FRP襯里是主要用液狀樹脂和增強纖維等粘結(jié)被襯里體形成耐蝕FRP，因為用的是熱固性樹脂，因此無論在常溫，或任何情況加熱固化都是可能的，加熱之后，交聯(lián)密度增大，耐蝕性也提高。實際使用上耐熱性可達120℃，最高150℃。酚醛，呋喃，環(huán)氧、UP、VE等樹脂都可以采用。FRP襯里有著以下特點：
1）機械強度有被襯里體承擔（強度設計容易）。
2）被襯里體能夠選擇價格便宜的材料（當被襯里體對耐蝕性沒有要求時）。
3）結(jié)構(gòu)、組成，厚度的可設計性（能夠?qū)倪m材、適所）。
4）現(xiàn)場能夠常溫固化，在現(xiàn)場無論何時都能施工。
5）施工時沒有必要昂貴的設備。
6）修補容易。
但在另一方面與整體FRP單獨使用時不同，F(xiàn)RP襯里是包覆于被襯里體（金屬、混凝土等）的界面基底之上，由于與基底的粘結(jié)性差異，向環(huán)境劑界面的滲透擴散，起泡，剝離，膨脹系數(shù)差等，有熱應力發(fā)生。隨著熱應力的產(chǎn)生，裂紋就成為防腐蝕的重要問題。為了與此相對應，襯里用基材的多樣性選擇（粘結(jié)性，耐藥性）隨之產(chǎn)生，我們對其中VE作為耐蝕性、粘結(jié)性、韌性，常溫固化性方面優(yōu)良的材料進行了評價。

設計上的注意點

    在我們現(xiàn)行的防腐蝕設計、施工等規(guī)范中, 對耐蝕材料的基本性能要求，有了比較詳盡的規(guī)定。但單靠這些數(shù)據(jù)要完成工況條件比較復雜的防腐蝕襯里設計是遠遠不夠的，設計人員可能要作更深的考慮，才能達到完美的防腐蝕襯里設計效果，下面描述的內(nèi)容或許對你設計時的綜合考慮帶來有益。

1.粘結(jié)特性
    對于FRP襯里，防腐蝕襯里和被粘結(jié)體的粘結(jié)強度是控制襯里耐久性的重要因素之一。一般來說，耐蝕性優(yōu)良的襯里與被粘結(jié)體之間的粘結(jié)是不好的。被粘結(jié)體（金屬或混凝土）由于表面狀態(tài)不同，即使同樣進行VE-FRP襯里工作時，也應分別使用底涂層來進行表面處理，以提高粘結(jié)性。我們把此操作稱為Primer（底涂）。Primer控制著襯里的是否成功，多數(shù)已成為生產(chǎn)廠家的技術秘密（know how）。
    VE的粘結(jié)性優(yōu)良，而與之配套的專用底涂層（如Fuchem-810）的使用，則更能夠提高粘結(jié)性能。

2.FRP襯里的熱膨脹系數(shù)和熱應力
    從滲透擴散理論而言，襯里層越厚越好，致密而強度高。但作為固化后的襯里材料來考慮就未必如此，因為FRP的膨脹系數(shù)是金屬、混凝土的2-3倍！
    當環(huán)境和操作溫度發(fā)生變化，則在FRP襯里和基底（金屬、混凝土等）的界面會產(chǎn)生應力，如果此應力超過了兩者之間的粘結(jié)力，就會發(fā)生FRP襯里的剝離、起泡等現(xiàn)象。
    化學設備的金屬表面上形成的FRP襯里，從運行開始到運行終止的這段時間，溫度將會發(fā)生變化。由于溫度變化，沿著FRP襯里面發(fā)生的熱應力δH（kgf/cm2）可以下式來表示：

δH=ΔT·（αR -αSS）E/（1-υ2）
=ΔT·Δα·E

這里，
E：拉伸彈性模量；
ΔT：溫度差（隨溫度變化）；
Δα=αR-αSS ：FRP和低碳鋼之間的膨脹系數(shù)差；
υ：泊松（ pission）比。

現(xiàn)在我們可來估算一下，在70℃運行的FRP襯里儲槽，運行終止、溫度下降到20℃，F(xiàn)RP襯里產(chǎn)生的應力：

假設：
拉伸彈性模量1000kgf/mm2，
線膨脹系數(shù)αR=2.50×10-5/℃，
αSS=1.19×10-5/℃，
ΔT=50℃，
FRP和低碳鋼之間的粘結(jié)強度（剪切）為25.0 kgf/cm2

