Obudowy termoutwardzalne w agresywnych środowiskach – oczyszczalnie ścieków, porty i przemysł chemiczny

Standardowa obudowa elektryczna projektowana jest z myślą o standardowych warunkach eksploatacji. Problem polega na tym, że znaczna część przemysłowej infrastruktury elektrycznej pracuje w warunkach, które ze standardowymi nie mają wiele wspólnego. Oczyszczalnia ścieków, port morski, zakład galwanizacyjny, ferma drobiu, zakład produkcji nawozów – to środowiska, w których powietrze jest nasycone parami kwasów, solanką, amoniakiem lub siarkowodorem, a wilgotność przez większość czasu zbliża się do 100%. Stalowa obudowa lakierowana proszkowo, która w normalnych warunkach posłuży 20 lat, w takim środowisku może wykazywać widoczną korozję już po dwóch sezonach. Wybór materiału obudowy w instalacjach przemysłowych w agresywnych środowiskach to nie kwestia estetyki ani budżetu – to kwestia ciągłości pracy instalacji i bezpieczeństwa obsługi.

Klasy korozyjności atmosfery – co oznacza C4 i C5?

Norma PN-EN ISO 12944 definiuje klasy korozyjności atmosfery, które pozwalają projektantowi obiektywnie ocenić agresywność środowiska i dobrać odpowiednie materiały oraz powłoki ochronne. Skala przebiega od C1 (atmosfera wewnętrzna, sucha, ogrzewana) do C5 (atmosfera przemysłowa lub morska o bardzo wysokiej agresywności korozyjnej).

Klasa C4 obejmuje środowiska o wysokiej agresywności: zakłady chemiczne, baseny pływackie, obiekty nadbrzeżne w umiarkowanym klimacie morskim, oczyszczalnie ścieków. Klasa C5 to środowiska o bardzo wysokiej agresywności: instalacje offshore, porty morskie przy otwartym oceanie, zakłady produkcji chemikaliów agresywnych, kopalnie odkrywkowe w wilgotnym klimacie tropikalnym.

Dla projektanta specyfikującego obudowy elektryczne w środowisku C4 lub C5 wybór materiału jest jednoznaczny: stal węglowa z powłoką lakierniczą – nawet wysokiej jakości – nie zapewni wymaganej trwałości. Stal nierdzewna zapewnia znacznie lepszą odporność, ale przy wysokim koszcie i ograniczonej dostępności form i wymiarów. Kompozyt termoutwardzalny SMC pozostaje najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem łączącym odporność chemiczną, trwałość mechaniczną i szeroką dostępność formatów katalogowych.

Odporność SMC na agresywne media – co mówią dane materiałowe?

Materiał SMC stosowany w obudowachOTU Jakmet to termoutwardzalne tworzywo poliestrowe wzmocnione włóknem szklanym. Jego odporność chemiczna wynika ze struktury usieciowanej żywicy poliestrowej, która po procesie tłoczenia na gorąco tworzy sieć przestrzenną wiązań chemicznych odporną na penetrację czynników agresywnych.

W praktyce oznacza to odporność na kontakt z:

Oparami kwasów nieorganicznych – kwas siarkowy, solny i azotowy w stężeniach występujących w przemyśle chemicznym i galwanicznym nie powodują degradacji powierzchni SMC w normalnych warunkach eksploatacyjnych. Dla porównania: stal węglowa koroduje gwałtownie już przy śladowych stężeniach kwasu siarkowego w atmosferze, a powłoka lakiernicza proszkowa pęka i odpryskuje po kilku miesiącach ekspozycji.

Solanką i powietrzem morskim – jony chlorkowe zawarte w aerozolu morskim są jednym z najbardziej agresywnych czynników korozyjnych dla stali. SMC nie zawiera składników podatnych na korozję chlorkową – nie rdzewieje, nie pęka i nie ulega delaminacji pod wpływem soli morskiej nawet przy wieloletniej ekspozycji.

Amoniakiem i siarkowodorem – gazy te, obecne w oczyszczalniach ścieków, fermach zwierzęcych i zakładach przetwórstwa spożywczego, atakują powłoki organiczne i przyspieszają korozję elektrochemiczną stali. Kompozyt poliestrowy nie reaguje z amoniakiem ani siarkowodorem w stężeniach atmosferycznych typowych dla tych środowisk.

Środkami myjącymi i dezynfekcyjnymi – w zakładach spożywczych i farmaceutycznych regularne mycie ciśnieniowe z użyciem środków alkalicznych lub zawierających chlor to standard sanitarny. Obudowy SMC wytrzymują ten reżim bez uszkodzeń powłoki i bez pęcznienia materiału.

