Fysische karakteristieken Foamglas passen als een jas
Cellulair glas is een van de belangrijkste (cryogene) isolatiesystemen voor LNG-terminals. ing. De fysische karakteristieken van geschuimd glas passen de LNG-installatie als een jas. Bovendien dragen actuele prefab-systemen bij aan efficiënte montage. Zoals bij EDF-Suez-dochter Elengy op Le Tonkin bij Fos sur Mer, een project in de buitencategorie ‘prefab in bedrijf’.
LNG ofwel GNL ofwel vloeibaar methaan speelt een grote rol in de ontwikkeling van de energiemarkt. Isolatiebedrijven worden ingeschakeld voor renovatie en onderhoud van bestaande LNG-terminals, nieuwbouw en uitbreiding. Ruim zestig jaar geleden zijn de eerste terminals aangelegd die inmiddels uiteraard het nodige onderhoudswerk vragen. Hoewel cryogene isolatiesystemen doorgaans zorgvuldig zijn geëngineerd en uitgevoerd, komen van tijd tot tijd geregeld onvolkomenheden aan het licht. De ijsklomp is een van de bekende zichtbare symptomen, maar ook kan onder invloed van grote temperatuurverschillen en krimp/uitzetting schade aan het systeem ontstaan.
Huzarenstukje
Bij Terminal Le Tonkin, waar aardgastankers uit Marokko aanlanden, zijn bij onderhoud defecten in een twintig jaar oud isolatiesysteem ontdekt. De leidingisolatie is daarom vervangen door een isolatiesysteem van cellulair glas zonder de installatie uit bedrijf te nemen. Het isolatiesysteem is voor een snelle voortgang gebaseerd op prefab-elementen waarbij het isolatiemateriaal reeds is afgewerkt met de dampdichte en mechanisch sterke Terostat-coating.
Vanzelfsprekend wordt het onderhanden leidingdeel steeds zorgvuldig ontdaan van uitsneeuwende luchtvochtigheid, waarna onmiddellijk de eerste isolatielaag van geschuimd glas wordt aangebracht. Het isolatiemateriaal is hier fabrieksmatig voorzien van een speciaal PC 700K mortelsysteem in combinatie met glasvezelversterkte wapening PC 150. De buitennaden zijn geseald met Terostat PC-FR, terwijl de inwendige naden in het isolatiesysteem met Pittseal 444N op butylbasis zijn gesloten.
Specs en prestatie
LNG-plants vallen ruim binnen de algemeen gehanteerde afbakening van het begrip cryogene isolatie: < -150 °C. LNG wordt gekoeld tot -160 °C. Bij deze temperatuur en bij atmosferische druk is het vloeistofvolume gereduceerd tot 1/600 van het gasvolume. De geringe verdamping die onder deze opslagcondities nog optreedt, wordt in moderne terminals via koeling teruggevoerd. In normale bedrijfsomstandigheden is geen affakkeling nodig.
De opslag van vloeibaar stikstof is vergelijkbaar, met dien verstande dat stikstoftanks een bedrijfstemperatuur hebben van – 196 °C.
Op een aantal plants wordt zowel LNG als stikstof op- en overgeslagen. Voor laagcalorische toepassingen wordt het hoogcalorische LNG uit zowel energetische als technische overwegingen vermengd met stikstof.
Isolatietechnisch gezien liggen vloeibaar aardgas/ethyleen en stikstof/zuurstof dicht bij elkaar, hoewel installatiedetails en mediumeigenschappen leiden tot specifieke ISO- en ASTM-normen en dus ook isolatiespecificaties, waarin functionele en economische aspecten meewegen. Voor de bepaling van de isolatiedikte gaat men vaak uit van een maximale warmtestroom van 25-37 W/m2. Voor cryogene isolatie met geschuimd glas gaat het vooral om Foamglas type One. Dit geeft bij cryogene temperaturen geen krimp: tussen -265 en +430 °C toepasbaar, vanzelfsprekend ook op rvs-systemen dankzij het verwaarloosbare gehalte aan oplosbare chloriden.
