Chemische procesinstallaties kunnen materialen blootstellen aan veeleisende corrosieve omstandigheden. Zuren, logen, oplosmiddelen, vocht en temperatuurwisselingen kunnen zowel conventionele materialen als composietsystemen beïnvloeden. Glasvezelversterkte kunststof (FRP) wordt in bepaalde delen van chemische procesinstallaties toegepast omdat de polymeermatrix en de wapening kunnen worden afgestemd op de gebruiksomstandigheden, terwijl de glasvezels zelf niet roesten.

Dit artikel beschrijft hoe FRP wordt gebruikt in chemische procesomgevingen, hoe de keuze van het hars samenhangt met chemische blootstelling en welke factoren engineers doorgaans beoordelen voordat een FRP-product wordt gespecificeerd. De inhoud is gebaseerd op algemene branchekennis en beschrijft niet de prestaties van een specifieke HotFRP-productconfiguratie.

Chemische blootstelling in procesinstallaties

Materialen in een chemische installatie kunnen worden blootgesteld aan zuren, alkalische oplossingen, oplosmiddelen, proceswater, reinigingsmiddelen en temperatuurschommelingen. De omstandigheden kunnen per zone verschillen en onder meer omvatten:

  • Zure omgevingen: zwavelzuur, zoutzuur, fosforzuur en organische zuren kunnen in verschillende procestoepassingen voorkomen.
  • Alkalische omgevingen: natriumhydroxide, ammoniakoplossingen en bepaalde alkalische reinigingsoplossingen worden in sommige processen gebruikt.
  • Blootstelling aan oplosmiddelen: bepaalde oplosmiddelen kunnen agressief zijn voor specifieke FRP-harssystemen.
  • Temperatuurwisselingen: de overgang tussen warme procesomstandigheden en koudere reinigings- of spoelomstandigheden is een extra factor bij materiaalkeuze.

Daarom mag een chemische bestendigheidswaarde voor één gedefinieerde chemische conditie niet automatisch worden opgevat als bewijs voor prestaties in een ander chemisch mengsel of temperatuurgebied. Het volledige blootstellingsprofiel moet worden meegenomen.

Hoe de harskeuze de corrosiebestendigheid van FRP beïnvloedt

Bij FRP voor corrosieve omgevingen is het harssysteem een belangrijk onderdeel van het materiaalontwerp, omdat het de polymeerfase rond de glasvezelwapening vormt. FRP-constructies voor corrosiebestendige toepassingen kunnen daarnaast een speciaal ontworpen corrosiebestendig oppervlak of een barrièremat bevatten. Het hars en de laminaatopbouw werken daardoor samen om blootstelling van de wapening aan de chemische omgeving te beperken.

Veel voorkomende harsfamilies die voor corrosiebestendige FRP-toepassingen worden overwogen zijn:

  • Isopthaalpolyester: wordt vaak toegepast in algemene FRP-toepassingen wanneer de gekozen formulering geschikt is voor de chemische omgeving.
  • Vinylester: wordt vaak overwogen voor zwaardere chemische gebruiksomstandigheden, omdat sommige vinylesterformuleringen een bredere chemische bestendigheid kunnen bieden dan standaard polyestersystemen.

Deze categorieën mogen niet worden beschouwd als universele prestatieniveaus. Chemische bestendigheid kan variëren afhankelijk van de specifieke harsformulering, chemische concentratie, temperatuur, blootstellingscondities en FRP-opbouw. Harskeuze is daarom een beslissing op basis van de gebruiksomgeving en niet simpelweg een rangorde van harssoorten.

Veelgebruikte FRP-producten in chemische procesinstallaties

FRP-producten worden in verschillende delen van chemische procesinstallaties toegepast wanneer corrosie een belangrijk onderdeel van de materiaalkeuze is. Typische toepassingen zijn:

  • FRP-roosters: voor loopbruggen, platforms en gootafdekkingen in gebieden waar chemische vloeistoffen of spoelwater aanwezig kunnen zijn. Een open roosterstructuur kan de afvoer ondersteunen en vloeistofretentie beperken.
  • FRP-kabelgoten: voor het ondersteunen en geleiden van elektrische kabels in gebieden waar corrosiebestendigheid een belangrijk selectiecriterium is.
  • FRP-kooiladders en leuningen: rond tanks, scrubbers en procesapparatuur waar toegangselementen kunnen worden blootgesteld aan corrosieve atmosferen.
  • FRP-profielen en ondersteuningen: voor bepaalde secundaire constructies, steunen en apparatuurframes wanneer corrosieve blootstelling onderdeel is van de materiaalkeuze.

