stiklo pluošto lakštų kūrimas prasideda aplinkos analize, o ne vien plokštės storio pasirinkimu. Inžinierių komandos įvertina cheminę sudėtį, poveikio koncentraciją, darbinę temperatūrą, drėgmės sąlygas ir konstrukcinės apkrovos reikalavimus.
Individualios konfigūracijos ir struktūros optimizavimas:
Remdamasi šiais veiksniais, HolyCore gali konfigūruoti skirtingas laminato sistemas naudodama poliesterio, vinilo esterio arba epoksidinės dervos matricas. Individualizuotos plokščių konfigūracijos gali apimti skirtingas stiklo pluošto sutvirtinimo architektūras, įvairų laminato storį, korozijai atsparius sluoksnius, UV-atsparią paviršiaus apdailą ir sudėtines daugiasluoksnes konstrukcijas.
Projektams, kuriems reikalingas atsparumas korozijai ir svorio mažinimas, stiklo pluošto apvalkalai gali būti derinami su PP korio šerdies struktūromis, kad būtų sukurtos daugiasluoksnės plokštės. Šiose konfigūracijose stiklo pluošto laminatas veikia kaip cheminis barjeraskorio šerdissumažina plokštės svorį ir padidina lenkimo standumą. Šis metodas leidžia inžinieriams pritaikyti plokščių konstrukciją prie konkrečių eksploatavimo sąlygų, o ne kiekvienam projektui taikyti vieną laminato dizainą.
Išvada
Stiklo pluošto lakštai atsparūs korozijai dėl medžiagos struktūros, o ne dėl aukojamų dangų. Stiklo pluošto sutvirtinimas suteikia mechaninį stiprumą, o termoreaktingos dervos matrica blokuoja drėgmės ir cheminių medžiagų įsiskverbimą. Paviršiaus apsauginiai sluoksniai sumažina tiesioginį korozinių medžiagų poveikį ir padeda išlaikyti laminato vientisumą ilgą eksploatavimo laikotarpį. Nuotekų valymo sistemų, cheminio apdorojimo įrenginių, jūrų infrastruktūros ir energijos gamybos įrangos atsparumas korozijai priklauso nuo tinkamos dervos sistemos, korozijos barjero konstrukcijos ir laminato struktūros pasirinkimo. Derindama stiklo pluošto sutvirtinimą su specifinėmis dervos formulėmis- ir pasirenkamomis korio šerdies technologijomis, „HolyCore“ kuria kompozicinių plokščių sistemas, kurios sprendžia korozinę aplinką ir išlaiko konstrukcines savybes.
