Propiedades del vidrio de borosilicato
Altamente resistente a la corrosión, liso y no poroso
Componentes de vidrio QVF®.
Vidrio universal de calidad óptima para todas las aplicaciones.
Composición química
Las propiedades especiales, especialmente su alta resistencia química, su resistencia a la temperatura y su bajo coeficiente de expansión lineal, del vidrio de borosilicato 3.3 utilizado exclusivamente para los componentes de vidrio QVF® en la construcción de plantas y tuberías de vidrio, se logran mediante el estricto cumplimiento de su composición química, que es la siguiente:
Resistencia química
Un vidrio multipropósito de calidad óptima, para todos los productos
El vidrio de borosilicato 3.3 es resistente al ataque químico de casi cualquier producto, lo que hace que su resistencia sea mucho más amplia que la de otros materiales bien conocidos. Es altamente resistente al agua desionizada, soluciones salinas, sustancias orgánicas, halógenos como el cloro y el bromo, y la mayoría de los ácidos. Solo unos pocos productos químicos pueden causar corrosión notable en la superficie del vidrio, como el ácido fluorhídrico, el ácido fosfórico concentrado y soluciones cáusticas fuertes a altas temperaturas. Sin embargo, a temperaturas ambiente, las soluciones cáusticas con hasta un 30% de concentración pueden ser manejadas por el vidrio de borosilicato sin dificultad.
El vidrio de borosilicato 3.3 puede clasificarse de acuerdo con los métodos de prueba relevantes como sigue (ver también ISO 3585 y EN 1595):
- Resistencia hidrolítica a 98 ºC - Clase de resistencia hidrolítica según ISO 719-HGB 1
- Resistencia hidrolítica a 121 ºC - Clase de resistencia hidrolítica según ISO 720-HGA 1
- Resistencia ácida - Depósito de Na2O < 100 mg/dm² según ISO 1776
- Resistencia a álcalis - Clase de resistencia a álcalis según ISO 695-A2
Ataque ácido
Las curvas de corrosión muestran un máximo para diferentes ácidos en el rango de concentración entre 4 y 7 N (HCl, por ejemplo, en el azeótropo con un 20.2% en peso). Por encima de eso, la velocidad de reacción disminuye considerablemente, por lo que la capa erosionada alcanza solo unos pocos milésimas de milímetro después de algunos años. Por lo tanto, está justificado referirse al vidrio de borosilicato 3.3 como un material resistente a los ácidos.
Ataque alcalino
Se puede observar en las curvas de corrosión que el ataque sobre la superficie del vidrio inicialmente aumenta a medida que aumenta la concentración de la solución cáustica, pero después de superar un máximo, asume un valor prácticamente constante. El aumento de la temperatura incrementa la corrosión, mientras que a bajas temperaturas la velocidad de reacción es tan baja que la reducción del grosor de la pared es apenas detectable durante varios años.
Propiedades físicas
El vidrio de borosilicato 3.3 se diferencia de otros materiales de construcción utilizados en plantas de proceso no solo por su resistencia prácticamente universal a la corrosión (ver arriba), sino también por su coeficiente de expansión térmica muy bajo. Por lo tanto, no es necesario tomar medidas costosas para compensar la expansión térmica resultante de los cambios de temperatura. Esto adquiere una importancia particular en el diseño de largos tramos de tuberías de vidrio.
Las propiedades físicas más importantes para la construcción de plantas se enumeran a continuación (ver también ISO 3585 y EN 1595).
- Coeficiente de expansión térmica lineal - a 20/300 = (3,3 ± 0,1) x 10⁻⁶ K⁻¹
- Conductividad térmica entre 20 y 200°C - l 20/200 = 1,2 W m⁻¹ K⁻¹
- Capacidad calorífica específica entre 20 y 100°C - Cp 20/100 = 0,8 kJ kg⁻¹ K⁻¹
- Capacidad calorífica específica entre 20 y 200°C - Cp 20/200 = 0,9 kJ kg⁻¹ K⁻¹
- Densidad a 20°C - r = 2,23 kg dm⁻³
Propiedades mecánicas
La resistencia a la tracción permisible del vidrio de borosilicato 3.3 incluye un factor de seguridad que tiene en cuenta la experiencia práctica sobre el comportamiento del vidrio y, en particular, el hecho de que es un material no dúctil. A diferencia de otros materiales de construcción utilizados para fines similares, no puede igualar las tensiones que ocurren en irregularidades locales o defectos, como ocurre en los materiales dúctiles como los metales. El factor de seguridad también tiene en cuenta el procesamiento adicional al que los componentes pueden haber sido sometidos (superficies de sellado pulidas), el manejo del vidrio (daños superficiales mínimos) y las presiones y temperaturas permisibles a las que puede estar sometido en su uso.
Por lo tanto, las cifras de diseño indicadas en la tabla a continuación y especificadas en la EN 1595 se aplican a la tensión, flexión y compresión permisibles a las que los componentes de vidrio pueden estar sometidos, teniendo en cuenta la posible condición de la superficie del vidrio en servicio.
- Resistencia a la tracción y flexión - K/S = 7 N mm⁻²
- Resistencia a la compresión - K/S = 100 N mm⁻²
- Módulo de elasticidad - E = 64 kN mm⁻²
- Coeficiente de Poisson (valor de contracción transversal) - n = 0,2
¿Tiene preguntas?
Nuestro equipo está listo para colaborar con usted y ofrecer soluciones para sus proyectos.