ข่าว

1. บทนำ
เครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า (Electrolyzer) เป็นอุปกรณ์สำคัญในอุตสาหกรรมเคมี และมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนเนื่องจากการสัมผัสกับสารเคมีเป็นเวลานาน ซึ่งส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพ อายุการใช้งาน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยในการผลิต ดังนั้น การใช้มาตรการป้องกันการกัดกร่อนที่มีประสิทธิภาพจึงเป็นสิ่งจำเป็น ปัจจุบัน บางบริษัทใช้วัสดุเช่นยางผสมพลาสติกหรือยางบิวทิลวัลคาไนซ์เพื่อป้องกัน แต่ผลลัพธ์มักไม่เป็นที่น่าพอใจ แม้ว่าจะได้ผลดีในตอนแรก แต่ประสิทธิภาพในการป้องกันการกัดกร่อนจะลดลงอย่างมากหลังจาก 1-2 ปี ทำให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรง เมื่อพิจารณาทั้งปัจจัยทางเทคนิคและเศรษฐกิจแล้ว เหล็กเส้นเสริมแรงด้วยใยแก้ว (Glass Fiber Reinforced Polymer: GFRP) จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า นอกจากจะมีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมแล้วเหล็กเส้นเสริมแรง GFRPนอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมีที่โดดเด่น ทำให้ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางจากองค์กรอุตสาหกรรมคลอร์-อัลคาไล ในฐานะที่เป็นหนึ่งในวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่สัมผัสกับสารต่างๆ เช่น คลอรีน ด่าง กรดไฮโดรคลอริก น้ำเกลือ และน้ำ บทความนี้จะแนะนำการประยุกต์ใช้เหล็กเสริม GFRP โดยใช้ใยแก้วเป็นวัสดุเสริมแรงและเรซินอีพ็อกซีเป็นเมทริกซ์ ในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเป็นหลัก

2. การวิเคราะห์ปัจจัยความเสียหายจากการกัดกร่อนในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า
นอกเหนือจากการได้รับอิทธิพลจากวัสดุ โครงสร้าง และเทคนิคการก่อสร้างของเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์เองแล้ว การกัดกร่อนส่วนใหญ่เกิดจากตัวกลางกัดกร่อนภายนอก ซึ่งได้แก่ ก๊าซคลอรีนเปียกอุณหภูมิสูง สารละลายโซเดียมคลอไรด์อุณหภูมิสูง สารละลายด่างที่มีคลอรีน และไอน้ำคลอรีนอิ่มตัวอุณหภูมิสูง นอกจากนี้ กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสยังสามารถเร่งการกัดกร่อนได้อีกด้วย ก๊าซคลอรีนเปียกอุณหภูมิสูงที่ผลิตในห้องแอโนดมีไอน้ำอยู่เป็นจำนวนมาก การไฮโดรไลซิสของก๊าซคลอรีนจะผลิตกรดไฮโดรคลอริกที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและกรดไฮโปคลอรัสที่มีฤทธิ์ออกซิไดซ์สูง การสลายตัวของกรดไฮโปคลอรัสจะปล่อยออกซิเจนออกมา ตัวกลางเหล่านี้มีฤทธิ์ทางเคมีสูง และยกเว้นไทเทเนียม วัสดุโลหะและอโลหะส่วนใหญ่จะเกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรงในสภาพแวดล้อมนี้ โรงงานของเราเดิมใช้เปลือกเหล็กบุด้วยยางธรรมชาติแข็งเพื่อป้องกันการกัดกร่อน ช่วงอุณหภูมิที่วัสดุนี้ทนได้มีเพียง 0–80°C ซึ่งต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อมของสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน นอกจากนี้ ยางธรรมชาติชนิดแข็งยังไม่ทนต่อการกัดกร่อนจากกรดไฮโปคลอรัส วัสดุบุผิวจึงเสียหายได้ง่ายในสภาพแวดล้อมที่เป็นไอและของเหลว ทำให้เกิดการกัดกร่อนจนทะลุเปลือกโลหะ

