Las instalaciones de procesamiento químico pueden exponer los materiales a entornos corrosivos exigentes. Los ácidos, álcalis, disolventes, humedad y cambios de temperatura pueden afectar tanto a los materiales convencionales como a los sistemas compuestos. El plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) se utiliza en determinadas áreas de procesamiento químico porque su matriz polimérica y su estructura de refuerzo pueden seleccionarse y diseñarse de acuerdo con las condiciones de servicio, mientras que las propias fibras de vidrio no se oxidan.

Este artículo explica cómo se utiliza el PRFV en entornos de procesamiento químico, cómo se relaciona la selección de la resina con la exposición química y qué factores suelen considerar los ingenieros antes de especificar un producto de PRFV. El contenido se centra en conocimientos generales del sector y no en el rendimiento de una configuración específica de producto HotFRP.

Exposición química en las instalaciones de proceso

Los materiales de una instalación química pueden estar expuestos a ácidos, soluciones alcalinas, disolventes, agua de proceso, productos de limpieza y variaciones de temperatura. Las condiciones pueden cambiar según la zona e incluir:

  • Entornos ácidos: el ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico, el ácido fosfórico y algunos ácidos orgánicos pueden estar presentes en distintas aplicaciones de proceso.
  • Entornos alcalinos: el hidróxido de sodio, las soluciones de amoníaco y algunas soluciones de limpieza alcalinas se utilizan en determinadas operaciones.
  • Exposición a disolventes: algunos disolventes pueden resultar agresivos para determinados sistemas de resina de PRFV.
  • Cambios de temperatura: la alternancia entre condiciones de proceso calientes y operaciones de lavado o enjuague más frías también es un factor de selección del material.

Por ello, un dato de resistencia química correspondiente a una condición definida no debe considerarse automáticamente como evidencia de comportamiento en una mezcla química diferente o en otro intervalo de temperatura. Debe tenerse en cuenta el perfil completo de exposición.

Cómo influye la selección de la resina en la resistencia a la corrosión del PRFV

En el PRFV destinado a ambientes corrosivos, el sistema de resina es una parte importante del diseño del material, ya que forma la fase polimérica alrededor de las fibras de refuerzo. Las construcciones de PRFV destinadas a la resistencia a la corrosión también pueden incorporar una superficie o capa barrera específicamente diseñada para este fin. Por tanto, la resina y la construcción del laminado actúan conjuntamente para limitar la exposición del refuerzo al entorno químico.

Entre las familias de resina que suelen considerarse para aplicaciones de PRFV en ambientes corrosivos se encuentran:

  • Poliéster isoftálico: utilizado habitualmente en aplicaciones generales de PRFV cuando la formulación elegida es adecuada para el entorno químico.
  • Viniléster: suele considerarse para condiciones químicas más exigentes, ya que algunas formulaciones de viniléster ofrecen una resistencia química más amplia que los sistemas de poliéster estándar.

Estas categorías no deben interpretarse como niveles universales de rendimiento. La resistencia química puede variar según la formulación específica de la resina, la concentración del producto químico, la temperatura, las condiciones de exposición y la construcción del PRFV. Por tanto, la selección de la resina es una decisión basada en el entorno de servicio y no una simple clasificación entre tipos de resina.

Productos de PRFV habituales en instalaciones químicas

Los productos de PRFV se utilizan en distintas zonas de las instalaciones de procesamiento químico cuando la corrosión es un factor importante en la selección del material. Entre las aplicaciones habituales se incluyen:

  • Rejillas de PRFV: utilizadas en pasarelas, plataformas y tapas de canales en zonas donde puede haber líquidos químicos o agua de lavado. La estructura de malla abierta puede facilitar el drenaje y reducir la retención de líquidos.
  • Bandejas portacables de PRFV: utilizadas para soportar y conducir cables eléctricos en zonas donde la resistencia a la corrosión es un criterio importante.
  • Escaleras de PRFV con jaula y barandillas: utilizadas alrededor de tanques, lavadores y equipos de proceso donde los elementos de acceso pueden estar expuestos a atmósferas corrosivas.
  • Perfiles y soportes estructurales: utilizados en determinadas estructuras secundarias, soportes y bastidores asociados a equipos cuando la exposición a la corrosión forma parte de la selección del material.

Para obtener información específica de producto, consulte las páginas correspondientes a rejillas de PRFV, bandejas portacables de PRFV y escaleras de PRFV con jaula.

Datos para un solo producto químico y corrientes químicas mezcladas

La información sobre resistencia química suele estar vinculada a condiciones definidas de material, producto químico, concentración y temperatura. Un resultado o una clasificación obtenidos para un entorno químico concreto no deben extrapolarse automáticamente a una corriente de proceso que contenga varias sustancias químicas o a condiciones de funcionamiento sustancialmente diferentes.

Límite para corrientes químicas mezcladas: la información de resistencia correspondiente a una exposición química definida, por sí sola, no demuestra el comportamiento en una corriente química mezclada, con cambios de temperatura o en otra condición de servicio sustancialmente distinta. El perfil real de exposición debe tenerse en cuenta al seleccionar el sistema de PRFV.

Esta distinción es especialmente importante cuando hay varias sustancias químicas presentes al mismo tiempo. Un sistema de resina seleccionado para un producto químico concreto puede presentar un nivel de resistencia diferente en otra mezcla, concentración o temperatura.

Factores clave de selección en entornos químicos

Al seleccionar PRFV para una instalación de procesamiento químico, los ingenieros suelen considerar varios factores:

  • Entorno químico: identificar los productos químicos presentes, sus rangos aproximados de concentración y si la exposición es continua, intermitente o está relacionada con derrames y limpieza.
  • Temperatura: considerar el intervalo de temperatura de funcionamiento y limpieza, ya que la resistencia química puede cambiar con la temperatura.
  • Resina y construcción del PRFV: seleccionar un sistema de resina y una construcción resistente a la corrosión adecuados para la exposición prevista, en lugar de basarse únicamente en el nombre de la familia de resina.
  • Requisitos mecánicos: considerar luz, carga, rigidez, impacto y otros requisitos estructurales junto con la resistencia a la corrosión.
  • Instalación y modificaciones en obra: cuando el corte o taladrado deja expuesto el laminado o las capas superficiales resistentes a la corrosión, la zona afectada puede requerir un sellado o reparación adecuados conforme a la construcción específica del PRFV.
  • Economía global del proyecto: la selección del material puede considerar el coste inicial, los requisitos constructivos, la instalación, el mantenimiento y la severidad del entorno de servicio.

Ninguna configuración única de PRFV es adecuada para todos los entornos de procesamiento químico. Un punto de partida útil es definir claramente la exposición química, la concentración, el intervalo de temperatura, los requisitos mecánicos y la construcción prevista del PRFV.

Resumen

El PRFV se utiliza en instalaciones de procesamiento químico para aplicaciones como rejillas, bandejas portacables, escaleras, barandillas y determinados componentes estructurales cuando la exposición a la corrosión es un factor importante de diseño. La selección de la resina es una parte fundamental del proceso, pero la familia de resina por sí sola no define el comportamiento del sistema de PRFV terminado.

Una selección adecuada tiene en cuenta todo el entorno de servicio, incluido el tipo y la concentración de los productos químicos, la temperatura, las condiciones de exposición, los requisitos mecánicos y la construcción del PRFV. Los datos publicados de resistencia para una condición química definida no deben generalizarse a entornos de proceso sustancialmente diferentes o a mezclas químicas.