Sissejuhatus
Korrosioon on keemiatöötlemistehaste, reoveepuhastite, mereinfrastruktuuri ja tööstuslike ladustamissüsteemide struktuuride lagunemise üks peamisi põhjuseid. Süsinikteras võib niiskuse ja hapnikuga kokku puutudes oksüdeeruda. Alumiiniumsulamid võivad kloriidi{2}}rikkas keskkonnas kannatada punktkorrosiooni all. Kaitsekatted võivad aeglustada lagunemist, kuid katte kahjustus paneb substraadi sageli kokku agressiivsete kemikaalidega.
Klaaskiudlehed lähenevad korrosioonitõrjele erinevalt. Selle asemel, et toetuda kattekihile või metallbarjäärile, kasutavad klaaskiudlehed mitte-metallist komposiitstruktuuri, mis koosneb klaaskiust tugevdusest ja keemiliselt vastupidavast vaigumaatriksist. See struktuur eraldab söövitavad keskkonnad kandevõimest-ja välistab elektrokeemilised korrosioonimehhanismid, mis mõjutavad metallmaterjale.
Klaaskiust lehtede korrosioonikindluse mõistmiseks tuleb uurida nende struktuuri, materjali koostist ja käitumist tööstuslikes töötingimustes.
Mis on klaaskiust leht?
Klaaskiudleht on kiud{0}}tugevdatud polümeerist (FRP) komposiitpaneel, mis on toodetud klaaskiudarmatuuri kombineerimisel termoreaktiivse vaigusüsteemiga.
Tüüpiline struktuur koosneb:
Klaaskiud tagavad tõmbe- ja paindetugevuse. Vaigumaatriks kapseldab kiud ja takistab otsekontakti tugevduse ja väliskemikaalide vahel. Pinnakiht toimib esimese tõkkena niiskuse, hapete, soolade ja tööstuslike saasteainete eest.
Olenevalt kasutusnõuetest võib klaaskiudlehti valmistada paksusega umbes 1 mm kuni üle 20 mm.
Miks metallkomponendid tööstuskeskkonnas korrodeeruvad?
Korrosioon tekib siis, kui materjal reageerib ümbritseva keskkonnaga ja kaotab järk-järgult struktuurse terviklikkuse.
Tööstusrajatistes on tavalised korrosiooniallikad:
Süsinikterase puhul algab korrosioon tavaliselt siis, kui hapnik ja niiskus käivitavad avatud pindadel oksüdatsioonireaktsiooni. Kui kaitsekatted pragunevad või kooruvad, võib korrosioon levida kattekihi alla.
Rannikuäärsetes rajatistes võivad kloriidiioonid tungida läbi kahjustatud kaitsekatete ja kiirendada punktide või pragude korrosiooni. Keemiatöötlemistehastes võivad happeaurud rünnata katmata metallpindu, nõudes perioodilist hooldust, lõhkamist ja uuesti katmist.
Need korrosioonimehhanismid sõltuvad metalli pinnal toimuvatest elektrokeemilistest reaktsioonidest.
Miks klaaskiudlehed ei roosteta
Klaaskiust lehed ei sisalda rauda. Kuna rooste moodustumine nõuab raua oksüdeerimist, ei saa klaaskiud tekitada roostet samal viisil kui süsinikteras. Komposiitkonstruktsioon katkestab ka elektrokeemilise korrosioonirajad.
Klaaskiud on elektrit mitte{0}}juhtivad. Termoreaktiivsed vaigud toimivad dielektriliste materjalidena. Selle tulemusena ei saa klaaskiudstruktuuris tekkida galvaanilise korrosiooni mehhanismid, mida tavaliselt täheldatakse erinevate metallide vahel.
Korrosioonitoodete moodustamise asemel toetub komposiit vaigusüsteemile, mis blokeerib niiskuse läbitungimise ja keemilise rünnaku.
See erinevus muudab materjali käitumist söövitavas töökeskkonnas.
Kuidas vaigumaatriks loob keemilise barjääri
Klaaskiudlehe peamine korrosioonikindel komponent{0}} ei ole klaaskiud ise, vaid kiude ümbritsev vaigumaatriks. Tootmise ajal immutab vedel vaik tugevduskihte ja kõveneb tahkeks polümeervõrgustikuks.
See kõvastunud struktuur täidab mitmeid funktsioone:
Difusioonikiirus sõltub:
Kui happelised või aluselised lahused puutuvad kokku pinnaga, peavad need enne sisemiste tugevduskihtideni jõudmist läbi vaigu difundeeruma.
