耐腐蝕玻璃鋼試驗方法及評定
時間:2018年10月04日來源:本站原創(chuàng)作者:jzfrp點擊:次
1. 概述
玻璃鋼自1932年在美國出現(xiàn)以來,至今已有五十多年歷史,得到了迅速廣泛地應(yīng)用,在各種性能數(shù)據(jù)及測試方法等方面已積累一定的經(jīng)驗。國內(nèi)在玻璃鋼物理機械性能測試方法已制訂有相應(yīng)國家標(biāo)準,為設(shè)計選用玻璃鋼材料提供統(tǒng)一標(biāo)準。但近年來耐腐蝕玻璃鋼應(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,但各單位進行耐腐蝕測試的數(shù)據(jù)差異甚大,沒有相對可比性;げ吭75年組織有關(guān)單位開展各種耐腐蝕玻璃鋼性能測試方法的工作。取得一些進展。 目前國內(nèi)在耐腐蝕方面大量應(yīng)用的樹脂是,環(huán)氧樹脂,酚醛樹脂,改性呋喃樹脂,近幾年來,雙酚A聚脂樹脂應(yīng)用發(fā)展較快,乙烯基酯樹脂也已開發(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)氧樹脂,雙酚A聚酯樹脂,改性呋喃樹脂,模壓制品中主要使用是酚醛樹脂,土建防腐及設(shè)備內(nèi)襯防腐中主要是環(huán)氧樹脂,酚醛樹脂,呋喃樹脂,耐腐蝕玻璃鋼應(yīng)用越來越廣泛,但如何正確地、合理地選擇耐腐蝕玻璃鋼材料是一個很突出的問題。國外新型樹脂開發(fā),就有相應(yīng)的各種耐腐蝕性能數(shù)據(jù),可供選材參考。但國內(nèi)樹脂生產(chǎn)、科研部門,往往只管試制,耐腐蝕性能數(shù)據(jù)卻往往引用國外有關(guān)數(shù)據(jù),測試條件不明,數(shù)據(jù)混淆不清。而有些科研部門發(fā)表的耐腐蝕數(shù)據(jù),因試驗條件不一致,試樣制備及解質(zhì)狀況與實際情況有差異,既無可比性,又沒有可選擇性。如以E-44環(huán)氧樹脂為例,環(huán)氧樹脂澆鑄體數(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)年時間進行環(huán)氧/乙二胺常溫固化體系試驗,而中溫?zé)峁袒w系試驗(對設(shè)備來言十分重要的)未進行試驗。又如雙酚A聚酯玻璃鋼進行了中堿布,化學(xué)處理布耐腐蝕試驗,但缺乏表面氈/玻璃布復(fù)合結(jié)構(gòu)耐腐蝕試驗。呋喃樹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耐腐蝕試驗方法介紹
目前國內(nèi)所有單位進行的腐蝕試驗方法各異,性能數(shù)據(jù)也有差異,均是靜態(tài)浸泡腐蝕試驗方法及有關(guān)數(shù)據(jù)。為了有利于各單位相對比較數(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)了解國內(nèi)現(xiàn)有下列幾種腐蝕試驗方法。
1.2短期重量變化評定法
此方法浸泡時間短,為28天腐蝕數(shù)據(jù),取樣時間快,測定評定方法以目測及重量變化為主。由于簡易快速,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,浸泡時間太短?箯潖姸鹊淖兓坝绊戄^小。 等級 試件外觀 溶液顏色 重量變化 彎曲強度保留率 耐 無變化 無變化或梢有變化 ≯+0.03 -0.009g/cm2 80% 尚耐 樹脂微溶,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%四級評分法(北京師范大學(xué)化學(xué)系3301#腐蝕研究) 重量變化(%) 強度保留率(%) 等級 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.幾點看法:
2.1采用何種腐蝕試驗方法
目前制定的耐腐蝕試驗方法有二種目的,一種方法是作為生產(chǎn)制造部門篩選不同類型玻璃鋼配方的依據(jù)。它可作為玻璃鋼生產(chǎn)制造部門出廠的檢驗標(biāo)準,具有相對可比性,但并不能作為使用部門選擇玻璃鋼材料的最終依據(jù),更不能說明在此試驗條件下可以長期使用的依據(jù)。屬于此方法是靜態(tài)浸泡短期試驗(如塑料腐蝕度試驗)。此方法重復(fù)性好,試驗設(shè)備要求簡單,測試方法可以快速進行,外界影響因素考慮少,試驗解質(zhì)可選擇幾種代表性的。玻璃鋼用此方法時主要是以可行性,最佳化選用為目的,以期獲得最佳配方及最佳固化制度。對玻璃鋼試樣要求簡單,試樣邊緣也可以不必用樹脂封邊處理。另一種方法是作為使用部門正確選擇材料能否長期使用為依據(jù)。屬于這種方法的是靜態(tài)長期浸泡試驗,動態(tài)應(yīng)力腐蝕試驗法。