3. การประยุกต์ใช้เหล็กเสริม GFRP ในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า
3.1 ลักษณะเฉพาะของเหล็กเส้นเสริมแรง GFRP
เหล็กเส้นเสริมแรง GFRP เป็นวัสดุคอมโพสิตชนิดใหม่ที่ผลิตโดยกระบวนการพัลทรูชัน โดยใช้ใยแก้วเป็นวัสดุเสริมแรงและเรซินอีพ็อกซีเป็นเมทริกซ์ ตามด้วยการอบที่อุณหภูมิสูงและการปรับสภาพพื้นผิวเป็นพิเศษ วัสดุนี้มีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมและทนต่อการกัดกร่อนทางเคมีได้อย่างดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าผลิตภัณฑ์เส้นใยส่วนใหญ่ในด้านความทนทานต่อสารละลายกรดและด่าง นอกจากนี้ยังไม่นำไฟฟ้า ไม่นำความร้อน มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และมีความยืดหยุ่นและความเหนียวที่ดี การผสมผสานระหว่างใยแก้วและเรซินช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนให้ดียิ่งขึ้น คุณสมบัติทางเคมีที่โดดเด่นเหล่านี้เองที่ทำให้ GFRP เป็นวัสดุที่นิยมใช้สำหรับการป้องกันการกัดกร่อนในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า

ภายในถังอิเล็กโทรไลเซอร์ จะมีการจัดเรียงเหล็กเส้น GFRP ขนานกันภายในผนังถัง และเทคอนกรีตเรซินไวนิลเอสเตอร์ลงไประหว่างเหล็กเส้นเหล่านั้น หลังจากแข็งตัวแล้ว จะเกิดเป็นโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกัน การออกแบบนี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรง ความทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง และคุณสมบัติการเป็นฉนวนของตัวถังได้อย่างมาก นอกจากนี้ยังเพิ่มพื้นที่ภายในถัง ลดความถี่ในการบำรุงรักษา และยืดอายุการใช้งาน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสที่ต้องการความแข็งแรงและประสิทธิภาพการรับแรงดึงสูง

3.3 ข้อดีของการใช้เหล็กเสริม GFRP ในเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า
วิธีการป้องกันการกัดกร่อนของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบดั้งเดิมมักใช้คอนกรีตหล่อเรซิน อย่างไรก็ตาม ถังคอนกรีตมีน้ำหนักมาก มีระยะเวลาการบ่มนาน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการก่อสร้างในสถานที่ต่ำ และมีแนวโน้มที่จะเกิดฟองอากาศและพื้นผิวที่ไม่เรียบ ซึ่งอาจนำไปสู่การรั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์ การกัดกร่อนตัวถัง การหยุดชะงักของการผลิต มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่สูง การใช้เหล็กเส้น GFRP เป็นวัสดุป้องกันการกัดกร่อนสามารถเอาชนะข้อเสียเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวถังมีน้ำหนักเบา มีความสามารถในการรับน้ำหนักสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม และมีคุณสมบัติการดัดงอและการดึงที่เหนือกว่า ในขณะเดียวกันก็มีข้อดี เช่น ความจุขนาดใหญ่ อายุการใช้งานยาวนาน การบำรุงรักษาน้อย และง่ายต่อการยกและขนส่ง

4. สรุป
ที่ใช้อีพ็อกซี่เป็นฐานเหล็กเส้นเสริมแรง GFRPวัสดุนี้ผสานรวมคุณสมบัติทางกล ทางกายภาพ และทางเคมีที่ยอดเยี่ยมของส่วนประกอบทั้งสองเข้าด้วยกัน มีการนำไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางเพื่อแก้ปัญหาการกัดกร่อนในอุตสาหกรรมคลอร์-อัลคาไล และในโครงสร้างคอนกรีต เช่น อุโมงค์ ทางเท้า และพื้นสะพาน จากการใช้งานจริงพบว่า การใช้วัสดุนี้สามารถเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและอายุการใช้งานของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสำคัญ จึงช่วยปรับปรุงความปลอดภัยในการผลิต หากการออกแบบโครงสร้างมีความเหมาะสม การเลือกวัสดุและสัดส่วนถูกต้อง และกระบวนการก่อสร้างได้มาตรฐาน เหล็กเสริม GFRP สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าได้อย่างมาก ดังนั้น เทคโนโลยีนี้จึงมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางและควรได้รับการส่งเสริมอย่างแพร่หลาย