חֲדָשׁוֹת

1. מבוא
כציוד קריטי בתעשייה הכימית, אלקטרוליזרים נוטים לקורוזיה עקב חשיפה ארוכת טווח למדיה כימית, דבר המשפיע לרעה על ביצועיהם, חיי השירות שלהם ומאיים במיוחד על בטיחות הייצור. לכן, יישום אמצעים יעילים נגד קורוזיה הוא חיוני. כיום, חלק מהמפעלים משתמשים בחומרים כמו חומרים מרוכבים מגומי-פלסטיק או גומי בוטיל מגופר להגנה, אך התוצאות לרוב אינן משביעות רצון. למרות שהם יעילים בתחילה, ביצועי מניעת הקורוזיה פוחתים משמעותית לאחר 1-2 שנים, מה שמוביל לנזק חמור. בהתחשב בגורמים טכניים וכלכליים כאחד, מוטות זרבובית פולימר מחוזק בסיבי זכוכית (GFRP) הם בחירה אידיאלית לחומרים עמידים בפני קורוזיה באלקטרוליזרים. מלבד תכונות מכניות מצוינות,מוטות GFRPכמו כן, מפגין עמידות יוצאת דופן בפני קורוזיה כימית, וזוכה לתשומת לב נרחבת מצד מפעלים בתעשיית הכלור-אלקלי. כאחד החומרים העמידים בפני קורוזיה הנפוצים ביותר, הוא מתאים במיוחד לציוד החשוף למדיה כגון כלור, אלקליות, חומצה הידרוכלורית, תמלחות ומים. מאמר זה מציג בעיקר את היישום של מוטות GFRP, תוך שימוש בסיבי זכוכית כחיזוק ושרף אפוקסי כמטריקס, באלקטרוליזרים.

2. ניתוח גורמי נזק קורוזיה באלקטרוליזרים
מלבד השפעת החומר, המבנה וטכניקות הבנייה של האלקטרוליזה, קורוזיה נובעת בעיקר ממדיה קורוזיבית חיצונית. אלה כוללים גז כלור רטוב בטמפרטורה גבוהה, תמיסת נתרן כלורי בטמפרטורה גבוהה, נוזל אלקלי המכיל כלור ואדי מים רוויים של כלור בטמפרטורה גבוהה. יתר על כן, זרמים תועים הנוצרים במהלך תהליך האלקטרוליזה יכולים להאיץ את הקורוזיה. גז הכלור הרטוב בטמפרטורה גבוהה המיוצר בתא האנודה נושא כמות משמעותית של אדי מים. הידרוליזה של גז כלור מייצרת חומצה הידרוכלורית קורוזיבית מאוד וחומצה תת-כלורית מחמצנת חזק. פירוק החומצה התת-כלורית משחרר חמצן מתחיל. מדיה זו פעילה מאוד מבחינה כימית, ולמעט טיטניום, רוב החומרים המתכתיים והלא-מתכתיים סובלים מקורוזיה קשה בסביבה זו. המפעל שלנו השתמש במקור בקליפות פלדה מרופדות בגומי קשיח טבעי להגנה מפני קורוזיה. טווח עמידות הטמפרטורות שלה היה רק ​​0-80 מעלות צלזיוס, שהוא נמוך מטמפרטורת הסביבה הקורוזיווית. יתר על כן, גומי קשיח טבעי אינו עמיד בפני קורוזיה של חומצה תת-כלורית. הציפוי היה רגיש לנזק בסביבות אדים-נוזל, מה שהוביל לניקוב קורוזיבי של קליפת המתכת.

3. יישום של מוטות GFRP באלקטרוליזרים
3.1 מאפיינים שלמוטות GFRP
מוטות GFRP הם חומר מרוכב חדש המיוצר באמצעות פולטרוזיה, המשתמשים בסיבי זכוכית כחיזוק ושרף אפוקסי כמטריקס, ולאחר מכן עוברים ריפוי בטמפרטורה גבוהה וטיפול מיוחד במשטח. חומר זה מציע תכונות מכניות מצוינות ועמידות יוצאת דופן בפני קורוזיה כימית, ובמיוחד עולה על רוב מוצרי הסיבים בעמידות לתמיסות חומציות ובסיסיות. בנוסף, הוא אינו מוליך תרמית, בעל מקדם התפשטות תרמית נמוך, ובעל גמישות וקשיחות טובות. השילוב של סיבי זכוכית ושרף משפר עוד יותר את עמידותו בפני קורוזיה. דווקא תכונות כימיות בולטות אלו הן שהופכות אותו לחומר המועדף להגנה מפני קורוזיה באלקטרוליזרים.

בתוך האלקטרוליזר, מוטות GFRP מסודרים במקביל בתוך דפנות המיכל, וביניהם יוצקים בטון שרף ויניל אסטר. לאחר התמצקות, זה יוצר מבנה אינטגרלי. עיצוב זה משפר משמעותית את חוסנו של גוף המיכל, את עמידותו בפני קורוזיה חומצית ובסיסית ואת תכונות הבידוד. הוא גם מגדיל את החלל הפנימי של המיכל, מפחית את תדירות התחזוקה ומאריך את חיי השירות. הוא מתאים במיוחד לתהליכי אלקטרוליזה הדורשים חוזק גבוה וביצועי מתיחה.

3.3 יתרונות השימוש במוטות GFRP באלקטרוליזרים
הגנה מסורתית מפני קורוזיה באמצעות אלקטרוליזה משתמשת לעתים קרובות בשיטות יציקת בטון. עם זאת, מיכלי בטון הם כבדים, בעלי זמני ייבוש ארוכים, גורמים ליעילות בנייה נמוכה באתר, והם נוטים לבועות ולמשטחים לא אחידים. מצב זה יכול להוביל לדליפת אלקטרוליטים, לקורוזיה של גוף המיכל, לשיבוש הייצור, לזהם את הסביבה ולגרום לעלויות תחזוקה גבוהות. שימוש במוטות GFRP כחומר נגד קורוזיה מתגבר ביעילות על חסרונות אלה: גוף המיכל קל משקל, בעל כושר נשיאה גבוה, עמידות מצוינת בפני קורוזיה ותכונות כיפוף ומתיחה מעולות. בו זמנית, הוא מציע יתרונות כגון קיבולת גדולה, חיי שירות ארוכים, תחזוקה מינימלית וקלות הרמה והובלה.

4. סיכום
מבוסס אפוקסימוטות GFRPמשלב את התכונות המכניות, הפיזיקליות והכימיות המצוינות של שני הרכיבים. הוא יושם באופן נרחב לפתרון בעיות קורוזיה בתעשיית הכלור-אלקלי ובמבני בטון כמו מנהרות, מדרכות וסיפוני גשרים. הניסיון הראה כי יישום חומר זה יכול לשפר משמעותית את עמידות הקורוזיה ואת חיי השירות של אלקטרוליזרים, ובכך לשפר את בטיחות הייצור. בתנאי שהתכנון המבני סביר, בחירת החומר והפרופורציות מתאימים, ותהליך הבנייה סטנדרטי, מוטות GFRP יכולים לשפר משמעותית את ביצועי עמידות בפני קורוזיה של אלקטרוליזרים. כתוצאה מכך, לטכנולוגיה זו סיכויי יישום רחבים וראויים לקידום נרחב.