НОВОСТИ

Гидроизоляция нефтяных емкостей

Сточные воды в индустрии нефтепереработки содержат высокие концентрации эмульсифицированных алифатических или ароматических углеводородов. Промышленные очистные сооружения представляют собой большие бетонные емкости, которые разрушаются со временем с образованием трещин, позволяющим сточным водам проникать в окружающую среду, что приводит к серьезному риску загрязнения окружающей среды. Ремонт таких бетонных конструкций и их гидроизоляция является непростой задачей из-за сложности с очисткой ремонтируемых поверхностей. Бетонная основа в таких случаях чаще всего покрыта толстым слоем топливных осадков, и даже после удаления этого слоя бетон остается пропитанным топливными составляющими, которые невозможно полностью удалить.

Gemite Products разработало систему, которая была опробована и доказала свою эффективность при выполнении ремонта и гидроизоляции загрязненных бетонных емкостей в нефтеперерабатывающей индустрии. Система гидроизоляции загрязненных емкостей, включающая материалы Cem-Kote Barrier Coat 100 и Nano-Shield  OSP экономична и легка в нанесении. Cem-Kote Barrier Coat 100 – это двухкомпонентный, полимермодифицированный состав на основе цемента, специально сформулированный для получения адгезии к загрязненному нефтью бетону как своеобразный склеивающий переходной мост между гидроизоляционной мембраной и основой емкости. Состав может быть нанесен на очищенную, но пропитанную нефтью поверхность толщиной 1.5 мм. Полимерцементный состав Cem-Kote Barrier Coat 100 обладает следующими свойствами, важными именно для ремонта и восстановления бетонных емкостей:

Обладает отличной адгезией к очищенному, но пропитанному нефтью бетону;

Может быть нанесен на влажную поверхность.

Антикоррозионный состав Fibre-Primе используется как для защиты корродирующей, обнаженной стальной арматуры, так и в качестве грунтовочного слоя. Nano-Shield OSP – это однокомпонентный неорганический состав, являющийся абсолютно непроницаемым и химически стойким к сточным водам, содержащим эмульсии гидрокарбонатов, включая бензин, толуол, ксилен, кетон, минеральные растворители и любые другие органические растворители, как в чистом виде, так и растворенные в воде. Данный гидроизоляционный материал является результатом разработок компании Gemite в области нано-технологий (технология очень маленьких частиц, в данном случае 100-200 нанометров) и усовершенствованной «упаковки» частиц в структуре материала, являющейся результатом математического моделирования в течение нескольких лет. Материал был тщательно протестирован в лаборатории и проверен на ответственных объектах. Nano-Shield OSP наносится напылением, втиранием щеткой, либо втиранием затирочными машинами в свежеуложенный бетон. Еще один вариант нанесения предусматривает использование Cem-Kote Barrier Coat 100 в качестве грунтовки при выполнении ремонта и гидроизоляции существующих загрязненных нефтью бетонных емкостей. Основные преимущества гидроизоляционного материала:

Химически стойкий и непроницаемый для органических растворителей, эмульсий гидрокарбонатов;

Отличная гидроизоляция как с негативной, так и с позитивной сторон;

Отличная адгезия к влажным поверхностям;

Легкое нанесение.

Применение

Первым серьезным объектом для применения описываемой технологии стал нефтеперерабатывающий завод Slovnaft в Братиславе, где требовался ремонт и гидроизоляция бетонных резервуаров. Slovnaft a.s. был построен в начале шестидесятых и является одним из самых больших нефтеперерабатывающих заводов в центральной Европе. В технологический цикл завода входит обработка большого количества сточных вод. Сточные воды содержат большое количество эмульсий гидрокарбонатов (нефти) различного молекулярного веса с сухим остатком 10-15%. Очистные сооружения завода состоят из большого количества бетонных емкостей и резервуаров. Рисунки 1 и 2 показывают типичные бетонные емкости на данном заводе. Резервуары представляют из себя емкости длиной 140 метров, шириной 40 метров, глубиной 6 метров.

