Η στερεοποίηση και η στεγανοποίηση αποτελούν καθημερινή πρακτική στον κατασκευαστικό τομέα. Κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, η ψύξη του εδάφους με υγρό άζωτο είναι η καλύτερη λύση σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους επεξεργασίας του εδάφους.
Πλεονεκτήματα για τον πελάτη
Τις δύο τελευταίες δεκαετίες, η ψύξη του εδάφους με υγρό άζωτο (Liquefied Nitrogen - LIN) εξελίχθηκε από μια εξωτική εφαρμογή αερίων με πολλές αβεβαιότητες σε μια πρότυπη διαδικασία για την επεξεργασία ασταθούς εδάφους και την αντιμετώπιση διαρροών.
Η διαδικασία αυτή, σε συνδυασμό με τη βοήθεια των ειδικών μας, σας προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα:
Η συγκρότηση μιας μονάδας ψύξης με υγρό άζωτο μπορεί να γίνει πολύ γρήγορα, καθώς υπάρχουν διαθέσιμες μεγάλες ποσότητες εξειδικευμένου εξοπλισμού
Η επένδυση για μια μονάδα ψύξης με υγρό άζωτο αποτελεί μικρό μόνο μέρος του ποσού που απαιτείται για την εγκατάσταση μονάδας ψύξης με αλατούχο διάλυμα (άλμη)
Η θερμοκρασία του εδάφους που έχει υποστεί ψύξη είναι σημαντικά χαμηλότερη σε σχέση με αυτή που επιτυγχάνεται με μια μονάδα ψύξης με άλμη, οπότε η σταθερότητα είναι μεγαλύτερη
Η χαμηλή θερμοκρασία του υγρού αζώτου (-196°C ή -320.80oF) επιτρέπει την ψύξη σε 4 έως 7 ημέρες, πολύ ταχύτερα από τη διαδικασία ψύξης με άλμη για την οποία συχνά απαιτείται ένας ολόκληρος μήνας.
Οι διαδικασίες είναι φιλικές προς το περιβάλλον και δεν υπάρχουν επικίνδυνες ουσίες, δονήσεις και μόλυνση ή εξαγωγή υπογείων υδάτων.
Αυτόματη λειτουργία της διαδικασίας
Ευελιξία στο σχεδιασμό του ψυχρού εδάφους
Συνδυασμός στεγανοποίησης και στατικής υποστήριξης
Υψηλή ανθεκτικότητα στην υγρασία του εδάφους (5 - 100%)
Το ψυχρό έδαφος είναι 100% στεγανό και δεν υπάρχουν διαροοές
Η σκληρότητα του ψυχρού εδάφους είναι παρεμφερής με του σκυροδέματος
Η στερεοποίηση του εδάφους είναι απλά προσωρινή. Μόλις διακοπεί η παροχή υγρού αζώτου, το ψυχρό έδαφος θα λιώσει σε λίγες εβδομάδες.
Υγρό Άζωτο
Το υγροποιημένο άζωτο (LIN) παράγεται σε μονάδες διαχωρισμού αερίων. Το υγροποιημένο άζωτο έχει θερμοκρασία -196°C (-320.80oF) και αποθηκεύεται σε δοχεία μονωμένα υπό κενό με χωρητικότητα περίπου 10.000 λίτρων.
Περιγραφή της εγκατάστασης
Εγκαθίστανται χάλκινοι σωλήνες ψύξης με τυπική διάμετρο 54mm σε αποστάσεις 0,5 έως 0,8 μέτρα κατά μέσον όρο. Στο εσωτερικό εγκαθίστανται σωλήνες καθόδου (διαμέτρου 10 έως 12 mm).
Ψύξη
Οι σωλήνες τροφοδοτούνται με υγρό άζωτο μέσω μονωμένων αγωγών τροφοδοσίας. Εκεί το υγρό άζωτο εξατμίζεται. 1 kg υγρό άζωτο αντλεί ενέργεια περίπου 200kJ από το περιβάλλον έδαφος, το οποίο ψύχεται.
Το ψυχρό αέριο άζωτο (GAN), ή αέριο εξάτμισης, αντλεί επίσης από το έδαφος ενέργεια 100kJ. Η θερμοκρασία του αερίου εξάτμισης χρησιμοποιείται για τον έλεγχο μιας ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Με τον τρόπο αυτό εξασφαλίζεται σταθερή η ροή του υγρού αζώτου και συνεπώς η αποδοτική χρήση του.
Μετά από λίγο, οι παγωμένες περιοχές που διαρκώς επεκτείνονται γύρω από τους αγωγούς ψύξης εφάπτονται, ενώνονται και τελικά επεκτείνονται με τη μορφή κλειστού υδατοστεγούς τοίχου. Σε μία περίπου εβδομάδα, η διαδικασία αυτή δημιουργεί έναν παγωμένο τοίχο διαμέτρου περίπου 1 μέτρου.
Η φάση αυτή, η λεγόμενη φάση εγκατάστασης, συνήθως διαρκεί από τέσσερις έως επτά ημέρες. Η συνολική κατανάλωση υγρού αζώτου στο διάστημα αυτό είναι περίπου 1500 με 2500 λίτρα υγρού αζώτου για ψύξη 1m³ εδάφους. Η τιμή αυτή μπορεί να επηρεαστεί από γεωλογικούς παράγοντες (θερμικές πηγές, ροή ύδατος κ.λπ.).
