Resistencia Química

P.R.F.V. en Resistencia Química

En la mayoría de las aplicaciones de los materiales compuestos reforzados con fibras de vidrio, la resistencia química que se requiere es debido a la exposición de las piezas al agua y/o a la intemperie, requerimientos que son superados con un  buen gel coat Iso o iso NPG, productos disponibles en el mercado.

Cuando se trata de equipo industrial sometido al contacto con productos químicos como tanques, tuberías, rejillas, pisos, ventiladores, plantas de tratamiento de agua, etc., nos enfrentamos a una exigencia mayor que se debe trabajar con cuidado, lo que determinará la vida útil del equipo, la rentabilidad de la inversión y por supuesto nuestra imagen de fabricante de calidad. Un buen equipo de resistencia química tiene tres partes principales, la barrera química, la estructura y el acabado final o top coat.

Además de los químicos utilizados en la industria, productos tan elementales como el vinagre que utilizamos a diario en nuestras casas, los limpiadores y desinfectantes caseros, los jabones, las aguas residuales, etc., producen en los materiales  un daño importante por ataque químico que se ve potencializado cuando el producto está caliente, tiene presión, agitación o sólidos en suspensión. Aunque el equipo industrial este bien construido y su resistencia mecánica sea la apropiada, el ataque químico con el tiempo, va debilitando su estructura hasta que el equipo falla, si no se le hace el adecuado y oportuno mantenimiento.

Resistencia quimica

Es fundamental la selección de la resina adecuada que va a estar en contacto con el producto químico, la construcción de la barrera química con la resina y fibras adecuadas, el correcto sistema de catalización y por último, asegurar un completo endurecimiento de la resina, factores claves para enfrentar apropiadamente el ataque químico.

La amplia trayectoria y confiabilidad de las resinas de resistencia química, marcas PALATAL / DERAKANE / DION / VIPEL, con más de 40 años en el mercado de  resistencia química en todo el mundo,  permite determinar la mejor resina (costo/beneficio) que usted debe utilizar en la fabricación del equipo. Basta saber el producto químico que se va a manejar, su concentración y la temperatura de trabajo. La información técnica de estas resinas, orienta sobre el sistema de catalización más apropiado, sobre el empleo de algunas fibras, velos, procedimientos, etc.

Resistencia quimica

La construcción de la barrera química, encargada de frenar la penetración del químico, está formada en primer lugar por la construcción del “liner” capa en contacto con el producto químico, la cual, se elabora con  dos capas de velo de superficie y la resina  resistencia química recomendada. Este liner, dará una capa rica en resina con algo de resistencia mecánica. Lo anterior se complementa con la aplicación de mínimo tres capas de fibra de vidrio tipo mat de 450 gramos por metro cuadrado. Estas capas de mat humectadas con la resina especial, pueden tenerse en cuenta en el cálculo de la resistencia mecánica del equipo.

Téngase en cuenta que existe el velo de vidrio tipo C (resistente a la corrosión) empleado para el contacto con la mayoría de productos químicos. Cuando se trate de productos muy alcalinos, se recomienda mejor emplear el velo sintético “Nexus”.

Resistencia quimica

La estructura, responsable de la resistencia mecánica del equipo, se realiza con la aplicación de uno o varios sándwich, consistentes en laminar una capa de woven roving entre dos capas de mat 450 (o roving picado equivalente), según sea el tamaño del equipo. A mayor tamaño, la estructura debe llevar más veces este sándwich.

Para lograr la correcta resistencia al ataque químico solo resta asegurar el completo endurecimiento del material. La resina una vez aplicada, entra en un proceso de endurecimiento y maduración el cual, puede tardar en condiciones ambientales, varios días y hasta semanas. Debido a que los procesos industriales no dan espera, como alternativa para agilizar este proceso de maduración, se debe post curar el tanque o equipo industrial. Este proceso consiste en aplicar al producto calor uniforme y constante durante un tiempo determinado (por ejemplo 5 horas a 80°C). A veces por el tamaño de los equipos no es posible trabajar con hornos de resistencias eléctricas o de luz y el vapor de agua no es recomendado. La forma más técnica y económica para hacer este trabajo, es mediante aire caliente proveniente de un quemador de gas propano. Se trata de un equipo sencillo similar a un secador de pelo/pistola de calor el cual, ya está disponible en el mercado a un costo razonable.

Resistencia quimica  Resistencia quimica

Sea cual fuere el método utilizado para post curar el tanque, tubería o equipo industrial, la forma de verificar que esta correcto y completo el proceso de curado es mediante la verificación de la dureza del material, medida con  un durómetro Barcol. Al obtener la máxima dureza posible según la resina empleada, se puede concluir que el equipo está listo y es confiable para soportar la alta exigencia para la cual fue hecho.

Anotaciones especiales: 

En geometrías complejas donde sea difícil aplicar el velo de superficie, las escamas de vidrio, aplicadas con pistola de aspersión, pueden reemplazarlo con igual resistencia química.

A mayor  temperatura del producto almacenado, el ataque químico aumenta y si además, se sobrepasa el HDT (temperatura máxima de distorsión) de la resina, la resistencia mecánica puede fallar. Si el equipo industrial tiene ambas exigencias, alta temperatura y ataque químico, se recomienda hacer todo el equipo (barrera química y estructura) con la misma resina para evitar daños posteriores ocasionados por el comportamiento diferente que experimentan los tipos de resinas. Las resinas de uso común por lo general tienen un HDT entre 68°C y 70°C, mientas las resinas especializadas pueden llegar a resistir una temperatura entre 105°C y 180°C.

Para obtener la máxima resistencia mecánica y química de las resinas poliéster /o vinilester, los tanques y equipos industriales deben ser post curados luego su fabricación.

La resistencia química de las resinas se ve disminuida si a estas, se le adiciona cargas, pigmentos, aditivos tixotrópicos y/o exceso de estireno.

En la fabricación de tanques o equipos que van a estar en contacto con alimentos, no se puede utilizar el acelerador llamado dimetil anilina, por su alta toxicidad. Algunas resinas comerciales ya tienen solucionado técnicamente esta restricción y cumplen normas FDA.

Cuando se trabaja tanques y tuberías por el proceso de embobinado o filament winding, con el roving continuo enrollado se forma solo la parte estructural del equipo. El liner y la barrera química se deben construir por separado, de la forma tradicional.

La terminación y color final del tanque o equipo industrial se llama Top coat y consiste en aplicar un gel coat isoftalico o iso NPG con color y aditivo anti tactosidad. Este último producto,  se adiciona para evitar que el equipo se ensucie por el polvo y el manejo posterior. Cuando se va a tener en el exterior del equipo, derrames frecuentes del producto químico almacenado, este top coat se debe preparar con la misma resina utilizada en la barrera química.

A los equipos industriales  se acostumbra hacer mantenimiento cada año, consistente en inspección y reparación, si es necesario, para asegurar su correcto desempeño.

Durante los últimos 25 años, el personal de Fibraplus.com, ha sido participe de un gran número de aplicaciones de los materiales compuestos para resistencia química. Además, el cliente cuenta con todo el respaldo de compañías internacionales fabricantes de las resinas, que a su vez están garantizando los productos y suministrando información para que todo aquel cliente que quiera hacer productos de calidad, cuente con todas las herramientas para asegurar una aplicación exitosa y duradera.

Imágenes tomadas de google/imagenes

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