Nowe możliwości produkcji zbiorników kompozytowych oraz zbiorników ciśnieniowych dla przemysłu

Amargo nieustannie inwestuje w rozwój zaplecza produkcyjnego. W parku maszynowym została zamontowana i uruchomiona kolejna, najnowszej generacji linia nawojowa do produkcji zbiorników chemoodpornych (także ciśnieniowych i z linerem) oraz rur kompozytowych GRP / FRP metodą nawijania ciągłego włókna (szklanego lub węglowego).

Technologia AmargTank Composite i możliwości nowej linii produkcyjnej

Nowa linia umożliwi produkcję zbiorników przemysłowych kompozytowych opartą na technologii ciągłego nawoju (rowingu) oraz zbiorników ciśnieniowych, w tym kolejno do magazynowania wodoru (typ IV – z linerem z tworzywa sztucznego).

Wykorzystując impregnację mokrą przesycania 32 wiązek włókien szklanych jednocześnie oraz cztery interpolowane osie ruchu maszyny (plus piąta opcjonalna) nowa linia produkcyjna pozwala na produkcję zbiorników kompozytowych (AmargTank Composite) w zakresie średnic od 200 mm do aż 4300 mm i długości do aż 12 000 mm (jest to maksymalny rozstaw punktów mocowania uchwytów wału napędowego / mandreli).

Konstrukcja wózków jezdnych i mocowań maszyny, a w szczególności precyzyjnej, a jednocześnie bardzo szybko poruszającej się głowicy układania włókna, została dobrana jako sztywna, pozbawiona wibracji czy odchyleń – stabilnie mocowana do żelbetowej posadzki hali produkcyjnej. Wszystko z uwagi na możliwy bardzo duży gabaryt produkcji zbiornika oraz jego wagę mogącą wynosić maksymalnie do 10 ton.

Kompozyty – gdy kończy się odporność termoplastów na warunki pracy

– Amargo od ponad 18 lat wspiera wiele gałęzi przemysłu, dostarczając zbiorniki chemoodporne wraz z kompletnymi instalacjami oraz niezbędnym dodatkowym wyposażeniem i układami sterowania. Gdy warunki pracy zbiornika, w tym: środowisko korozyjne, temperatura i ciśnienie, są bardzo wymagające – rozwiązania oparte na materiałach z grupy termoplastów, np. polietylenie PE100, czy polipropylenie PP-H – przestają być wystarczające. Konieczne jest wówczas zastosowanie konstrukcji zbiorników z żywic (np. vinyloestrowych / epoksyvinyloestrowych Derakane 411 – 350 Momentum, Derakane 470-300 R Momentum, Atlac 580 ACT, ARALDITE 1564 lub epoksydowych) oraz zbrojenia włóknem szklanym, najlepiej z wykorzystaniem włókien ciągłych, np. JUSHI – TEX 2400 ECR-2400-386T – mówi Szczepan Gorbacz, Prezes Zarządu Amargo.

– W celu zwiększenia odporności chemicznej ścian zbiornika stosuje się dodatkowo wysoce odporne chemicznie warstwy wewnętrzne – tzw. linery, uzyskując rozwiązania hybrydowe, znane na rynku jako „dual-laminate”. Wówczas barierę chemoodporną stanowi materiał z grupy fluorowców, taki jak PVDF, E-CTFE czy PFA. Z kolei w przypadku zbiorników na wodór stosuje się wykładzinę z modyfikowanych tworzyw sztucznych – specjalnych odmian polietylenu lub poliamidu typu np. high performance PA11 Rilsan marki Arkema. Rozwiązania oparte na konstrukcji kompozytowej z linerem charakteryzują się przede wszystkim wytrzymałością, bardzo długą żywotnością i niską wagą. To główne powody, dla których rozwiązanie znajduje przewagę nad zbiornikami stalowymi.

Z możliwości nowej linii skorzystają nie tylko zakłady i koncerny przemysłowe czy biura projektowe, ale także przedsiębiorstwa produkujące większe układy i maszyny, a chcące do kompletu zamawiać dedykowaną konstrukcję wytrzymałego zbiornika kompozytowego.

Na dostawcę nowej linii Amargo wybrało firmę Mikrosam z Macedonii, która jest uznanym na całym świecie liderem w dziedzinie maszyn i know-how dla przemysłu kompozytowego.