Рисунок 1. Первая емкость во время ремонта

Рисунок 2. Вторая емкость перед ремонтом

Со временем в бетонных резервуарах образовывались трещины, через которые происходили протечки загрязненной среды. Также протечки происходили через конструкционные и температурные швы. Также можно было проследить протечки через бетон в местах его слабой виброобработки и в местах, где оборудование было механически закреплено к бетону. Протечки, показанные на рисунке 3, представляют серьезную экологическую проблему. В дополнение к трещинам, тонкий защитный слой бетона над стальной арматурой привел к коррозии армирующей стали, что отобразилось на бетонной поверхности в виде трещин, отслоений, показанных на рисунке 4.

Рисунок 3. Протечки в бетонных емкостях

Рисунок 4. Отслоения бетона из-за коррозии арматурного профиля

Компания в течение многих лет искала технологическое решение для проблемы протечек. Были опробованы различные технологии, а именно полимерные мембраны, эпоксидные и уретановые покрытия, которые не доказали своей эффективности для решения проблемы протечек из-за невозможности получить адгезию к загрязненному бетону. Первой проблемой, которая требовала решения, является глубокое загрязнение бетонной поверхности емкостей. Внутренняя поверхность бетонных резервуаров была покрыта слоем нефтяных остатков толщиной 12-18 мм, что показано на рисунке 5. Нефтяные остатки абсолютно не дают возможности получить адгезию к ним с помощью любых материалов. На рисунке 6 показан резервуар после химической очистки. Второй проблемой являлись существующие подвижные трещины. Трещины и деформационные швы подвергались подвижкам из-за температурных колебаний, а также в некоторой степени от изменения гидростатического давления в бетонных емкостях.

Рисунок 5. Нефтяные остатки на бетонных поверхностях

Рисунок 6. Бетонная поверхность после химической очистки

В качестве технологического решения гидроизоляции бетонных емкостей было предложено использовать Cem-Kote Barrier Coat 100 в качестве переходного мостика для получения адгезии к загрязненному нефтью бетоном с последующим нанесением состава Nanо-Shield OSP на еще влажный слой Cem-Kote Barrier Coat 100.

Подготовка поверхности

Слой нефтяных остатков был удален механическим методом. После чего поверхность была подвергнута очистке водой под давлением 24 МПа в комбинации с концентрированным чистящим средством. Процедура очистки состояла из двух этапов. Сначала на поверхность распыляли чистящий концентрат и выдерживали поверхность в течение 30 минут. После чего поверхность подвергали очистке горячей водой под давлением. Поверхность после химической очистки показана на рисунке 6. Финальный этап очистки заключался в пескоструйной обработке поверхности, показанной на рисунке 7, с последующей очисткой водой под давлением. На некоторых участках в течение нескольких дней после пескоструйной очистки и обработки водой капиллярное давление выталкивало эмульсии гидрокарбонатов на поверхность, что показано на рисунке 8. Эти участки были очищены еще раз с использованием чистящего средства и очистки водой под давлением. На данных участках было важным нанести гидроизоляционный состав Cem-Kote Barrier Coat 100 немедленно после очистки для получения быстрой адгезии до момента выхода новой порции эмульсии на поверхность.

Рисунок 7.Пескоструйная очистка

Рисунок 8. Содержащиеся в бетоне эмульсии гидрокарбонатов выталкиваются на поверхность капиллярным давлением после очистки поверхности

Ремонт трещин и отслоений

Все трещины, оголенные при подготовке поверхности, были расшиты отбойными молотками с образованием канавки шириной 2 см и глубиной 12 мм. Трещины были заполнены однокомпонентным полиуретановым герметиком. После полимеризации полиуретанового состава в качестве переходного мостика был нанесен Cem-Kote Barrier Coat 100 для получения адгезии к полиуретану с последующим заполнением канавок ремонтным составом Spray-Con WS ST, модифицированным фиброй и микрокремнеземом. Процесс ремонта трещин показан на рисунках 9, 10, 11. На отремонтированную поверхность опять был нанесен тонкой слой однокомпонентного полиуретана. Глубина ремонта в разных местах составляла12 мм – 10 см. Оголенная поверхность армирующего профиля была обработана антикоррозийным составом Fibre-Prime. Этот же материал использовался как грунтовочный состав перед нанесением ремонтного материала Spray-Con WS ST, используемого при ремонте поврежденных поверхностей, что показано на рисунке 12.