Õigesti valitud vaigusüsteem võib märkimisväärselt vähendada keemilist läbitungimist, võrreldes avatud metallpindadega.
Polüester-, vinüülestri- ja epoksüvaigusüsteemide võrdlemine
Mitte kõik klaaskiudlehed ei taga identset korrosioonikindlust. Vaigusüsteem määrab keemilise ühilduvuse.
Polüestervaik
Tavaliselt kasutatakse seadmete katetes, tööstuslikes seinapaneelides ja üldkasutatavates ruumides.
See talub niiskust ja mõõdukat keemilist kokkupuudet, kuid võib laguneda, kui puutub kokku pidevalt kontsentreeritud hapete või kõrgel temperatuuril{0}}keemiliste lahustega. Tüüpilised kasutustemperatuurid on sõltuvalt koostisest vahemikus 60 kuni 80 kraadi.
Vinüülestervaik
Sageli valitud happemahutite paneelide, reoveepuhastusseadmete ja keemiliste isolatsioonistruktuuride jaoks.
Molekulaarstruktuur sisaldab vähem hüdrolüüsi{0}}tundlikke kohti kui polüestervaik. See aitab vähendada lagunemist väävelhappe, vesinikkloriidhappe, naatriumhüpokloriti ja tööstusliku reovee voogudega kokkupuutel. Määratakse, kui kemikaaliga kokkupuude on pidev.
Epoksiidvaik
Tavaliselt kasutatakse, kui struktuurne koormus ja keemiline kokkupuude esinevad samaaegselt.
Rakendused hõlmavad tööstuslikke põrandakattepaneele, protsessiseadmete korpuseid ja struktuurseid komposiitkomponente. Epoksiidvaigud tagavad tavaliselt tugeva kiudude sidumise ja väiksema veeimavuse võrreldes tavaliste polüestersüsteemidega.
Pinnakihtide roll korrosioonikindluses
Klaaskiust lehe välimine kiht täidab sageli esimest kaitsefunktsiooni keemilise rünnaku vastu. See kiht võib sisaldada geelkatet, vaigurikast{1}}korrosioonitõket või sünteetilist pinnakatet.
Korrosioonitõkkekiht sisaldab tavaliselt suuremat vaigusisaldust kui konstruktsiooni tugevdustsoonid. See disain minimeerib katmata kiuotsi ja vähendab vedeliku läbitungimise teid.
Keemilise töötlemise rajatistes võib korrosioonitõkke paksus sõltuvalt kasutustingimustest olla vahemikus 0,25 mm kuni mitu millimeetrit. Tõkkekiht neelab esialgse keemilise kokkupuute, kaitstes samal ajal selle all olevat koormust{2}}laminaati.
Tööstuskeskkonnad, kus klaaskiudlehed on korrosioonikindlad
Reoveepuhastid
Reoveepuhastussüsteemid puutuvad materjalid kokku gaasilise vesiniksulfiidi, bioloogiliste saasteainete, kloriidioonide ja pideva niiskusega. Klaaskiudlehed paigaldatakse sageli paagikaante, seadmete korpuste, kõnnipaneelide ja lõhnatõrjekarpide seintena.
Keemilise töötlemise rajatised
Keemiatehased säilitavad ja edastavad sageli söövitavaid vedelikke. Klaaskiudlehti võib integreerida mahutite kattekihtidesse, seadmete korpustesse, ventilatsioonikanalisüsteemidesse ja teisestesse isolatsioonistruktuuridesse, kus vinüülestrisüsteemid taluvad pikaajalist kokkupuudet happelise keskkonnaga.
Mere infrastruktuur
Mereveekeskkond kiirendab metallkonstruktsioonide korrosiooni. Merepaigaldised kasutavad klaaskiudlehti dokikonstruktsioonides, laevade sisemuses, seadmete katetes ja avamereplatvormi paneelides. Metalli oksüdatsioonimehhanismide puudumine välistab rooste moodustumise.
Elektritootmisrajatised
Jahutustornid ja suitsugaaside puhastussüsteemid loovad niisked ja keemiliselt agressiivsed tingimused. Klaaskiudlehti kasutatakse tavaliselt ventilaatorite paneelide, jahutustornide korpuste ja gaasipesurite korpuste jaoks, mis töötavad pidevalt kondensatsiooni korral.
