現(xiàn)狀:目前FRP襯里方面的資料,成文的系統(tǒng)的較少,大多數(shù)是工程領域朋友們的現(xiàn)場經(jīng)驗,說說還行,但是寫成論文,拿不上臺面。并且這東西和經(jīng)驗和責任心關系很大,很多工程,不是不會做,而是沒用心做。
期待:期待這個帖子,能讓行業(yè)里面的朋友了解,F(xiàn)RP內(nèi)襯不僅僅只有混凝土襯里,不僅僅只有環(huán)氧和乙烯基的,不僅僅只有短切氈的。希望大家站在一個系統(tǒng)整體上角度去看待FRP襯里的:與基材的粘結(jié)性能、密實性、線性膨脹系數(shù)、抗?jié)B透性、耐腐蝕性等等。
1. 樹脂玻璃鋼襯里重防腐的定義、特點、表現(xiàn)形式
2 FRP內(nèi)襯樹脂重防腐之樹脂
3 FRP內(nèi)襯樹脂重防腐之纖維
4 FRP內(nèi)襯樹脂重防腐之施工技術
4.1 FRP積層板成型
4.2 FRP襯里施工準備
4.3 FRP襯里施工
4.3.1 膠料配制
4.3.2 通用FRP襯里工藝
4.3.3 不同基材的FRP襯里作業(yè)
4.3.3.1 金屬基材FRP襯里施工
4.3.3.2 FRP混凝土襯里施工
4.3.3.3 FRP二次襯里施工(FRP上內(nèi)襯FRP)
4.4 FRP襯里施工安全防護及注意事項
5 FRP襯里樹脂重防腐之缺陷及解決辦法
6 樹脂玻璃鋼襯里重防腐之新的方向(復合樹脂重防腐)
希望各位朋友看完之后,尤其是涂裝領域的朋友看完后對FRP襯里會有一個系統(tǒng)的了解。
玻璃鋼襯里防腐是以熱固性樹脂為基體樹脂,以連續(xù)狀材料(多為玻璃纖維)為增強材料的混凝土或碳鋼FRP內(nèi)襯的樹脂重防腐形式。這種樹脂重防腐的形式整體強度高、韌性好、抗?jié)B耐蝕效果好、施工便捷,但在間歇式施工時,有些需要做二次粘結(jié)處理,并且一次性積層厚度有限制,在形狀不規(guī)則地方施工容易出現(xiàn)空洞。
玻璃鋼襯里利用了玻璃鋼的化學穩(wěn)定性和一定的物理機械性能來達到防止設備受到腐蝕的目的。施工成型原理是利用樹脂作為纖維增強材料的粘合劑,固化后將整個內(nèi)襯層連成一個牢固的整體,覆蓋被保護設備的表面,與涂料涂裝相比,更厚,并且有了纖維增強層,抗?jié)B性更好,物理機械性能也更好。但是玻璃鋼襯里還是存在滲透性的可能,在纖維和樹脂的界面層,一旦腐蝕開始,則沿著纖維的界面層直接滲透到基材。此外玻璃鋼襯里盡管有一定的韌性和耐沖擊性能,但畢竟還是一個剛性材料,它受熱應力變化、使用環(huán)境溫度驟變、固化收縮應力作用,也容易導致襯里層的開裂,整體脫殼等缺陷。
玻璃鋼襯里樹脂重防腐施工簡單、成本較低、修復方便,襯里層材質(zhì)及厚度可隨介質(zhì)條件合理調(diào)整,襯里設備的剛度則由碳鋼或混凝土殼體等材料來承載,并可承受一定的外力沖擊和振動,因此,玻璃鋼襯里樹脂重防腐在防腐工程中有著廣泛的應用,也是筆者接觸非常多的下游領域:
(1)石油、化工、環(huán)保、硫酸、冶煉等領域的容器、槽、池、反應器、塔器等設備的內(nèi)部防護或外部防護;
(2)大型地下儲槽或地坪類襯里防護;
(3)磚板襯里防腐的隔離層;
(4)其他襯里層破壞后的二次玻璃鋼襯里修復;
(5)塑料或其他設備的外防腐增強一體化解決;
(6)土建構(gòu)筑物的外防護。
常見以樹脂種類進行分類,玻璃鋼襯里樹脂重防腐的表現(xiàn)形式主要有:環(huán)氧樹脂玻璃鋼襯里、不飽和聚酯樹脂玻璃鋼襯里、乙烯基酯樹脂玻璃鋼襯里、呋喃樹脂玻璃鋼襯里、酚醛樹脂玻璃鋼襯里、環(huán)氧煤瀝青玻璃鋼襯里。其中環(huán)氧、不飽和、乙烯基酯樹脂玻璃鋼襯里在實際中采用最多。
