W poprzedniej edycji inżynierii opisywałem perypetie związane ze sprowadzeniem do Polski kompletnego zestawu do renowacji kanałów rękawami utwardzanymi promieniowaniem ultrafioletowym. Teraz postaram się przybliżyć tę technologię od strony teoretycznej i technicznej. Na początek zajmę się zagadnieniem z pogranicza fizyki i chemii , czyli jak przebiega proces utwardzania żywicy promieniami UV. Żywicami najczęściej stosowanymi do tej technologii są nienasycone żywice poliestrowe na bazie kwasu izoftalowego i glikolu neopentylowego (cokolwiek by to miało znaczyć). rozpuszczonych w styrenie. Laminaty uzyskane na bazie tych żywic znakomicie spełniają swoje zadanie w przypadku ścieków komunalnych. W przypadku 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 (kolejne trudne słowo).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 te poprzez wytworzenie wiązań poprzecznych tworzą polimer , będący tym , co jest dla nas najważniejsze , czyli twardym , o dużej odporności chemicznej i mechanicznej tworzywem sztucznym.

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 wymagana 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 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 stosuję się odpowiedni gatunek szkła, najczęściej jednak szkło ECR o najlepszych parametrach.

Ze względu na to, ze styren zawarty w żywicy jest szkodliwy dla otoczenia , rękaw jest zabezpieczony od wewnątrz i z zewnątrz specjalną wielowarstwową folią zapobiegającą przedostawaniu 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 tego bezwzględnie dokonać, gdyż pozostawienie wewnętrznej folii może spowodować jej samoczynne odklejenie w późniejszym czasie, a to może doprowadzić do zatoru w kanalizacji.

Cechą charakterystyczną rękawów dedykowanych do utwardzania ultrafioletem jest duża zdolność do dopasowania się do kształtu i wielkości kanału. Z reguły mogą zwiększyć swoją średnicę nominalną o około 10 %.

Przebieg instalacji wykładziny UV różni się troszeczkę 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 zabezpieczony fabrycznie 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 wciąga rękaw. Po zamocowaniu na końcach specjalnych korków ze śluzą powietrzną rękaw jest rozdmuchiwany sprężonym powietrzem.

Po rozdmuchaniu 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 DN 150 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 i duża szybkość pracy powodują że metoda renowacji rękawem utwardzanym promieniami UV staje się coraz bardziej popularna. Większość producentów rękawów posiada już dziś w ofercie rękawy dedykowane do tej technologii. Także sprzęt potrzebny do instalacji oferowany jest przez czołowych wytwórców tej branży. Być może już niedługo w Polsce pojawi się kolejny zestaw.