X'inhuma l-effetti tal-istabbiltà kimika tal-fibreglass fuq id-durabilità tal-bastimenti tas-sajd tal-fibreglass?

Fl-applikazzjoni ta’fibreglasskomposti rinfurzati (GFRP), speċjalment f'ambjenti tal-baħar ħarxa bħall-manifattura ta' bastimenti tas-sajd GFRP, l-istabbiltà kimika tal-fibreglass hija fattur ewlieni li jiddetermina d-durabilità u s-sikurezza fit-tul-tal-prodotti. L-istabbiltà kimika tirreferi għall-abbiltà tal-fibreglass li tirreżisti l-korrużjoni minn midja bħall-ilma, l-aċidi u l-alkali. Għal bastimenti tas-sajd li huma ta 'spiss mgħaddsa fi jew f'kuntatt ma' lagi, xmajjar, jew ilma baħar (midja kollha newtrali jew dgħajjef alkalini), ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-ilma hija partikolarment kritika, li taffettwa direttament il-ħajja tas-servizz tal-buq.

 

Indikaturi tal-valutazzjoni tal-istabbiltà kimika: Il-grad ta 'korrużjoni tal-fibri tal-ħġieġ mill-midja huwa ġeneralment imkejjel mill-indikaturi li ġejjin

 

1. Rata ta 'telf ta' piż: Il-bidla fil-massa tal-fibra qabel u wara l-korrużjoni.

 

2. Analiżi ta 'exudate: Il-kontenut ta' joni tal-metall alkali (bħal Na⁺, K⁺) jew komponenti oħra tal-ħġieġ fis-soluzzjoni korrużiva.

 

3. Rata ta 'telf ta' saħħa: Il-grad ta 'tnaqqis fil-proprjetajiet mekkaniċi tal-fibra (bħal saħħa tat-tensjoni) wara l-korrużjoni.

 

4. Bidla fid-dijametru tal-fibra: L-ammont ta 'tnaqqis fid-dijametru tal-fibra wara l-korrużjoni.

 

Mekkaniżmu ta 'erożjoni tal-ilma tal-fibreglass: L-erożjoni tal-ilma tal-ħġieġ (speċjalment taħt kundizzjonijiet imsaħħna) hija proċess fiżikokimiku kumpless, bi skambju joniku u xoljiment tan-netwerk fil-qalba tiegħu:

 

1. Skambju joniku (de-alkali):

 

Joni tal-metall alkali (bħal Na⁺) fl-iskambju tan-netwerk tal-ħġieġ b'H⁺ fl-ilma:

 

`≡Si-O-Na + H₂O → ≡Si{-OH + Na⁺ + OH⁻`

 

Riżultat: H⁺ fl-ilma jonqos, OH⁻ jiżdied, u s-soluzzjoni gradwalment issir alkalina.

 

2. Disintegrazzjoni tan-Netwerk (Idroliżi):

 

L-OH⁻ iffurmat huwa aggressiv ħafna, u jeqred il-qafas tas-silikon-ossiġnu (≡Si-O-Si≡):

 

`≡Si-O-Si≡ + OH⁻ → ≡Si-OH + ≡Si{-O⁻`

 

Is-≡Si{0}}O⁻ li għadu kif ġie ġġenerat jirreaġixxi aktar mal-ilma biex iżomm bilanċ ta' valenza:

 

`≡Si-O⁻ + H₂O → ≡Si-OH + OH⁻`

 

Dan il-proċess jirrepeti kontinwament, li jwassal għall-qerda u x-xoljiment kontinwi tan-netwerk tal-ħġieġ (idroliżi tas-silikat).

 

3. Formazzjoni ta' Film ta'-Silika Għoli:

 

Bix-xoljiment kontinwu ta 'jonji li jinħallu faċilment (Na⁺, eċċ.), "saff ta' lissija" poruż, silikon -rikk (SiO₂) gradwalment jifforma fuq il-wiċċ tal-ħġieġ.

Ir-rata ta 'dissoluzzjoni ta' dan il-film, flimkien mar-rata ta 'penetrazzjoni tal-medju korrużiv fl-intern u r-rata ta' diffużjoni ta 'prodotti ta' reazzjoni 'l barra, jiddeterminaw b'mod konġunt ir-reżistenza ġenerali tal-ilma tal-ħġieġ.

 

Ir-reżistenza superjuri għall-ilma tal-fibra tal-ħġieġ -alkali ħielsa (ħġieġ E): Dejta sperimentali turi (kampjun tal-fibreglass b'erja tal-wiċċ ta '5000 cm² kien mgħolli f'250 ml ta' ilma distillat għal 3 sigħat):

 

1. Klassifikazzjoni tar-reżistenza għall-ilma: Alkali-fibra tal-ħġieġ ħielsa (ħġieġ E) > Fibra tal-ħġieġ alkali -Medju (ħġieġ C) > Fibra tal-ħġieġ -alkali għolja (ħġieġ A).

 

2. Klassifikazzjoni tal-grad ta 'idroliżi:

 

Ħġieġ E: Klassi I grad ta 'idroliżi (l-aħjar reżistenza għall-ilma). Telf ta 'piż estremament baxx u żamma ta' saħħa għolja.

 

Ħġieġ C: Grad ta 'idroliżi Klassi II (reżistenza moderata għall-ilma).

