Oppaasi tuottaviin kumiointiratkaisuihin
Ratkaisumme Osaava henkilöstömme sekä vuoropuhelu asiakkaiden kanssa erottavat meidät muista alan toimijoista. Eri alojen vankka tuntemus ja kokemuksemme auttavat meitä löytämään parhaan ratkaisun kaikkiin tilanteisiin. Parhaimmillaan kumiointi on kohteissa, joihin kohdistuu sekä mekaanista että kemiallista rasitusta. 2
Energiantuotanto Ydinvoima Kivihiilivoima Vedenkäsittelylaitokset Laivanrakennus Offshore-teollisuus Kemianteollisuus Metalliteollisuus Kaivosteollisuus 3
Kumista yleisesti Kumi on jatkuvasti suosiotaan kasvattava käyttö- ja konstruktiomateriaali. Kumi on elastinen polymeerimateriaali eli elastomeeri, jonka ominaisuudet voidaan säätää siitä valmistettavan tuotteen asettamiin vaatimuksiin. Peruselastomeerit voidaan jakaa kahteen eri kategoriaan: Luonnonkumiin ja synteettisiin kumeihin. Luonnonkumia saadaan kumipuun maitiaisnesteestä eli lateksista koaguloimalla. Näin syntyy raakakumi. Erilaisia luonnonkumeja on olemassa kymmeniä eri laatuja kumipuulajikkeesta, säilönnästä, kuivaustavasta ja puhtaudesta riippuen. Jo näillä raakakumin käsittelyillä vaikutetaan lopullisen tuotteen ominaisuuksiin. Synteettinen kumi valmistetaan raakaöljystä prosessoimalla. Pätkimällä ja liittämällä erilaisia hiilivetyketjuja yhteen saadaan valmistettua ominaisuuksiltaan uusia ja erilaisia peruselastomeereja. Kumituotteiden valmistukseen käytetään kumisekoituksia, jotka ovat peruselastomeerin sekä seos-, lisä- ja apuaineiden muodostama seos. Sekoituksia muuttamalla voidaan vaikuttaa kumin ominaisuuksiin: kovuuteen, lujuuteen, kemialliseen kestoon jne. in käyttämät päällystemateriaalit ovat joko oman sekoitustehtaan tai kansainvälisten yhteistyökumppaneiden valmisteita. Kumi saa lopulliset ominaisuutensa kemiallisessa reaktiossa jota kutsutaan vulkanoinniksi. Siinä kumisekoituksessa oleva vulkanointiaine muodostaa elastomeeriketjujen väliin kaksoissidoksia liittäen ne pysyvästi yhteen. Ennen vulkanointia kumisekoitus on plastista, muovailtavaa massaa, joka helposti mukautuu vaikeamuotoistenkin rakenteiden muotoihin. Vulkanointi tapahtuu pääsääntöisesti autoklaavissa. Autoklaavi on paineastia, jossa noin 5:n barin paineessa ja 140 C lämpötilassa kumimateriaali saa halutut ominaisuudet ja sidos pinnoitteen ja perusaineen väliin syntyy. On olemassa myös kumisekoituksia jotka vulkanoituvat tätä alemmassa lämpötilassa esimerkiksi kuuman veden tai prosessilämmön avulla. On myös mahdollista käyttää esivulkanoituja pinnoitelaatuja, joissa tartunta tapahtuu erillisen tartuntakalvon avulla. Esivulkanoidut kumilaadut ovat suosittuja erityisesti suurissa kulutussuojakohteissa. 4
Teollisissa prosesseissa hyödynnetään kumin kemiallisia ja mekaanisia ominaisuuksia. Kumioitujen rakenteiden käyttö eri teollisuuden aloilla Korroosionestopinnoitteena kumiointia käytetään kohteissa, joissa haetaan huoltovapaata ja pitkäkestoista suojaa joko voimakkaita happoja tai emäksiä vastaan. Erityisesti meriveden sisältämien kloridien aiheuttama korroosio voidaan tehokkaasti estää vuosikymmeniksi kumioinnin avulla. Kulutussuojapinnoitteena kumiointia on käytetty menestyksekkäästi erityisesti kaivannaisteollisuudessa. Kumin elastiset ominaisuudet ehkäisevät tehokkaasti siihen kohdistuvien kuormitusten kuluttavaa vaikutusta. Prosessit, joissa samanaikaisesti vaikuttavat sekä kemiallinen syöpyminen että mekaaninen kuluminen, ovat suojattavissa kumioinnin avulla. Näihin kohteisiin on olemassa erikoiskumisekoituksia. 5
