پوشش فایبرگلاس و لاینینگ مخازن

فایبرگلاس (Fibreglass/Fiberglass) :

فایبرگلاس یا كامپوزیت های پلیمری نوعی پوشش است كه از مواد نفتی و پشم شیشه درست می شود. امروزه  بیشتر كارخانه ها برای عایقكاری یا ایزولاسیون مخازن حاوی آب و اسید از فایبرگلاس استفاده می كنند و  بدین ترتیب جلوی پوسیدگی و  ازبین رفتن مخازن و ضررهای ناشی از آن را می گیرند.

سبك و مستحكم بودن از دیگر ویژگی های فایبرگلاس است كه باعث تولید انواع قطعات از جنس فایبرگلاس شده است ( چگالی فایبر گلاس در حدود ۲۰۰۰-۱۸۵۰ كیلوگرم بر متر مكعب است) : مخازن نگهداری مایعات مختلف از جمله اسید، سپتیك تانكها، چربی گیرها  ، سپر انواع خودروها، انواع ایرانیتها، اتاقك ها ، سیلوهای سیمان و

به عبارت دیگر فایبرگلاس كه به نامهای GRP(Glass Reinforced Plastic) یا GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) هم شناخته شده است یك FRP یا  Fiber (Fibre) Reinforcement Polymer ( فیبرهای پلیمری تقویت شده یا پلمیر تقویت شده با الیاف) ساخته شده از یك ماتریس پلاستیكی تقویت شده بوسیله فیبرهای شیشه ای ریز و نازك می باشد كه این ماتریس پلاستیكی می تواند شامل انواع رزین (اپوكسی ، پلی استر یا وینیل استر) و یا مواد ترموپلاستیك باشد.

فایبرگلاس ، كامپوزیتی از الیاف شیشه با مواد پلیمری است كه از پشم شیشه به عنوان ماده تقویت كننده و از مواد پلیمری به عنوان مواد زمینه استفاده می‌شود. قطعات فایبرگلاس حاوی یك نوع یا بیشتر از الیاف تقویت كننده بوده كه توسط یك رزین ( ماتریس ) احاطه میگردند.

الیاف تقویتی نقش اصلی را در استحكام و مقاومت قطعات دارا می باشند كه تعدادی از انواع آن شامل الیاف شیشه ، الیاف كربن ، الیاف آرامید ، الیاف بازالت و غیره هستند. كه الیاف های فوق الذكر خود دارای اشكال و انواع مختلفی می باشند.

متداولترین نوع مصرفی الیاف تقویت كننده در صنایع الیاف شیشه ای هستند .

كاربرد انواع رزین ها در ساخت مخازن فایبرگلاس : 

   پلی استرها : ضعیف در برابر خوردگی هستند

   ونیل استرها : مقاومت خوب در برابر خوردگی دارند.

   اپوكسی ها : مقاوم در برابر خوردگی و دما می باشد.

متداولترین رزین مصرفی در صنایع فایبرگلاس رزین پلی استر غیر اشباع است .

رزین سهم بیشتری را در مقایسه با مواد دیگر به خود اختصاص می دهد كه در ضمن دارای  دونقش می باشد؛ اول به عنوان نگهدارنده یا تثبیت كننده محل الیاف تقویتی ودوم اینكه در صورت اعمال نیرو به قطعه باعث تغییر شكل و توزیع  تنش در كل سطح می گردد.

مزایا : استحكام بالا ، وزن سبك  ، پایداری نسبی دربرابر اشعه UV و مقاومت شیمیائی ، دوام قابل توجه.

مقاومترین مخازن در برابر حرارت و اسید از جنس فایبرگلاس ساخته میشود. بطور مثال سینكهای آزمایشگاهی ضد اسید پلیمری را نمی توان از پلی اتیلن ساخت چرا كه اسید به سرعت با پلی اتیلن واكنش نشان داده و سبب خوردگی مخزن میگردد و در این موارد حتما می باید از فایبرگلاس جهت مخازن نگهداری اسید استفاده نمود.

در فرآیند تجزیه فاضلاب توسط باكتری های بی هوازی مقدار بسیار زیادی اسید تولید می گردد و محیط اسیدی درون سپتیك زمینه خوردگی را برای مخزن فراهم میكند.

در سپتیكهای بتنی بعد از تشكیل لایه  های لجن و شروع فعالیت باكتری زمینه خوردگی دیواره سپتیك فراهم میگردد و با نفوذ فاضلاب به خارج از مخزن خاك اطراف آن بوی تعفن به خود میگیرد كه در این صورت كل خاك اطراف سپتیك به مرور زمان آلوده به انواع باكتری و بوی بسیار بد و آزار دهنده ای خواهد شد و زندگی در این شرایط تجربه ای همچون عبور از شهركهای صنعتی را در سراسر منطقه  برای ساكنین به ارمغان خواهد آورد.