Рисунок 9. Заполнение расшитых трещин однокомпонентным полиуретаном

Рисунок 10. Трещины, заполненные Spray-Con WS ST, нанесенным на Cem-Kote Barrier Coat 100 и полиуретановый слой

Рисунок 11. Трещины, заполненные Spray-Con WS ST, нанесенным на Cem-Kote Barrier Coat 100 и полиуретановый слой

Рисунок 12. Ремонт поврежденного бетона с использованием материала Spray-Con WS ST и грунтовочного слоя материалом Fibre-Prime

Обработка деформационных швов

Деформационные швы представляли собой швы толщиной 5 см в бетонных плитах толщиной 50 см. Изначально гидроизоляция швов была осуществлена с применением гидрошпонки в процессе бетонирования конструкции. Данное решение привело к протечкам конструкции. Примерно 10 лет назад была предпринята попытка ремонта швов с использованием эластичной ленты, приклеиваемой к бетону. Также решение не привело к герметизации шва. Предложенная технология ремонта швов предусматривала фрезерование канавки шириной 20 см и глубиной 12 мм поверх деформационного шва, что показано на рисунке 13. Швы были очищены с использованием влажного пескоструя и отремонтированы ремонтным составом Spray-Con WS ST, нанесенным на грунтовочный слой Cem-Kote Barrier Coat 100. Данная технология снизила ширину шва до 4 см. Неповрежденный существующий заполнитель шва был оставлен на месте, поврежденный был заменен на экструдированный пенополистерол. Зона шва шириной 20 см, включая вертикальные стороны, была обработана однокомпонентным полиуретановым составом. После чего в шов закладывается резиновая лента толщиной 2 мм, стойкая к нефтепродуктам. После чего шов накрывается листом нержавеющей стали, механически закрепляемым с одной стороны шва. Вертикальные швы были отремонтированы, используя вышеописанную систему, процесс показан на рисунке 14.

Рисунок 13. Деформационный шов после фрезерования, перед нанесением полиуретана и установкой резинового листа

Рисунок 14. Ремонт вертикального деформационного шва

Гидроизоляция и химическая защита

Материал Cem-Kote Barrier Coat 100 был представлен в двухкомпонентной системе, состоящей из сухой составляющей и жидкой добавки. Оба компонента были тщательно перемешаны электрической дрелью до равномерной консистенции без комков и сгустков. Cem-Kote Barrier Coat 100 был нанесен щеткой на бетон, включая отремонтированные поверхности и швы. Материал Nano-Shield OSP был представлен как однокомпонентная система, которая была перемешана с водой. Nano-Shield OSP был нанесен щетками на еще влажный слой грунтовки Cem-Kote Barrier Coat 100. Nano-Shield OSР был нанесен в 2 слоя общей толщиной 3 мм. В течение 3 дней после нанесения осуществлялся влажный уход за поверхностью. Нанесение материалов показано на рисунках 15 и 16.

Рисунок 15. Нанесение грунтовочного слоя Cem-Kote Barrier Coat 100 и последующая укладка Nano-Shield OSP

Рисунок 16. Поверхность емкости после нанесения гидроизоляции

Защита внешних стен емкости

Внешние стены резервуаров были покрыты двумя слоями однокомпонентного, полимер модифицированного состава Cem-Kote ST, толщиной примерно 0.5 мм, в основном по эстетическим причинам. Внешние поверхности емкостей показаны на рисунках 17 и 18.

Рисунок 17. Нанесение Cem-Kote ST на внешнюю поверхность емкости

Рисунок 18. Внешняя поверхность емкости после ремонта

Заключение

Ремонтная технология была протестирована в 2004 и 2005 годах с отличным результатом. Ремонт и гидроизоляция всех площадей были выполнены в 2006 году. На сегодняшний день технология подтверждает свою эффективность. Перед наполнением емкостей вся площадь была проверена на предмет отслоений Cem-Kote Barrier Coat 100 и Nano-Shiled OSР – отслоения не были найдены. После наполнения емкостей сточными водами были обнаружены 2 маленьких влажных пятна на внешних стенах резервуаров диаметром примерно по 5 см каждое. Однако утечек обнаружено не было и ремонт был признан состоявшимся. Основные проблемы, а именно адгезия к загрязненному бетону, гидроизоляция с химической стойкостью, ремонт швов – были успешно решены. Gemite Products Inc. выражает благодарность Slovnaft a.s. за возможность публикации фотографии и информации о проведенном ремонте.