數(shù)據(jù)分散大,試驗時間長,試驗因素考慮多(加溫度梯度、解質(zhì)流動性,應(yīng)力狀態(tài)等),試樣及試驗條件應(yīng)盡量模擬實際使用情況。當(dāng)然,由此方法得出的試驗數(shù)據(jù)有較好的使用可靠性,是使用部門選材的重要依據(jù),但決不是唯一依據(jù),還需要與現(xiàn)場實際使用參照后綜合評述得出結(jié)論。因為在實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。 國內(nèi)現(xiàn)有的玻璃鋼腐蝕試驗方法(以上介紹的腐蝕試驗方法)均是開展靜態(tài)浸泡法,試驗時間有短期及長期之分,但試驗條件均是靜態(tài)的,試驗條件與實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,如封閉處理,大板取樣法,因此試驗方法有待于進一步改進。建議今后開展長期動態(tài)腐蝕試驗方法。
2.2腐蝕試驗試樣的制備問題
現(xiàn)有三種試樣制備方法,一種方法是直接制備小件試樣(尺寸按測定性能試驗方法要求而定),制作簡單,浸泡方便,但與實際差異較大,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,但對數(shù)據(jù)的離散性較大,往往封邊樹脂易剝落。此試樣在試制配萬時可以使用。第二種方法是大板取樣法,即大板浸泡試驗后,按測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,與實際情況有所接近,試樣重復(fù)性好,但浸泡試驗及取樣方法較麻煩,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,此方法更為實用化,因此試塊是單面浸泡解質(zhì)。當(dāng)然試驗工作量比較大。
2.3腐蝕試驗用原材料
目前各單位對樹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),但對于玻璃鋼的耐腐蝕性能研究不多,甚至有的僅列出測試數(shù)據(jù)不予評價,由使用部門自行去考慮。有的單位還片面地提出以樹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。 對于樹脂,應(yīng)分別對聚酯、酚醛,環(huán)氧/不同固化劑體系提出要求,對于玻璃鋼纖維,應(yīng)考慮耐蝕復(fù)合結(jié)構(gòu)層,有耐蝕表面層。對于不同腐蝕解質(zhì)應(yīng)選用相應(yīng)的玻璃纖維(中堿或無堿)及表面化學(xué)處理劑,進行不同類型原材料體系的腐蝕試驗。
2.4腐蝕試驗后的測定項目
腐蝕試驗后的測定項目應(yīng)予統(tǒng)一。一般對于玻璃鋼應(yīng)有下列幾項:(1)試樣外觀(2)解質(zhì)外觀(3)力學(xué)性能,彎曲強度,彎曲彈性模量,巴柯爾硬度,玻璃纖維含量。并盡量以圖表列出表示,可以看出變化趨勢。這里應(yīng)指出,重量變化率過去有些單位采用,是引用塑料試驗方法而來的,對于玻璃鋼而言,重量變化率影響因素多,雖然測定時方便,但數(shù)據(jù)準確性誤差較大。對于彎曲彈性漠量的測定仍是必要的,尤其在對于有些溶劑解質(zhì)而言,由于溶劑的滲透起增塑效應(yīng),樹脂變軟,有時玻璃鋼彎曲強度仍很高,而彎曲彈性模量卻有相當(dāng)?shù)南陆。目前,極大部分單位未測定彎曲彈性模量是不全面的。
2.5腐蝕試驗的時間及溫度
由于玻璃鋼的腐蝕滲透有一定時間,在進行腐蝕試驗時必須按不同齡期分別取樣,如1個月,3個月,6個月,9個月,1年快速腐蝕試驗也至少要浸泡6個月以上,才能大致看出變化趨勢,試驗溫度可分別列出室溫。50℃、70℃、100℃,根據(jù)不同的樹脂,不同的使用溫度要求選擇相應(yīng)的試驗溫度。
2.6腐蝕評定標(biāo)準
腐蝕評定標(biāo)準是個復(fù)雜的問題,各國均沒有統(tǒng)一的看法,而且差異也很大,有時從評定標(biāo)準來看是不耐的,因?qū)嶋H使用上卻安全使用數(shù)年,應(yīng)該說,從評定標(biāo)準來看,是屬偏嚴的,"耐不耐"并不等于表示 用不用,"耐"的一般"可用","不耐"并不表示在實際上"不能用",而與實際情況有關(guān)(如設(shè)備的要求使用期限,設(shè)備的重要程度),用靜態(tài)試驗得出的評定標(biāo)準僅是參考,但往往會造成一種誤解,因此,有的單位采用質(zhì)量指數(shù)法綜合評價,也有的單位以動態(tài)腐蝕變化曲線來判定其長期使用可靠性。腐蝕評定標(biāo)準與腐蝕試驗方法也有關(guān),不同的試驗方法,評定的范圍有區(qū)別,而不是千篇一律的。因此,提出腐蝕評定標(biāo)準必須慎重,要按照玻璃鋼在長期實際應(yīng)用中參照有關(guān)標(biāo)準提出確實可行的判斷標(biāo)準。