تجزیه ناپذیری: تنها ماده ای كه هیچ وقت در طبیعت تجزیه نخواهد شد حتی در مقابل نور مستفیم خورشید همین ورقهای كامپوزیتی پلیمری یا فایبرگلاس میباشد و حتی پلی اتیلن در صورت نگهداری دور از نور خورشید بعد از گذشت ۳۰ سال سرنوشتی شبیه بتن را خواهد داشت و در صورت قرار گرفتن در مقابل نور خورشید بعد از ۳ سال تجزیه خواهد شد.

لاینینگ مخازن :

لاینینگ یا  ایزولاسیون یا عایق بندی مخازن عبارت است از پوشش مخازن با اعمال ماتریسی از رزین ترموست (پلی استر، اپوكسی، ونیل استر) و الیاف (شیشه ، كربن ، آرامید ، بازالت) در لایه های متعد. انتخاب نوع رزین و الیاف و همچنین تعداد لایه ها بستگی به عوامل محیطی و شیمیایی محل كار دارد.

با استفاده از این روش سطح مخازن بتنی و فلزی از خوردگی های شیمیایی ناشی از اسیدها و بازها و مواد اكسنده محافظت میشود. در واقع با اجرای پوشش فایبرگلاس داخل مخزن ، یك مخزن مجزا داخل مخزن اولیه شكل میگیرد ، لذا طول عمر مخزن زیاد می شود. ضمنا به دلیل یكپارچه و بدون درز بودن این نوع لاینینگ ، احتمال نفوذ ماده درون مخزن به این لایه صفر است.

لاینینگ صنعتی مخازن فلزی و بتنی حاوی مواد شیمیایی (اسیدی | اسید كلریدریك ، فسفریك -قلیایی-حلالهای خورنده- مواد نفتی و...) با سیستمهای اف آر پی لاینینگ و جی آر پی لاینینگ (F.R.P lining  و G.R.P lining ) انجام می شود . هچنین مقاوم سازی سازهای بتنی نیز توسط  F.R.P  انجام می گیرد.

ضمنا روشی است مناسب جهت پوشش مخازن تصفیه آب، Waste Water ، Sanitary Drain و مخازن آب Chiller در برابر اثرات تخریبی آب و اكسیداسیون سطح فلز.

عبارات مرتبط :

  • Laminate lining  : اعمال لایه به لایه رزین و الیاف با هدف ایجاد سپری مقاوم در برابر عوامل خوردگی و اكسید كننده

  • G.R.P lining : جی ار پی لاینینگ یك لایه پوشش است كه بصورت پایدار برای مخازن بتنی جهت  جلوگیری از نشتی و جذب آب استفاده می شود.

از خاصیت های آن می توان به ایجاد پوششی ژله ای (Gel coat) كه دارای خواص ضد قارچ (anti-bacterial)‌ و ضد میكروب (Anti-Fungal) است اشاره كرد.

GRP لاینینگ برای مخازنی بتنی حاوی آب كه در زیر زمین كار گذاشته شده اند از رشد جلبك و قارچ جلوگیری می كند.

مخازنی كه از طریق GRP lining (جی آر پی لاینینگ) آب بندی شده اند برای ذخیره آب آشامیدنی مناسب هستند.

 از این پوشش (با لاستیك های ویژه ضد اسید و مقاوم در برابر خوردگی ، ضد باز ، ضد مواد خورنده ، ضد كرم ، ضد سایش ، ضد نمك ، مقاوم در برابر دما) برای مخازن و سطوحی كه با اسید در تماس میباشند مانند : مخازن رقیق كننده اسید ، مخازن اسید شویی قطعات ، مخازن آبكاری یا زیرسازی استخرها استفاده می شود.

                             

  • Rubber Lining  : رابرلاینینگ پوشش لاستیكی می باشد كه به منظور محافظت از سطح زیر خود به روش های مختلف ( رابر لاینینگ سخت و رابر لاینینگ نرم) صورت می پذیرد. به عبارت دیگر آستر كردن سطوح با ورقه های لاستیكی را رابرلاینینگ گویند.

 از این پوشش (با لاستیك های ویژه ضد اسید و مقاوم در برابر خوردگی ، ضد باز ، ضد مواد خورنده ، ضد كرم ، ضد سایش ، ضد نمك ، مقاوم در برابر دما) برای مخازن و سطوحی كه با اسید در تماس میباشند مانند : مخازن رقیق كننده اسید ، مخازن اسید شویی قطعات ، مخازن آبكاری یا زیرسازی استخرها استفاده می شود.

به عبارت دیگر در مواردی كه مخازن و یا اتصالات تاسیساتی و یا تجهیزات صنعتی در تماس با موادشیمیایی و خورنده قرار دارند جهت محافظت از فلز یا دیگر مواد قطعات از رابرلاینیگ استفاده می شود. از مزیت اصلی این نوع پوشش در مقایسه با دیگر پوشش های آب بندی (ایزولاسیون) اینست كه لاستیك های مورد استفاده در رابرلاینینگ خواصی دارند كه باعث ایجاد طول عمر بالایی (بسته به مواد شیمیایی) در تجهیزاتی كه رابر لاینینگ می شود می گردد.

