مقاومت روکش پلاستیک تقویت شده با الیاف در برابر فشار

تاکنون در مورد مزایا و معایب روکش پلاستیک تقویت شده با الیاف و تعمیر کف مخازن فولادی با آن، مقالات زیادی به رشته تحریر در آمده است. یک مورد تجربی مربوط به مخزنی به قطر ۲۱۱ فوت (۶۴ متر) است که دچار نشتی گشته بود و در سال ۱۹۸۵ میلادی توسط روکش پلاستیک تقویت شده با الیاف تعمیر شد. در اواسط سال ۱۹۹۵ میلادی به دلیل تجمع رسوبات، کف این مخزن از داخل دچار خوردگی گردید و فرآورده داخل آن نشت نمود. خوردگی باعث شده بود که در کف مخزن دو سوراخ ایجاد گردد که قطر هر یک تقریبا ۱ فوت (۳/۰ متر) بود. خوشبختانه چون به روکش پلاستیک تقویت شده با الیاف آسیبی وارد نشده بود، این بار فرآورده داخل مخزن نشت نکرده بود. فقط موقع انجام آزمایش فشار هیدرواستاتیک بود که روکش متلاشی گشت.
روکش پلاستیک تقویت شده با الیاف تا چه حد می تواند در برابر فشار هیدرواستاتیک مقاومت نماید؟ برای پاسخ به این سئوال، آزمایش انجام شد و در آن مخزن با آب پر گشت و توسط بخاری که از یک لوله گرمایی حلقوی عبور می کرد، گرم شد و دمای آن به ۱۴۰ درجه فارنهایت رسید. لازم به ذکر است که مبدل های حرارتی لوله گرمایی حلقوی انرژی حرارتی را بازیافت می کنند و از اتلاف آن جلوگیری به عمل می آورند. در این مبدل ها درصد پرشدن لوله از سیال، میزان اتلاف و ضریب انتقال حرارت از اهمیت بالایی برخوردار می باشند. در لوله های گرمایی بدون بهره گیری از هیچگونه نیروی خارجی، مقدار زیادی گرما از میان یک لوله با سطح مقطع کوچک عبور کرده و به مکان های دوردست منتقل می گردد. از دیگر مزایای آن می توان به طراحی ساده، اختلاف دمای پایین بین دو سر آن وبه کارآیی فوق العاده در دماهای بالا اشاره نمود.
آنگاه هشت ورق فولادی در ابعاد ۱۲×۲/۱۱ ×۴ اینچ تولید شدند. سپس در وسط ۴ عدد از این ورق ها سوراخ هایی به قطر ۲/۱، ۲/۱۱، ۴و۸ اینچ (۵/۵ ،۳۰/۲۸۴ ،۵/۱۰۱ و۲۰۳ میلیمتر) ایجاد گردید. سوراخ های مذکور خوردگی را تداعی می کردند. آنگاه سوراخ ها با واکس مذاب پر شدند و روی آنها روکش رزین پلی استر ایزوفتالیک نصب گردید. روی یک دسته چهارتایی از ورق های مذکور یک روکش و روی دسته دیگر دو لایه روکش اعمال شد. روی سطح زیرین ورق ها یک انحراف سنج نصب گردید و به این ترتیب در مرکز روکش میزان انحراف از راستای قائم اندازه گیری شد. بهتر است کف مخازن به صورت محدب ساخته شوند چون اگر گوشه دار باشند، فرآورده داخل مخزن در محل زاویه ها تجمع یافته و در این نواحی تنش افزایش می یابد. انحراف سنج دستگاهی است که برای پایش انحراف یک خط مرجع از راستای قائم به کار می رود. یک مبدل تشخیص انحراف، در طول لوله به حرکت در آمده و انحراف از راستای قائم در هر عمقی را به ولتاژ قابل اندازه گیری تبدیل می کند.
در این آزمایش روکش یک لایه ورق های دارای سوراخ ۸ اینچی که به صورت زاویه دار تولید شده بودند، در فشار ۲۸ پاوند بر اینچ مربع دچار شکست گردیدند و روکش های دو لایه نیز در فشار ۶۶ پاوند بر اینچ مربع دچار همین نقص گردیدند. زیرا لبه های این ورق ها گرد نشده بودند در نتیجه مواد روکش از داخل سوراخ ها بیرون زده بودند و به همین علت قبل از اینکه فشار به حد لازم برسد، روکش ها دچار شکست گردیدند. بنابراین آزمایش تکرار شد. این بار ۴ ورق جدید ۸ اینچی تولید شدند که لبه های آنها با زاویه ۴/۱ درجه گرد شده بود.دو عدد از ورق های مذکور یک لایه روکش داشتند و دو تای دیگر از روکش دولایه برخوردار بودند. در آزمایش دوم، روکش های یک لایه از خود عملکرد بهتری نشان دادند و توانستند حداکثر فشار ۳۷ پاوند بر اینچ مربع را تحمل کنند و مواد روکش نیز از سوراخ ها بیرون نزد. در این آزمایش روکش های دو لایه نیز بهتر عمل کردند و توانستند در برابر فشار ۸۳ پاوند بر اینچ مربع مقاومت نمایند.
از این دو آزمایش می توان نتیجه گرفت که اولا اگر لبه کف مخزن زاویه دار باشد، خوردگی به تدریج پیشرفت می کند. ثانیا اگر فشار داخلی وارد بر روکش تک لایه کف مخزن از ۳۷ پاوند بر اینچ مربع تجاوز ننماید، روکش پلاستیک تقویت شده با الیاف می تواند از نشت کردن فرآورده داخل مخزن جلوگیری به عمل آورد. از آنجا که معمولا فشار داخلی وارد بر کف مخزن حدود ۲۲ پاوند بر اینچ مربع است، پس طبق استانداردهای ایمنی، روکش پلاستیک تقویت شده با الیاف می تواند فشار هیدرواستاتیک، سیال داخل مخزن را به خوبی تحمل کرده و از نشت آن جلوگیری به عمل آورد.

نتیجه گیری
فیلم ضخیم پلاستیک تقویت شده با الیاف راه حل مناسبی است که عوض جایگزین کردن کف مخازن فولادی مورد استفاده قرار می گیرد. روکش مذکور می تواند خسارات ناشی از خوردگی داخلی و خارجی را کاهش دهد. چندین دهه است که این روکش مورد استفاده قرار گرفته و از خود عملکرد موفقیت آمیزی نشان داده است. استفاده از روکش پلاستیک تقویت شده با الیاف مزایا و معایبی دارد. یکی از مزایای کلیدی این روکش مقاومت در برابر فشار هیدرواستاتیک سیال داخل مخزن است. این واقعیت با انجام آزمایش هایی که در بالا ذکر گردید، به اثبات رسیده است.