耐腐蝕玻璃鋼試驗(yàn)方法及評(píng)定
時(shí)間:2018年10月04日來(lái)源:本站原創(chuàng)作者:jzfrp點(diǎn)擊:次
1. 概述
玻璃鋼自1932年在美國(guó)出現(xiàn)以來(lái),至今已有五十多年歷史,得到了迅速?gòu)V泛地應(yīng)用,在各種性能數(shù)據(jù)及測(cè)試方法等方面已積累一定的經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)在玻璃鋼物理機(jī)械性能測(cè)試方法已制訂有相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),為設(shè)計(jì)選用玻璃鋼材料提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。但近年來(lái)耐腐蝕玻璃鋼應(yīng)用發(fā)展很快,由于其特殊性,至今尚未制訂統(tǒng)一的耐腐蝕性能測(cè)試方法。盡管玻璃鋼在耐腐蝕領(lǐng)城方面已顯示其優(yōu)越性,但各單位進(jìn)行耐腐蝕測(cè)試的數(shù)據(jù)差異甚大,沒(méi)有相對(duì)可比性。化工部曾在75年組織有關(guān)單位開(kāi)展各種耐腐蝕玻璃鋼性能測(cè)試方法的工作。取得一些進(jìn)展。 目前國(guó)內(nèi)在耐腐蝕方面大量應(yīng)用的樹(shù)脂是,環(huán)氧樹(shù)脂,酚醛樹(shù)脂,改性呋喃樹(shù)脂,近幾年來(lái),雙酚A聚脂樹(shù)脂應(yīng)用發(fā)展較快,乙烯基酯樹(shù)脂也已開(kāi)發(fā)試用,有著廣闊的發(fā)展前途,有利于大型化玻璃鋼化工設(shè)備的推廣應(yīng)用。
目前,在手糊法制品中主要使用環(huán)氧樹(shù)脂,雙酚A聚酯樹(shù)脂,改性呋喃樹(shù)脂,模壓制品中主要使用是酚醛樹(shù)脂,土建防腐及設(shè)備內(nèi)襯防腐中主要是環(huán)氧樹(shù)脂,酚醛樹(shù)脂,呋喃樹(shù)脂,耐腐蝕玻璃鋼應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但如何正確地、合理地選擇耐腐蝕玻璃鋼材料是一個(gè)很突出的問(wèn)題。國(guó)外新型樹(shù)脂開(kāi)發(fā),就有相應(yīng)的各種耐腐蝕性能數(shù)據(jù),可供選材參考。但國(guó)內(nèi)樹(shù)脂生產(chǎn)、科研部門(mén),往往只管試制,耐腐蝕性能數(shù)據(jù)卻往往引用國(guó)外有關(guān)數(shù)據(jù),測(cè)試條件不明,數(shù)據(jù)混淆不清。而有些科研部門(mén)發(fā)表的耐腐蝕數(shù)據(jù),因試驗(yàn)條件不一致,試樣制備及解質(zhì)狀況與實(shí)際情況有差異,既無(wú)可比性,又沒(méi)有可選擇性。如以E-44環(huán)氧樹(shù)脂為例,環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄體數(shù)據(jù)多,而環(huán)氧玻璃鋼數(shù)據(jù)少環(huán)氧層壓板有數(shù)據(jù)。而手糊法環(huán)氧玻璃鋼缺乏數(shù)據(jù)土建防腐規(guī)范組化了數(shù)年時(shí)間進(jìn)行環(huán)氧/乙二胺常溫固化體系試驗(yàn),而中溫?zé)峁袒w系試驗(yàn)(對(duì)設(shè)備來(lái)言十分重要的)未進(jìn)行試驗(yàn)。又如雙酚A聚酯玻璃鋼進(jìn)行了中堿布,化學(xué)處理布耐腐蝕試驗(yàn),但缺乏表面氈/玻璃布復(fù)合結(jié)構(gòu)耐腐蝕試驗(yàn)。呋喃樹(shù)脂玻璃鋼的耐腐蝕性能數(shù)據(jù)更是看法不一,差異甚大
1.1耐腐蝕試驗(yàn)方法介紹
目前國(guó)內(nèi)所有單位進(jìn)行的腐蝕試驗(yàn)方法各異,性能數(shù)據(jù)也有差異,均是靜態(tài)浸泡腐蝕試驗(yàn)方法及有關(guān)數(shù)據(jù)。為了有利于各單位相對(duì)比較數(shù)據(jù),有利于正確地選擇材料,制定統(tǒng)一的,較為合理的玻璃鋼耐腐蝕方法是十分必要。據(jù)了解國(guó)內(nèi)現(xiàn)有下列幾種腐蝕試驗(yàn)方法。
1.2短期重量變化評(píng)定法
此方法浸泡時(shí)間短,為28天腐蝕數(shù)據(jù),取樣時(shí)間快,測(cè)定評(píng)定方法以目測(cè)及重量變化為主。由于簡(jiǎn)易快速,目前主要用于建筑防腐玻璃鋼內(nèi)襯設(shè)備方面。但此方法數(shù)據(jù)可靠性差,浸泡時(shí)間太短?箯潖(qiáng)度的變化及影響較小。 等級(jí) 試件外觀 溶液顏色 重量變化 彎曲強(qiáng)度保留率 耐 無(wú)變化 無(wú)變化或梢有變化 ≯+0.03 -0.009g/cm2 80% 尚耐 樹(shù)脂微溶,表面粗糙,光澤消失 梢有變化 ≯+0.045 -0.015g/cm2 70% 不耐 起泡,脫皮,分層,疏松 有明顯變化 +0.045 -0.015g/cm2 70%四級(jí)評(píng)分法(北京師范大學(xué)化學(xué)系3301#腐蝕研究) 重量變化(%) 強(qiáng)度保留率(%) 等級(jí) 100-102 95-100 十分耐 102-110
85-95 耐 110-115 80-85 尚耐 115或95 80以下不耐.
