НОВИНИ

Гідроізоляція нафтових ємностей

Стічні води в індустрії нафтопереробки містять високі концентрації емульсифікованих аліфатичних або ароматичних вуглеводнів. Промислові очисні споруди – це великі бетонні ємності, які руйнуються з часом через утворення тріщин, дозволяє стічним водам проникати в навколишнє середовище, що призводить до серйозного ризику забруднення навколишнього середовища. Ремонт таких бетонних конструкцій та їхня гідроізоляція є непростим завданням через складнощі з очищенням поверхонь, що ремонтують. Бетонна основа в таких випадках найчастіше вкрита товстим шаром паливних опадів, і навіть після видалення цього шару бетон залишається просоченим паливними складовими, які неможливо повністю видалити.

Gemite Products розробило систему, яка була випробувана та довела свою ефективність при виконанні ремонту і гідроізоляції забруднених бетонних ємностей в нафтопереробній індустрії. Система гідроізоляції забруднених ємностей, що включає матеріли Cem-Kote Barrier Coat 100 и Nano-Shield  OSP економічна і легка в нанесенні.

Cem-Kote Barrier Coat 100 – це двокомпонентна, полімермодифікована суміш на основі цементу, спеціально створена для отримання адгезії для забрудненого нафтою бетону як своєрідний перехідний склеюючий міст між гідроізоляційною мембраною і основою ємності. Суміш може бути нанесена на очищену, але просочену нафтою поверхню товщиною 1.5 мм. Полімерцементна суміш Cem-Kote Barrier Coat 100 має властивості, важливі саме для ремонту та відновлення бетонних ємностей:

Має відмінну адгезію до очищеного, але просякнутого нафтою бетону;

Може бути нанесений на вологу поверхню.

Антикорозійна суміш Fibre-Primе використовується як для захисту кородуючої, оголеною сталевої арматури, так і в якості шару ґрунтовки. Nano-Shield OSP – це однокомпонентна неорганічна суміш, яка є абсолютно непроникною і хімічно стійкою до стічних вод, що містить емульсії гідрокарбонатів, в тому числі бензин, толуол, ксиліт, кетон, мінеральні розчинники і будь-які інші органічні розчинники, як у чистому вигляді, так і розчинені у воді. Даний гідроізоляційний матеріал є результатом розробок компанії Gemite в області нанотехнологій (технологія дуже маленьких частинок, в даному випадку 100-200 нанометрів) і вдосконалення «упаковки» часток у структурі матеріалу, що є результатом математичного моделювання протягом декількох років. Матеріал був ретельно протестований в лабораторії і перевірений на відповідальних об’єктах. Nano-Shield OSP наноситься напиленням, втиранням щіткою, або втиранням затирочними машинами в свіжоукладений бетон. Ще один варіант нанесення передбачає використання Cem-Kote Barrier Coat 100 в якості ґрунтовки при виконанні ремонту і гідроізоляції існуючих забруднених нафтою бетонних ємкостей. Основні переваги гідроізоляційного матеріалу:

Хімічно стійкий і непроникний для органічних розчинників, емульсій гідрокарбонатів;

Відмінна гідроізоляція як з негативної, так і з позитивної сторін;

Відмінна адгезія до вологих поверхонь;

Легке нанесення.

Застосування

Першим серйозним об’єктом для застосування описаної технології став нафтопереробний завод Slovnaft в Братиславі, де був потрібний ремонт і гідроізоляція бетонних резервуарів. Slovnaft a.s. був побудований на початку шістдесятих і є одним з найбільших нафтопереробних заводів у Центральній Європі. У технологічний цикл заводу входить обробка великої кількості стічних вод. Стічні води містять велику кількість емульсій гідрокарбонатів (нафти) з різною молекулярною вагою з сухим залишком 10-15%. Очисні споруди заводу складаються з великої кількості бетонних ємностей і резервуарів. Малюнки 1 і 2 показують типові бетонні ємності на даному заводі. Резервуари – це ємності довжиною 140 метрів, шириною 40 метрів, глибиною 6 метрів.