Διατήρηση της ψύξης
Στην επόμενη φάση, τη φάση της διατήρησης, ελαττώνεται η παροχή υγρού αζώτου, οπότε το ψυχρό έδαφος παύει να επεκτείνεται και διατηρεί τον όγκο του. Για τη διατήρηση 1m³ ψυχρού εδάφους απαιτούνται περίπου 90 λίτρα υγρού αζώτου/ημέρα.
Τερματισμός της ψύξης
Μόλις σταματήσει η παροχή υγρού αζώτου, το ψυχρό τμήμα αρχίζει να λιώνει και εξαφανίζεται σε λίγες εβδομάδες.
Σχεδιασμός περιοχής ψύξης
Κατά το σχεδιασμό μιας περιοχής ψύξης για στατική υποστήριξη και/ή στεγανοποίηση, πρέπει να ληφθούν υπόψη αρκετοί παράγοντες.
Οι δύο κύριοι στόχοι που προσπαθούμε να επιτύχουμε είναι οι ακόλουθοι:
- Μεγιστοποίηση της ασφάλειας
- Ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης υγρού αζώτου
Η εμπειρία που διαθέτουμε χάρη στα περισσότερα από 100 έργα ψύξης που έχουμε υλοποιήσει, καθώς και χάρη σε ένα μεγάλο αριθμό σημαντικών μελετών που πραγματοποιήθηκαν τα τελευταία τριάντα χρόνια, μας επιτρέπει να σας προσφέρουμε την καλύτερη δυνατή λύση.
Ολοκληρωμένες υπηρεσίες
Δεν παρέχουμε μόνο υγρό άζωτο. Ανάλογα με τις ανάγκες των πελατών μας, μπορούμε επίσης να προσφέρουμε:
- Στατικούς υπολογισμούς
- Γεωτρήσεις
- Εγκατάσταση
- Συντήρηση.
Παγκόσμια κάλυψη
Σε συνεργασία με της εξειδικευμένη ομάδα μας για υπηρεσίες προς βιομηχανίες, προσφέρουμε εγγυημένη ποιότητα σε ολόκληρο τον κόσμο. Τα πρόσφατα έργα μας στη Σιγκαπούρη, τα οποία έχουν ήδη φτάσει τα πέντε, προχωρούν βάσει σχεδίου παρά τις πολύ δύσκολες συνθήκες (45m κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, θερμοκρασία εδάφους 26°C 78.80oF
Μελέτη μιας σχετικής υπόθεσης
Στο Bielefeld της Γερμανίας, μια σήραγγα έπρεπε να περάσει μέσα από αρκετούς διαφορετικούς γεωλογικούς σχηματισμούς.
Σε ένα σημείο, η οροφή της σήραγγας περνούσε εν μέρει μέσω στρώματος της τεταρτογενούς περιόδου, όπου εμφανιζόταν ένα προσχωματικό αυλάκι που αποτελείτο από κορεσμένη λεπτή λασπώδη άμμο. Αυτή η προβληματική περιοχή, μήκους περίπου 50 μέτρων, οδηγήθηκε κάτω από μια προστατευμένη περιοχή που είχε ψυχθεί με άζωτο.
Άλλο σημείο που έπρεπε να ληφθεί υπόψη ήταν το υπόγειο πέρασμα κάτω από ένα πάρκο με παλιές βελανιδιές. Επίσης η μικρή επικάλυψη, μόνο 7 μέτρων, καθώς και η διατήρηση της ικανότητας αποστράγγισης του εδάφους, ήταν σημαντικοί παράγοντες που οδήγησαν στην απόφαση να χρησιμοποιηθεί ψύξη με άζωτο.
Η ψύξη βασίστηκε σε ένα σχέδιο τύπου στέγης. Η κλίση ήταν 45°. Οι αγωγοί ψύξης τοποθετήθηκαν και τεντώθηκαν μέσα στη στεγανή ιζηματική άργιλο. Για να μην καταστραφούν οι ρίζες των βελανιδιών από πάγο, τα ανώτερα σημεία των αγωγών ψύξης μονώθηκαν. Με τον τρόπο αυτό ελαττώθηκε ο όγκος του ψυχρού εδάφους, καθώς και η ποσότητα του υγρού αζώτου.
Σχεδιάστηκαν επίσης πέντε προστατευτικά διαφράγματα για μεγαλύτερη ασφάλεια. Δημιουργήθηκαν έτσι πέντε τμήματα μήκους 10m το καθένα, οπότε ελαττώθηκε ο αριθμός των κυκλωμάτων ελέγχου. Σε ένα τμήμα υπήρχαν περίπου 24 αγωγοί ψύξης για την οροφή και περίπου 8 για το προστατευτικό διάφραγμα.
Ο χειρισμός και η τεκμηρίωση αυτών των 32 κυκλωμάτων ελέγχου έγινε μέσω ειδικά σχεδιασμένου συστήματος ελέγχου της Linde.
Παράλληλα με την πρόοδο στις εργασίες εξόρυξης, η εγκατάσταση ψύξης μετακινείτο από το ένα τμήμα στο άλλο ώστε να δημιουργηθεί προστατευτική κάλυψη για τις εργασίες διάνοιξης της σήραγγας. Ο εξοπλισμός ψύξης απομακρύνθηκε μόλις προσπεράστηκε το προσχωματικό αυλάκι. Σήμερα στο πάρκο με τα γηραιά δέντρα δεν υπάρχουν σημάδια αυτών των μεγάλων κατασκευαστικών εργασιών.