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拉挤玻璃钢型材在化工防腐中的应用

作者:rl319 来源:未知 日期:2014-4-17 13:34:25 人气:
化工生产过程中经常接触酸、碱、盐、有机溶剂等强腐蚀介质,因此腐蚀与化工生产总是相伴而生的。与此同时,防腐科技工作者自始至终以不懈努力,在诸多领域进行了有效的防护。随着现代科技的发展及各种新材料、新技术的产生,更使防腐技术有了长足进展。我国因腐蚀造成的经济损失一年有千多亿元。尤其是在腐蚀环境中的建筑物、构筑物地防腐仍是一个棘手的问题。这类腐蚀在过去往往被人们忽视,致使一些老厂的建筑物出现较为严重的腐蚀。例如,化肥化工生产中的硝酸、硝铵、尿素厂房;有色冶金生产中湿法电解车间的厂房、楼板、栈桥、平台及地下构筑物。由于酸雾挥发、粉尘飞扬、跑冒滴漏、潮解等原因,使得建筑物严重腐蚀,有的部位10mm厚的钢结构件,一年便腐蚀是难以承载负荷而必须更换。对于钢结构件的腐蚀防护,目前国内主要采用涂刷防腐涂料、贴塑、喷塑、衬橡胶、包缠玻璃钢、衬铅甚至衬钛板。这些措施皆因防护水平低或成本昂贵难尽人意。90年代,拉挤玻璃钢型材在我国进行工业化生产,使得解决钢结构件腐蚀问题有了新的途径。拉挤FRP型材改变了玻璃钢在防腐行业中只能作为衬贴、零部件、管道及容器的角色,以其高强、轻质、耐腐蚀的特性而代替钢材,一跃进入建筑承重结构领域。

  50年代,拉挤FRP生产工艺在美国问世以来,经历了几十年的发展历程。70年代末期适合拉挤工艺应用的合成树脂、玻璃纤维及织物等原材料相继问世,使得拉挤工艺迅速发展。80年代美国的拉挤FRP产品每年以12.5%的速度递增,型材所用的主要原材料为玻璃纤维无捻粗纱、玻璃纤维连续毡及各种玻纤织物、合成树脂及相应的助剂、填料、颜料等。其工艺流程为粗纱、织物预成型-浸渍树脂连续固化成型-冷却-定长切割-产品包装。整个生产过程为自动化、连续化;生产速度0.3m-0.8m/min;型材或中空型材的最大裁面轮廓尺寸为1000mm×300mm。 

       在型材截面中,中央是径向排列的的玻璃纤维,其拉伸强度(3500-3600MPa)比通常的预应力钢筋拉伸强度(450-1500MPa)高得多,合成树脂作为粘结剂和耐蚀层,连续毡及玻璃纤维维织物按设计铺放,旨在提供纬向强度。通过对其应力应变曲线的分析,可知这种材料的破坏是由于突然的脆性断裂而不是延性屈服所致。对其长期力学性能的研究表明:其徐变破坏强度的比值与作用时间的对数值呈线性关系。所谓徐变强度是指纤维增强塑料在载荷长期作用下保持应力不变,其塑性变形也将随着载荷作用延长而不断增加,并最终趋于稳定时的材料拉伸强度。虽然在碱和氯离子作用下,纤维增强塑料材料有耐久性大大优于常规钢材。

  拉挤FRP型材与普通结构钢相比是具有高强、质轻、坚韧、耐蚀、绝缘绝热等优点,且安装时不用动火,使用期间不会因碰撞产生火花,这一点对于化工生产来说尤为重要。以下列出拉挤FRP型材作为结构承重件在化工防腐中应用的实例。 1、  钴电解车间提纯工段操作平台; 2、  镍电解车间净化工段操作平台;栈桥;天窗以及电解槽内支架; 3、  锌浸出车间操作平台、走道平台; 4、  铝电解车间阳极沉淀槽支架;

  上述环境均为混合酸雾、酸液腐蚀条件,pH值为1.7-5.0之间;最大承载6t/㎡最早应用时间为1994年10月。由用户鉴定及我们现场观察,无损坏、无弯曲变形、无明显腐蚀现象。与原钢结构相比,不仅毋须每年涂刷防腐漆,而且减少了一次大修更换。拉挤FRP型材结构件只需用水清洗便呈现出鲜艳的色彩,大大美化了车间生产环境。

  关于连接,拉挤FRP型材在作为承载结构件时最大不便之处是不能电焊,目前应用的连接方式主要是卡套嵌接、套筒插接、垫片对接及粘接,主要是承载结构亦采用涂有环氧树脂保护的普通螺栓或不锈钢栓甚至钛螺栓来连接固定,有的企业开发出的玻璃钢栓在应用实验中。

  拉挤FRP型材的体积价格约为普通钢材的2倍,不锈钢的二分之一。在作为建筑物、构筑物时企业当时难以接受,但拉挤FRP型材不用每年涂刷防腐涂料,节省的费用3年下来可与钢结构和工程造价持平。重要的是拉挤FRP型材构筑物使用寿命不低于10年,而上述的腐蚀环境中普通钢结构的使用寿命仅两三年。从这个角度来看我们的应用实践证明拉挤FRP型材作为腐蚀环境中的建筑物、构筑物的经济效益是极为可观的。

  在工业应用实践中,我们还发现了拉挤FRP型材作为结构件对工业生产的两大益处。一是在有色冶金的电解过程中,由于钢结构件尤其是电解槽内支架的腐蚀,大量铁离子进入了电解液,严重影响电解产品的纯度,企业每年不得不花费大量的人力物力来清除电解液中的铁离子,而采用拉挤FRP型材后则解决了这一难题,其功效不仅仅是经济效益的问题。另一方面,国内企业在扩建增容,增加许多设备及构筑物,往往超出所有厂房地基的设计承载能力。而采用拉挤FRP型材作为结构件,则非常利于厂房的扩容改造。通过对拉挤FRP型材的生产及工业应用实践,对于腐蚀环境中的建筑物、构筑物来说,用拉挤FRP型替代普通结构钢及不锈钢是一条经济有效的途径。拉挤FRP型材配方的可设计性,使其具有广阔的推广应用前景,使其在防腐行业发挥更大的作用。


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