Energiantuotanto Ydinvoimalaitos Ydinvoimaloiden jäähdytysjärjestelmä vaatii runsaasti vettä. Tämän vuoksi ne rakennetaan vesistöjen lähelle, tavallisimmin meren rannalle. Meriveden sisältämät kloridit aiheuttavat tunnetusti korroosio-ongelmia myös pitkälle seostetuista teräksistä valmistetuissa hitsatuissa rakenteissa. Käytäntö on osoittanut, että normaalista rakenneteräksestä valmistetut rakenteet varustettuna olosuhteisiin soveltuvalla kumioinnilla toimivat ilman korjausta vaativia toimenpiteitä kymmeniä vuosia. Kovakumitetuista rakenteista on olemassa yli 30 vuoden kokemus meillä Suomessa. Kumioidut rakenteet ovat käytössä sekä itse reaktorin jäähdytysvesijärjestelmässä, että turbiinilaitoksen lauhduttimissa ja niihin liittyvissä putkistoissa. Materiaalit: Kovakumit luonnonkumista tai styreenibutadieenikumista Hannu Huovila/TVO 6
Kumioitujen rakenteiden kannalta sähköenergian tuotanto voidaan jakaa kahteen eri laitostyyppiin: kivihiiltä polttavat lauhdevoimalaitokset ja ydinvoimalaitokset. Kivihiilivoimalaitos Kivihiiltä poltettaessa savukaasuihin siirtyy rikkidioksidia, jota voimassaolevan ympäristölainsäädännön mukaan saa ilmakehään päästä vain määrättyjä pitoisuuksia. Tästä johtuen laitoksen tehosta riippuen on savukaasut puhdistettava riittävän tehokkaasti. Meillä Suomessa asia hoidetaan pääsääntöisesti märkäperiaatteella toimivilla rikinpoistolaitoksilla. Rikinpoistolaitoksissa meriveden ja kalkkikiven sekoitus ruiskutetaan päin savukaasuja, jolloin savukaasujen sisältämä rikkidioksidi muodostaa kalkkikiven kanssa kipsiä. Prosessi hoidetaan absorbtiotornissa, jossa toiminta tapahtuu suljetussa kierrossa. Tästä johtuen sekä meriveden sisältämät kloridit että prosessissa syntyvä rikkihapoke aiheuttavat voimakkaan korroosiovaikutuksen. Tämän lisäksi varsin voimakas kulutusefekti syntyy hienoksi jauhetun kalkkikiven ansiosta sekä kierrätysputkissa, että itse absorberitornissa. Sekä korroosio- että kulutussuojaus hoidetaan menestyksellisesti kumioinnilla. Ioninvaihtimet vedenkäsittelylaitoksille Tuotettaessa tulistettua höyryä asetetaan käytettävälle vedelle korkeat laatuvaatimukset. Halutut ominaisuudet vedelle saadaan aikaan erillisessä vedenkäsittelylaitoksessa. Ioninvaihtimissa, joissa varsinainen ioninvaihtomassa elvytetään paineastiassa tietyn ohjelman mukaan joko hapoilla tai emäksillä, on parhaimmillaan kumitettu rakenne. Käytettäessä kovakumiointia suojapinnoitteena saavutetaan kokemuksen mukaan yli 30 vuoden huoltovapaa käyttöikä. Materiaalit: Bromilla halogenoitu butyylikumi (BIIR) Materiaalit: Kovakumit luonnokumista tai styreenibutadieenikumista 7
