Vesisäiliötyypit: ruostumaton teräs, teollisuus- ja poikkileikkausvaihtoehdot

Vesisäiliötyypit: Yleiskatsaus

Vesisäiliöitä käytetään asuin-, liike- ja teollisuusympäristöissä juomaveden, prosessiveden, sadeveden, palonsammutusvarastojen ja teollisuusnesteiden varastointiin. Tiettyyn käyttötarkoitukseen sopiva säiliötyyppi määräytyy kapasiteettivaatimusten, veden laatustandardien, asennusrajoitusten, rakenteellisten kutaimien ja odotetun käyttöiän perusteella. Mikään yksittäinen materiaali tai kokoonpano ei sovellu jokaiseen skenaarioon – käytettävissä olevien vaihtoehtojen ymmärtäminen on lähtökohta säiliön eritelmille.

Tällä hetkellä käytössä olevat pääluokat ovat:

• Ruostumattomasta teräksestä valmistetut säiliöt — hitsattu tai muotoiltu austeniittisesta ruostumattomasta teräslevystä, jota käytetään sekä kotitalouksissa että elintarvikekäyttöön tarkoitetuissa teollisissa yhteyksissä, joissa hygienia ja korroosionkestävyys ovat ensisijaisia vaatimuksia.
• Teollisuuden terässäiliöt — hiiliteräksestä tai pinnoitetusta teräksestä valmistetut astiat, jotka on suunniteltu prosessiveden, kemikaalien, polttoaineen tai palovarastojen suuren kapasiteetin varastointiin raskaassa teollisuusympäristössä.
• Poikkileikkausvesisäiliöt — modulaariset paneelipohjaiset järjestelmät, jotka kootaan paikan päällä valmiiksi muotoilluista osista ja jotka tarjoavat joustavan mitoituksen ja mahdollisuuden asentaa paikkoihin, joihin esivalmistetut astiat eivät pääse käsiksi.
• GRP / lasikuitusäiliöt — lasivahvisteiset muoviastiat, jotka ovat kevyitä, korroosionkestäviä ja joita käytetään laajalti katto- ja maanalaisissa vesisäiliösovelluksissa.
• HDPE- ja polyeteenisäiliöt — pyörivästi muovatut muovisäiliöt, jotka soveltuvat pienempään kotitalous-, maatalous- ja kemikaalivarastointiin, joissa kustannukset ja asennuksen helppous ovat rakenteellisen jäykkyyden edelle.
• Betonisäiliöt — valetut tai esivaletut teräsbetonisäiliöt, joita käytetään maanalaisiin tai puoliksi haudattuihin asennuksiin, joissa vaaditaan erittäin suurta kapasiteettia ja kestävyyttä.

Alla olevat osiot keskittyvät kolmeen teräspohjaiseen luokkaan – ruostumattomasta teräksestä valmistetut säiliöt kotikäyttöön, teollisuusterässäiliöt ja osavesisäiliöt – jotka yhdessä muodostavat suurimman osan asennetusta veden varastointikapasiteetista sekä kaupallisissa että raskaan teollisuuden sovelluksissa maailmanlaajuisesti.

Ruostumattomasta teräksestä valmistettu vesisäiliö kotikäyttöön

Ruostumattomasta teräksestä valmistettu kotikäyttöön tarkoitettu vesisäiliö on tarkin päivitys tavallisista muovisäiliöistä markkinoilla, joilla juomaveden laatu, pitkäikäisyys ja hygieeninen varastointi ovat etusijalla. Materiaalin ominaisuudet vastaavat polyeteenisäiliöiden ydinrajoituksia: UV-hajoamista, valonläpäisyä edistävää levien kasvua, muovin maun ja hajun huuhtoutumista sekä suhteellisen lyhyttä rakenteellista käyttöikää.

Materiaaliluokka ja elintarviketurvallisuus

Kotimaiset ruostumattomasta teräksestä valmistetut vesisäiliöt valmistetaan jommastakummasta Luokka 304 (18/8) or Luokka 316 (18.10.2) austeniittista ruostumatonta terästä. Grade 304 on vakiona useimmissa juomavesisovelluksissa – sen kromi-nikkelikoostumus muodostaa passiivisen oksidikerroksen, joka vastustaa korroosiota puhtaassa vedessä ja on täysin elintarvikekosketusmääräysten mukainen, mukaan lukien NSF/ANSI 61 ja Euroopan juomavesidirektiivi. Luokka 316, joka lisää molybdeeniä, määritellään, kun varastoidun veden kloridipitoisuus on korkea (rannikkoalueet, pehmennetty vesi, jossa on runsaasti suolaa regeneroituva) tai missä säiliötä käytetään elintarvikejalostukseen tai meijerikäyttöön.