Scenariusz 1: Oczyszczalnia ścieków

Oczyszczalnia ścieków to środowisko łączące kilka agresywnych czynników jednocześnie: wysoką wilgotność sięgającą 95–100%, stałą obecność oparów siarkowodoru i amoniaku generowanych przez procesy biologiczne, a w strefach mechanicznych – narażenie na bryzgi cieczy o zmiennym pH. Pompy, dmuchawy, sterowniki procesów biologicznych i układy pomiarowe wymagają obudów zdolnych do pracy w tych warunkach przez 20–30 lat bez kosztownych remontów.

Praktyka eksploatacyjna oczyszczalni wskazuje, że obudowy metalowe – nawet wykonane ze stali nierdzewnej – wymagają regularnych przeglądów powłoki i połączeń ochronnych w środowisku siarkowodorowym. Siarkowodór w kontakcie z wilgocią tworzy kwas siarkowy, który atakuje nawet stale nierdzewne gatunku 304. Obudowy termoutwardzalne OTU, które nie zawierają składników metalicznych na powierzchniach narażonych na kontakt z atmosferą, eliminują ten problem strukturalnie.

Scenariusz 2: Port morski i instalacje nadbrzeżne

Środowisko morskie to klasyczny przykład klasy korozyjności C5. Aerozol solny penetruje każdą szczelinę, osadza się na powierzchniach i inicjuje korozję elektrochemiczną wszędzie tam, gdzie znajduje się metal. W portach, przy nabrzeżach i na platformach wiertniczych obudowy elektryczne pracują w warunkach, które w ciągu kilku lat potrafią zdegradować standardową obudowę stalową do stanu wymagającego wymiany.

Obudowy OTU Jakmet stosowane w instalacjach nadbrzeżnych oferują odporność na aerozol solny potwierdzoną badaniami w komorze solnej zgodnie z normą PN-EN ISO 9227. Brak reakcji materiału z jonami chlorkowymi, stabilność koloru RAL 7035 i zachowanie klasy szczelności IP55 przez cały okres eksploatacji to parametry, które w środowisku morskim mają bezpośrednie przełożenie na koszty utrzymania instalacji.

Scenariusz 3: Przemysł chemiczny i galwaniczny

Zakłady galwanizacyjne to środowisko, w którym pary kwasów – siarkowego, solnego, chromowego – są stałym elementem atmosfery produkcyjnej. Szafy sterownicze i rozdzielnice zasilające wanny galwaniczne pracują w warunkach, które norma klasyfikuje jako C5 lub wyżej. Doświadczenia zakładów galwanicznych jednoznacznie wskazują, że jedynym materiałem obudowy gwarantującym wieloletnią eksploatację bez remontów jest kompozyt poliestrowy lub – przy wymaganiach mechanicznych przekraczających możliwości SMC – stal nierdzewna gatunku 316L.

Jakmet dostarcza obudowy termoutwardzalne do zastosowań w przemyśle chemicznym w pełnej gamie wymiarowej – od małych skrzynek przyłączeniowych po szafy sterownicze o pojemności umożliwiającej zabudowę rozbudowanych układów automatyki. Na życzenie klienta możliwe jest wykonanie dodatkowego otworowania i przygotowanie obudowy do montażu konkretnej aparatury jeszcze na etapie produkcji.

Wytrzymałość dielektryczna i klasa palności w środowiskach zagrożonych wybuchem

W środowiskach, gdzie w atmosferze mogą pojawiać się pary cieczy palnych lub gazy palne – rafinerie, zakłady petrochemiczne, niektóre obszary przemysłu chemicznego – obudowy elektryczne muszą spełniać dodatkowe wymagania w zakresie bezpieczeństwa przeciwwybuchowego (ATEX). Materiał SMC charakteryzuje się wysoką wytrzymałością dielektryczną i nie generuje iskier podczas mechanicznego uderzenia – w przeciwieństwie do stali, która przy kontakcie z twardymi powierzchniami może wytwarzać iskry zdolne do zainicjowania wybuchu.

Właściwość samogasnąca materiału SMC – klasa palności V0 wg UL94 – ma w tych środowiskach dodatkowe znaczenie: obudowa nie podtrzymuje ognia nawet przy kontakcie z zewnętrznym źródłem zapłonu, ograniczając ryzyko rozprzestrzenienia pożaru w strefie zagrożonej.

Pełna dokumentacja techniczna obudów termoutwardzalnych Jakmet, w tym certyfikaty odporności chemicznej i deklaracje właściwości użytkowych, dostępna jest do pobrania w Strefie Projektanta. Jeśli projektujesz instalację w środowisku agresywnym chemicznie i masz wątpliwości co do doboru materiału obudowy, skontaktuj się z działem technicznym Jakmet – ocenimy agresywność środowiska i dobierzemy produkt z oferty obudów termoutwardzalnych OTU.