Una exploración de la aplicación de telas y tapetes de fibra de vidrio en ingeniería anticorrosión de fibra de vidrio
La fibra de vidrio, o plástico reforzado con fibra de vidrio (GFRP), para abreviar, es reconocida por su excelente resistencia mecánica y resistencia a la corrosión, y se considera uno de los tres principales materiales de revestimiento en la industria anticorrosión-, junto con el ladrillo y el caucho. Desde una perspectiva de estructura de material compuesto, el GFRP se parece al hormigón armado: resina epoxi, poliéster insaturado y resinas de éster vinílico actúan como "hormigón", mientras que la tela de fibra de vidrio y la estera de fibra de vidrio sirven como sustrato de refuerzo, actuando como "refuerzo de acero". Juntos, forman una barrera protectora para-equipos, tanques y piscinas de productos químicos resistentes a la corrosión, y encuentran una aplicación cada vez más generalizada en el campo de la protección contra la corrosión química.
Tanto la tela de fibra de vidrio como la estera de fibra de vidrio comparten las mismas materias primas, principalmente arena de cuarzo, carbonato de sodio, fundente y estabilizadores. Estos se funden en un horno de alta-temperatura para crear vidrio fundido, que luego se dibuja en filamentos de vidrio continuos a través de una plantilla. El procesamiento posterior los diferencia en dos tipos de productos. La tela de fibra de vidrio se teje a partir de estos filamentos en una sola urdimbre; La estera de fibra de vidrio, por otro lado, tiene estos filamentos cortados en hebras cortas de aproximadamente 50 mm, unidos con aglutinantes en polvo o en emulsión y luego calentados y moldeados en un horno. Estas diferentes técnicas de procesamiento dan como resultado distintos rendimientos del producto y escenarios aplicables.
I. Clasificación y características de desempeño dePaño de fibra de vidrio
La tela de fibra de vidrio viene en muchas variedades y la industria la clasifica principalmente según tres dimensiones: composición de la materia prima, proceso de tejido y especificaciones del hilo.
Según la composición de la materia prima del vidrio, se puede dividir en tela E libre de álcali-, tela C con álcali medio-, tela con alto contenido de álcali-y tela AR con resistencia a los álcalis-. La tela de fibra de vidrio tipo E-libre de álcalis-tiene un contenido de óxido de metal alcalino inferior al 0,8%, lo que muestra una excelente resistencia al agua, aislamiento y propiedades mecánicas, lo que la convierte en el material de refuerzo preferido para proyectos de protección contra la corrosión química-de uso pesado. La tela de fibra de vidrio de tipo medio-alcalino C- tiene un contenido de óxido de metal alcalino controlado entre 11,5% y 12,5%, lo que ofrece una resistencia a los ácidos superior en comparación con los productos sin álcali-y costos de producción más bajos, pero con resistencia y propiedades eléctricas más débiles. Se utiliza principalmente para protección general contra la corrosión, bases de membranas asfálticas impermeables y productos de fibra de vidrio de baja-. La tela de fibra de vidrio con alto contenido de álcali tiene un contenido de óxido de metal alcalino superior al 13 %, lo que la hace propensa a la corrosión y al envejecimiento al entrar en contacto con agua, ácidos y álcalis, lo que resulta en una rápida pérdida de resistencia. Su uso en proyectos de protección contra la corrosión está explícitamente prohibido por las regulaciones y solo puede usarse para edificios simples temporales y materiales aislantes de baja-calidad. La tela de fibra de vidrio tipo AR-resistente a los álcalis-que contiene circonio puede resistir la erosión de álcalis fuertes durante la hidratación del cemento, lo que la convierte en un sustrato exclusivo para componentes de cemento de fibra de vidrio GRC y decoraciones de paredes exteriores de estilo-europeo.
