光固化技術(shù)最早的應(yīng)用可以追溯到19世紀(jì),到20世紀(jì)60年代為更多人熟知。1968年德國拜耳公司首先開發(fā)了以不飽和聚酯/苯乙烯為體系的第一代紫外光固化木器涂料,使光固化實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。由于光固化技術(shù)滿足人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要,符合社會科學(xué)進(jìn)步的趨勢及環(huán)境保護的要求,因此近幾十年來得到了迅速發(fā)展,其用量以每年10~20%的速度增長,產(chǎn)品主要以油墨、膠黏劑、光固化涂料、感光印刷版材、光刻膠等形式出現(xiàn),但很少以復(fù)合材料的形式出現(xiàn)。華昌公司基于多年的樹脂合成經(jīng)驗,開發(fā)光固化樹脂,并將其與纖維增強材料相結(jié)合,制備了預(yù)成型復(fù)合材料——光固化預(yù)浸料。
光固化預(yù)浸料不僅具有良好的施工操作性,固化成型后與傳統(tǒng)玻璃鋼一樣,對于一般酸、堿、鹽類及有機溶劑具有良好的耐腐蝕性,以及良好的力學(xué)強度。這些優(yōu)異的性能使得光固化預(yù)浸料可應(yīng)用于化學(xué)、石油儲藏罐,地上和地下管道等領(lǐng)域,制作性能優(yōu)異的防腐蝕設(shè)備。
1、儲油罐防腐蝕內(nèi)襯應(yīng)用
與接觸成型內(nèi)襯修復(fù)工藝相比,由于光固化預(yù)浸料可預(yù)制成片材或卷材,同時上下表面有塑料薄膜,施工時溶劑揮發(fā)量相對較少,極大改善了施工環(huán)境和安全性。未固化的光固化預(yù)浸料是柔軟的,可根據(jù)工程需要進(jìn)行切割或裁剪后直接貼敷,使用UV紫外燈固化,固化時間僅為10~20分鐘,受環(huán)境影響小,一年四季皆可施工,固化后可立即投入使用,大幅度減少施工周期及人工成本。
在中石油崇明第三加油站,采用MERICAN9505制備的光固化預(yù)浸料對儲油罐進(jìn)行內(nèi)襯改造,相關(guān)施工情況見下圖所示,經(jīng)過光照10~20min,預(yù)浸料內(nèi)襯表面巴氏硬度可達(dá)60,具有較好的防腐蝕性能。
2、定向鉆管道中的防腐應(yīng)用
定向鉆是工程技術(shù)行業(yè)的一種管道施工工藝,廣泛應(yīng)用于石油、天然氣以及一些市政管道建設(shè),而管道定向鉆穿越過程中如何保護防腐蝕外護層一直以來都是管道施工建設(shè)領(lǐng)域的一個難題。在定向鉆穿越中大多使用柔性管道,管體表面防腐層硬度不夠,在拖拉過程中經(jīng)常出現(xiàn)防腐蝕層破裂或補口材料翹邊、斷裂,從而影響防腐蝕效果,嚴(yán)重危害管道的使用安全。針對上述問題,可將光固化預(yù)浸料作為管道外層的保護層,其主要特點就是硬度高,耐劃傷耐摩擦,可以很好的起到保護防腐蝕層的作用。光固化預(yù)浸料保護層施工工藝流程如下圖所示:
光固化保護套在定向鉆管道使用前后的對比如下圖所示:
通過對比可以明顯看出,光固化預(yù)浸料層對管道起到了較好的保護作用,提高了管道的防腐蝕性能。
3、油氣儲罐罐頂?shù)姆栏瘧?yīng)用
絕大部分油氣儲罐為鋼制金屬罐,由于油氣中常含有腐蝕性的物質(zhì),對金屬罐的腐蝕非常嚴(yán)重。例如溶解氧、硫化氫和二氧化碳等有害氣體在罐內(nèi)較高溫度的作用下,揮發(fā)上升對罐頂產(chǎn)生極強的腐蝕作用,使罐頂破損嚴(yán)重,不僅造成巨大的油氣損耗,而且增加了安全隱患。為了油氣儲罐的安全使用,需要經(jīng)常對罐頂進(jìn)行局部維修或更換。傳統(tǒng)的罐頂修復(fù)是采用換金屬罐頂鋼板的方法,需要停罐、清罐、施工單位制定安全措施、安全部門層層審批,施工周期長,修復(fù)成本高。而使用光固化預(yù)浸料,將現(xiàn)有罐的罐頂作為模板,現(xiàn)場設(shè)計剪裁,將其與原有的金屬罐頂粘接在一起,形成整體,在保持原有罐頂強度的基礎(chǔ)上,復(fù)合層的強度成倍增加,可作為油氣儲罐罐頂修復(fù)的新方案。
除了上述的防腐蝕領(lǐng)域,光固化預(yù)浸料還可用于地下空間水池內(nèi)襯、地下管道、垃圾場儲存槽、船舶甲板、電廠改造等防腐蝕領(lǐng)域。目前市場上的光固化預(yù)浸料片材大多是進(jìn)口產(chǎn)品,成本較高,限制了其應(yīng)用。但隨著國家的支持和市場的重視,研發(fā)資源的加大投入,將會有越來越多不同類型的的國產(chǎn)光固化預(yù)浸料片材應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。
作者:小灰灰
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