novice

1. Uvod
Kot ključni del opreme v kemični industriji so elektrolizatorji nagnjeni k koroziji zaradi dolgotrajne izpostavljenosti kemičnim medijem, kar negativno vpliva na njihovo delovanje, življenjsko dobo in še posebej ogroža varnost proizvodnje. Zato je bistvenega pomena izvajanje učinkovitih protikorozijskih ukrepov. Trenutno nekatera podjetja za zaščito uporabljajo materiale, kot so kompoziti iz gume in plastike ali vulkanizirana butilna guma, vendar so rezultati pogosto nezadovoljivi. Čeprav je sprva učinkovita, se protikorozijska učinkovitost po 1-2 letih znatno poslabša, kar povzroči hudo škodo. Glede na tehnične in ekonomske dejavnike je armatura iz polimera, ojačanega s steklenimi vlakni (GFRP), idealna izbira za materiale, odporne proti koroziji, v elektrolizatorjih. Poleg odličnih mehanskih lastnosti,GFRP armaturaPrav tako kaže izjemno kemično odpornost proti koroziji, kar pritegne široko pozornost podjetij v kloralkalni industriji. Kot eden najpogosteje uporabljenih materialov, odpornih proti koroziji, je še posebej primeren za opremo, izpostavljeno medijem, kot so klor, alkalije, klorovodikova kislina, slanica in voda. Ta članek predstavlja predvsem uporabo GFRP armaturnih palic, pri čemer se kot ojačitev uporabljajo steklena vlakna, kot matrica pa epoksidna smola.

2. Analiza faktorjev korozijske poškodbe v elektrolizatorjih
Poleg tega, da na korozijo vplivajo material, struktura in tehnike izdelave elektrolizatorja, nanjo vplivajo predvsem zunanji korozivni mediji. Mednje spadajo visokotemperaturni mokri klorov plin, visokotemperaturna raztopina natrijevega klorida, alkalna tekočina, ki vsebuje klor, in visokotemperaturna nasičena vodna para klora. Poleg tega lahko korozijo pospešijo tudi tavajoči tokovi, ki nastanejo med procesom elektrolize. Visokotemperaturni mokri klorov plin, ki nastane v anodni komori, vsebuje znatno količino vodne pare. Hidroliza klorovega plina proizvaja zelo korozivno klorovodikovo kislino in močno oksidativno hipoklorovo kislino. Razgradnja hipoklorove kisline sprošča nastajajoči kisik. Ti mediji so kemično zelo aktivni in razen titana večina kovinskih in nekovinskih materialov v tem okolju močno korodira. Naša tovarna je prvotno uporabljala jeklene lupine, obložene z naravno trdo gumo za zaščito pred korozijo. Njeno temperaturno območje odpornosti je bilo le 0–80 °C, kar je nižje od temperature okolice korozivnega okolja. Poleg tega naravna trda guma ni odporna na korozijo s hipoklorovo kislino. Obloga je bila v parno-tekočem okolju dovzetna za poškodbe, kar je povzročilo korozivno perforacijo kovinske lupine.

3. Uporaba armature iz GFRP v elektrolizatorjih
3.1 ZnačilnostiGFRP armatura
GFRP armatura je nov kompozitni material, izdelan s pultruzijo, pri čemer se kot ojačitev uporabljajo steklena vlakna, kot matrica pa epoksidna smola, čemur sledi utrjevanje pri visoki temperaturi in posebna površinska obdelava. Ta material ponuja odlične mehanske lastnosti in izjemno kemično odpornost proti koroziji, še posebej pa prekaša večino vlaknastih izdelkov pri odpornosti na kisle in alkalne raztopine. Poleg tega je neprevoden, toplotno neprevoden, ima nizek koeficient toplotnega raztezanja ter dobro elastičnost in žilavost. Kombinacija steklenih vlaken in smole dodatno poveča njegovo odpornost proti koroziji. Prav zaradi teh pomembnih kemijskih lastnosti je to prednostni material za zaščito pred korozijo v elektrolizatorjih.

V elektrolizatorju so vzporedno v stenah rezervoarja razporejene armaturne palice iz GFRP, med njimi pa se vlije beton iz vinil estrske smole. Po strjevanju to tvori integralno strukturo. Ta zasnova znatno izboljša robustnost ohišja rezervoarja, odpornost proti kislinski in alkalni koroziji ter izolacijske lastnosti. Prav tako poveča notranji prostor rezervoarja, zmanjša pogostost vzdrževanja in podaljša življenjsko dobo. Posebej je primerna za postopke elektrolize, ki zahtevajo visoko trdnost in natezno odpornost.

3.3 Prednosti uporabe GFRP armaturnih palic v elektrolizatorjih
Tradicionalna zaščita pred korozijo v elektrolizerjih pogosto uporablja metode litega betona z umetno smolo. Vendar so betonski rezervoarji težki, imajo dolga obdobja strjevanja, nizko učinkovitost gradnje na kraju samem ter so nagnjeni k mehurčkom in neravnim površinam. To lahko povzroči puščanje elektrolita, korozijo telesa rezervoarja, motnje v proizvodnji, onesnaževanje okolja in visoke stroške vzdrževanja. Uporaba armature iz GFRP kot protikorozijskega materiala učinkovito premaga te pomanjkljivosti: telo rezervoarja je lahko, ima visoko nosilnost, odlično odpornost proti koroziji ter vrhunske upogibne in natezne lastnosti. Hkrati ponuja prednosti, kot so velika prostornina, dolga življenjska doba, minimalno vzdrževanje ter enostavno dvigovanje in transport.

4. Povzetek
Na osnovi epoksidne smoleGFRP armaturaZdružuje odlične mehanske, fizikalne in kemijske lastnosti obeh komponent. Široko se uporablja za reševanje težav s korozijo v kloralkalni industriji in v betonskih konstrukcijah, kot so predori, vozišča in mostovi. Praksa je pokazala, da lahko uporaba tega materiala znatno izboljša odpornost proti koroziji in življenjsko dobo elektrolizerjev, s čimer se izboljša varnost proizvodnje. Če je konstrukcijska zasnova razumna, izbira materiala in razmerja ustrezna ter je gradbeni postopek standardiziran, lahko armatura iz GFRP močno izboljša protikorozijsko delovanje elektrolizerjev. Posledično ima ta tehnologija široke možnosti uporabe in si zasluži široko promocijo.