Según las técnicas de tejido, la tela de fibra de vidrio está disponible en tejido tafetán, tejido de sarga, tejido satinado y mecha sin torcer (tela de rejilla). La tela de tejido liso presenta un entrelazado uno-sobre-uno de hilos de urdimbre y trama, lo que da como resultado una estructura densa y plana con una baja tasa de deformación, lo que la hace adecuada para revestimientos anticorrosión planos-y aplicaciones anticorrosión- exteriores de tuberías. La tela de sarga, tejida con un tejido de dos-sobre-dos-bajo o tres-sobre-tres-bajo, ofrece una excelente flexibilidad y puede adaptarse firmemente a superficies curvas irregulares, lo que lo convierte en un material común para la construcción manual-de tanques de almacenamiento no-estándar y equipos químicos de forma irregular. La tela de tejido satinado tiene hilos flotantes largos, lo que da como resultado una buena impregnación de resina y una alta resistencia del producto, pero su alto costo limita su uso, principalmente en materiales compuestos aeroespaciales de alta-gama y rara vez en aplicaciones anticorrosión. La tela mecha sin torcer, comúnmente conocida como tela a cuadros, presenta un tejido tafetán grueso, un tamaño de malla grande, una fuerte capacidad de carga-y una moderada rentabilidad-, lo que domina el mercado de materiales de capas estructurales anticorrosión-de servicio pesado{-.
Según el tipo de hilo, la mecha sin torcer se divide en mecha sin torcer y mecha fina. La tela mecha sin torcer tiene un cuerpo de hilo robusto y una excelente resistencia a la tracción, y se utiliza en más del 90 % de los proyectos de fibra de vidrio anticorrosión. La tela fina tiene una superficie delicada y lisa, y se utiliza principalmente para materiales aislantes electrónicos y decoración de superficies de fibra de vidrio. Según la norma nacional GB/T 18370-2014, los tejidos libres de álcalis-se designan EWR y los tejidos con álcalis medios-se designan CWR, lo que facilita la selección y adquisición de la industria. Las especificaciones de ingeniería comúnmente utilizadas incluyen las telas 01, 02, 04, 06 y 08.. 01 y las telas 02 tienen solo 0,1 mm y 0,2 mm de espesor, respectivamente, y se usan principalmente para reparaciones locales y protección contra la corrosión de capa delgada-g/㎡ (tela 04) es una especificación de protección contra la corrosión de uso general-, mientras que 0,6 mm (600 g/㎡) y 0,8 mm (800 g/㎡) se utilizan telas más gruesas para las capas de soporte de carga de equipos y estructuras de protección contra la corrosión de alta resistencia.
II. Subcategorías y Aplicaciones deEstera de fibra de vidrio
Las esteras de fibra de vidrio se clasifican según cuatro dimensiones: proceso de moldeo, morfología de la fibra, aplicación y estructura compuesta. Según la tecnología de procesamiento, las esteras de fibra de vidrio incluyen esteras de hilos cortados, esteras unidas-cosidas, esteras-húmedas y esteras-punzonadas: las esteras de hilos cortados se forman colocando y uniendo aleatoriamente fibras cortas cortadas y vienen en dos tipos: adhesivo en polvo y adhesivo en emulsión; la estera unida-se basa en hilos de poliéster para unir piezas cortas de fibra de vidrio cortadas; el tapete -húmedo toma prestado de la tecnología de fabricación de papel, utilizando agua para extraer fibras y un adhesivo especial; La estera perforada con aguja-se forma peinando y perforando con agujas, lo que da como resultado una estructura interna altamente porosa. Según la morfología de las fibras, se dividen en esteras de filamentos continuos (MS) y esteras de hilos cortados (MC). La estera de filamento continuo se coloca en un patrón en forma de -ocho y se une, mientras que la estera de hebras cortadas utiliza fibras cortadas cortas de 50 mm dispuestas y conformadas aleatoriamente, correspondientes a los estándares nacionales EMC, estera de hebras cortadas sin álcali-, estera de hebras cortadas con medio-alcalino CMC, estera continua sin álcalis EMS- y estera continua con álcali medio-CMS.
Según los escenarios de aplicación, las esteras de fibra de vidrio se dividen en esteras de superficie, esteras para techos y esteras filtrantes. La superficie del fieltro con un espesor de solo 0,2 mm y una densidad superficial de 30-50 g/㎡, después de la impregnación, optimiza la densidad de la superficie de fibra de vidrio, mejora su impermeabilidad y resistencia a la corrosión y suaviza la textura de la tela. El fieltro para tejados, utilizado como base para los rollos de betún modificado SBS y APP y las tejas asfálticas de fibra de vidrio, mejora significativamente la resistencia a la tracción y al desgarro de los materiales impermeabilizantes. El fieltro suelto de fibra de vidrio especial para filtración de aire tiene poros bien-desarrollados y una gran capacidad de retención de polvo, ampliamente utilizado en las industrias de filtración de purificación de aire fresco y gases residuales industriales. El fieltro estructural compuesto incluye fieltro compuesto de tela-fieltro, fieltro guía tipo sándwich-núcleo-y fieltro compuesto-punzonado con aguja. A través del compuesto de fieltro de tela integrado-, se optimiza el rendimiento de la colocación y se utiliza principalmente en capas guía de flujo-y fibra de vidrio compuesta de alta resistencia.
