玻璃鋼自1932年在美國(guó)出現(xiàn),至今已有50多年的歷史。我國(guó)的玻璃鋼工業(yè)雖然起步較晚,但耐蝕玻璃鋼方面的應(yīng)用已占全國(guó)玻璃鋼總產(chǎn)量的一半以上。其中玻璃鋼貯槽作為過(guò)程裝備中的主要產(chǎn)品,被廣泛的應(yīng)用。但是,由于我國(guó)的玻璃鋼貯槽的開(kāi)發(fā),研究以及標(biāo)準(zhǔn)制定主要依托生產(chǎn)企業(yè)為主的模式運(yùn)行。在筆者近十幾年國(guó)內(nèi)外大型工程設(shè)計(jì)和總承包經(jīng)歷中,經(jīng)常發(fā)生生產(chǎn)廠家無(wú)法完全理解和滿足項(xiàng)目雇主的技術(shù)要求。以及生產(chǎn)工藝,質(zhì)量檢驗(yàn)及后續(xù)處理方面不盡如人意的情況。甚至在設(shè)計(jì)計(jì)算與設(shè)計(jì)規(guī)范方面落后于國(guó)際先進(jìn)水平。
由于篇幅有限,本文僅以立式玻璃鋼常壓儲(chǔ)罐為例。就其在石化、超純水、食品醫(yī)藥等方面的應(yīng)用以及工程設(shè)計(jì)方面的一些問(wèn)題,發(fā)表一些體會(huì)和建議。
一.玻璃鋼的耐腐蝕性機(jī)理,性質(zhì)和材料選擇
由于玻璃鋼具有優(yōu)良的電絕緣性。在電解質(zhì)溶液中不導(dǎo)電,不會(huì)有離子溶解出來(lái),也不存在電化學(xué)腐蝕和雜散電流腐蝕。因此,在大氣,水和一般濃度的酸,堿,鹽等介質(zhì)中有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。特別在強(qiáng)的非氧化性酸和相當(dāng)廣泛的PH范圍內(nèi)都有良好的適應(yīng)性,可以解決一些不銹鋼都難以應(yīng)對(duì)的介質(zhì)的防腐蝕問(wèn)題。如鹽酸,氯氣,硫酸,次氯酸鈉,二氧化硫,氟化物等。
1.影響玻璃鋼耐腐蝕性能的主要原因
(1)樹(shù)脂的種類(lèi)
通過(guò)對(duì)玻璃鋼貯槽的一些應(yīng)用案例分析,可以發(fā)現(xiàn)合成樹(shù)脂在不同的介質(zhì)環(huán)境中,存在兩種情況,一是介質(zhì)與樹(shù)脂之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。另一是介質(zhì)滲入樹(shù)脂基體,破壞其次價(jià)鏈。
需要說(shuō)明的是,環(huán)氧樹(shù)脂,酚醛樹(shù)脂,聚酯樹(shù)脂以及吠喃樹(shù)脂等的類(lèi)玻璃鋼均具有不耐氧化性介質(zhì)(如硝酸,濃硫酸,鉻酸等)其主要原因是樹(shù)脂本身極易氧化,并導(dǎo)致濃度提高,加快腐蝕。
下面就常見(jiàn)玻璃鋼所采用的樹(shù)脂的耐酸堿性以及不飽和聚酯樹(shù)脂的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)列表如下。
表1.常用樹(shù)脂耐酸堿性
樹(shù)脂類(lèi)別 |
環(huán)氧 |
酚醛 |
聚酯 |
吠喃 |
耐酸性能 |
中 |
優(yōu) |
優(yōu) |
優(yōu) |
耐堿性能 |
優(yōu) |
差 |
差 |
優(yōu) |
備注:1.環(huán)氧樹(shù)脂耐酸性不及不飽和聚酯的原因是因?yàn)槠涔袒瘎榉枷惆奉?lèi)。 2.吠喃樹(shù)脂成型較困難。 |
表2.不飽和聚酯樹(shù)脂的主要性能及應(yīng)用場(chǎng)合
樹(shù)脂基體 |
代號(hào) |
長(zhǎng)期 使用溫度 |
最高 使用溫度 |
阻燃氧 指數(shù) |
|
使用場(chǎng)合 |
鄰苯型 |
OP |
-50℃-60℃ |
100℃ |
26 |
|
常用于一般的腐蝕環(huán)境,海水腐蝕,弱酸腐蝕及大氣老化腐蝕 |
間苯型 |
IP |
-50℃-90℃ |
105℃ |
26 |
常用于酸性腐蝕較強(qiáng)或堿性腐蝕一般的環(huán)境 |
|
乙烯基型 |
VE |
-50℃-110℃ |
|
28 |
常用于酸、堿、鹽溶劑等腐蝕嚴(yán)重的環(huán)境 |
|
阻燃型 |
FI |
-50℃-110℃ |
|
28-35 |
常用于有阻燃要求的使用環(huán)境 |
|
食品級(jí)型 |
FO |
-50℃-90℃ |
105 |
26 |
常用于肉制品、食品加工廠及自來(lái)水廠 |
(2)玻璃纖維
常用的玻璃纖維制品主要有:無(wú)捻粗紗布,加捻布,短切氈,表面氈,玻璃纖維無(wú)捻粗紗和短切玻璃纖維等。
表3.無(wú)堿和中堿纖維的性能對(duì)比
種類(lèi) |
耐酸性 |
耐水性 |
機(jī)械 強(qiáng)度 |
防老 化性 |
電絕 緣性 |
成本 |
浸潤(rùn)性 |
適合 條件 |
無(wú)堿玻璃纖維 |
一般 |
好 |
高 |
較好 |
好 |
較高 |
樹(shù)脂 易浸潤(rùn) |
用于強(qiáng)度高的場(chǎng)合 |
中堿玻璃纖維 |
好 |
差 |
較低 |
較差 |
低 |
低 |
樹(shù)脂 浸潤(rùn)性差 |
用于強(qiáng)度低的場(chǎng)合 |