لذا در انواع مخازن ذیل می تواند استفاده شود :

   * مخازن پتروشیمی ، پالایشگاه ها و صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی

   * مخازن حاوی مواد غذایی

   * مخازن حاوی موادشوینده

   * مخازن حاوی انواع موادشیمیایی

   * مخازن و حوضچه های خنثی كننده و آب ژاول

   * شیرهای صنعتی در تماس با انواع موادشیمیایی

   * فلنج های صنعتی در تماس با انواع موادشیمیایی

   * انواع تجهیرات صنعتی

نامهای اختصاری :

FRP : Fiber (or Fibre) Reinforced Plastic (or Polyester) or Fiber Reinforced Plastic (or Polyester) - (European Standards)

GRP / GFRPGlassfibre Reinforce Plastic (or Polyester) - (BS Standards)

FRE : Fiberglass Reinforced Epoxy

GREGlassfibre Reinforced Epoxy

در مورد لوله ها :

RTRPReinforced Thermosetting Resin Pipe

RPMPReinforced Plastic (or Polymer) Mortar Pipe - (American Standards)

FRP :

FRP (اف آر پی) یا فیبرهای پلیمری تقویت شده یا پلمیر تقویت شده با الیاف ، نوعی ماده كامپوزیت متشكل از دو بخش فیبر یا الیاف تقویتی است كه به وسیله یك ماتریس رزین از جنس پلیمر احاطه شده است. فیبرهای FRP به روش پلی اكریلونیتریل(PAN) ساخته می شوند.

منسوجات FRP :

به طور كلی 4 نوع الیاف بافته شده FRP وجود دارد كه این منسوجات شامل الیاف كربن، شیشه، آرامید و بازالت می باشد. به عبارت دیگرFRP ها بطور كلی بر اساس فیبر تشكیل دهنده آنها به چهار دسته زیر تقسیم می شوند:

                    1- CFRP با الیافی از جنس كربن                                     ۲-  GFRP با الیافی از جنس شیشه

                                                   

                    3- AFRP با الیافی از جنس آرامید                                  4- BFRP با الیافی از جنس بازالت

                                             

FRP Lining :

اف آر پی لاینینگ یكی از رایج‌ترین كاربردهای صنعت فایبرگلاس است، به عنوان مثال در آب‌بندی مخازن، پوشش سقفها، عایق بندی مخازن در صنایع شیمیائی، تولید و یا مستحكم‌سازی مخازن پی‌وی‌سی، ضد خوردگی مخازن فلزی و سایر موارد. كه این تفاوتها براساس رزین‌های تخصصی مختلف به دست می‌آید. این رزینها می‌تواند در برابر اسیدهای قوی و حرارت بالا دوام بیاورد.

از الیاف FRP عمدتاً بصورت نصب خارجی بر روی سطوح بتنی جهت ترمیم و تقویت سازه های بتنی استفاده می گردد. از این الیاف همچنین در بهسازی لرزه ای یا مقاوم سازی در برابر انفجار  در سازه های بتنی و  در تقویت سازه های مصالح بنایی ، فولادی و چوبی نیز مورد استفاده قرار می گیرند. الیاف FRP  به دو صورت لمینت های سخت شده  كه توسط پرایمر و چسب مجزا به سطح بستر چسبانده می شوند و یا بصورت  الیاف بافته شده خشك  كه در هنگام نصب با چسب مخصوص اشباع می شوند استفاده می گردند.  در حالت دوم چسب بعنوان ماتریكس بین الیاف كامپوزیت و همچنین عامل اتصال الیاف با سطح بستر عمل می نماید.كیفیت، یكپارچگی و عملكرد كلی سیستم های مقاوم سازی FRP تا حد زیادی بستگی به چسبندگی سیستم FRP به بستر زیرین (بتنی و ...) دارد.

طبقه بندی بر اساس مهندسی مواد (Classification based on Engineering Materials) :

رفتارهای سازه ای مورد نظر در این نوع تقویت عمدتاً مقاومت كششی و مدول الاستیسیته الیاف FRP، مقاومت اتصال بین الیاف و سطح بستر و مقاومت پیوند ورق های لمینت به یكدیگر می باشد.

روش تست استاندارد Pull-off كه اولین بار  در سال 2009 توسط  ASTM D7522 اتخاذ شد، روش مناسبی برای آزمون پذیرش پیوند میان FRP و بتن می باشد. جهت كسب اطلاعات بیشتر در خصوص این روش تست و مراحل آن می توانید به استاندارد های بین المللی مرتبط نظیر  ISO 4624 و ... مراجعه نمایید.

ویژگیهای FRP براساس رزین ها (بطور عمومی)  :

موارد مصرف FRP  :

 برای انواع سیالات می توان آنرا بكار برد