 

Ħġieġ A: Grad ta 'idroliżi tal-Klassi III (reżistenza fqira għall-ilma).

 

3. Raġuni ewlenija: E-ħġieġ għandu kontenut estremament baxx ta' ossidu tal-metall alkali (tipikament<0.8%),

 

tnaqqas b'mod sinifikanti s-sorsi tal-joni li jistgħu jiġu maħlula mill-ilma, jinibixxi b'mod effettiv l-iskambju tal-joni u l-proċessi sussegwenti tal-idroliżi tan-netwerk, u ttejjeb b'mod sinifikanti l-istabbiltà tagħha matul is-servizz fit-tul-fl-ilma.

 

Rekwiżiti Ewlenin għall-Għażla tal-Materjal tad-Dgħajjes tas-Sajd tal-Fibreglass: Ibbażat fuq rekwiżiti stretti għall-ħajja tas-servizz u s-sigurtà: Il-fibra tal-ħġieġ ħielsa mill-alkali-(ħġieġ E-) għandha tintuża bħala l-materjal ta' rinfurzar. Ir-reżistenza eċċellenti għall-ilma tal-ħġieġ E-reżisti b'mod effettiv l-erożjoni kkawżata minn-immersjoni fit-tul f'lagi, xmajjar u ilma baħar, u tiżgura li l-proprjetajiet mekkaniċi tas-sottostrat tal-buq tal-fibra tal-ħġieġ (fibra) jibqgħu stabbli għal għexieren ta 'snin, u jipprevjenu problemi bħal tnaqqis fis-saħħa tal-buq, delaminazzjoni, u deterjorament tal-fibra tal-ilma ikkawżata.

 

Applikazzjonijiet oħra ta' -Fibra ta' Prestazzjoni Għolja fil-Bini tal-Bastimenti: Minbarra l-fibra tal-ħġieġ E{-, fibri ta'-prestazzjoni għolja bħall-fibra tal-karbonju u l-aramid jintużaw ukoll fil-bini tal-vapuri-għoli:

 

1. Aramid Fiber (bħal Kevlar):

 

Vantaġġi: Saħħa speċifika għolja ħafna, toughness eċċellenti, u reżistenza għall-impatt eċċellenti u prestazzjoni ballistika. Adattat għal komponenti ta 'dgħajjes b'rekwiżiti estremament għoljin għal saħħa tat-tensjoni, reżistenza għall-impatt, u piż ħafif (bħal paratiji li ma jgħaddix balal f'xi dgħajjes tat-tlielaq u dgħajjes tal-għassa).

 

Żvantaġġi: Saħħa kompressiva u flexural relattivament baxxa, suxxettibbli għal mikro-buckling; spiża għolja. Mhux adattat għal strutturi ewlenin tal-buq soġġetti għal tagħbijiet kompressivi/flessurjali għoljin, li jillimitaw l-applikazzjoni tiegħu (dgħajjes żgħar ta'-prestazzjoni għolja b'restrizzjonijiet stretti tal-piż).

 

2. Fibra tal-Karbonju:

 

Vantaġġi: L-ogħla saħħa speċifika u modulu speċifiku (ebusija) fost fibri ta' rinfurzar użati b'mod komuni, reżistenza eċċellenti għall-għeja u prestazzjoni ta'-temperatura għolja. Ideali biex tinkiseb ħfief estremi u ebusija ultra-għolja.

 

Żvantaġġi: Spiża għolja ħafna.

 

Applikazzjonijiet

 

Użati primarjament f'xi strutturi jew f'kull strutturi ta' bastimenti ta'-prestazzjoni għolja bħal dgħajjes tal-qlugħ tat-tlielaq tal--saff tal-ogħla-saffi, jottijiet, u dgħajjes militari ta' veloċità-għola b'rekwiżiti estremament eżiġenti għal ħfief u ebusija. L-ispiża għolja tagħha tillimita l-applikazzjoni tagħha fuq-skala kbira fuq dgħajjes tas-sajd ordinarji.

Bħala konklużjoni, għal bastimenti tas-sajd tal-fibreglass-żona ta' applikazzjoni-skala kbira sensittiva għal-affidabbiltà fit-tul u spiża-alkali-fibra tal-ħġieġ ħielsa (E-ħġieġ) hija materjal ta' rinfurzar tal-qalba insostitwibbli minħabba r-reżistenza superjuri tagħha għall-ilma (Klassi I proprjetajiet mekkaniċi ta' grad ta' idroliżi eċċellenti), proprjetajiet komprensivi ta' grad mekkaniku eċċellenti u relattivament raġonevoli. Fehim profond tal-mekkaniżmi tal-erożjoni tal-ilma u l-vantaġġi tar-reżistenza għall-korrużjoni tal-ħġieġ E-huwa l-pedament xjentifiku biex tiġi żgurata l-ħajja tas-servizz sigura tal-bastimenti tas-sajd tal-fibreglass għal għexieren ta 'snin u tirreżisti l-korrużjoni ambjentali tal-baħar. Sadanittant, fibri ta'-prestazzjoni għolja bħall-fibra tal-karbonju u l-aramid għandhom rwol supplimentari f'applikazzjonijiet speċjalizzati tal-bini tal-vapuri li jsegwu l-prestazzjoni aħħarija.