Les installations de procédés chimiques peuvent exposer les matériaux à des environnements fortement corrosifs. Les acides, les bases, les solvants, l’humidité et les variations de température peuvent affecter les matériaux conventionnels ainsi que les matériaux composites. Le plastique renforcé de fibres de verre (PRV) est utilisé dans certaines zones de traitement chimique parce que sa matrice polymère et son renforcement peuvent être sélectionnés et conçus en fonction des conditions d’utilisation, tandis que les fibres de verre elles-mêmes ne rouillent pas.

Cet article explique comment le PRV est utilisé dans les environnements de procédés chimiques, comment le choix de la résine est lié à l’exposition chimique et quels facteurs les ingénieurs prennent généralement en compte avant de spécifier un produit en PRV. Il présente des connaissances générales du secteur et non les performances d’une configuration spécifique de produit HotFRP.

Exposition chimique dans les installations de procédés

Dans une installation chimique, les matériaux peuvent être exposés à des acides, des solutions alcalines, des solvants, de l’eau de procédé, des produits de nettoyage et des variations de température. Les conditions peuvent varier selon les zones et inclure notamment :

  • Environnements acides : l’acide sulfurique, l’acide chlorhydrique, l’acide phosphorique et certains acides organiques peuvent être présents dans différentes applications de procédé.
  • Environnements alcalins : l’hydroxyde de sodium, les solutions d’ammoniaque et certaines solutions de nettoyage alcalines sont utilisées dans certaines opérations industrielles.
  • Exposition aux solvants : certains solvants peuvent être agressifs pour certains systèmes de résine PRV.
  • Variations de température : le passage entre des conditions de procédé chaudes et des opérations de lavage ou de rinçage plus froides constitue un autre facteur de sélection des matériaux.

Pour cette raison, une donnée de résistance chimique correspondant à une condition chimique définie ne doit pas être considérée comme une preuve de performance dans un mélange chimique ou une plage de température différente. Le profil complet d’exposition doit être pris en compte.

Influence du choix de la résine sur la résistance à la corrosion du PRV

Pour un PRV destiné à un environnement corrosif, le système de résine constitue un élément important de la conception du matériau, car il forme la phase polymère qui entoure les fibres de renforcement. Les constructions PRV destinées à la résistance à la corrosion peuvent également comporter une surface ou une couche barrière spécialement conçue pour cet usage. La résine et la construction du stratifié contribuent donc ensemble à limiter l’exposition du renforcement aux agents chimiques.

Parmi les familles de résines couramment prises en compte pour les applications PRV en environnement corrosif figurent :

  • Polyester isophtalique : couramment utilisé dans des applications PRV générales lorsque la formulation choisie est adaptée à l’environnement chimique.
  • Vinylester : souvent envisagé pour des conditions chimiques plus exigeantes, car certaines formulations de vinylester offrent une résistance chimique plus large que les systèmes polyester standard.

Ces catégories ne doivent pas être considérées comme des niveaux de performance universels. La résistance chimique peut varier selon la formulation précise de la résine, la concentration du produit chimique, la température, les conditions d’exposition et la construction du PRV. Le choix de la résine relève donc de l’environnement de service et non d’un simple classement des types de résine.

Produits PRV courants dans les installations chimiques

Les produits en PRV sont utilisés dans différentes zones des installations de procédés chimiques lorsque la corrosion constitue un facteur important de sélection des matériaux. Les applications courantes comprennent :

  • Caillebotis PRV : utilisés pour les passerelles, plateformes et couvercles de caniveaux dans les zones où des liquides chimiques ou de l’eau de lavage peuvent être présents. La structure à mailles ouvertes facilite l’évacuation des liquides et peut limiter leur rétention.
  • Chemins de câbles en PRV : utilisés pour supporter et acheminer les câbles électriques dans les zones où la résistance à la corrosion constitue un critère important.
  • Échelles à crinoline et garde-corps en PRV : utilisés autour des réservoirs, laveurs et équipements de procédé lorsque les éléments d’accès peuvent être exposés à des atmosphères corrosives.
  • Profils et supports structurels : utilisés pour certaines structures secondaires, supports et ossatures associées aux équipements lorsque l’exposition corrosive fait partie du processus de sélection des matériaux.

Pour les informations spécifiques aux produits, consultez les pages consacrées aux caillebotis PRV, aux chemins de câbles en PRV et aux échelles à crinoline en PRV.

Données pour un produit chimique unique et mélanges chimiques

Les informations relatives à la résistance chimique sont généralement associées à des conditions définies concernant le matériau, le produit chimique, sa concentration et la température. Une donnée ou une évaluation obtenue pour un environnement chimique donné ne doit pas être automatiquement étendue à un flux de procédé contenant plusieurs substances ou à des conditions de fonctionnement sensiblement différentes.

Limite concernant les mélanges chimiques : les informations de résistance correspondant à une exposition chimique définie n’établissent pas à elles seules les performances dans un flux chimique mixte, en cas de variations de température ou dans une autre condition de service sensiblement différente. Le profil réel d’exposition doit être pris en compte lors du choix du système PRV.

Cette distinction est particulièrement importante lorsque plusieurs produits chimiques sont présents simultanément. Un système de résine choisi pour un produit chimique donné peut ne pas présenter le même niveau de résistance dans un autre mélange, à une autre concentration ou à une autre température.

Principaux critères de sélection en environnement chimique

Les ingénieurs prennent généralement en compte plusieurs facteurs lors de la sélection du PRV pour une installation de procédés chimiques :

  • Environnement chimique : identifier les produits chimiques présents, leurs plages de concentration approximatives et le caractère continu ou intermittent de l’exposition, y compris les déversements et les opérations de nettoyage.
  • Température : prendre en compte la plage de température de fonctionnement et de nettoyage, car la résistance chimique peut évoluer avec la température.
  • Résine et construction du PRV : sélectionner un système de résine et une construction anticorrosion adaptés à l’exposition prévue plutôt que de se baser uniquement sur le nom de la famille de résine.
  • Exigences mécaniques : considérer la portée, la charge, la rigidité, les chocs et les autres exigences structurelles en parallèle de la résistance à la corrosion.
  • Installation et modifications sur chantier : lorsque la découpe ou le perçage expose le stratifié ou les couches superficielles anticorrosion, la zone concernée peut nécessiter une étanchéification ou une réparation appropriée conformément à la construction PRV concernée.
  • Économie globale du projet : le choix du matériau peut intégrer le coût initial, les exigences de construction, l’installation, les considérations de maintenance et la sévérité de l’environnement de service.

Aucune configuration PRV unique n’est adaptée à tous les environnements de procédés chimiques. Le point de départ le plus utile consiste à définir clairement l’exposition chimique, la concentration, la plage de température, les exigences mécaniques et la construction PRV prévue.

Résumé

Le PRV est utilisé dans les installations de procédés chimiques pour des applications telles que les caillebotis, les chemins de câbles, les échelles, les garde-corps et certains éléments structurels lorsque l’exposition à la corrosion constitue un facteur important de conception. Le choix de la résine joue un rôle central, mais la seule famille de résine ne suffit pas à définir les performances du système PRV fini.

Une sélection appropriée tient compte de l’ensemble des conditions de service, notamment du type et de la concentration des produits chimiques, de la température, des conditions d’exposition, des exigences mécaniques et de la construction du PRV. Les données de résistance publiées pour une condition chimique définie ne doivent pas être généralisées à des environnements de procédé sensiblement différents ou à des mélanges chimiques.