脫硫防腐鱗片膠泥襯里減緩應(yīng)力腐蝕的機(jī)理

脫硫防腐鱗片襯里結(jié)構(gòu)與玻璃鋼結(jié)構(gòu)相比，大大改變了樹(shù)脂的固化收縮及熱應(yīng)力的作用狀態(tài)，從而減小了殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力的影響，提高了界面強(qiáng)度。從圖25.2.3-1和圖25.2.3-2中可以看出：

（1）在玻璃鋼襯里中，樹(shù)脂呈連續(xù)膜狀，樹(shù)脂在膜層內(nèi)固化時(shí)，因分子的集聚態(tài)和構(gòu)象發(fā)生變化，導(dǎo)致體積收縮，而玻璃纖維的體積幾乎不變化，兩者之間必然產(chǎn)生界面收縮應(yīng)力（即固化殘余應(yīng)力），這些應(yīng)力經(jīng)過(guò)纖維和樹(shù)脂傳遞，是有規(guī)則的方向，收縮方向?yàn)檠乩w維往玻璃鋼材料中央，殘余應(yīng)力沿相反方向。

又由于樹(shù)脂與纖維的線脹系數(shù)不同，受環(huán)境熱影響不同，故在樹(shù)脂層內(nèi)及界面間產(chǎn)生熱脹應(yīng)力，且熱脹應(yīng)力經(jīng)連續(xù)的玻纖及樹(shù)脂相互傳遞，往往在襯層缺陷處形成應(yīng)力集中及疊加，從而導(dǎo)致襯層缺陷處局部破壞。

（2）在脫硫防腐鱗片襯里中，分散狀的鱗片排列是無(wú)需的疊層，整體上平行排列的，但在局部還是有一定傾角的，因此樹(shù)脂的縮脹被鱗片分割成一個(gè)個(gè)分散的小區(qū)域，又由于方向無(wú)序性，導(dǎo)致其固化殘余應(yīng)力或環(huán)境熱應(yīng)力在一個(gè)個(gè)分散的小區(qū)域內(nèi)相互抵消了，并未傳遞疊加，這樣以來(lái)整個(gè)防腐層的殘余應(yīng)力大大減小，界面強(qiáng)度大大提高，微裂紋也就相應(yīng)減少了。

另外，樹(shù)脂與鱗片之間產(chǎn)生的熱脹應(yīng)力因鱗片是分散體，可隨著樹(shù)脂的縮脹移位，故界面縮脹應(yīng)力被用來(lái)對(duì)鱗片位移做功，將應(yīng)力松弛掉。這樣使得防腐層內(nèi)的殘余應(yīng)力大大減小，相應(yīng)的襯層內(nèi)界面強(qiáng)度也大大提高，微裂紋生成和發(fā)展的可能性也大大降低。

為了更直觀地了解脫硫防腐鱗片與玻璃鋼二者殘余應(yīng)力的狀況，對(duì)兩種材料分別做了激光光強(qiáng)測(cè)定分析。激光光遇法測(cè)定殘余應(yīng)力是利用高分子材料（或其復(fù)合材料）在一定條件下（如大分子取向、成型殘余應(yīng)力等）對(duì)通過(guò)的激光所具有的雙折射原理測(cè)取通過(guò)試樣的激光雙折射光強(qiáng)，計(jì)算出光程差及雙折射率，從而判定殘余應(yīng)力的大小。由于鱗片襯里與玻璃鋼均屬手糊成型熱固性網(wǎng)狀纏繞結(jié)構(gòu)，不存在大分子取向，故在試樣中影響激光產(chǎn)生雙折射的因素只有殘余應(yīng)力。

在激光光強(qiáng)法應(yīng)力分析中，如試樣無(wú)應(yīng)力，則激光通過(guò)試樣時(shí)，不產(chǎn)生雙折射，計(jì)算機(jī)處理圖像為一直線；如試樣為等應(yīng)力，則圖像為一正弦波形；由于高分子及其復(fù)合材料具有多分散特性，故殘余應(yīng)力的分布也具有多分散特性，因此計(jì)算機(jī)處理的波形圖像也是波峰、波谷不規(guī)則的波形，但其波峰、波谷變化值的平均值則反映了殘余應(yīng)力的大小。

從殘余應(yīng)力測(cè)定處理圖形中（圖25.2.3-3）可以看出鱗片材料與玻璃鋼材料的殘余應(yīng)力差異。在圖25.2.3-3中，鱗片材料幾乎為一水平直線，而玻璃鋼則呈不規(guī)范正弦波形，且波峰與波谷間差值較大。表明鱗片襯里的殘余應(yīng)力遠(yuǎn)小于玻璃鋼。圖25.2.3-4為脫硫防腐鱗片試片在硫酸液中浸泡后的殘余應(yīng)力測(cè)定結(jié)果（試驗(yàn)條件：25%硫酸，80℃；曲線1為3天；曲線2為6天）。說(shuō)明試樣經(jīng)在一定環(huán)境溫度下浸泡后，殘余應(yīng)力提高了。分析原因一是介質(zhì)滲入及環(huán)境熱應(yīng)力作用激發(fā)了試樣的固有缺陷，產(chǎn)生了新的應(yīng)力作用；二是熱應(yīng)力在試樣急冷過(guò)程中被滯留在試樣中形成應(yīng)力疊加所致。另外，從高溫電鏡拉伸破壞后的掃描電鏡形貌分析看，脫硫防腐鱗片對(duì)因應(yīng)力作用引起的裂紋發(fā)展有明顯的抑制作用。在照片中，河流狀條紋為裂紋走向，而河流狀條紋的匯集點(diǎn)為裂紋的發(fā)展方向，當(dāng)裂紋受應(yīng)力、介質(zhì)滲透等因素影響延伸發(fā)展時(shí)，被鱗片阻擋，而在無(wú)鱗片區(qū)，裂紋繼續(xù)向前發(fā)展。由此推論：材料中的微裂紋在介質(zhì)滲透及應(yīng)力作用下的發(fā)展亦同樣會(huì)受到鱗片的阻擋，因而使其破壞作用受到了限制。