根據(jù)基材不同也可表現(xiàn)為:混凝土(水泥基材)玻璃鋼襯里、碳鋼玻璃鋼襯里、塑料玻璃鋼襯里等。還有其他基材,但實踐中以這三種基材居多。
2 FRP內(nèi)襯樹脂重防腐之樹脂
樹脂在玻璃鋼襯里中起到主要的抗?jié)B耐蝕作用,同時還起到粘結(jié)基材、粘結(jié)增強材料、傳遞載荷等作用,是最終玻璃鋼襯里防腐是否有效的關鍵原料。玻璃鋼襯里常用的樹脂有:環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂。應按照各自樹脂的防腐蝕性能、耐溫的不同,對應介質(zhì)環(huán)境選擇不同的樹脂。
乙烯基酯樹脂的耐腐蝕性能請參見第XX章的介紹,其他樹脂的耐腐蝕性能,請參見《樹脂重防腐》集合一書的介紹,讀者也可參照相關耐腐蝕材料手冊進行選材,必要時做現(xiàn)場掛片試驗,但在本節(jié)不詳細介紹了。
不飽和聚酯樹脂,采用較多的是間苯UPR、雙酚A型UPR和二甲苯型UPR,現(xiàn)在氯橋酸型UPR和耐蝕對苯型UPR的也多起來了。這里僅簡要的介紹,更加詳細的這些樹脂信息,請參見周菊興老師編著的《不飽和聚酯樹脂及其應用》一書。
間苯型UPR,由間苯二甲酸(/酸酐)和二元醇及不飽和二元酸縮聚而成,具有較好的耐酸性、耐溫性和良好的機械性能,屬于中等耐蝕UPR樹脂。市場上較多的是199#。但間苯UPR樹脂在耐蝕玻璃鋼襯里領域的位置很尷尬,性價比很多時候并不高,因此實際用作耐蝕玻璃鋼襯里場合的并不多。
于是有了雙酚A型UPR,它由D33醇取代二元醇而制得的一種UPR,耐蝕性較之間苯、鄰苯UPR更好,且具有一定的韌性,機械性能也更好。耐酸耐氧化性介質(zhì)的能力更強,耐堿盡管不乙烯基酯樹脂,但較之二甲苯型UPR、間苯UPR而言,要好得多。市場上較多的是197#,3301#,3201#這些牌號。雙酚A型UPR最終的耐蝕性能與D33醇的取代比例有很大關系,D33醇的成本較一般的二元醇要高很多,取代的比例大了,耐蝕性就更好,反之亦然,這也就是目前市場上雙酚A型197樹脂的價位相差很大的原因,有賣15-16元,有賣20多元的。高價的197不敢說D33醇一定高,但廉價的197一定是D33醇含量極低(這個市場上不可能有人會做虧本的生意的),其最終的耐蝕性能其實就和一般的間苯樹脂差不多,所以要想得到較好的耐蝕性能,就必須慎重選擇197樹脂的供應商。耐蝕性能好的197樹脂,是具有非常好的耐腐蝕性能,在很多地方完全可以取代乙烯基酯樹脂使用,性價比相對于乙烯基酯樹脂而言,那是要高很多,這也是目前市場上使用這類樹脂量較大的一個原因。
雙酚A富馬酸聚酯樹脂,典型的牌號就是帝斯曼的382,這類樹脂介于乙烯基酯樹脂和雙酚A型UPR之間,其耐蝕性能和機械耐熱性能和目前市場通常采用富馬酸、己二酸改性的乙烯基酯樹脂差不多。性價比也很高,因此市場上使用者也很多。
二甲苯UPR樹脂,典型的就是筆者母校企業(yè)華昌聚合物有限公司的X41、902-A3,具有一定的耐蝕性能,但樹脂的韌性和力學強度都較之197有較大的不足,更不用說和乙烯基酯樹脂相比了。這種樹脂生產(chǎn)過程中,廢水特別多,且最終樹脂的顏色也非常差,按照現(xiàn)行國家的環(huán)保政策,這類樹脂是不能生產(chǎn)的,二甲苯不飽和樹脂在上海是不可能通過環(huán)保驗收的,想必定是外地環(huán)保管得不嚴格的地方的廠家所代工。整個市場上僅有一兩個廠家在供這種樹脂,并不是其他廠家做不出來,而是該樹脂的性能以及綜合性價比都不高,完全可以使用價格相當,耐蝕性能更好,力學性能更好的其他樹脂取代它。
