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洁净室/无尘车间 玻镁板返卤原因分析

作者: 来源:洁净厂房设计和施工 时间: 2024-07-10 来源:/

采用玻镁净化板作洁净室围挡时,若洁净室长期未投入使用,且在高湿度环境下,玻镁净化板易出现腐蚀现象。

影响净化板表面彩涂卷腐蚀的关键因素有三点:腐蚀介质、腐蚀介质浓度、潮湿时间(GB/T 12754-2019)。通过试验发现在高湿度环境下产生的腐蚀现象主要与玻镁净化板芯材中的玻镁板返卤病变有关。

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什么是玻镁板?




玻镁板亦称氧化镁板、菱镁板、镁质板,其材料成分为活性高纯氧化镁(MgO)、优质氯化镁(MgCl2)、抗碱玻纤布、植物纤维、不燃质轻的珍珠岩、化学稳定立德粉、高分子聚合物、高性能改性剂。玻镁板是不燃板材,火焰持续燃烧时间为零,800℃不燃烧,1200℃无火苗,达到最高防火不燃级别A1级,与优质龙骨制作的隔断系统,耐火极限达到3小时以上,因其具有卓越的防火性能、耐高温、阻燃、无毒无味无污染、强度高、耐弯曲、有韧性、材料轻质等特性,是净化板的主要芯材之一。
玻镁板主要缺点在于高湿度环境下极易出现返卤现象,即常说的玻镁板出现水珠返潮现象。因玻镁板主要成分是MgCl2,Cl-吸湿性很强 ,在玻镁板制品受潮时,制品表面会出现黏性的潮渍,这些潮渍随潮气或湿度增大而增多,积聚形成“水珠”。
针对返卤现象进行了相应试验,利用恒温恒湿箱模拟高湿度环境下玻镁板的使用情况。

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试验结果如下图所示:左边是在高湿度环境下放置的玻镁板,右边是在正常湿度环境下放置的玻镁板,显而易见玻镁板在高湿度环境下表面会渗出大量水珠。

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玻镁板返卤现象中水珠成分分析




通过对玻镁板表面水珠成分分析,发现水珠中主要成分如下图所示:
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根据国标GB/T 15957 所述大气环境中主要存在的腐蚀介质是二氧化硫和氯化物。玻镁板表面的水珠中Cl-的浓度达到40.13g/L,若长期处于高湿度环境下,玻镁板表面会形成大量水珠,含Cl-的水珠长期对玻镁净化板中的彩涂卷侵蚀,造成大面积的腐蚀现象。
洁净室长期处于不受控制的温湿度环境下,玻镁板表面水珠中的Cl-最先开始腐蚀与玻镁板相粘接的彩涂卷背面,日积月累,腐蚀现象将从彩涂卷背面延伸至外表面,最终呈现出净化板外表面腐蚀现象。


玻镁净化板使用湿度控制




通过模拟测试净化板芯材中玻镁板在不同湿度环境下结水量,发现玻镁板在湿度≥84%的环境下会出现返卤现象,在湿度<84%的情况下一般不会出现返卤现象。建议在是否选择玻镁板作为洁净室净化板芯材时,首先要了解洁净室的湿度控制范围,同时结合国内玻镁板生产厂家的整体工艺控制能力及产品质量标准不一,建议玻镁净化板使用时应结合洁净室湿度、玻镁板工艺标准确定。
参考标准:
GB/T 12754-2019 彩色涂层钢板及钢带
GB/T 15957-1995 大气环境腐蚀性分类