Meritekninen teollisuus Laivanrakennus Laivanrakennuksessa merivesiputkistoja ja niihin liittyviä suodattimia rasittaa sekä mekaaninen kuluminen että korroosio. Pehmeät, lähinnä luonnonkumiin perustuvat kumilaadut ovat osoittautuneet toimiviksi ratkaisuiksi. Myös laivojen päästöille on lainsäädännön mukaisesti asetettu rajoituksia. Savukaasujen osalta rikkidioksidipitoisuutta alennetaan savukaasupesureilla, joissa kumitetut rakenteet suojaavat systeemiä korroosiolta. Näissä kohteissa kumilaadun valinnassa hyödynnetään kivihiilivoimalaitoksista saatuja kokemuksia. Materiaalit: NR, BIIR, Kloropren 8
Merellisessä ympäristössä toimiva laitteisto hyödyntää kumin ominaisuuksia joko korroosionestomateriaalina tai teknisenä konstruktiomateriaalina. Offshore-teollisuus Korroosion ja kulutuksen lisäksi myös rakenteisiin kohdistuvia mekaanisia rasituksia voidaan vaimentaa käyttämällä kumimateriaaleja joustoelementteinä. Öljyntuotantolautoissa, jotka kelluvat meressä, aallokon aiheuttama rasitus merenpohjasta nouseviin putkistoihin vaimennetaan putkiston pintaan vulkanoiduilla joustokerroksilla. Näissä tapauksissa käytetylle kumilaadulle asetetaan varsin tarkat tekniset vaatimukset. Materiaalit: Kloropren, CSM 9
Kemianteollisuus 10
Kumioitujen rakenteiden käyttö on saanut alkunsa kemianteollisuuden tarpeesta. Voimakkaat hapot ja emäkset sekä niiden konsentraatit ovat todellinen ongelma prosessilaitteille. Korkeat lämpötilat ja alipaine asettavat kemian lisäksi haasteet menetelmille, joilla rakennemateriaaleja tuhoava vaikutus voidaan eliminoida. menetelmien yhteydessä laaja elastomeeripohja ja luotettava kiinnitysmenetelmä mahdollistaa ongelmien ratkaisun pinnoitteen avulla. Teknistaloudellisessa tarkastelussa kumioitu teräsrakenne on kilpailukykyisimmillään kohteissa, joissa rakenteiden mittasuhteet ovat merkittävää luokkaa, esimerkiksi suuret säiliöt ja altaat. a on mahdollista käyttää myös betonirakenteiden suojaamiseen. Materiaalit: Useita eri prosessikohtaisia mahdollisuuksia. 11
Metalliteollisuus 12
Erilaisten metallien valmistuksessa on käytössä vaiheita, joissa esimerkiksi teräksen pinta käsitellään kemiallisesti. Altaat ja niissä kiertävien nesteiden varastosäiliöt varustetaan tyypillisesti prosessiin soveltuvalla kumipinnoitteella. Teollisuudessa käytettävät rakenteet voidaan suojata korroosiota ja kulumista vastaan kumilla tai muilla elastomeereillä. on taloudellinen tapa tehdä vaikeissa olosuhteissa toimivista tuotteista huoltovapaita ja pitkäikäisiä. Materiaalit: Kovakumit, BIIR, CR, CSM 13
Kaivosteollisuus Vulkanoimalla kiinnitetyt pinnoitteet ovat käytössä kaivosteollisuudessa lähinnä malmin rikastusvaiheessa. Vaahdotusmenetelmässä vaahdotuskennot ja niissä käytettävät sekoitinelimet ovat tyypillisiä kumioituja rakenteita. Sivutuotteena syntyvän rikastushiekan kuljettaminen läjitysalueelle hoidetaan tyypillisesti kumitetuilla teräsputkilla. Kemiallinen rikastusprosessi, jossa halutut metallit liuotetaan malmista, on prosessilaitteille korroosiomielessä todella vaikea haaste. Samanaikaisen mekaanisen kulumisen vuoksi rakenteiden suojaamiseen käytetään kumiointia. Kemikaalit, korkea lämpötila ja mekaaniset rasitukset ohjaavat kumivalintaa voimakkaasti. Myös kiinnitysmenetelmät on valittava olosuhteiden mukaan. Materiaalit: BIIR eri versioineen, CSM. Talvivaara 14