2.幾點(diǎn)看法:
2.1采用何種腐蝕試驗(yàn)方法
目前制定的耐腐蝕試驗(yàn)方法有二種目的,一種方法是作為生產(chǎn)制造部門(mén)篩選不同類(lèi)型玻璃鋼配方的依據(jù)。它可作為玻璃鋼生產(chǎn)制造部門(mén)出廠的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),具有相對(duì)可比性,但并不能作為使用部門(mén)選擇玻璃鋼材料的最終依據(jù),更不能說(shuō)明在此試驗(yàn)條件下可以長(zhǎng)期使用的依據(jù)。屬于此方法是靜態(tài)浸泡短期試驗(yàn)(如塑料腐蝕度試驗(yàn))。此方法重復(fù)性好,試驗(yàn)設(shè)備要求簡(jiǎn)單,測(cè)試方法可以快速進(jìn)行,外界影響因素考慮少,試驗(yàn)解質(zhì)可選擇幾種代表性的。玻璃鋼用此方法時(shí)主要是以可行性,最佳化選用為目的,以期獲得最佳配方及最佳固化制度。對(duì)玻璃鋼試樣要求簡(jiǎn)單,試樣邊緣也可以不必用樹(shù)脂封邊處理。另一種方法是作為使用部門(mén)正確選擇材料能否長(zhǎng)期使用為依據(jù)。屬于這種方法的是靜態(tài)長(zhǎng)期浸泡試驗(yàn),動(dòng)態(tài)應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)法。數(shù)據(jù)分散大,試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng),試驗(yàn)因素考慮多(加溫度梯度、解質(zhì)流動(dòng)性,應(yīng)力狀態(tài)等),試樣及試驗(yàn)條件應(yīng)盡量模擬實(shí)際使用情況。當(dāng)然,由此方法得出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有較好的使用可靠性,是使用部門(mén)選材的重要依據(jù),但決不是唯一依據(jù),還需要與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用參照后綜合評(píng)述得出結(jié)論。因?yàn)樵趯?shí)際使用中影響因素更多,如解質(zhì)溶液組成的變化,雜質(zhì)的含量,應(yīng)力狀態(tài)分布不均勻。 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的玻璃鋼腐蝕試驗(yàn)方法(以上介紹的腐蝕試驗(yàn)方法)均是開(kāi)展靜態(tài)浸泡法,試驗(yàn)時(shí)間有短期及長(zhǎng)期之分,但試驗(yàn)條件均是靜態(tài)的,試驗(yàn)條件與實(shí)際情況仍有較大的差異,有的單位在試樣制備上作了相應(yīng)改進(jìn),如封閉處理,大板取樣法,因此試驗(yàn)方法有待于進(jìn)一步改進(jìn)。建議今后開(kāi)展長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)腐蝕試驗(yàn)方法。
2.2腐蝕試驗(yàn)試樣的制備問(wèn)題
現(xiàn)有三種試樣制備方法,一種方法是直接制備小件試樣(尺寸按測(cè)定性能試驗(yàn)方法要求而定),制作簡(jiǎn)單,浸泡方便,但與實(shí)際差異較大,試樣各方面都受到解質(zhì)浸泡影響,這種試樣有封邊及不封邊之分,封邊試樣雖可減少腐蝕面,但對(duì)數(shù)據(jù)的離散性較大,往往封邊樹(shù)脂易剝落。此試樣在試制配萬(wàn)時(shí)可以使用。第二種方法是大板取樣法,即大板浸泡試驗(yàn)后,按測(cè)試性能要求制備相應(yīng)小尺寸的試樣,此方法有一定典型性及代表性,試樣主要是二面受解質(zhì)腐蝕影響,與實(shí)際情況有所接近,試樣重復(fù)性好,但浸泡試驗(yàn)及取樣方法較麻煩,操作要求較高。第三種方法是小方盒或小圓體內(nèi)部解質(zhì)浸泡法,即模擬實(shí)際使用情況制備小圓體或小方盒試塊,內(nèi)部浸泡腐蝕解質(zhì),然后取樣,此方法更為實(shí)用化,因此試塊是單面浸泡解質(zhì)。當(dāng)然試驗(yàn)工作量比較大。
2.3腐蝕試驗(yàn)用原材料