則δH=1.31×10-5×50×1000kgf/ mm2
=65.5kgf/cm2，

設FRP厚為3mm，
則襯里端面發(fā)生應力為
65.5（kgf/cm2）×0.3
=19.6（kgf/cm2）。

粘結(jié)強度（剪切）比此高得多，因此不必擔心會剝離。如果FRP厚為4mm，則從理論上可判斷襯里層使用后將發(fā)生剝離、脫殼等現(xiàn)象。

FRP襯里和混凝土基面之間的情況也可仿照上述公式來進行估算。

3.化學介質(zhì)的滲透和擴散系數(shù)的推定
    不僅限于FRP襯里，所有的有機襯里材料一接觸到液態(tài)化學介質(zhì)、水、氣體即會擴散至材料內(nèi)部，在一定時間后透過一定深度。關于擴散有Fick公式，作為理想的擴散公式，多數(shù)時候可求得擴散系數(shù)的大概值。擴散系數(shù)表示襯里材料對介質(zhì)的吸收速度，是判斷防腐蝕襯里使用壽命的一個重要因素。
    厚度?的襯里試樣與液體接觸t（小時）后的重量增加為Mt（mg或mg/cm2），到達平衡狀態(tài)時的重量增加為M∞，當是理想擴散時，則擴散系數(shù)D（cm2/小時）的關系式如下：

(二）01.png

圖4-2

圖4-2的吸水曲線Mt對 t^1/2作圖，從初期的斜率能夠求得擴散系數(shù)。圖4-3所示為多種VE和間苯系UP的擴散系數(shù)D和溫度的關系。

一般情況下，襯里層厚度對擴散系數(shù)沒有影響，如圖4-4；介質(zhì)溫度對擴散系數(shù)的影響，基本符合阿論尼烏斯（Arrhenius）公式，如圖4-5；而介質(zhì)濃度的大小與擴散系數(shù)有關系，如圖4-6和圖4-7。

因此擴散系數(shù)愈小，襯里層愈厚，化學介質(zhì)的擴散受到妨礙，襯里層的防腐蝕性能可以想象能長期得到保持。

4.水蒸汽擴散和粘結(jié)力

不僅限于FRP襯里，有機襯里一面顯露在高溫下，而金屬面卻處于較底溫度下，則熱擴散現(xiàn)象有利于濃度擴散，促進液體向襯里的滲透，水或水蒸氣最易滲透，冷凝于金屬和襯里間的粘結(jié)面，妨礙了FRP的粘結(jié)，而容易產(chǎn)生氣泡。

我們稱這種現(xiàn)象為溫度梯度下的滲透擴散。水和蒸汽中，一般眾知的水蒸氣擴散。圖10-1-19所示為粘結(jié)力和溫度梯度的關系。圖中的數(shù)字為金屬面的溫度和襯里面的溫度，溫度差愈大，短時間的粘結(jié)力就愈低。

Menges等推出下式：

L=?²/6D+τ（P_B·δ_N）

這里 L：襯里的壽命；

?：襯里的厚度；

τ：襯里不剝離時間；

P_B：起泡內(nèi)部的壓力；

δ_N：垂直拉伸剝離應力

從此式顯示出，襯里的壽命由膜厚，擴散系數(shù)和基底的粘結(jié)力決定。

對于FRP襯里，水蒸氣擴散和粘結(jié)力控制了襯里的壽命，希望襯里厚度增加，同時使用擴散系數(shù)小的材料，并且保溫，使溫度梯度變小，這樣就提高了粘結(jié)力。

5.內(nèi)應力的產(chǎn)生和松弛

FRP襯里用耐腐蝕樹脂在固化時伴有放熱、蒸發(fā)、冷卻、聚合等過程，各種熱固性樹脂或多或少會引起收縮。這時，如果FRP襯里層與基層的粘結(jié)力小于樹脂固化產(chǎn)生的收縮應力，那就會發(fā)生FRP襯里層的剝離；如果粘結(jié)力很大，就能阻止界面上的收縮。但產(chǎn)生的內(nèi)應力可能要引起FRP襯里表面龜裂。

有學者對環(huán)氧樹脂進行了線膨脹系數(shù)α_r、玻璃化溫度Tg和動態(tài)粘彈性（儲藏彈性率）E的測定，內(nèi)應力可以用下列的計算式進行估算

(二）02.png