玻纖類型對玻璃鋼防腐蝕性能的顯著影響
楊瑩編譯
(上海玻璃鋼研究院有限公司，201404上海)

摘　要

　　由于金屬價格上漲．工程師和終端客戶們越來越多地在腐蝕環境下使用玻璃纖維增強聚合物。在許多實例中．玻璃纖維增強聚合物的成本更低，具有杰出的性能，而且質量不亞于高成本的合金。
　　近期在美國發表的多篇文章都非常關注幾家燃煤發電廠，它們在煙道脫硫裝置中均采用了合金鋼零件。煙道氣脫硫裝置能夠去除污染物質，但電廠不得不花費幾百萬美元來維修易腐蝕的合金鋼。電廠使用玻璃鋼之后，取到了很好的效果。在能源、采礦、化學加工和其它需求市場上，玻璃鋼越來越多地應用于腐蝕環境中。

1　選用適當的玻纖類型

　　玻璃纖維增強材料的類型對玻璃鋼在腐蝕環境下應用的性能表現起著至關重要的作用，因此選擇合適的玻璃纖維材料是很必要的，以確保其防腐蝕性能滿足特定環境的要求?，F今市場上有多種玻璃纖維增強材料可供選擇(表1)，使用適當的玻纖類型將提高玻璃鋼應用的性能，并且能降低失敗的風險。

2　腐蝕環境

　　面對腐蝕環境，玻璃纖維增強材料在玻璃鋼應用中起著重要作用。它們提供玻璃鋼部件所需的機械結構(強度和剛度)，并且能夠優化防腐蝕性能。如果選用了不適當的玻纖類型，腐蝕性的化學成分與纖維接觸后，能夠分解纖維，破壞樹脂粘接，大大降低結構性能。

　　上述掃描電鏡圖片顯示出復合材料中不同的玻璃纖維類型暴露在含10％硫酸的環境下三個月后的反應。根據《復合材料的老化》一書，在腐蝕性的環境中，氣態或液態的化學成分能夠接觸到玻璃鋼部件成品結構部分中的玻璃纖維，多種因素能夠導致該部件過早報廢，這些因素包括：固化不足、擴散、滲透、外加應力、脆化、微破裂、碰撞、熱梯度、壓力梯度和時間。

3　玻纖的選擇

　　如何決定應該使用哪種玻纖呢?與為特定的化學環境選擇適當的樹脂類型相似，必須為隔離腐蝕層(若選用玻纖表面)、短切無捻粗紗或氈部分以及玻璃鋼部件的結構部分選擇合適的玻璃纖維。
　　歐文斯科寧公司發布了業內本《玻璃纖維增強材料耐化學指導》，幫助終端客戶、工程師和制造商為一些常見的化學環境指定或選擇合適的玻纖類型。需下載該指導，請訪問歐文斯科寧公司Advantex®網站：http：//owenscorning.com／composites/a boutadvantex.asp。以下是部分實例：
　　(1)氯化鐵：玻纖空重損耗測試表明，Advantex®玻纖在氯化鐵環境下性能良好，可考慮用于隔離腐蝕層的氈部分和結構部分。而標準E玻纖不適用于任何應用部件，因為當其遭到氯化鐵的破壞時，損耗超過37％的重量(見圖3)。

　　(2)鹽酸：如圖4所示，玻纖空重損耗測試和歐文斯科寧公司進行的壓力腐蝕測試表明，C玻纖應當用于隔離腐蝕的表面層(若選用玻纖表面)，Advantex®應當用于隔離腐蝕的短切或氈部分，也可用于暴露在鹽酸環境下的玻璃鋼部件的結構部分。標準E玻纖表現較差，不應當在這里使用。

4　無硼玻纖

　　Advantex®玻纖是已經取得權的無硼玻纖配方，既是一種耐腐蝕的E-CR玻纖，也是一種E玻纖。該玻纖材料經開發后具有下列性能：與標準E玻纖和E-CR玻纖相比，機械性能有所提高；與標準E玻纖相比，耐腐蝕性能有所提高，均滿足ASTM D 578 4.2.4和ISO 2078標準。
　　歐文斯科寧公司于1996年開發出Advantex®玻纖，經證實是用于腐蝕環境下的玻璃鋼中性能佳的玻璃纖維類型。Advantex®玻纖在各地區均有生產，能夠給當地客戶提供必要的產品類型。多個行業標準均對在腐蝕環境下用于玻璃鋼的玻纖類型進行了介紹，其中一個標準是ASTM D 578(玻璃纖維絲標準規格)的第4.2.4章節。該標準規定，“E-CR玻纖”用于改良后的無硼E玻纖復合材料，可提高耐酸性腐蝕性能。國際標準ISO 2078(玻璃纖維名稱)的第4.1.1章節規定了在特定環境下通常建議使用的玻纖類型一覽表(表2)。

5　玻璃鋼的規格標準
　　許多終端客戶和工程公司對其玻璃鋼的規格標準進行了調整，與應用于腐蝕環境下的玻璃鋼中的標準E玻纖、Advantex®玻纖或E-CR玻纖的標準相差甚遠。因為玻璃鋼的結構強度依賴于玻纖增強材料，所以使用一種在多種環境下都具有較好的耐化學性能的玻璃纖維增強材料會降低風險，提高整體性能。
　　Advamex®和E-CR玻纖更多地指定用于采礦、煙道氣脫硫、化學加工、灌溉和排污以及許多其他工業過程中。
　　該玻纖材料在涉及高壓電流的領域中也有優勢?！坝糜诟唠妷褐械腁dvantex®玻纖的主要優點在于它不含硼，“歐文斯科寧公司的產品工程師Byrd Hennessee說，“高壓線周圍會產生電暈效應，它會破壞玻纖中的硼，出現電氣行業所稱的‘脆性斷裂’現象，這意味著含硼的部件會變弱，結構遭受破壞。由于Advantex®不含硼，所以不易發生這種脆性斷裂現象?！?/P>