Maaperän vakauttaminen ja tiivistäminen ovat päivittäistä liiketoimintaa rakennusteollisuudessa. Tietyissä olosuhteissa jäädyttäminen nestemäisellä typellä on perinteisiä maaperän käsittelymenetelmiä parempi ratkaisu.
Hyödyt asiakkaalle
Kahden viime vuosikymmenen aikana maaperän jäädyttäminen nestemäisellä typellä (LIN) on kehittynyt epävarmuustekijöitä sisältävästä kaasun käyttösovelluksesta vakiintuneeksi menetelmäksi epävakaiden maaperien ja vuotokohtien käsittelyssä.
Menetelmän ja asiantuntijoidemme avulla saavutetaan useita etuja:
- LIN-jäädytyslaitteiston pystytys käy nopeasti.
- LIN-jäädytyslaitteisto maksaa murto-osan suolaliuoslaitteiston asennuksesta.
- Jäädytetyn maaperän lämpötila on olennaisesti matalampi kuin suolaliuoslaitteistoa käytettäessä, mikä lisää maaperän vakautta.
- Nestemäisen typen matala lämpötila (-196°C) mahdollistaa jäätymisen 4–7 päivässä eli huomattavasti nopeammin kuin suolaliuosta käytettäessä, jolloin aikaa saattaa helposti mennä jopa kuukausi.
- Ympäristöä säästävässä prosessissa ei käytetä vaarallisia aineita eikä siitä aiheudu värähtelyä, pohjaveden saastumista tai vetäytymistä.
- Prosessi toimii automaattisesti.
- Voidaan suunnitella joustavasti jäädytettävän maaperän mukaan.
- Voidaan yhdistää tiivistämistä ja staattista tukea.
- Suuri toleranssi maaperän kosteuden suhteen (5–100 %).
- Jäädytetty maaperä on täysin vesitiivis, vuotoja ei esiinny.
- Jäädytetyn maaperän kovuus on betonin luokkaa.
Maaperä ei jää pysyvästi kovaksi. LIN-laitteiston pysäyttämisen jälkeen maaperä sulaa muutamassa viikossa.
Nestemäinen typpi
Nestemäinen typpi (LIN) valmistetaan yksikössä, jossa se erotetaan ilmasta. Sen lämpötila on -196°C (-320,80oF), ja se varastoidaan tyhjiöeristeisissä säiliöissä. Säilön koko valitaan projektin keston ja typen kulutuksen mukaan.
Asennuksen prosessikuvaus
Kupariset jäädytysputket, joiden vakiohalkaisija on 54 mm, asennetaan keskimäärin 0,5–0,8 metrin etäisyydelle toisistaan. Kupariputkien sisällä on paluuputket, joiden kautta höyrystynyt kaasumainen typpi poistuu järjestelmästä. Paluuputken halkaisija on 10–12 mm.
Jäädytys
Nestemäinen typpi syötetään putkiin eristettyjä syöttölinjoja pitkin. Typpi höyrystyy, jolloin kilo nestemäistä typpeä sitoo ympäröivästä maaperästä energiaa noin 200 kilojoulea ja maaperä kylmenee.
Höyrystynyt kylmä kaasumainen typpi (poistokaasu, GAN) sitoo lisäksi maaperästä noin 100 kilojoulea energiaa. Poistokaasun lämpötilan perusteella ohjataan solenoidiventtiiliä, mikä takaa tasaisen virtauksen ja nestemäisen typen tehokkaan hyödyntämisen.
Jonkin ajan kuluttua jäädytysputkien ympärille syntyvät jäätyneet alueet kasvavat yhteen ja muodostavat yhtenäisen, vesitiiviin seinämän. Noin yhdessä viikossa tällä menetelmällä muodostuu noin metrin paksuinen jäätynyt seinämä.
Tämä ns. muodostumisvaihe kestää normaalisti 4–7 vuorokautta. Nestemäisen typen menekki suhteessa jäädytettyyn maaperään on tuona aikana noin 1 500–2 500 l/m³. Arvoon saattavat vaikuttaa maaperän geologiset ominaisuudet (lämmönlähteet, veden virtaukset jne.).
Jäätymistilan ylläpito
Jäädytystä seuraavassa ylläpitovaiheessa nestemäisen typen syöttöä vähennetään, jolloin jäätymisen eteneminen pysähtyy ja jäätyneen alueen laajuus pysyy ennallaan. Ylläpitovaiheessa kuutiometri jäätynyttä maaperää vaatii nestemäistä typpeä noin 90 litraa vuorokaudessa.
Jäädytyksen lopettaminen
Kun nestemäisen typen syöttö lopetetaan, jäätynyt kerros alkaa sulaa ja katoaa kokonaan muutamassa viikossa.
Jäädytyskohteen suunnittelu
Kun suunnitellaan jäädytystä staattiseen tukemiseen ja/tai tiivistämiseen, pitää ottaa huomioon useita parametreja.
Jäädytyksen päätavoitteet ovat:
- Maksimaalinen turvallisuus
- Minimoitu nestemäisen typen kulutus
Kattavaa palvelua
Emme toimita ainoastaan nestemäistä typpeä. Asiakkaan tarpeiden mukaan pystymme tarjoamaan myös:
- vakavuuslaskelmat
- poraukset
- asennuksen ja
- huollon
Maailmanlaajuinen kattavuus
Yhdessä erikoistuneen teollisuuspalveluryhmämme kanssa pystymme takaamaan laadun kaikkialla maailmassa. Meneillään olevat viisi projektiamme Singaporessa etenevät aikataulussa huolimatta erittäin haasteellisista olosuhteista (45 metriä maanpinnan alapuolella, maaperän lämpötila 26 °C (978,80 oF), tunnelissa käyvä ilmavirta).