目前各單位對(duì)樹(shù)脂的耐腐蝕性能研究很多,也發(fā)表了一些有關(guān)數(shù)據(jù),但對(duì)于玻璃鋼的耐腐蝕性能研究不多,甚至有的僅列出測(cè)試數(shù)據(jù)不予評(píng)價(jià),由使用部門(mén)自行去考慮。有的單位還片面地提出以樹(shù)脂的耐腐蝕性取代玻璃鋼的耐腐蝕性。為了正確地得到可靠的腐蝕性能,對(duì)玻璃鋼的原材料選擇必須有所統(tǒng)一,否則數(shù)據(jù)差異很大。 對(duì)于樹(shù)脂,應(yīng)分別對(duì)聚酯、酚醛,環(huán)氧/不同固化劑體系提出要求,對(duì)于玻璃鋼纖維,應(yīng)考慮耐蝕復(fù)合結(jié)構(gòu)層,有耐蝕表面層。對(duì)于不同腐蝕解質(zhì)應(yīng)選用相應(yīng)的玻璃纖維(中堿或無(wú)堿)及表面化學(xué)處理劑,進(jìn)行不同類(lèi)型原材料體系的腐蝕試驗(yàn)。
2.4腐蝕試驗(yàn)后的測(cè)定項(xiàng)目
腐蝕試驗(yàn)后的測(cè)定項(xiàng)目應(yīng)予統(tǒng)一。一般對(duì)于玻璃鋼應(yīng)有下列幾項(xiàng):(1)試樣外觀(2)解質(zhì)外觀(3)力學(xué)性能,彎曲強(qiáng)度,彎曲彈性模量,巴柯?tīng)栍捕,玻璃纖維含量。并盡量以圖表列出表示,可以看出變化趨勢(shì)。這里應(yīng)指出,重量變化率過(guò)去有些單位采用,是引用塑料試驗(yàn)方法而來(lái)的,對(duì)于玻璃鋼而言,重量變化率影響因素多,雖然測(cè)定時(shí)方便,但數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性誤差較大。對(duì)于彎曲彈性漠量的測(cè)定仍是必要的,尤其在對(duì)于有些溶劑解質(zhì)而言,由于溶劑的滲透起增塑效應(yīng),樹(shù)脂變軟,有時(shí)玻璃鋼彎曲強(qiáng)度仍很高,而彎曲彈性模量卻有相當(dāng)?shù)南陆怠D壳,極大部分單位未測(cè)定彎曲彈性模量是不全面的。
2.5腐蝕試驗(yàn)的時(shí)間及溫度
由于玻璃鋼的腐蝕滲透有一定時(shí)間,在進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)時(shí)必須按不同齡期分別取樣,如1個(gè)月,3個(gè)月,6個(gè)月,9個(gè)月,1年快速腐蝕試驗(yàn)也至少要浸泡6個(gè)月以上,才能大致看出變化趨勢(shì),試驗(yàn)溫度可分別列出室溫。50℃、70℃、100℃,根據(jù)不同的樹(shù)脂,不同的使用溫度要求選擇相應(yīng)的試驗(yàn)溫度。
2.6腐蝕評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
腐蝕評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題,各國(guó)均沒(méi)有統(tǒng)一的看法,而且差異也很大,有時(shí)從評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看是不耐的,因?qū)嶋H使用上卻安全使用數(shù)年,應(yīng)該說(shuō),從評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,是屬偏嚴(yán)的,"耐不耐"并不等于表示 用不用,"耐"的一般"可用","不耐"并不表示在實(shí)際上"不能用",而與實(shí)際情況有關(guān)(如設(shè)備的要求使用期限,設(shè)備的重要程度),用靜態(tài)試驗(yàn)得出的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)僅是參考,但往往會(huì)造成一種誤解,因此,有的單位采用質(zhì)量指數(shù)法綜合評(píng)價(jià),也有的單位以動(dòng)態(tài)腐蝕變化曲線來(lái)判定其長(zhǎng)期使用可靠性。腐蝕評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)與腐蝕試驗(yàn)方法也有關(guān),不同的試驗(yàn)方法,評(píng)定的范圍有區(qū)別,而不是千篇一律的。因此,提出腐蝕評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)必須慎重,要按照玻璃鋼在長(zhǎng)期實(shí)際應(yīng)用中參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提出確實(shí)可行的判斷標(biāo)準(zhǔn)。