As instalações de processamento químico podem expor os materiais a ambientes corrosivos exigentes. Ácidos, álcalis, solventes, umidade e variações de temperatura podem afetar tanto materiais convencionais quanto sistemas compósitos. O plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV) é utilizado em determinadas áreas de processamento químico porque sua matriz polimérica e sua estrutura de reforço podem ser selecionadas e projetadas de acordo com as condições de serviço, enquanto as próprias fibras de vidro não enferrujam.

Este artigo explica como o PRFV é utilizado em ambientes de processamento químico, como a seleção da resina se relaciona à exposição química e quais fatores os engenheiros normalmente consideram antes de especificar um produto de PRFV. O conteúdo aborda conhecimentos gerais do setor e não o desempenho de uma configuração específica de produto da HotFRP.

Exposição química em instalações de processamento

Em uma instalação química, os materiais podem estar expostos a ácidos, soluções alcalinas, solventes, água de processo, produtos de limpeza e variações de temperatura. As condições podem variar conforme a área e incluir:

  • Ambientes ácidos: ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido fosfórico e ácidos orgânicos podem estar presentes em diferentes aplicações de processo.
  • Ambientes alcalinos: hidróxido de sódio, soluções de amônia e algumas soluções de limpeza alcalinas são utilizados em determinadas operações.
  • Exposição a solventes: alguns solventes podem ser agressivos a determinados sistemas de resina para PRFV.
  • Variações de temperatura: a alternância entre condições quentes de processo e operações de lavagem ou enxágue mais frias também deve ser considerada na seleção do material.

Por isso, um dado de resistência química obtido para uma condição química definida não deve ser tratado automaticamente como evidência de desempenho em uma mistura química diferente ou em outra faixa de temperatura. O perfil completo de exposição deve ser considerado.

Como a seleção da resina afeta a resistência à corrosão do PRFV

Em PRFV destinado a ambientes corrosivos, o sistema de resina é uma parte importante da concepção do material, pois forma a fase polimérica ao redor das fibras de reforço. As construções de PRFV destinadas à resistência à corrosão também podem incluir uma superfície ou camada de barreira especificamente projetada para esse fim. A resina e a construção do laminado, portanto, atuam em conjunto para limitar a exposição do reforço ao ambiente químico.

Entre as famílias de resina normalmente consideradas para aplicações de PRFV em ambientes corrosivos estão:

  • Poliéster isoftálico: utilizado com frequência em aplicações gerais de PRFV quando a formulação escolhida é adequada ao ambiente químico.
  • Viniléster: frequentemente considerado para condições químicas mais exigentes, pois algumas formulações de viniléster oferecem resistência química mais ampla do que sistemas de poliéster padrão.

Essas categorias não devem ser tratadas como níveis universais de desempenho. A resistência química pode variar conforme a formulação específica da resina, a concentração do produto químico, a temperatura, as condições de exposição e a construção do PRFV. A seleção da resina é, portanto, uma decisão baseada no ambiente de serviço, e não simplesmente uma classificação entre tipos de resina.

Produtos de PRFV comuns em instalações químicas

Produtos de PRFV são usados em diferentes áreas de instalações de processamento químico quando a corrosão é um fator importante na seleção de materiais. As aplicações típicas incluem:

  • Grade de PRFV: usada em passarelas, plataformas e coberturas de canaletas em áreas onde podem estar presentes líquidos químicos ou água de lavagem. A estrutura de malha aberta pode favorecer a drenagem e reduzir a retenção de líquidos.
  • Leito para cabos de PRFV: utilizado para apoiar e encaminhar cabos elétricos em áreas onde a resistência à corrosão é um critério importante.
  • Escadas com proteção tipo gaiola e guarda-corpos de PRFV: usados ao redor de tanques, lavadores e equipamentos de processo onde os componentes de acesso podem ficar expostos a atmosferas corrosivas.
  • Perfis e suportes estruturais: utilizados em determinadas estruturas secundárias, suportes e armações associadas a equipamentos quando a exposição à corrosão faz parte da seleção do material.

Para informações específicas de produtos, consulte as páginas de grades de PRFV, leitos para cabos de PRFV e escadas com proteção tipo gaiola de PRFV.

Dados para um único produto químico e para misturas químicas

As informações sobre resistência química geralmente estão associadas a condições definidas de material, produto químico, concentração e temperatura. Um resultado ou uma classificação obtida para determinado ambiente químico não deve ser automaticamente estendida a uma corrente de processo contendo várias substâncias químicas ou a condições operacionais significativamente diferentes.

Limite para correntes químicas mistas: informações de resistência para uma exposição química definida, por si só, não comprovam o desempenho em uma corrente química mista, com variações de temperatura ou em outra condição de serviço significativamente diferente. O perfil real de exposição deve ser considerado na seleção do sistema de PRFV.

Essa distinção é especialmente importante quando várias substâncias químicas estão presentes ao mesmo tempo. Um sistema de resina selecionado para um determinado produto químico pode apresentar outro nível de resistência em uma mistura, concentração ou temperatura diferente.

Principais fatores de seleção em ambientes químicos

Ao selecionar PRFV para uma instalação de processamento químico, os engenheiros normalmente consideram:

  • Ambiente químico: identificar os produtos químicos presentes, suas faixas aproximadas de concentração e se a exposição é contínua, intermitente ou relacionada a derramamentos e limpeza.
  • Temperatura: considerar as faixas de temperatura de operação e limpeza, pois a resistência química pode variar com a temperatura.
  • Resina e construção do PRFV: selecionar um sistema de resina e uma construção resistente à corrosão adequados à exposição prevista, em vez de se basear apenas no nome da família da resina.
  • Requisitos mecânicos: considerar vão, carga, rigidez, impacto e outros requisitos estruturais juntamente com a resistência à corrosão.
  • Instalação e modificações em campo: quando o corte ou a perfuração expõe o laminado ou camadas superficiais resistentes à corrosão, a área afetada pode exigir vedação ou reparo adequado de acordo com a construção específica do PRFV.
  • Economia geral do projeto: a seleção do material pode considerar custo inicial, requisitos construtivos, instalação, manutenção e severidade do ambiente de serviço.

Nenhuma configuração única de PRFV é adequada para todos os ambientes de processamento químico. Um bom ponto de partida é definir claramente a exposição química, a concentração, a faixa de temperatura, os requisitos mecânicos e a construção prevista do PRFV.

Resumo

O PRFV é utilizado em instalações de processamento químico em aplicações como grades, leitos para cabos, escadas, guarda-corpos e determinados componentes estruturais quando a exposição à corrosão é um fator importante de projeto. A seleção da resina é uma parte fundamental desse processo, mas a família da resina, isoladamente, não define o desempenho do sistema de PRFV acabado.

Uma seleção adequada considera todo o ambiente de serviço, incluindo tipo e concentração dos produtos químicos, temperatura, condições de exposição, requisitos mecânicos e construção do PRFV. Dados publicados de resistência para uma condição química definida não devem ser generalizados para ambientes de processo significativamente diferentes ou para misturas químicas.