玻镁板会返卤,吸潮是主因,通常氯离子比较多超标就会产生,氯离子腐蚀性强,一但返卤钢板就会快速腐蚀而烂板。

   氯离子我们难以直观检查出。通常采购的玻镁板若其填充料为木锯末屑的,返卤可能性大。塑料泡沫颗粒填充料的,供方往往知道控制氯离子含量,这样的板,用了几年了也没有发现返卤。
玻镁板的吸潮返卤是指在高湿环境中,制品表面吸收空气水分凝结于表面,使表面逐渐变得潮湿,进而凝结成水珠。当介质湿度降低,空气变得干燥时,制品表面的水分又蒸发到空气中去,在表面留下很多氯盐结晶,手感黏涩的现象。那造成这种现象的原因有哪些呢?
一,轻烧氧化镁不合格导致的吸潮返卤
轻烧氧化镁粉的质量指标通常有:含量、活性含量、烧失量、游离钙含量和细度等,活性氧化镁含量是有严格的控制范围的,含量过高或过低都会造成负面影响。
1,含量过低(指活性含量低于50%),化学反正速度太慢,形成的反应产物少且大量的MgCl2溶液过剩,并以游离的形式存在于制品中,造成制品吸潮返卤。
2,含量过大(指活性大于70%以上)时,水化时短时间内形成较多的Mg(OH)2胶体,提高了液相碱度,阻止氧化镁、氯化镁材料的正常进行,使氯化镁以MgCl2·6H2O方式存在,反而加剧制品的吸潮返卤。
3,烧失量过高,通常指超过10%,这种氧化镁与氯化镁溶液拌合时,氯化镁溶液会很快渗透到氧化镁内部,标准稠度的氯化镁溶液用量要比氧化镁烧失量适中的标准稠度氯化镁溶液用量高的多,造成大量的游离氯化镁存在,而造成制品吸潮返卤。
4,烧失量过低,通常低于4%以下,这种氧化镁粉,内部结晶结构比较致密,用氯化镁溶液拌和后,溶液不易渗透到结构内部,化学反应速度变慢,凝结硬化的时间延长,化学反应进行得不完全,制品中存在着大量的游离氯化镁,导致制品吸潮返卤。
5,细度不合格,同样影响着制品的化学反应产物及硬化速度,使制品化学反应进行的不充分,造成氯化镁过剩,引起制品吸潮返卤。
二,氯化镁不合格造成的吸潮返卤
由于氯化镁的产地、原料、生产技术、生产工艺等许多因素的影响,其质量差别很大,部分产品普遍存在KC1、NaCl超标的现象。KC1、NaCl是工业氯化镁中的有害成分,它们的吸湿性很强,又不参与化学反应,皆以游离的形式存在于制品当中,使制品吸潮返卤。
三,生产配方不合理造成的吸潮返卤
氯化镁溶液浓度过高是指超过30°Be`浓度过高产品中就会存在着大量过剩氯化镁,且以游离形式存在,造成吸潮返卤。氯化镁溶液浓度过低是指低于23°Be`,甚至把卤水浓度降到18°Be`以下,这样做会使大量的MgO与MgCl2无法进行正常的水化反应,并以游离形式存着的,同样造成吸潮返卤。
四,料浆水灰比过大造成的吸潮返卤
也就是指浆料太稀,制品中就会含有大量的自由水分,这些水分溶解了大量的氯化镁,当制品内部的水分向表面迁移,达到制品表面时,水分蒸发到空气中,使制品表面结露形成小水珠甚至大水珠,表现严重的吸潮返卤。
五,养护措施不得力造成的吸潮返卤
玻镁制品的养护必须具备三个条件,即温度、湿度和时间, 这三个条件是相辅相成缺一不可的。玻镁板在硬化过程中有一定的湿度要求,若养护介质湿度偏低,温度较高,制品表面的水分因内部大量的反应热被带走,使制品表面来不及硬化,大量的MgCl2未参与反应并以游离的形式存在于制品内部及表面,从而造成吸潮返卤。
养护时间是所有玻镁材料硬化的必然条件,没有足够的时间就无法产生足够的强度。制品中氧化镁与氯化镁就没充分进行化学反应,就会导致大量的游离氯化镁的存在,同样给制品埋下了吸潮返卤的隐患。


来源:洁净厂房设计和施工

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