Voor productspecifieke informatie kunt u de pagina's over FRP-roosters, FRP-kabelgoten en FRP-kooiladders raadplegen.

Gegevens voor één chemische stof en gemengde chemische stromen

Informatie over chemische bestendigheid is doorgaans gekoppeld aan gedefinieerde omstandigheden voor materiaal, chemische stof, concentratie en temperatuur. Een resultaat of classificatie voor één chemische omgeving mag niet automatisch worden doorgetrokken naar een processtroom met meerdere chemicaliën of naar sterk afwijkende bedrijfsomstandigheden.

Grens voor gemengde chemische stromen: bestendigheidsinformatie voor één gedefinieerde chemische blootstelling vormt op zichzelf geen bewijs voor prestaties in een gemengde chemische stroom, bij wisselende temperaturen of onder wezenlijk andere gebruiksomstandigheden. Bij de selectie van het FRP-systeem moet het werkelijke blootstellingsprofiel worden meegenomen.

Dit onderscheid is vooral belangrijk wanneer meerdere chemicaliën gelijktijdig aanwezig zijn. Een harssysteem dat voor één chemische stof is geselecteerd, kan in een ander mengsel, bij een andere concentratie of temperatuur een ander niveau van bestendigheid vertonen.

Belangrijke selectiecriteria voor chemische omgevingen

Bij het selecteren van FRP voor een chemische procesinstallatie beoordelen engineers doorgaans verschillende factoren:

  • Chemische omgeving: identificeer de aanwezige chemicaliën, de geschatte concentratiebereiken en of de blootstelling continu, intermitterend of bijvoorbeeld door morsen en reiniging plaatsvindt.
  • Temperatuur: houd rekening met de bedrijfstemperatuur en reinigingstemperatuur, omdat chemische bestendigheid met temperatuur kan veranderen.
  • Hars en FRP-opbouw: selecteer een harssysteem en corrosiebestendige opbouw die passen bij de beoogde blootstelling, in plaats van alleen af te gaan op de naam van de harsfamilie.
  • Mechanische eisen: beoordeel overspanning, belasting, stijfheid, impact en andere constructieve eisen samen met de corrosiebestendigheid.
  • Montage en bewerkingen op locatie: wanneer zagen of boren het laminaat of corrosiebestendige oppervlaktelagen blootlegt, kan geschikte afdichting of reparatie nodig zijn volgens de betreffende FRP-opbouw.
  • Totale projecteconomie: bij de materiaalkeuze kunnen de initiële kosten, constructieve eisen, installatie, onderhoud en de ernst van de gebruiksomgeving worden meegenomen.

Geen enkele FRP-configuratie is geschikt voor iedere chemische procesomgeving. Een nuttig uitgangspunt is een duidelijke beschrijving van de chemische blootstelling, concentratie, temperatuur, mechanische eisen en de beoogde FRP-opbouw.

Samenvatting

FRP wordt in chemische procesinstallaties gebruikt voor toepassingen zoals roosters, kabelgoten, ladders, leuningen en bepaalde constructieve componenten wanneer corrosieblootstelling een belangrijk ontwerppunt is. Harskeuze is daarbij essentieel, maar alleen de harsfamilie bepaalt niet de prestaties van het uiteindelijke FRP-systeem.

Een passende keuze houdt rekening met de volledige gebruiksomgeving, waaronder type en concentratie van chemicaliën, temperatuur, blootstellingsomstandigheden, mechanische eisen en FRP-opbouw. Gepubliceerde bestendigheidsgegevens voor een gedefinieerde chemische conditie mogen niet zonder meer worden gegeneraliseerd naar wezenlijk andere procesomgevingen of chemische mengsels.