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1. Introduzione
Essendo un componente fondamentale delle apparecchiature dell'industria chimica, gli elettrolizzatori sono soggetti a corrosione a causa dell'esposizione prolungata a sostanze chimiche, che ne compromette le prestazioni, la durata utile e, in particolare, la sicurezza della produzione. Pertanto, è essenziale implementare efficaci misure anticorrosione. Attualmente, alcune aziende utilizzano materiali come compositi gomma-plastica o gomma butilica vulcanizzata per la protezione, ma i risultati sono spesso insoddisfacenti. Sebbene inizialmente efficaci, le prestazioni anticorrosione si degradano significativamente dopo 1-2 anni, causando gravi danni. Considerando fattori sia tecnici che economici, le barre d'armatura in polimero rinforzato con fibra di vetro (GFRP) rappresentano la scelta ideale per i materiali resistenti alla corrosione negli elettrolizzatori. Oltre a possedere eccellenti proprietà meccaniche,Barre di rinforzo in GFRPDimostra inoltre un'eccezionale resistenza alla corrosione chimica, attirando l'attenzione delle aziende del settore dei cloro-alcali. Essendo uno dei materiali resistenti alla corrosione più utilizzati, è particolarmente adatto per apparecchiature esposte a sostanze come cloro, alcali, acido cloridrico, salamoia e acqua. Questo articolo presenta principalmente l'applicazione delle barre d'armatura in GFRP, utilizzando fibra di vetro come rinforzo e resina epossidica come matrice, negli elettrolizzatori.

2. Analisi dei fattori di danno da corrosione negli elettrolizzatori
Oltre a essere influenzata dal materiale, dalla struttura e dalle tecniche di costruzione dell'elettrolizzatore, la corrosione deriva principalmente da agenti corrosivi esterni. Questi includono gas di cloro umido ad alta temperatura, soluzioni di cloruro di sodio ad alta temperatura, soluzioni alcaline contenenti cloro e vapore acqueo saturo di cloro ad alta temperatura. Inoltre, le correnti vaganti generate durante il processo di elettrolisi possono accelerare la corrosione. Il gas di cloro umido ad alta temperatura prodotto nella camera anodica trasporta una quantità significativa di vapore acqueo. L'idrolisi del gas di cloro produce acido cloridrico altamente corrosivo e acido ipocloroso fortemente ossidante. La decomposizione dell'acido ipocloroso rilascia ossigeno nascente. Questi agenti sono chimicamente altamente attivi e, ad eccezione del titanio, la maggior parte dei materiali metallici e non metallici subisce una grave corrosione in questo ambiente. Il nostro impianto utilizzava originariamente gusci in acciaio rivestiti in gomma dura naturale per la protezione dalla corrosione. L'intervallo di resistenza alla temperatura era di soli 0-80 °C, inferiore alla temperatura ambiente dell'ambiente corrosivo. Inoltre, la gomma naturale dura non è resistente alla corrosione da acido ipocloroso. Il rivestimento era suscettibile a danneggiarsi in ambienti liquidi-vapore, causando la perforazione corrosiva del guscio metallico.

3. Applicazione di barre di rinforzo in GFRP negli elettrolizzatori
3.1 Caratteristiche diBarre di rinforzo in GFRP
Il tondino in fibra di vetro rinforzato con fibra di vetro (GFRP) è un nuovo materiale composito prodotto mediante pultrusione, utilizzando fibra di vetro come rinforzo e resina epossidica come matrice, seguito da polimerizzazione ad alta temperatura e trattamento superficiale speciale. Questo materiale offre eccellenti proprietà meccaniche e un'eccezionale resistenza alla corrosione chimica, superando in particolare la maggior parte dei prodotti in fibra in termini di resistenza alle soluzioni acide e alcaline. Inoltre, è non conduttivo, non termicamente conduttivo, ha un basso coefficiente di dilatazione termica e possiede una buona elasticità e tenacità. La combinazione di fibra di vetro e resina ne migliora ulteriormente la resistenza alla corrosione. Sono proprio queste eccezionali proprietà chimiche che lo rendono il materiale preferito per la protezione dalla corrosione negli elettrolizzatori.

All'interno dell'elettrolizzatore, le barre d'armatura in GFRP sono disposte parallelamente lungo le pareti del serbatoio e tra di esse viene colato un calcestruzzo in resina vinilestere. Dopo la solidificazione, si forma una struttura solida. Questa soluzione migliora significativamente la robustezza del corpo del serbatoio, la resistenza alla corrosione acida e alcalina e le proprietà isolanti. Aumenta inoltre lo spazio interno del serbatoio, riduce la frequenza di manutenzione e ne prolunga la durata. È particolarmente adatto per processi di elettrolisi che richiedono elevata resistenza e resistenza alla trazione.

3.3 Vantaggi dell'utilizzo di barre d'armatura in GFRP negli elettrolizzatori
La protezione anticorrosione tradizionale degli elettrolizzatori impiega spesso metodi di calcestruzzo colato in resina. Tuttavia, i serbatoi in calcestruzzo sono pesanti, richiedono lunghi periodi di stagionatura, comportano una scarsa efficienza costruttiva in loco e sono soggetti a bolle e superfici irregolari. Ciò può causare perdite di elettrolita, corrodere il corpo del serbatoio, interrompere la produzione, inquinare l'ambiente e comportare elevati costi di manutenzione. L'utilizzo di barre d'armatura in GFRP come materiale anticorrosivo supera efficacemente questi inconvenienti: il corpo del serbatoio è leggero, ha un'elevata capacità di carico, un'eccellente resistenza alla corrosione e proprietà di flessione e trazione superiori. Allo stesso tempo, offre vantaggi quali grande capacità, lunga durata, manutenzione minima e facilità di sollevamento e trasporto.

4. Riepilogo
A base di resina epossidicaBarre di rinforzo in GFRPCombina le eccellenti proprietà meccaniche, fisiche e chimiche di entrambi i componenti. È stato ampiamente utilizzato per risolvere problemi di corrosione nell'industria dei cloro-alcali e in strutture in calcestruzzo come gallerie, pavimentazioni e impalcati di ponti. La pratica ha dimostrato che l'applicazione di questo materiale può migliorare significativamente la resistenza alla corrosione e la durata degli elettrolizzatori, migliorando così la sicurezza della produzione. A condizione che la progettazione strutturale sia ragionevole, la selezione e le proporzioni dei materiali siano appropriate e il processo di costruzione sia standardizzato, le barre d'armatura in GFRP possono migliorare notevolmente le prestazioni anticorrosive degli elettrolizzatori. Di conseguenza, questa tecnologia offre ampie prospettive applicative e merita di essere ampiamente promossa.