Малюнок 1. Перша ємність під час ремонту

Малюнок 2. Друга ємність до ремонту

З часом в бетонних резервуарах утворювалися тріщини, через які відбувалося протікання забрудненого середовища. Також протікання відбувалося через конструкційні і температурні шви. Також можна було простежити протікання через бетон в місцях його слабкої віброобробки і в місцях, де обладнання було механічно закріплено до бетону. Протікання, показані на малюнку 3, представляють серйозну екологічну проблему. На додаток до тріщин, тонкий захисний шар бетону над сталевою арматурою призвів до корозії армуючої сталі, що відобразилося на бетонній поверхні у вигляді тріщин, відшарувань, показаних на малюнку 4.

Малюнок 3. Протікання бетонних ємностей

Малюнок 4. Відшарування бетону через корозію арматурного профілю

Компанія протягом багатьох років шукала технологічне рішення проблеми протікання. Були випробувані різні технології, а саме полімерні мембрани, епоксидні і уретанові покриття, які не довели своєї ефективності для вирішення проблеми протікання через неможливість отримати адгезію до забрудненого бетону. Першою проблемою, яка вимагала рішення, було глибоке забруднення бетонної поверхні ємностей. Внутрішня поверхня бетонних резервуарів була покрита шаром нафтових залишків товщиною 12-18 мм, що показано на малюнку 5. Нафтові залишки абсолютно не дають можливості отримати адгезію до них за допомогою будь-яких матеріалів. На малюнку 6 показано резервуар після хімічного очищення. Другою проблемою були існуючі рухливі тріщини. Тріщини і деформаційні шви піддавалися переміщенню через температурні коливання, а також деякою мірою від зміни гідростатичного тиску в бетонних ємностях.

Малюнок 5. Нафтові залишки на бетонних поверхнях

Малюнок 6.

В якості технологічного рішення гідроізоляції бетонних ємностей було запропоновано використовувати Cem-Kote Barrier Coat 100 в якості перехідного містка для отримання адгезії до забрудненого нафтою бетону з подальшим нанесенням суміші Nanо-Shield OSP на ще вологий шар Cem-Kote Barrier Coat 100.

Подготовка поверхности

Шар нафтових залишків був видалений механічним методом. Після чого поверхню було очищено водою під тиском 24 МПа в комбінації з концентрованим миючим засобом. Процедура очищення складалася з двох етапів. Спочатку на поверхню розпилювали очищуючий концентрат і витримували поверхню протягом 30 хвилин. Після чого поверхня піддавали очистці гарячою водою під тиском. Поверхня після хімічного очищення показана на малюнку 6. Фінальний етап очищення полягав в піскоструминній обробці поверхні, показаної на малюнку 7, з подальшим очищенням водою під тиском. На деяких ділянках протягом декількох днів після піскоструминного очищення й обробки водою капілярний тиск виштовхував емульсії гідрокарбонатів на поверхню, що показано на малюнку 8. Ці ділянки були очищені ще раз з використанням миючого засобу та очищені водою під тиском. На даних ділянках було важливим нанести гідроізоляційну суміш Cem-Kote Barrier Coat 100 негайно після очищення для отримання швидкої адгезії до моменту виходу нової порції емульсії на поверхню.

Малюнок 7. Малюнок

Малюнок 8. Вміщені в бетоні емульсії гідрокарбонатів виштовхуються на поверхню капілярним тиском після очищення поверхні

Ремонт тріщин і відшарувань

Всі тріщини, оголені при підготовці поверхні, були розшиті відбійними молотками з утворенням канавки шириною 2 см та глибиною 12 мм. Тріщини були заповнені однокомпонентним поліуретановим герметиком. Після полімеризації поліуретанової суміші в якості перехідного містка було завдано Cem-Kote Barrier Coat 100 для отримання адгезії до поліуретану з наступним заповненням канавок ремонтним складом Spray-Con WS ST, модифікованим фіброю і мікрокремнезема. Процес ремонту тріщин показаний на малюнках 9, 10, 11. На відремонтовану поверхню знову було завдано тонкої шар однокомпонентного поліуретану. Глибина ремонту в різних місцях составляла 12 мм – 10 см. Оголена поверхню армуючого профілю була оброблена антикорозійним складом Fibre-Prime. Цей же матеріал використовувався як склад грунтовки перед нанесенням ремонтного матеріалу  Spray-Con WS ST,використовуваного при ремонті пошкоджених поверхонь, що показано на малюнку 12.

