Oppaasi tuottaviin kumiointiratkaisuihin

Kumiointi
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.
Teknikum
2
Kumiointi
Energiantuotanto
Ydinvoima
Kivihiilivoima
Vedenkäsittelylaitokset
Laivanrakennus
Offshore-teollisuus
Kemianteollisuus
Metalliteollisuus
Kaivosteollisuus
Teknikum
3
Kumiointi
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.
Teknikumin 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.
Teknikum
4
Kumiointi
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 kaivan-
Teknikum
naisteollisuudessa. Kumin elastiset ominaisuudet ehkäisevät tehokkaasti siihen kohdistuvien
kuormitusten kuluttavaa vaikutusta.
Prosessit, joissa samanaikaisesti
vaikuttavat sekä kemiallinen
5
Kumiointi
syöpyminen että mekaaninen kuluminen, ovat
suojattavissa kumioinnin avulla. Näihin kohteisiin on olemassa erikoiskumisekoituksia.
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
Teknikum
6
Kumiointi
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
Teknikum
7
Kumiointi
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 savukaasupe-
Teknikum
8
Kumiointi
sureilla, joissa kumitetut rakenteet suojaavat systeemiä korroosiolta. Näissä kohteissa kumilaadun
valinnassa hyödynnetään kivihiilivoimalaitoksista
saatuja kokemuksia.
Materiaalit: NR, BIIR, Kloropren
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
Teknikum
9
Kumiointi
Kemianteollisuus
Teknikum
10
Kumiointi
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.
Kumiointimenetelmien 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.
Kumiointia on mahdollista käyttää myös betonirakenteiden suojaamiseen.
Materiaalit: Useita eri
prosessikohtaisia mahdollisuuksia.
Teknikum
11
Kumiointi
Metalliteollisuus
Teknikum
12
Kumiointi
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. Kumiointi on taloudellinen tapa tehdä vaikeissa olosuhteissa toimivista
tuotteista huoltovapaita ja pitkäikäisiä.
Materiaalit: Kovakumit, BIIR, CR, CSM
Teknikum
13
Kumiointi
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
Teknikum
14
Kumiointi
Kumi teräsrakenteiden pinnoitteena suojaa rakenteita sekä mekaanista kulutusta että korroosiota vastaan.
Huolenpitoa 24 h vuorokaudessa. Teknikum huoltaa ja tarkistaa Siilinjärven Yaran tehtaan kuluvia
kumiosia ja varmistaa prosessin jatkuvuuden.
Teknikum
15
Kumiointi
Kumilaadut
Ohjeellinen kemiallinen kestävyys
Nobonit
Novenit
Nokim
Cr
CSM/PVC
BIIR
Nobonit
Hapot
Kaasut
Etikkahappo
Fluorivetyhappo
Kloori
Kloorivesi
Fosforihappo
Kromihappo 50 %
Klooridioksidi
Rikkidioksidi
Muurahaishappo
Rikkihapoke
Orgaaniset yhdisteet
Novenit
Nokim
Cr
CSM/PVC
BIIR
Alkoholit
Asetoni
Rikkihappo 30 %
Rikkihappo 50 %
Rikkihappo 80 %
Rikkihappo 90 %
Bensiini
Benseeni
Etyyliasetaatti
Fenoli
Suolahappo
Typpihappo 5 %
Typpihappo 20 %
Typpihappo 40 %
Klooratut hiilivedyt
Metyylietyyliketoni
Mineraaliöljyt
Tärpätti
Vetyperoksidi 30 %
Emäkset ja suolaliuokset
Ammoniumhydroksidi
Bisulfiitit
Fosfaatit
Hypokloriitit
kestää tavallisessa käytössä, enintään vähäistä vaikutusta
kestää kohtalaisesti, mahdollisesti vähäistä vaikutusta
kestää sopivissa olosuhteissa, muutoin ilmenee melkoista vaikutusta
ei suositella
Kaliumhydroksidi
Karbonaatit
Kloridit
Merivesi
Taulukkoon on merkitty suhteellinen vaikutus eri kumilaatuihin huoneenlämpötilassa. Lämpötilan kohotessa
kemikaalien vaikutus lisääntyy ja sen kasvu riippuu sekä polymeeristä että kemikaalista.
Natriumhydroksidi
Saippualiuos 1 %
Sulfaatit
Teknikum
16
Kumiointi
Tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet
Korroosionestopinnoitteet
Polymeeri
Ominaispaino
Kovuus
Vetolujuus
Murtovenymä
Tartunta
teräkseen
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
Ominaispaino
Kovuus
Vetolujuus
Murtovenymä
Repimislujuus
Kuluminen
Käyttölämpötila
S 166000
NR/BR
1,10
60 ShA
> 20 MPa
> 500 %
> 50 N/mm
< 90 mm3/
10 N
< 70°C
S 143 000
NR/BR
1,03
40 ShA
> 8 MPa
> 400 %
> 25 N/mm
< 60 mm3/
5N
< 70°C
Teknikum
17
Kumiointi
Kumioitavat rakenteet
Kumiointi 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.
Teknikum
18
Kumiointi
Kumioitavien putkien mitat
Kumioitavien suorien putkien, käyrien ja T-kappaleiden mitat
Nimellissuuruus mm
50
65
80
100
125
150
200
250
300
350
Suorat putket
A maks.
mm
4000
4000
5000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
90º käyrät
B maks.
mm
150
150
200
200
200
200
300
300
400
400
T-kappaleet
C maks.
mm
4000
4000
5000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
T-kappaleet
F maks.
mm
300
300
400
450
500
500
500
500
1000
1000
T-kappaleet
E maks.
mm
150
150
150
250
400
400
400
400
500
500
400
6000
400
6000
1000
500
500
12000
400
6000
1000
500
Mutkikkaat putkirakenteet on jaettava laippaliitoksilla standardiosiin kumiointityön helpottamiseksi. Epäselvissä tapauksissa pyydämme
lähettämään piirustuksen, jotta voimme antaa
yksityiskohtaisemmat ohjeet.
Teknikum
19
Kumiointi
Teknikum-konserni on merkittävä polymeeriteknologian osaaja Euroopassa.
Vuonna 1989 perustettuun Teknikum konserniin kuuluvat Sastamalassa sijaitsevat Teknikum Oy Vammalan tehdas, Teknikum Oy
Kiikan tehdas ja Teknikum Sekoitukset Oy Keravalla. Teknikumilla
on myös tuotantoyhtiöt Venäjällä ja Kiinassa sekä myyntiyhtiö Saksassa. Konsernin henkilöstömäärä on noin 440 henkilöä ja sen liikevaihto ylittää 50 milj. euroa.
Teknikumin 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.
Teknikumin 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 Teknikumilla 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.
Vammalan tehdas
• Muotti- ja muovituotteet
• Teollisuusletkut
• Polyuretaanituotteet
• Tärinäneristysmatot
• Kulutuselementit
• Kumipinnoitteet
• Telat
Kiikan tehdas
Teknikum Oy • PL 13 • 38301 Sastamala • Puh. 03 519 11 • www.teknikum.com
jips.fi • 2014/03
• Myllynvuoraus