Las especificaciones principales de la estera de hilos cortados para la construcción con protección contra la corrosión son 200 g, 300 g, 450 g y 600 g/㎡: la estera de hilos cortados de 200 g es delgada pero absorbente y se utiliza para reparar la base del revestimiento; 300 g (1,4 ~ 1,6 mm) es el modelo estándar-en toda la industria; La estera de 450 g de espesor es adecuada para placas de fondo de tanques y cimientos de equipos-de servicio pesado; La estera de filamentos cortados de gramaje ultra-alto de 600 g consume una gran cantidad de adhesivo durante la construcción y se utiliza principalmente para protección contra la corrosión-de alta resistencia en condiciones de trabajo extremas.
III. Proceso de aplicación de tela de fibra de vidrio-Estructura compuesta de estera en colocación manual-Protección contra la corrosión
En la construcción de protección contra la corrosión-con colocación manual de fibra de vidrio, se utiliza la estructura de capas compuesta clásica-estándar de la industria: tapete + tela + tapete, donde cada capa realiza su función específica para lograr un equilibrio entre protección contra la corrosión e integridad estructural. La capa inferior está hecha de estera de hebras cortadas que, debido a su alta absorción de adhesivo, acumula resina para formar una capa densa y rica en resina-, evitando la penetración de medios corrosivos. La capa intermedia utiliza tela tejida sin torcer, cuya estructura de urdimbre y trama entretejidas proporciona resistencia mecánica general, evitando que el revestimiento anticorrosión se agriete bajo tensión. La capa superior está hecha de fieltro superficial, que sella los poros de la tela, mejora la apariencia del producto y aísla el sustrato interno de ácidos, álcalis y humedad.
La práctica de la construcción a largo plazo-ha resumido una regla de cálculo práctica: el espesor de una sola capa de estera de fibra de vidrio después de la impregnación y curado de la resina es aproximadamente igual al peso del producto dividido por 250. Por ejemplo, el espesor de una estera de hebras cortadas de 300 g/m² es de aproximadamente 1,2 mm. Al diseñar un revestimiento anticorrosión de 5 mm, son suficientes cuatro capas de estera de hilo cortado de 300 g más la capa de fieltro superficial. Mientras tanto, cada especificación de tejido tiene un rango fijo de consumo de resina: 300 g de tela consumen 300-450 g de resina por metro cuadrado, 400 g de tela 400-600 g, 600 g de tela 600-900 gy 800 g de tela 800-1200 g. Estos valores fluctúan según la habilidad de construcción, el tipo de resina y la temperatura ambiente, y pueden proporcionar una referencia para la adquisición de materias primas y la contabilidad de costos.
IV. Resumen de estrategias de selección de materiales de ingeniería
En proyectos reales, la selección de materiales no puede depender únicamente de las propiedades del material. Requiere una consideración exhaustiva de la acidez/alcalinidad, la temperatura, la concentración y la presión dinámica/estática del medio corrosivo, combinadas con el presupuesto del proyecto, el espesor diseñado de la capa anticorrosión-, el número de capas y el consumo de resina. Para entornos ligeramente corrosivos, como aguas residuales ordinarias, se pueden seleccionar productos a base de álcali-para controlar los costos; Para condiciones duras como ácidos fuertes, altas temperaturas y disolventes fuertes, se prefieren las telas de la serie E-sin álcalis-sin álcalis combinadas con resina de éster vinílico. Una combinación adecuada de tela de fibra de vidrio y tapete de fibra de vidrio no solo puede garantizar la vida útil de los revestimientos anticorrosión de fibra de vidrio, sino también optimizar los costos de materia prima y maximizar el valor de ingeniería de los materiales compuestos de fibra de vidrio.
