FRP襯里是主要用液狀樹脂和增強纖維等粘結被襯里體形成耐蝕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）結構、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（粘結性，耐藥性）隨之產(chǎn)生，我們對其中VE作為耐蝕性、粘結性、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.粘結特性
    對于FRP襯里，防腐蝕襯里和被粘結體的粘結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)良的襯里與被粘結體之間的粘結是不好的。被粘結體（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面，妨礙了FRP的粘結，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)和基底的粘結力決定。

對于FRP襯里，水蒸氣擴散和粘結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