Kumi teräsrakenteiden pinnoitteena suojaa rakenteita sekä mekaanista kulutusta että korroosiota vastaan. Huolenpitoa 24 h vuorokaudessa. huoltaa ja tarkistaa Siilinjärven Yaran tehtaan kuluvia kumiosia ja varmistaa prosessin jatkuvuuden. 15
Kumilaadut Ohjeellinen kemiallinen kestävyys Hapot Etikkahappo Fluorivetyhappo Fosforihappo Kromihappo 50 % Muurahaishappo Rikkihapoke Rikkihappo 30 % Rikkihappo 50 % Rikkihappo 80 % Rikkihappo 90 % Suolahappo Typpihappo 5 % Typpihappo 20 % Typpihappo 40 % Vetyperoksidi 30 % Emäkset ja suolaliuokset Ammoniumhydroksidi Bisulfiitit Fosfaatit Hypokloriitit Kaliumhydroksidi Karbonaatit Kloridit Merivesi Natriumhydroksidi Saippualiuos 1 % Sulfaatit Nobonit Novenit Nokim Cr CSM/PVC BIIR Kaasut Kloori Kloorivesi Klooridioksidi Rikkidioksidi Orgaaniset yhdisteet Alkoholit Asetoni Bensiini Benseeni Etyyliasetaatti Fenoli Klooratut hiilivedyt Metyylietyyliketoni Mineraaliöljyt Tärpätti Nobonit Novenit Nokim Cr CSM/PVC BIIR kestää tavallisessa käytössä, enintään vähäistä vaikutusta kestää kohtalaisesti, mahdollisesti vähäistä vaikutusta kestää sopivissa olosuhteissa, muutoin ilmenee melkoista vaikutusta ei suositella Taulukkoon on merkitty suhteellinen vaikutus eri kumilaatuihin huoneenlämpötilassa. Lämpötilan kohotessa kemikaalien vaikutus lisääntyy ja sen kasvu riippuu sekä polymeeristä että kemikaalista. 16
Tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet Korroosionestopinnoitteet Polymeeri Kovuus Tartunta teräkseen Ominaispaino Vetolujuus Murtovenymä Tarkastusjännite Käyttölämpötila Nobonit NR 1,06 70±5 ShD > 40 MPa > 5 % > 6 MPa 5 kv/mm < 100 C Novenit NR 1,26 70±5 ShD > 40 MPa > 2 % > 6 MPa 5 kv/mm < 85 C Nokim NR 0,96 40±5 ShA > 10 MPa > 700 % > 6 N/mm 5 kv/mm < 70 C BIIR BIIR 1,27 50±5 ShA > 5 MPa > 370 % > 4 N/mm 4 kv/mm < 100 C CR CR 1,44 55±5 ShA > 10 MPa > 360 % > 4 N/mm 2,5 kv/mm < 85 C CSM/PVC CSM/PVC 1,44 70±5 ShA > 8 MPa > 300 % > 4 N/mm 5 kv/mm < 80 C Kulutussuojapinnoitteet Polymeeri Kovuus Kuluminen Ominaispaino Vetolujuus Murtovenymä Repimislujuus Käyttölämpötila S 166000 NR/BR 1,10 60 ShA > 20 MPa > 500 % > 50 N/mm < 90 mm 3 / 10 N S 143 000 NR/BR 1,03 40 ShA > 8 MPa > 400 % > 25 N/mm < 60 mm 3 / 5 N < 70 C < 70 C 17
Kumioitavat rakenteet ja siihen liittyvät työmenetelmät asettavat päällystettävien laitteiden rakenteille omat vaatimuksensa. Kumilla voidaan päällystää terästä, valurautaa ja haponkestävää terästä sekä joissakin tapauksissa myös betonipintoja. Kumioitavan esineen jokaiseen päällystettävään pintaan on päästävä työskentelemään sekä käsin että käsityökaluin. Tarkoituksenmukainen rakenne helpottaa kumiointityötä ja varmistaa hyvän tuloksen. Työn onnistumiseksi on kumitettavan kappaleen rakenteessa otettava huomioon seuraavat seikat: Metallirakenteiden sisään ei saa jäädä ilmasulkeumia. Jos niitä ei voida välttää, ilmalle on porattava kumituksen vastakkaiselle puolelle poistumisaukkoja. Teräviä kulmia ja särmiä on vältettävä ja kulmat on pyöristettävä vähintään 4 mm säteellä. Pahoin syöpyneitä metalliosia ei voida kumioida. Pumppujen ja putkien suunnittelussa on otettava huomioon