Очистные сооружения сточных вод подвергают материалы постоянному воздействию влаги, атмосфер с содержанием сульфидов, дезинфицирующих средств, таких как хлор или гипохлориты, химических моющих средств и влажных поверхностей для прохода персонала. Условия воздействия также могут существенно различаться в разных технологических зонах, поэтому выбор материала должен учитывать условия конкретного места эксплуатации.

Стеклопластик, армированный волокном (FRP), применяется на очистных сооружениях сточных вод для таких элементов, как решётчатый настил, ограждения, кабельные лотки и крышки. Неметаллическая структура не подвержена обычному ржавлению стали, а различные смоляные системы и типы поверхности могут подбираться с учётом условий эксплуатации. В этой статье рассматривается, где FRP обычно применяется на очистных сооружениях и какие факторы инженеры учитывают при выборе. Материал основан на общих отраслевых знаниях и не описывает характеристики какой-либо одной испытанной конфигурации.

Почему среда на очистных сооружениях агрессивна для материалов

Очистка сточных вод не представляет собой единую среду с точки зрения воздействия на материалы. На различных этапах сбора, очистки, обеззараживания и технического обслуживания компоненты могут подвергаться различным сочетаниям влаги, химических веществ и эксплуатационных условий.

  • Сероводород (H₂S): часто присутствует в бедной кислородом среде сточных вод, особенно в системах сбора и некоторых зонах первичной очистки. При соответствующих биологических и экологических условиях сероводород может способствовать образованию серной кислоты и коррозии открытых материалов.
  • Хлор и растворы гипохлоритов: используются для обеззараживания. Эти окислительные химические вещества могут по-разному воздействовать на различные материалы и смоляные системы, поэтому фактические условия воздействия следует учитывать при выборе материала.
  • Химические средства очистки: кислоты, щёлочи и другие химические вещества могут применяться для очистки мембран, удаления отложений и обслуживания оборудования. Их концентрация, температура и условия контакта могут различаться в зависимости от применения.
  • Постоянная влажность и брызги: влажные условия могут ускорять коррозию незащищённых металлов и повышать значение дренажа, состояния поверхности и выбора материала.
  • Риск скольжения: влажные поверхности или поверхности, загрязнённые осадком и другими остатками, могут становиться скользкими, поэтому состояние поверхности и сопротивление скольжению являются важными факторами для проходов, площадок и лестниц.

Поскольку условия воздействия различаются по территории очистного сооружения, выбор материала следует рассматривать применительно к конкретной технологической зоне, а не считать всё сооружение единой химической средой.

Типичные изделия FRP на очистных сооружениях

Различные изделия из FRP обычно применяются на очистных сооружениях, когда коррозионное воздействие, влажная среда, требования к доступу или прокладке кабелей являются частью проектных требований.

Решётчатый настил FRP

Молотый и пултрузионный решётчатый настил FRP применяется для проходов, площадок, ступеней лестниц и перекрытий каналов. Во влажных зонах важным фактором выбора является состояние поверхности, поскольку вода или остатки технологического процесса могут снижать сцепление.

  • Молотый решётчатый настил с открытой ячейкой: открытая структура позволяет воде и загрязнениям проходить через поверхность и может уменьшать скопление воды. Такой тип обычно используется на площадках, проходах и в зонах доступа.
  • Решётчатый настил с зернистой противоскользящей поверхностью: может содержать минеральный абразив, например диоксид кремния или оксид алюминия, для формирования дополнительной шероховатости. Такой вариант часто рассматривается для зон, где требуется повышенное внимание к сцеплению на влажной поверхности, включая лестницы, пандусы и проходы с интенсивным использованием.

Подходящая конструкция решётчатого настила зависит, в частности, от нагрузки, пролёта между опорами, требований к дренажу и необходимого типа поверхности. Дополнительная информация о продукции приведена на страницах молотого решётчатого настила FRP с открытой ячейкой и решётчатого настила FRP с зернистой противоскользящей поверхностью.

Ограждения и лестницы FRP

Поручни, ограждения и вертикальные лестницы с защитной клеткой из FRP применяются вокруг резервуаров, отстойников, приподнятых площадок и зон доступа, где коррозионное воздействие является важным конструктивным фактором. В отличие от окрашенной стали, FRP не зависит от лакокрасочного покрытия как от основного механизма защиты от коррозии.

