Renowacja kanałów ściekowych rękawami utwardzanymi promieniami UV

Na początku zajmę się zagadnieniem z pogranicza fizyki i chemii, czyli opisem, jak przebiega proces utwardzania żywicy promieniami UV. Żywicami najczęściej stosowanymi do tej technologii są nienasycone żywice poliestrowe na bazie kwasu izoftalowego i glikolu neopentylowego rozpuszczonych w styrenie. Laminaty uzyskane na bazie tych żywic znakomicie spełniają swoje zadanie w przypadku ścieków komunalnych. Do bardzo agresywnych ścieków przemysłowych stosuje się żywice winyloestrowe. Do żywic w procesie ich produkcji dodawane są tak zwane fotoinicjatory, na przykład sole boranowe lub pochodne imidazopirodyny. Pod wpływem naświetlenia promieniowaniem ultrafioletowym o długości fali 360 - 420 nm. następuje rozpad fotoinicjatorów na wolne rodniki, które z kolei powodują tworzenie się łańcuchów monomerów, a następnie, poprzez wytworzenie wiązań poprzecznych, tworzą polimer, czyli to, co z naszego punktu widzenia jest najważniejsze: twarde tworzywo sztuczne o dużej odporności chemicznej i mechanicznej. Przy wykładzinach o dużej średnicy, gdzie grubość ścianki przekracza 10 mm, penetracja promieni UV jest ograniczona i nie gwarantuje polimeryzacji żywicy w głębszych warstwach. Aby przezwyciężyć tę trudność, stosuje się żywice kombinowane, które oprócz reakcji inicjowanej ultrafioletem reagują także dzięki podwyższonej temperaturze. Jako że polimeryzacja jest procesem silnie egzotermicznym, nie ma potrzeby doprowadzania ciepła z zewnątrz, na przykład poprzez zastosowanie pary lub gorącej wody. Energia cieplna wytworzona przez polimeryzację zapoczątkowaną promieniami UV wystarcza do zainicjowania polimeryzacji temperaturowej. Wymagania stawiane przed żywicą w procesie przesączania rękawa, jego składowania oraz instalacji są bardzo różne. W czasie impregnacji konieczna jest niska lepkość, umożliwiająca łatwą penetrację materiału rękawa i jego równomierne nasączenie. Jednakże niska lepkość powoduje wyciskanie żywicy z zagięć w czasie transportu i składowania rękawa, a co gorsze, skutkuje spływaniem żywicy ze ścianek na dno po rozdmuchaniu wykładziny w kanale. Konieczne jest więc zastosowanie dodatków do żywicy, zwiększających jej lepkość po nasączeniu. Bardzo ważnym komponentem wykładziny jest rękaw, wykonany w zależności od potrzeb z różnego rodzaju maty szklanej, filcu poliestrowego, polipropylenu oraz, w razie konieczności, z włókien aramidowych lub węglowych. Kolosalne znaczenie dla trwałości wykładziny ma rodzaj szkła, z jakiego wykonana jest mata. Wyjaśnię tutaj pokrótce znaczenie powszechnie używanych określeń gatunków włókien szklanych.
E-glas (E = electric) - włókno standardowe;
S-glas (S = Strenght) - włókno o podwyższonej odporności chemicznej;
R-glas (R = Resistant) - włókno o podwyższonej odporności chemicznej i wytrzymałości mechanicznej;
C-glas (C = Corrosion) - włókno o podwyższonej odporności na korozję;
ECR-glas - wzmocnione włókno o szczególnie dużej odporności na korozję chemiczną.

W zależności od potrzeb stosuje się odpowiedni gatunek szkła, najczęściej jest to szkło ECR o najlepszych parametrach. Ze względu na to, że styren zawarty w żywicy jest szkodliwy dla otoczenia, rękaw jest zabezpieczony od wewnątrz i z zewnątrz specjalną wielowarstwową folią uniemożliwiającą przedostawanie się styrenu do gleby i wód gruntowych, jak i jego emisji do powietrza na placu budowy czy w magazynie. Po utwardzeniu wykładziny wewnętrzna folia zostaje usunięta. Należy o tym bezwzględnie pamiętać, gdyż pozostawienie wewnętrznej folii może spowodować jej samoczynne odklejenie w późniejszym czasie, a to może doprowadzić do zatoru w kanalizacji. Cechą charakterystyczną rękawów przeznaczonych do utwardzania ultrafioletem jest duża zdolność do dopasowania się do kształtu i wielkości kanału. Z reguły mogą one zwiększyć swoją średnicę nominalną o około 10%. Przebieg instalacji wykładziny UV różni się w szczegółach od klasycznej instalacji z wygrzewaniem wodą lub parą. Przede wszystkim już transport i magazynowanie są dużo mniej skomplikowane, a co za tym idzie - tańsze. Rękaw jest fabrycznie zabezpieczony przed dostępem światła, nie wymaga żadnego szczególnego traktowania, a przede wszystkim nie potrzebuje chłodni. Jak przy każdej renowacji, kanał musi być wyczyszczony i wolny od korzeni, gruzu czy odłamków rur. Najpierw zabezpiecza się dno kanału grubą folią, a następnie przy użyciu wciągarki zakłada się rękaw. Po zamocowaniu na końcach specjalnych korków ze śluzą powietrzną rękaw jest rozdmuchiwany sprężonym powietrzem. Następnie rozpoczyna się przejazd zestawu lamp emitujących promieniowanie ultrafioletowe o odpowiedniej długości fali oraz natężeniu. Proces utwardzania jest nadzorowany przez żaroodporną kamerę TV oraz wiele innych czujników rejestrujących przebieg instalacji. Prawidłowość utwardzania kontrolowana jest przez pirometry (bezdotykowe termometry pracujące w podczerwieni). Prędkość procesu jest doprawdy imponująca i dla rur DN150 może wynosić nawet 2,5 m/min czyli 150 m/godz. Po utwardzeniu końce wykładziny są obcinane, a robot frezujący otwiera przykanaliki. Większość systemów instalacyjnych wyposaża się w bezprzewodowe moduły łączności, umożliwiające przekazywanie protokołów z instalacji do centrali firmy z dowolnego miejsca. Możliwe jest także zdalne diagnozowanie urządzeń. Znakomite parametry uzyskiwanej wykładziny, jak również duża szybkość pracy powodują, że metoda renowacji rękawem utwardzanym promieniami UV staje się coraz bardziej popularna. Większość producentów posiada już dziś w ofercie rękawy przeznaczone do tej technologii. Także potrzebny do instalacji sprzęt oferowany jest przez czołowych wytwórców tej branży. Być może już niedługo w Polsce pojawi się kolejny zestaw.
Fot. 2. Duży zestaw do utwardzania UV firmy ProKasro