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플랜트 재료

플랜트재료 - FRP(유리섬유강화플라스틱)에 대하여

휴먼

2018. 8. 27. 9:55

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플랜트에서 FRP는 어떻게, 왜 사용되는가?

안녕하세요.
휴먼입니다.

플랜트에서 사용하는 재료는 크게 금속(metal)과 비금속(Non-metal)로 나눕니다.
금속의 대표적인 것은 탄소강과 스테인레스강이라면 비금속의 대표적인 것은 수지계열의 재료와 FRP가 있습니다.

이번은 그 어떤 재료보다 쓰임이 다양한 FRP에 대하여 말씀드립니다.

FRP=Fiberglass Reinforced Plastic=GRP=Glassfiber Reinforced Plastic : 유리섬유강화플라스틱

흔히 FRP라 부르며 GRP라는 표현은 영국식 표현으로 결국 같은 말입니다.

재료 강화! : FRP = 유리섬유 + 플라스틱

문득 게임에서 나오는 강화라는 표현이 생각나네요. 두가지 재료를 합성해서 강화에 성공한 재료를 FRP라 봐도 되겠습니다.
정확히 말씀드리면 열경화성수지(thermosetting resins)와 유리섬유(fiberglass)로 만드는 것입니다.

1. FRP 개요
FRP는 철근과 콘크리트가 복합되어 좋은 강도를 얻는 것과 마찬가지로 내수, 내약, 내열성이 좋은 수지를와 장력강도가 우수한 성능을 가지는 유리섬유를 복합재료로 하여 우수한 내식성과 높은 강도를 동시에 갖는 재료입니다.
FRP는 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼우며 내식성, 내약품성이 우수하여 금속과 대치하여 모든 설비와 건설기기 및 화학 산업 설비에 광범위하게 이용되고 있습니다. 산, 알카리, 염, 용재등의 부식에 대하여 강한 저항을 지니고 있으며 사용되는 불포화 폴리에스텔 수지의 종류에 따라 화학적 성질(내식, 내열)이 크게 달라 수지의 선택에 따라 일반 FRP와 내식 FRP로 구분됩니다.

2. FRP 장점
1) 내식성이 우수
내식용수지는 산(Acids), 알칼리(Alkalies), 염(Salts), 용제류(Solvents)등에 부식되거나 녹지않습니다.
- 도금, 염산탱크제작, 라이닝(방수공사), 폐수처리장, 활어통 제작에 활용
2) 내열성이 우수
고온에서도 연화하거나 변형되지 않고 또한 저온에서도 부서지지 않습니다.
- 쓰레기 소각장 굴뚝 벽면 공사에 적용
3) 가볍고 내구성이 강함
비중은 철의 약 25%로 가볍습니다.
- 가볍고 내구성이 강해 자동차 범퍼, 굴삭기 & 불도저 등 기계 COVER로 사용
4) 여러 형태의 성형 작업이 가능
목형 작업만 가능하다면 어떠한 형태로든 성형작업이 가능합니다.
- 우체통, 전화 부스, 놀이기구, 이동식 화장실 등에 적용 사례
5) 반투명하며 여러 가지 색 구현가능
수지 특성상 반투명하나 겔코트(안료)를 적절히 사용하여 여러 가지 색깔로 제품구현이 가능합니다.
- 폐수 처리장(반투명), 유치원 놀이기구, 수영장 미끄럼틀 등에 적용
6) 금속이온 용출이나 화학부식이 일어나지 않는다. 전기전도도X
- 자동차, 오토바이, 충전지등 각종 도금작업 탱크 및 화학탱크 제작
7) 접착성이 강하기 때문에 타 재질과의 혼성이 용이하며, 파손 시 수리 보수가 용이하다.

3. FRP의 활용
앞서 말씀드린 FRP의 장점으로 인해 플랜트에서 광범위하게 FRP재료가 사용되고 있습니다.

1) FRP TANK(TOWER)
화학약품이나 부식성물질을 보관하는 용도의 탱크를 FRP로 제작합니다.
원하는 사이즈로 제작할 수 있고 상황에 따라 내부 라이닝을 하기도 합니다.

2) FRP PIPE AND DUCT
각종 플랜트의 폐가스를 이동시키는 덕트, 약품 및 폐수, 해수등의 이송에 사용합니다.

3) FRP COVER AND GRATING
폐수처리장의 수조덮개 및 그레이팅에 사용합니다. 중량대비 강도가 좋고 내식성 때문에 철제 재료의 대안으로는 이만한게 없다고 볼 수 있습니다.

4) FRP LINING
약품이나 폐수의 용량이 큰 경우는 콘트리트 구조물로 수조를 만듭니다. 이때는 콘크리트 수조 내부를 FRP lining하게 됩니다.

4. 참고 - P&ID 와 PMS의 표기
1) 해수담수화 플랜트의 PID입니다. 해수용설비에 GRP(FRP)를 사용한 것을 볼 수 있습니다.

2) 정유플랜트의 PMS중 일부입니다. 약품 등의 Service에 GRP를 적용하도록 되어있습니다.

5. 참고 - 기계적성질 비교
아래 내용은 FRP와 금속재료와의 기계적성질을 비교한 표입니다.
FRP의 경우 Type, 제품년식, 제조사에 따라 강도가 상이할 수 있습니다.
이 표는 상대적 수치 및 FRP의 비중대비 강도가 얼마나 큰지에 대해 참고하는 정도로 보시면 됩니다.