Малюнок 9. Заповнення розшитих тріщин однокомпонентним поліуретаном

Малюнок 10. Тріщини, заповнені Spray-Con WS ST, нанесеним на Cem-Kote Barrier Coat 100 і поліуретановий шар

Малюнок 11. Тріщини, заповнені Spray-Con WS ST, нанесеним на Cem-Kote Barrier Coat 100 і поліуретановий шар

Малюнок 12. Ремонт пошкодженого бетону з використанням матеріалу Spray-Con WS ST і шару ґрунтовки матеріалом Fibre-Prime

Обробка деформаційних швів

Деформаційні шви представляли собою шви товщиною 5 см в бетонних плитах товщиною 50 см. Спочатку гідроізоляція швів була здійснена із застосуванням гідрошпонки в процесі бетонування конструкції. Дане рішення призвело до протікання конструкції. Приблизно 10 років тому була зроблена спроба ремонту швів з використанням еластичної стрічки, що приклеюється до бетону. Також рішення не призвело до герметизації шва. Запропонована технологія ремонту швів передбачала фрезерування канавки шириною 20 см і глибиною 12 мм поверх деформаційного шва, що показано на малюнку 13. Шви були очищені з використанням вологого піскоструменю і відремонтовані ремонтною сумішшю Spray-Con WS ST, нанесеною на ґрунтове покриття Cem-Kote Barrier Coat 100. Дана технологія знизила ширину шва до 4 см. Неушкоджений існуючий заповнювач шва був залишений на місці, пошкоджений був замінений на екструдований пінополістерол. Зона шва шириною 20 см, включаючи вертикальні боку, була оброблена однокомпонентною поліуретановою сумішшю. Після чого в шов закладається гумова стрічка товщиною 2 мм, стійка до нафтопродуктів. Потім шов накривається листом нержавіючої сталі, механічно закріплюється з одного боку шва. Вертикальні шви було відремонтовано, використовуючи вищеописану систему, процес показаний на малюнку 14.

Малюнок 13. Деформаційний шов після фрезерування, перед нанесенням поліуретану і установкою гумового листа

Малюнок 14. Ремонт вертикального деформаційного шва

Гідроізоляція і хімічний захист

Матеріал Cem-Kote Barrier Coat 100 був представлений двокомпонентною системою, що складається з сухої складової і рідкої добавки. Обидва компоненти були ретельно перемішані електричним дрилем до рівномірної консистенції без грудок і згустків. Cem-Kote Barrier Coat 100 було нанесено щіткою на бетон, в тому числі відремонтовані поверхні і шви. Матеріал Nano-Shield OSP був представлений як однокомпонентна система, яка була перемішана з водою. Nano-Shield OSP було нанесено щітками на ще вологий шар ґрунтовки Cem-Kote Barrier Coat 100. Nano-Shield OSР було нанесено двома шарами загальною товщиною 3 мм. Протягом 3 днів після нанесення здійснювався вологий догляд за поверхнею. Нанесення матеріалів показано на малюнках 15 і 16.

Малюнок 15. Нанесення шару ґрунтовки Cem-Kote Barrier Coat100 і наступна укладка Nano-Shield OSP

Малюнок 16.

Захист зовнішніх стін ємності

Зовнішні стіни резервуарів були покриті двома шарами однокомпонентної, полімермодифікованої суміші Cem-Kote ST, товщиною приблизно 0.5 мм, в основному з естетичних причин. Зовнішні поверхні ємностей показані на малюнках 17 і 18.

Малюнок 17. Нанесення  Cem-Kote ST на зовнішню поверхню ємності

Малюнок 18. Зовнішня поверхня ємності після ремонту

Заключение

Ремонтна технологія була протестована в 2004 і 2005 роках з відмінним результатом. Ремонт та гідроізоляція всіх площ були виконані в 2006 році. На сьогоднішній день технологія підтверджує свою ефективність. Перед наповненням ємностей вся площа була перевірена на предмет відшарувань Cem-Kote Barrier Coat 100 і Nano-Shiled OSР – відшарування не були знайдені. Після наповнення ємностей стічними водами були виявлені 2 маленькі вологі плями на зовнішніх стінах резервуарів діаметром приблизно по 5 см кожна. Однак витоків виявлено не було і ремонт був визнаний таким, що відбувся. Основні проблеми, а саме адгезія до забрудненого бетону, гідроізоляція з хімічною стійкістю, ремонт швів – були успішно вирішені. Gemite Products Inc. висловлює подяку Slovnaft a.s. за можливість публікації фотографії та інформації про проведений ремонт.