При этом необходимо учитывать условия установки, конструктивную схему, соединения и требования, действующие для конкретного проекта. Подробнее см. ограждения FRP.

Кабельные лотки FRP

Электрические кабели на очистных сооружениях могут прокладываться в зонах с постоянной влажностью или коррозионно-активной атмосферой. Кабельные лотки FRP могут рассматриваться для таких зон, если выбор материала и коррозионное воздействие являются важными элементами проектирования.

Подходящая система кабельных лотков должна выбираться с учётом среды, схемы прокладки кабелей, условий опирания и требований проекта. Подробнее см. кабельные лотки FRP.

Крышки и ограждающие конструкции FRP

FRP также применяется для крышек смотровых колодцев, перекрытий каналов и защитных кожухов оборудования, когда неметаллический материал соответствует окружающим условиям. В зависимости от общей конструкции системы эти элементы могут использоваться также там, где требуются контроль доступа или локализация запахов.

Полевой раскрой и повторная герметизация кромок

Компоненты FRP иногда подрезают или сверлят непосредственно на объекте, чтобы обеспечить соответствие проектным размерам или разместить трубы, опоры и другое оборудование. Если в результате такой доработки обнажается стекловолокно армирования, обработанная зона становится дополнительным объектом внимания при эксплуатации в коррозионной среде.

Граница обработки на объекте: резка или сверление могут обнажить армирующие стекловолокна. При наличии обнажённого армирования соответствующий участок следует герметизировать в соответствии с инструкциями производителя компонента и требованиями рабочей среды.

Недостаточная герметизация обнажённого армирования может позволить влаге или химическим веществам проникать вдоль волокон и тем самым увеличить риск деградации материала. Поэтому при монтажных работах следует использовать совместимые герметизирующие материалы и соблюдать инструкции производителя для конкретного FRP-компонента и смоляной системы.

Критерии выбора FRP для применения на очистных сооружениях

При спецификации FRP для очистных сооружений инженеры обычно рассматривают несколько взаимосвязанных факторов, а не выбирают материал только по одному свойству.

  • Нагрузки: пешеходное движение, тележки для обслуживания или эпизодические нагрузки от транспорта влияют на толщину решётки, пролёт и шаг опор.
  • Доля открытой поверхности: площадь открытых ячеек влияет на дренаж, вентиляцию, светопропускание, массу и пригодность настила для разных типов движения.
  • Тип поверхности и сопротивление скольжению: гладкие и текстурированные поверхности предназначены для разных условий. Во влажных или загрязнённых зонах может потребоваться более тщательный выбор поверхности.
  • Химическое воздействие: необходимо определить фактически присутствующие химические вещества, а также их концентрацию, температуру, частоту воздействия и условия контакта. Среда может существенно различаться от одной технологической зоны к другой.
  • Смоляная система: такие системы, как изофталевые полиэфирные и винилэфирные смолы, выбираются в зависимости от химических и экологических условий применения. При более жёстком воздействии необходимо отдельно оценивать совместимость смолы, а не судить о пригодности только по названию смоляной системы.
  • Пожарные характеристики: для закрытых зон или проектов с конкретными требованиями к пожарным характеристикам может потребоваться соответствующая смоляная система или спецификация изделия. Требования проекта следует подтверждать на стадии проектирования.

Эти факторы взаимосвязаны. Например, при выборе решётчатого настила может одновременно учитываться нагрузка, пролёт, доля открытой поверхности, тип поверхности и химическое воздействие. Поэтому выбор FRP для очистных сооружений обычно является прикладным инженерным решением, а не простой сравнительной оценкой одного свойства.

Итоги

FRP широко применяется на очистных сооружениях для решётчатых настилов, ограждений, лестниц, кабельных лотков, крышек и других компонентов доступа, когда важными факторами являются влажная среда и коррозионное воздействие. К основным параметрам выбора относятся фактическая химическая среда, нагрузки, состояние поверхности, смоляная система, а также способ доработки и монтажа компонентов на объекте.

Для очистных сооружений наиболее рационально подбирать FRP-компонент и его материал с учётом условий конкретного места эксплуатации, а не переносить одно общее представление о материале на всё сооружение.