Klaaskiudlehtede rikkerežiimid söövitavas keskkonnas
Klaaskiud ei roosteta, kuid vale materjalivalik võib siiski põhjustada lagunemist. Levinud rikkemehhanismid hõlmavad järgmist:
Vaigu keemiline rünnak
Teatud kemikaalid võivad järk-järgult murda maatriksi sees olevad polümeeriahelad. Näitajad hõlmavad pinna pehmenemist, mullide teket, läike kadu ja mehaaniliste omaduste vähenemist.
Osmootne villide teke
Veemolekulid võivad migreeruda läbi laminaadi ja koguneda pinnakihtide alla, tekitades nähtavaid survevillid. Tõenäolisem, kui vaigusüsteem ei ühildu.
UV ja mehaaniline
Väljas viibimine võib pinnavaiku lagundada, mida UV{0}}kindlad geelkatted vähendavad. Löögikahjustused võivad tekitada pragusid, mis võimaldavad kemikaalidel tungida sügavamale laminaadi sisse.
Paigaldamise ja hoolduse kaalutlused
Korrosioonikindlus ei sõltu ainult materjali valikust, vaid ka paigaldustavadest. Paigaldamise ajal tuleb kinnitusdetailide läbistumiskohad tihendada, lõigatud servad tuleb vajaduse korral servi -tihendiga töödelda ja keemilise kokkupuute tsoonid tuleks enne paneeli valimist tuvastada.
Hooldus hõlmab tavaliselt visuaalset kontrolli, pindade puhastamist, kahjustuste hindamist ja lokaliseeritud laminaadi remonti. Erinevalt teraskonstruktsioonidest ei vaja klaaskiudlehed korrosiooni kontrollimiseks rutiinset liivapritsi või ülevärvimist.
Kohaliku kahjustuse korral saavad tehnikud kahjustatud sektsioone parandada, kasutades ühilduvaid vaigu- ja klaaskiust tugevdusmaterjale.
Kuidas HolyCore töötab välja klaaskiudlehtede lahendusi söövitavate rakenduste jaoks
KellHolyCore, algab klaaskiudlehtede arendamine pigem keskkonnaanalüüsist kui ainult paneeli paksuse valikust. Insenerimeeskonnad hindavad keemilist koostist, kokkupuute kontsentratsiooni, töötemperatuuri, niiskustingimusi ja konstruktsioonikoormusnõudeid.
Kohandatud konfiguratsioonid ja struktuuri optimeerimine:
Nendele teguritele tuginedes saab HolyCore konfigureerida erinevaid laminaadisüsteeme, kasutades polüester-, vinüülestri- või epoksüvaigu maatriksit. Kohandatud paneelide konfiguratsioonid võivad hõlmata erinevaid klaaskiust tugevdusarhitektuure, muutuvat laminaadi paksust, korrosioonitõkkekihte, UV{1}}kindlaid pinnaviimistlusi ja komposiitkihtkonstruktsioone.
Projektide puhul, mis nõuavad nii korrosioonikindlust kui ka kaalu vähendamist, saab sandwich-paneelide loomiseks kombineerida klaaskiudkatteid PP kärgstruktuuriga. Nendes konfiguratsioonides toimib klaaskiust laminaat keemilise barjäärinakärgstruktuuri südamikvähendab paneeli kaalu ja suurendab painde jäikust. See lähenemisviis võimaldab inseneridel sobitada paneelide konstruktsiooni konkreetsete töötingimustega, selle asemel, et rakendada igale projektile ühte laminaadi disaini.
Järeldus
Klaaskiudlehed on pigem vastupidavad korrosioonile materjali struktuuri kui kaitsekatete kaudu. Klaaskiust tugevdamine tagab mehaanilise tugevuse, samas kui termoreaktiivse vaigu maatriks blokeerib niiskuse ja kemikaalide läbitungimise. Pinnakaitsekihid vähendavad otsest kokkupuudet söövitava ainega ja aitavad säilitada laminaadi terviklikkust pika tööperioodi jooksul. Reoveepuhastussüsteemide, keemilise töötlemise rajatiste, mereinfrastruktuuri ja elektritootmisseadmete puhul sõltub korrosioonikindlus õige vaigusüsteemi, korrosioonitõkke konstruktsiooni ja laminaadi struktuuri valimisest. Kombineerides klaaskiudtugevduse -rakendusspetsiifiliste vaigupreparaatide ja valikuliste kärgstruktuuriga südamikutehnoloogiatega, arendab HolyCore komposiitpaneelisüsteeme, mis tegelevad korrodeerivate töökeskkondadega, säilitades samas konstruktsiooni jõudluse.
