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          拉擠玻璃鋼型材在化工防腐中的應用

          作者:rl319 來源:未知 日期:2014/4/17 13:34:25 人氣:
          化工生產過程中經常接觸酸、堿、鹽、有機溶劑等強腐蝕介質,因此腐蝕與化工生產總是相伴而生的。與此同時,防腐科技工作者自始至終以不懈努力,在諸多領域進行了有效的防護。隨著現代科技的發展及各種新材料、新技術的產生,更使防腐技術有了長足進展。我國因腐蝕造成的經濟損失一年有千多億元。尤其是在腐蝕環境中的建筑物、構筑物地防腐仍是一個棘手的問題。這類腐蝕在過去往往被人們忽視,致使一些老廠的建筑物出現較為嚴重的腐蝕。例如,化肥化工生產中的硝酸、硝銨、尿素廠房;有色冶金生產中濕法電解車間的廠房、樓板、棧橋、平臺及地下構筑物。由于酸霧揮發、粉塵飛揚、跑冒滴漏、潮解等原因,使得建筑物嚴重腐蝕,有的部位10mm厚的鋼結構件,一年便腐蝕是難以承載負荷而必須更換。對于鋼結構件的腐蝕防護,目前國內主要采用涂刷防腐涂料、貼塑、噴塑、襯橡膠、包纏玻璃鋼、襯鉛甚至襯鈦板。這些措施皆因防護水平低或成本昂貴難盡人意。90年代,拉擠玻璃鋼型材在我國進行工業化生產,使得解決鋼結構件腐蝕問題有了新的途徑。拉擠FRP型材改變了玻璃鋼在防腐行業中只能作為襯貼、零部件、管道及容器的角色,以其高強、輕質、耐腐蝕的特性而代替鋼材,一躍進入建筑承重結構領域。

            50年代,拉擠FRP生產工藝在美國問世以來,經歷了幾十年的發展歷程。70年代末期適合拉擠工藝應用的合成樹脂、玻璃纖維及織物等原材料相繼問世,使得拉擠工藝迅速發展。80年代美國的拉擠FRP產品每年以12.5%的速度遞增,型材所用的主要原材料為玻璃纖維無捻粗紗、玻璃纖維連續氈及各種玻纖織物、合成樹脂及相應的助劑、填料、顏料等。其工藝流程為粗紗、織物預成型-浸漬樹脂連續固化成型-冷卻-定長切割-產品包裝。整個生產過程為自動化、連續化;生產速度0.3m-0.8m/min;型材或中空型材的最大裁面輪廓尺寸為1000mm×300mm。 

                 在型材截面中,中央是徑向排列的的玻璃纖維,其拉伸強度(3500-3600MPa)比通常的預應力鋼筋拉伸強度(450-1500MPa)高得多,合成樹脂作為粘結劑和耐蝕層,連續氈及玻璃纖維維織物按設計鋪放,旨在提供緯向強度。通過對其應力應變曲線的分析,可知這種材料的破壞是由于突然的脆性斷裂而不是延性屈服所致。對其長期力學性能的研究表明:其徐變破壞強度的比值與作用時間的對數值呈線性關系。所謂徐變強度是指纖維增強塑料在載荷長期作用下保持應力不變,其塑性變形也將隨著載荷作用延長而不斷增加,并最終趨于穩定時的材料拉伸強度。雖然在堿和氯離子作用下,纖維增強塑料材料有耐久性大大優于常規鋼材。

            拉擠FRP型材與普通結構鋼相比是具有高強、質輕、堅韌、耐蝕、絕緣絕熱等優點,且安裝時不用動火,使用期間不會因碰撞產生火花,這一點對于化工生產來說尤為重要。以下列出拉擠FRP型材作為結構承重件在化工防腐中應用的實例。 1、  鈷電解車間提純工段操作平臺; 2、  鎳電解車間凈化工段操作平臺;棧橋;天窗以及電解槽內支架; 3、  鋅浸出車間操作平臺、走道平臺; 4、  鋁電解車間陽極沉淀槽支架;

            上述環境均為混合酸霧、酸液腐蝕條件,pH值為1.7-5.0之間;最大承載6t/㎡最早應用時間為1994年10月。由用戶鑒定及我們現場觀察,無損壞、無彎曲變形、無明顯腐蝕現象。與原鋼結構相比,不僅毋須每年涂刷防腐漆,而且減少了一次大修更換。拉擠FRP型材結構件只需用水清洗便呈現出鮮艷的色彩,大大美化了車間生產環境。

            關于連接,拉擠FRP型材在作為承載結構件時最大不便之處是不能電焊,目前應用的連接方式主要是卡套嵌接、套筒插接、墊片對接及粘接,主要是承載結構亦采用涂有環氧樹脂保護的普通螺栓或不銹鋼栓甚至鈦螺栓來連接固定,有的企業開發出的玻璃鋼栓在應用實驗中。

            拉擠FRP型材的體積價格約為普通鋼材的2倍,不銹鋼的二分之一。在作為建筑物、構筑物時企業當時難以接受,但拉擠FRP型材不用每年涂刷防腐涂料,節省的費用3年下來可與鋼結構和工程造價持平。重要的是拉擠FRP型材構筑物使用壽命不低于10年,而上述的腐蝕環境中普通鋼結構的使用壽命僅兩三年。從這個角度來看我們的應用實踐證明拉擠FRP型材作為腐蝕環境中的建筑物、構筑物的經濟效益是極為可觀的。

            在工業應用實踐中,我們還發現了拉擠FRP型材作為結構件對工業生產的兩大益處。一是在有色冶金的電解過程中,由于鋼結構件尤其是電解槽內支架的腐蝕,大量鐵離子進入了電解液,嚴重影響電解產品的純度,企業每年不得不花費大量的人力物力來清除電解液中的鐵離子,而采用拉擠FRP型材后則解決了這一難題,其功效不僅僅是經濟效益的問題。另一方面,國內企業在擴建增容,增加許多設備及構筑物,往往超出所有廠房地基的設計承載能力。而采用拉擠FRP型材作為結構件,則非常利于廠房的擴容改造。通過對拉擠FRP型材的生產及工業應用實踐,對于腐蝕環境中的建筑物、構筑物來說,用拉擠FRP型替代普通結構鋼及不銹鋼是一條經濟有效的途徑。拉擠FRP型材配方的可設計性,使其具有廣闊的推廣應用前景,使其在防腐行業發揮更大的作用。


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