氯橋酸型UPR,典型就是XXXX公司的HS-297,它是采用氯橋酸部分取代二元酸和二元醇去縮聚而成的UPR,耐高溫、阻燃,突出的耐蝕就是耐濕氯氣及次氯酸介質(zhì)。這種樹脂,之前采用較多,但隨著乙烯基酯樹脂介入市場,尤其是酚醛型乙烯基酯樹脂的應用,氯橋酸型UPR的耐蝕優(yōu)勢就不明顯了,并且該樹脂的力學性能和韌性較差,除濕氯氣介質(zhì)外的耐蝕廣譜性,和乙烯基酯樹脂相比,顯得不足,性價比不足,因此這類樹脂現(xiàn)在是玻璃鋼襯里樹脂重防腐領域,采用的已經(jīng)越來越少了。
乙烯基酯樹脂,分富馬酸己二酸型、丙烯酸型、TDI改性前面兩種類型、標準雙酚A環(huán)氧型、酚醛環(huán)氧型、溴化阻燃型、高交聯(lián)密度型等多種類型,相較于前面幾種UPR樹脂,乙烯基酯樹脂的耐酸、耐堿、耐氧化性介質(zhì)及有機溶劑性能都好一大截,分子式結(jié)構(gòu)設計不一樣,其耐溫耐蝕也不一樣,這里不具體詳細去介紹具體細分乙烯基酯樹脂的性能,讀者可以在本書的前面幾個章節(jié)找到詳細信息。
環(huán)氧樹脂,采用最多的現(xiàn)場玻璃鋼襯里的是雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂,E-44和E-51是采用最多的了。環(huán)氧樹脂玻璃鋼襯里最大的優(yōu)勢是與基材的粘結(jié)性能好,收縮小,不易脫殼。固化后的環(huán)氧樹脂玻璃鋼襯里耐弱酸、弱堿和部分溶劑,但常溫固化耐熱不足,和乙烯基酯樹脂和呋喃樹脂玻璃鋼襯里相比要差。
環(huán)氧樹脂催化型的固化劑(如咪唑、叔胺、酸酐等)不便于現(xiàn)場常溫玻璃鋼襯里施工,多采用交聯(lián)型的乙二胺、酚醛胺T31(毒性更低)。芳香族胺590#固化劑固化速度太慢,采用不多,聚酰胺固化劑是一個不錯的選擇。
E-44和E-51中,無機氯和有機氯雜質(zhì)含量過高,會影響到最終環(huán)氧樹脂玻璃鋼襯里的電性能。關于環(huán)氧樹脂玻璃鋼襯里施工時加入的稀釋劑,本書篇幅所限,不作詳細介紹,請參考《樹脂重防腐》集合一書相關章節(jié)的詳細介紹。
酚醛型環(huán)氧樹脂F(xiàn)-44和F-51在實際現(xiàn)場FRP襯里工程中,采用極少,主要還是因為它的施工操作性實在太差。這類環(huán)氧在涂料涂裝防腐中應用比樹脂重防腐中多。本書篇幅所限,不作詳細介紹,請參考《樹脂重防腐》集合一書相關章節(jié)的詳細介紹。
酚醛樹脂,熱固性的,采用酸性固化劑進行固化,固化后的玻璃鋼耐溫,耐酸性優(yōu)良(尤其是冰醋酸),不耐堿,也不耐氧化性介質(zhì),耐乙醇、甲苯、氯苯、二氯乙烷等有機溶劑。熱固性酚醛樹脂在常溫玻璃鋼成型時,采用酸性固化劑,固化過程中,會有小分子逸出,導致最終襯里層的致密性不足,抗?jié)B性變差。本書篇幅所限,不作更多酚醛樹脂的介紹,請參考《樹脂重防腐》集合一書相關章節(jié)的詳細介紹。
呋喃樹脂,固化后,耐低濃度中低溫下的酸、堿、酸堿交替、部分有機溶劑,但它非常脆,與基材粘結(jié)性能也很差,酸性固化劑導致在施工時基本都要做隔離層。篇幅所限,不作更多呋喃樹脂的介紹,請參考《樹脂重防腐》集合一書相關章節(jié)的詳細介紹。(文章來源:防腐蝕論壇)