uutiset

1. Johdanto
Kemianteollisuuden kriittisenä laitteena elektrolyyserit ovat alttiita korroosiolle pitkäaikaisen kemiallisen altistuksen vuoksi, mikä vaikuttaa haitallisesti niiden suorituskykyyn, käyttöikään ja erityisesti uhkaa tuotantoturvallisuutta. Siksi tehokkaiden korroosionestotoimenpiteiden toteuttaminen on välttämätöntä. Tällä hetkellä jotkut yritykset käyttävät suojaukseen materiaaleja, kuten kumi-muovi-komposiitteja tai vulkanoitua butyylikumia, mutta tulokset ovat usein epätyydyttäviä. Vaikka aluksi tehokas, korroosionestokyky heikkenee merkittävästi 1–2 vuoden kuluttua, mikä johtaa vakaviin vaurioihin. Sekä tekniset että taloudelliset tekijät huomioon ottaen lasikuitulujitettu polymeeri (GFRP) -raudoitus on ihanteellinen valinta korroosionkestäviksi materiaaleiksi elektrolyysereissä. Erinomaisten mekaanisten ominaisuuksien lisäksi...Lasikuituvahvisteista raudoitustaosoittaa myös erinomaista kemiallista korroosionkestävyyttä, mikä on herättänyt laajaa huomiota kloori-alkaliteollisuuden yrityksissä. Yhtenä yleisimmin käytetyistä korroosionkestävistä materiaaleista se soveltuu erityisen hyvin laitteisiin, jotka altistuvat esimerkiksi kloorille, emäksille, suolahapolle, suolaliuokselle ja vedelle. Tässä artikkelissa esitellään pääasiassa lasikuituisen raudoitustangon käyttöä elektrolyysereissä käyttäen lasikuitua lujitteena ja epoksihartsia matriisina.

2. Elektrolyysilaitteiden korroosiovauriokertoimien analyysi
Elektrolyysilaitteen omien materiaalien, rakenteen ja valmistustekniikoiden vaikutuksen lisäksi korroosio johtuu pääasiassa ulkoisista syövyttävistä aineista. Näitä ovat korkean lämpötilan märkä kloorikaasu, korkean lämpötilan natriumkloridiliuos, klooria sisältävä alkaliliuos ja korkean lämpötilan kyllästetty kloorivesihöyry. Lisäksi elektrolyysiprosessin aikana syntyvät harhavirrat voivat kiihdyttää korroosiota. Anodikammiossa syntyvä korkean lämpötilan märkä kloorikaasu kuljettaa merkittävän määrän vesihöyryä. Kloorikaasun hydrolyysi tuottaa erittäin syövyttävää suolahappoa ja voimakkaasti hapettavaa hypokloorihappoa. Hypokloorihapon hajoaminen vapauttaa syntyvää happea. Nämä aineet ovat kemiallisesti erittäin aktiivisia, ja titaania lukuun ottamatta useimmat metalliset ja ei-metalliset materiaalit kärsivät vakavasta korroosiosta tässä ympäristössä. Laitoksellamme käytettiin alun perin teräskuoria, jotka oli vuorattu luonnonkovakumilla korroosiosuojauksena. Sen lämpötilankestoalue oli vain 0–80 °C, mikä on alhaisempi kuin syövyttävän ympäristön lämpötila. Lisäksi luonnonkovakumi ei ole kestävä hypokloorihapon korroosiolle. Vuoraus oli altis vaurioille höyry-neste-ympäristöissä, mikä johti metallikuoren syövyttävään puhkeamiseen.

3. GFRP-raudoituksen käyttö elektrolyysereissä
3.1 OminaisuudetLasikuituvahvisteinen raudoitus
Lasikuituvahvisteinen raudoitustanko on uusi komposiittimateriaali, joka valmistetaan pultruusiomenetelmällä käyttäen lasikuitua lujitteena ja epoksihartsia matriisina, minkä jälkeen se kovetetaan korkeassa lämpötilassa ja suoritetaan erityinen pintakäsittely. Materiaali tarjoaa erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja erinomaisen kemiallisen korroosionkestävyyden, ja se on erityisesti parempi kuin useimmat kuitutuotteet happo- ja emäsliuosten kestävyydessä. Lisäksi se ei johda sähköä, ei johda lämpöä, sillä on alhainen lämpölaajenemiskerroin ja hyvä elastisuus ja sitkeys. Lasikuidun ja hartsin yhdistelmä parantaa entisestään sen korroosionkestävyyttä. Juuri nämä merkittävät kemialliset ominaisuudet tekevät siitä ensisijaisen materiaalin korroosionestossa elektrolyysireaktoreissa.

Elektrolyyserin sisällä lasikuituvahvisteiset raudoitustangot on järjestetty yhdensuuntaisesti säiliön seinien sisään, ja niiden väliin valetaan vinyyliesterihartsibetoni. Jähmettymisen jälkeen tämä muodostaa yhtenäisen rakenteen. Tämä rakenne parantaa merkittävästi säiliön rungon kestävyyttä, happo- ja alkalikorroosionkestävyyttä sekä eristysominaisuuksia. Se myös lisää säiliön sisätilaa, vähentää huoltotarvetta ja pidentää käyttöikää. Se soveltuu erityisesti elektrolyysiprosesseihin, jotka vaativat suurta lujuutta ja vetolujuutta.

3.3 Lasikuituvahvisteisen raudoitusteräksen käytön edut elektrolyysereissä
Perinteisessä elektrolyysilaitteen korroosionestomenetelmänä käytetään usein hartsivalettua betonimenetelmää. Betonisäiliöt ovat kuitenkin painavia, niiden kovettumisaika on pitkä, ne johtavat alhaiseen rakennustehokkuuteen työmaalla ja ovat alttiita kuplimiselle ja epätasaisille pinnoille. Tämä voi johtaa elektrolyyttivuotoon, säiliön rungon korroosioon, tuotannon häiriintymiseen, ympäristön saastumiseen ja korkeisiin ylläpitokustannuksiin. Lasikuituvahvisteisen raudoitustangon käyttö korroosionestomateriaalina poistaa nämä haitat tehokkaasti: säiliön runko on kevyt, sillä on suuri kantavuus, erinomainen korroosionkestävyys ja erinomaiset taivutus- ja vetolujuusominaisuudet. Samalla se tarjoaa etuja, kuten suuren kapasiteetin, pitkän käyttöiän, minimaalisen huollon tarpeen sekä helpon nostamisen ja kuljetuksen.

4. Yhteenveto
EpoksipohjainenLasikuituvahvisteista raudoitustayhdistää molempien komponenttien erinomaiset mekaaniset, fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Sitä on käytetty laajalti korroosio-ongelmien ratkaisemiseen kloori-alkaliteollisuudessa ja betonirakenteissa, kuten tunneleissa, jalkakäytävillä ja siltakansilla. Käytäntö on osoittanut, että tämän materiaalin käyttö voi parantaa merkittävästi elektrolyysilaitteiden korroosionkestävyyttä ja käyttöikää, mikä parantaa tuotantoturvallisuutta. Edellyttäen, että rakennesuunnittelu on järkevä, materiaalivalinnat ja mittasuhteet ovat asianmukaiset ja rakennusprosessi on standardoitu, lasikuituvahvisteinen raudoitus voi parantaa huomattavasti elektrolyysilaitteiden korroosionestokykyä. Näin ollen tällä teknologialla on laajat sovellusmahdollisuudet ja se ansaitsee laajan markkinoinnin.