Dampdichtheid
Uiteraard voldoet Foamglas volgens de CE-markering aan Europese norm EN 14305 die onder meer isolatieprestaties, maattoleranties en productiebeheersing behandelt. Hetzelfde geldt voor de internationaal gangbare ASTM-normen. Op belangrijke criteria legt het materiaal een heldere score neer: het materiaal is blijvend vormvast, heeft een blijvend gesloten celstructuur en is niet-organisch. Het is daarom veilig toepasbaar voor onder meer isolatie van systemen voor vloeibare stikstof en zuurstof. De hoge mechanische belastbaarheid en het feit dat geen medium in het materiaal doordringt, spelen uiteraard mee.
Cryogene isolatie staat of valt met dampdichtheid. De waterdampdiffusieweerstand μ is oneindig: het materiaal is immers opgebouwd uit gesloten glascellen. Hierbij speelt ook de lineaire uitzettingscoëfficiënt een rol. Geschuimd glas heeft een iets kleinere uitzettingscoëfficiënt als staal. Dat draagt in zowel koude en warme systemen als in dual-temperatureapplicaties bij aan duurzame systeemintegriteit. Het zeer kleine verschil dat er wel is komt in de koude en cryogene isolatie goed uit. Foamglas-vormdelen komen strakker tegen elkaar te zitten en naden worden geminimaliseerd.
Prefab in bedrijf
Doorgaans kan een Foamglas-isolatiesysteem volstaan met een tweelaagse opbouw, waarbij de eerste laag ‘droog’ wordt gezet. Dit houdt het systeem eenvoudig en het beperkt de handelingen op locatie. Segmenten en vormdelen van geschuimd glas worden vrijwel altijd als maatwerk geproduceerd. Voor tweelaags vormdelen is daarmee automatisch geregeld dat de naden netjes ten opzichte van elkaar verspringen: Foamglas heeft dit in de productietechniek gestandaardiseerd.
De prefab gaat verder dan het voor dit materiaal al gebruikelijke maatwerk in segmenten en vormdelen. Bijvoorbeeld in de vorm van een inwendige coating of externe afwerking met Terostat of Alubutyl. Een enkel voorbeeld uit het uitgebreide menu zijn de kwartsegmenten voor grote diameters, naast afsluiterkappen op maat, prefab-koppen, reductoren en T-stukken. Of – voor warme systemen – oversized schalen en bochten die rekening houden met tracing. Onder de mogelijke coatings noemen we de anti-schuurlagen voor hoge- en lagetemperatuurtoepassingen, uitwendige celvuller of het al genoemde dampdichte alubutyl-folie.
De voordelen van prefab spreken voor zich: minder werk op het project, montagegemak en versnelde voortgang en optimale kwaliteit. Uniek is de mogelijkheid vrijwel alle maten en vormen te maken: de fabriek beschikt over ideale productiemogelijkheden voor grote – zeg maar lastig handelbare – en afwijkende vormstukken. Bovendien kunnen prefab vormstukken altijd gemakkelijk worden gedemonteerd voor inspectiedoeleinden. Uitpakken en installeren, veel meer dan een handzaagje is niet nodig voor de montage op locatie van prefab Foamglas-elementen.
Isolatiewerk aan fase III van LNG-terminal Isle of Grain (Kent, UK). Dit is een ‘All Foamglas’– systeem met toepassing van een tweelaags prefab Foamglas- systeem, af fabriek voorzien van Terostat PCFR-dampschild. Het gaat hier om 3,5 km strekken de leidingmeters, waarvan meer dan de helft in de serieuze 16”- tot 36”-diameters. De 260 bochten hebben dankzij het prefab-systeem automatisch 90° verspringende naden.
Typische installatievariant voor de afwerking op een eindstuk: 1. Foamglas One; 2. cryogene sealing/lijm; 3. dampwerende laag; 4. tape; 5. dampschild; 6. montageband/-tape.
Isoleren bij -160 °C. op Le Tonkin. Geheel onder Foamglas One prefab-vormstukken, in het midden de veelzeggende thermometer en boven de uitvoeringspraktijk. Na verwijdering van het oppervlakkige ‘rijp’-laagje, ontstaan door uitsneeuwing van de omgevende koude lucht, wordt zo snel mogelijk een nieuw isolatiecompartiment gemonteerd. Speciaal voor dit renovatieproject is een applicatie-specificatie ontwikkeld.