Zalety zbiorników kompozytowych przeznaczonych do pracy z agresywną chemią

Wśród praktycznych zalet zbiorników kompozytowych z nawojem z włókna szklanego lub węglowego należy wymienić:

• możliwość zaoszczędzenia ok. 50% masy przy niezmienionej objętości – konstrukcja całkowicie metalowa to masa rzędu 1,4 kg/l – natomiast zbiornika wykonanego tylko z materiałów kompozytowych – od 0,3 kg/l do 0,45 kg/l
• bardzo wysoka sztywność/wytrzymałość, którą zapewniają włókna (małą gęstość zapewnia osnowa polimerowa),
• wysoką odporność chemiczną na silnie utleniające substancje,
• w porównaniu do tworzyw standardowych możliwość pracy w wyższych temperaturach,
• możliwość stosowania linerów z tworzywa,
• możliwość wzmocnienia właściwości materiału za pomocą środków pomocniczych poprawiających właściwości mechaniczne, dielektryczne, cieplne, chemiczne lub przetwórcze,
• możliwość uzyskania większego kształtu sfery,
• w porównaniu do zbiorników o tej samej odporności, ale wykonanych ze stali nierdzewnej, koszt zbiorników kompozytowych jest znacznie niższy.

Ponadto technologia umożliwia wykorzystanie surowców mniej uciążliwych dla środowiska naturalnego i środowiska pracy, takich jak:

• żywice UV-utwardzalne (różnych typów np. Arkema Elium C595 z włoknem R25H 3B 2400 Tex),
• żywice epoxy recyklingowalne (np. EzCiclo RB240-A / BL Filament Winding marki Swancor)
• żywice poliestrowe/winyloestrowe bezstyrenowe,
• żywice epoksydowe (bezrozpuszczalnikowe),
• żywice pochodzenia naturalnego (biopochodne) lub z częściowym ich udziałem i inne surowce „BIO”.

Wdrożenie nowej linii technologicznej poprzedziły spotkania, szkolenia i testy przeprowadzane wspólnie z  przedstawicielami Politechniki Wrocławskiej, które odbywały się zarówno w siedzibie firmy Mikrosam – dostawcy linii oraz w zakładzie Amargo.

Rozwiązania monitorujące stan techniczny konstrukcji zbiornika przemysłowego

Chemoodporne zbiorniki ciśnieniowe zaprojektowane do przechowywania medium pod wysokim ciśnieniem mogą mieć różne kształty i rozmiary oraz być wykonane z różnych materiałów konstrukcyjnych. Ponieważ agresywne środki chemiczne przechowywane pod podwyższonym ciśnieniem mogą powodować znaczne szkody zarówno dla ludzi, jak i środowiska, konieczne jest opracowanie systemów wczesnego wykrywania uszkodzeń i monitorowania integralności strukturalnej takich zbiorników.

Rozwiązanie może również pomóc w zmniejszeniu kosztów konserwacji związanych z okresowymi inspekcjami konstrukcji (rewizjami wewnętrznymi) i nieprzewidzianymi przerwami operacyjnymi spowodowanymi niemonitorowanym rozwojem uszkodzeń, a także zmniejszyć związane z tym obciążenie dla środowiska.

Inżynierowie Amargo i naukowcy z uczelni technicznych (Politechniki Warszawskiej oraz Politechniki Wrocławskiej) opracowują specjalne systemy detekcji – czujniki, które mogą mierzyć fale sprężyste wzbudzane przez przetworniki PZT (piezoelektryczne), instalowane na zewnętrznej warstwie GFRP.

 – System zapewni stałe monitorowanie stanu technicznego konstrukcji zbiornika wraz z wczesnym wykrywaniem sytuacji odbiegających od normy, co skutecznie zapobiegnie awariom i uszkodzeniom – jest to tak zwany „system konserwacji predykcyjnej”. Dodatkowo, Amargo przewiduje rozwiązania technologii Digital Twin, czyli stworzenie cyfrowego bliźniaka zbiornika, co w dobie Przemysłu 4.0 jest bardzo pożądane przez służby serwisowe i remontowe zakładów przemysłowych, szczególnie w branży chemicznej – podkreśla Szczepan Gorbacz.