Sisäpinnan viimeistelyllä on yhtä paljon merkitystä kuin seoslaadulla. 2B (myllyviimeistely) tai sähkökiillotettu sisäpuoli minimoi pinnan karheuden, vähentää biofilmin kiinnittymiskohtia ja tekee säännöllisestä puhdistuksesta helppoa tavallisilla elintarvikekelpoisilla desinfiointiaineilla.

Rakenne ja mitoitus

Asuinkäyttöön tarkoitettuja ruostumattomasta teräksestä valmistettuja vesisäiliöitä on tyypillisesti saatavana 500 litrasta 10 000 litraan lieriömäisinä tai suorakaiteen muotoisina. Sylinterimäiset säiliöt jakavat hydrostaattisen paineen tehokkaammin tietylle seinämäpaksuudelle ja ovat vakiona ylä- ja kattoasennuksissa. Suorakaiteen muotoiset säiliöt on helpompi sovittaa ahtaisiin kasvihuoneisiin, kellariin tai portaiden alle, joissa lattiapinta-ala on rajallinen.

Tärkeimmät rakennetiedot, jotka on tarkistettava kotitaloussäiliötä valittaessa, ovat:

• Seinän paksuus: Vähintään 1,2–1,5 mm 2 000 litran säiliöissä; painavampi raide (2,0 mm tai enemmän) suurempia aluksia tai korkeita asennuksia varten, jotka ovat alttiina tärinälle.
• Hitsauksen laatu: Täysiläpäisevät TIG-hitsaukset kaikissa saumoissa, sisäpuolelta hiottu sileäksi ja passivoitu hitsauksen jälkeen lämmönsyötön rikkoman passiivikerroksen palauttamiseksi.
• Eristysvaihtoehto: Polyuretaanivaahtoeristetty ulkovaippa vähentää lämpöhyötyjä kuumissa ilmastoissa ja rajoittaa lämpötilan aiheuttamaa bakteerien lisääntymistä varastoidussa vedessä.
• Pääsy manwaylle: Sinetöity, lukittava pääsyaukko mahdollistaa sisätilojen tarkastuksen ja puhdistuksen ilman tulo- tai ulostuloliitäntöjen purkamista.

Oikein asennetun ja huolletun ruostumattomasta teräksestä valmistetun kotitaloussäiliön käyttöikä ylittää 25-30 vuotta useimmissa vedenlaatuolosuhteissa – noin kolme-neljä kertaa vastaavan polyeteenisäiliön käytännöllinen käyttöikä samassa ympäristössä.

Teollisuusterässäiliö: suunnittelu, pinnoitteet ja sovellukset

Teollisuusterässäiliö on tarkoitukseen suunniteltu hiiliteräksestä tai seosteräksestä valmistettu paineastia tai ilmakehän varastointisäiliö, joka on suunniteltu suurten määrien varastointiin teollisuudessa, yleishyödyllisissä laitoksissa, öljy- ja kaasuteollisuudessa, palontorjunnassa ja vedenkäsittelyssä. Tilavuudet vaihtelevat muutamasta tuhannesta litrasta prosessipuskurisäiliöihin useita miljoonia litroja kunnallisiin vesitorneihin ja raakaöljykenttien varastoihin.

Suunnittelustandardit

Teolliset terässäiliöt veden varastointiin on suunniteltu ja valmistettu tunnustettujen standardien mukaisesti, jotka säätelevät materiaalin valintaa, hitsauksen tarkastusta, vaipan paksuuden laskemista ja testausvaatimuksia. Laajimmin käytettyjä puitteita ovat mm.

• API 650 — vallitseva standardi suurille hitsatuille maanpäällisille terässäiliöille, joita käytetään veden, öljyn ja kemikaalien varastoinnissa maailmanlaajuisesti.
• AWWA D100 — American Water Works Associationin standardi, joka koskee erityisesti hitsattuja hiiliterässäiliöitä vesihuoltoon.
• EN 14015 — API 650:n eurooppalainen vastine, joka kattaa paikalla rakennetut pystysuorat sylinterimäiset tasapohjaiset terässäiliöt nesteiden säilyttämiseen ympäristön lämpötilassa.