metallin päälle tulevan kumin paksuus. Putkistot Ø 20-200 mm tulisi tehdä saumattomasta putkesta suuremmat koot voivat olla hitsattua rakennetta. Putkistot on jaettava osiin siten, että kumiointi voi tapahtua helposti. Päällystettävän pinnan tulee olla sileä ja tiivis ilman valu- ja hitsaushuokosia. Rakenteet on hitsattava kumitettavalta puolelta. Hitsaussaumojen on oltava ehjät, tiiviit ja hiotut. Niitattuja rakenteita ja pistehitsausta on vältettävä. Päällystettävä rakenne on mitoitettava seinämältään riittävän paksuksi tai vahvistettava jäykistein siten, ettei se muuta muotoaan kumituksen, kuljetuksen tai käytön aikana. 18
Kumioitavien putkien mitat Kumioitavien suorien putkien, käyrien ja T-kappaleiden mitat Nimellissuuruus mm Suorat putket A maks. mm 90º käyrät B maks. mm T-kappaleet C maks. mm T-kappaleet F maks. mm 50 4000 150 4000 300 150 65 4000 150 4000 300 150 80 5000 200 5000 400 150 100 6000 200 6000 450 250 125 6000 200 6000 500 400 150 6000 200 6000 500 400 200 6000 300 6000 500 400 250 6000 300 6000 500 400 300 6000 400 6000 1000 500 350 6000 400 6000 1000 500 400 6000 400 6000 1000 500 500 12000 400 6000 1000 500 T-kappaleet E maks. mm Mutkikkaat putkirakenteet on jaettava laippaliitoksilla standardiosiin kumiointityön helpottamiseksi. Epäselvissä tapauksissa pyydämme lähettämään piirustuksen, jotta voimme antaa yksityiskohtaisemmat ohjeet. 19
-konserni on merkittävä polymeeriteknologian osaaja Euroopassa. Vuonna 1989 perustettuun konserniin kuuluvat Sastamalassa sijaitsevat Oy Vammalan tehdas, Oy Kiikan tehdas ja Sekoitukset Oy Keravalla. illa on myös tuotantoyhtiöt Venäjällä ja Kiinassa sekä myyntiyhtiö Saksassa. Konsernin henkilöstömäärä on noin 440 henkilöä ja sen liikevaihto ylittää 50 milj. euroa. in palvelusegmentit ovat kulutuksen ja korroosion suojaukseen liittyvät tuote- ja palveluratkaisut, nesteiden ja muiden materiaalien siirtoon suunnitellut teollisuusletkut ja letkuasennelmat sekä asiakaskohtaisesti suunnitellut ja valmistetut polymeerituotteet. in menestys perustuu hyvään tuotteeseen, tehokkaaseen tuotantoon sekä laadukkaaseen asiakaspalveluun. Tavoit- teemme jokaisen asiakasprojektin kohdalla on löytää kustannustehokas, kestävä ja toimiva ratkaisu, oli sitten kyse räätälöidystä tai vakiotuotteesta. Pääsemme tavoitteisiimme motivoituneella ja osaavalla henkilökunnalla, innovatiivisilla materiaaliratkaisuilla ja lujalla kokemuspohjalla eri teollisuussegmenttien haasteista. Yrityskulttuuri illa ei ole vain tuloshakuista vaan meille merkitsee paljon toiminnan vastuullisuus. Olemme määritelleet hyvän hallinnoinnin periaatteet, luoneet osto- ja turvallisuuspolitiikan ja päivittäneet yhdenmukaisen tasa-arvosuunnitelman läpi konsernin. Meillä on tiukat periaatteet niin työturvallisuudessa kuin viihtyvyydessä, ympäristöasioissa että taloudellisessa vastuussa. Nämä periaatteet takaavat hyvinvoivan ja menestyvän yhtiön. Muotti- ja muovituotteet Teollisuusletkut Polyuretaanituotteet Tärinäneristysmatot Kulutuselementit Kumipinnoitteet Telat Myllynvuoraus Vammalan tehdas Kiikan tehdas jips.fi 2014/03 Oy PL 13 38301 Sastamala Puh. 03 519 11 www.teknikum.com