Sisä- ja ulkopinnoitteet

Hiiliteräs syövyttää joutuessaan kosketuksiin veden kanssa ilman suojapinnoitteita, mikä tekee pinnoitejärjestelmästä ensisijaisen käyttöiän ja huoltovälin määräävän tekijän. Vakiopinnoitusstrategioita ovat:

• Epoksivuori: Suihkupuhdistetuille sisäpinnoille levitetty kaksi- tai kolmikerroksinen liuotinvapaa epoksi tarjoaa jatkuvan suojan korroosiota vastaan ja on NSF 61 -sertifioitu kosketukseen juomaveden kanssa. Odotettu uudelleenmaalausväli on 10-15 vuotta asianmukaisella pinnan esikäsittelyllä.
• Kuumasinkitys: Esivalmistettujen paneelien tai komponenttien täysupotussinkitys tarjoaa sinkki-rautaseoksen korroosiosuojan; sopii pienempiin säiliöihin ja poikkipintajärjestelmiin suurien työmaahitsattujen astioiden sijaan.
• Uhrautuva anodin katodinen suojaus: Säiliön sisälle asennetut magnesium- tai sinkkianodit täydentävät pinnoitusjärjestelmää ja syöpyvät uhrautuvasti suojaten terässubstraattia pinnoitteen epäjatkuvuuden tai loman aikana.
• Ulkoinen polyuretaani- tai alkydipintamaali: Levitetty sinkkipitoisen pohjamaalin päälle suojaamaan ulkoa ilmakehän korroosiolta, UV-altistukselta ja teollisilta saasteilta.

Palontorjunta- ja prosessivesisovellukset

Teollisuusterässäiliöt ovat NFPA 22:n (USA) tai BS EN 1825:n (Eurooppa) mukainen vakiovarastoratkaisu palonsammutusvarannoille, joissa rakenteellinen eheys, määritelty kapasiteetti ja vaurioiden kestävyys tulipalon aikana on taattava. Prosessiteollisuudessa ilmakehän terässäiliöt toimivat puskurivarastona jäähdytysvedelle, kattilan syöttövedelle, lauhteen palautukselle ja kemikaalien annostelujärjestelmille – sovelluksille, joissa hiiliteräksen tilavuus-kustannussuhde on ratkaiseva ruostumattomien vaihtoehtojen korroosionkestävyyteen nähden.

Poikkileikkausvesisäiliöt : Modulaarisen suunnittelun ja asennuksen edut

Poikkileikkausvesisäiliöt kootaan paikan päällä valmiiksi valmistetuista litteistä tai muotoilluista paneeleista, jotka on pultattu yhteen tiivistetyillä liitoksilla, sen sijaan, että ne toimitettaisiin täydellisenä hitsatun astiana. Tämä modulaarinen lähestymistapa ratkaisee pääsyrajoitteen, joka eliminoi tavanomaiset säiliöt monilta tosielämän asennuspaikoilta: tehdashuoneista, kattokoteloista, kellarin säiliökammioista ja rakennuksista, joissa oviaukot, portaat ja rakenteelliset aukot ovat liian pieniä ottamaan sisään vaaditun tilavuuden esivalmistetun säiliön.

Paneelin materiaalit

Poikkileikkausvesisäiliöpaneelit valmistetaan kolmesta päämateriaalista, joista jokaisella on erilliset suorituskykyominaisuudet:

Mitoituksen joustavuus ja kapasiteetti

Vakiopaneelimoduuleita – tyypillisesti 1 000 mm × 1 000 mm tai 500 mm × 500 mm GRP-sektorilla – yhdistetään missä tahansa pituus-, leveys- ja korkeuskokoonpanossa, jotta saavutetaan tarkka tarvittava tallennustilavuus. Tämä tarkoittaa, että poikkipintasäiliö voidaan määrittää sopimaan käytettävissä olevan tehdashuoneen tarkan jalanjäljen ja korkeuden mukaan sen sijaan, että tila vaadittaisiin kiinteän kokoisen astian ympärille. Tilavuudet alle 1000 litrasta reilusti yli 500 000 litraa ovat saavutettavissa yhdellä osasäiliökokoonpanolla.

Asennus- ja huoltonäkökohdat

Koska poikkileikkaussäiliöt kootaan paikoilleen, ne voidaan myös purkaa ja konfiguroida uudelleen, jos kapasiteettivaatimukset muuttuvat – joustavuutta, jota hitsattu astia ei voi tarjota. Paneelit kuljetetaan tavallisten oviaukkojen läpi ja kootaan pultamalla sisäiseen teräsrunkoon, ja liitokset tiivistetään elintarvikelaatuisilla EPDM- tai neopreenitiivisteillä, jotka voidaan vaihtaa tyhjentämättä täyttä säiliötä, jos yksittäiset osat on eristetty.

Huoltovaatimukset keskittyvät tiivisteiden kunnon tarkastukseen, rungon korroosion valvontaan (teräsrunkoisissa järjestelmissä) ja sisäpintojen puhdistukseen. GRP-osiosäiliöt tulee tarkastaa 3–5 vuoden välein paneelien pinnan delaminoitumisen tai säröilyn varalta; ruostumattomasta teräksestä valmistetut säiliöt vaativat vain ajoittain sisätilojen desinfioinnin normaaleissa juomaveden käyttöolosuhteissa.