Thermisch-akoestische isolatie van installaties in de nieuwe gasverwerkende faciliteit in Etzel (Duitsland): betrouwbare bescherming tegen corrosie onder de isolatie (CUI).

Münster, 31 July 2013 – De zoutkoepel van Etzel in Nedersaksen (Noord-Duitsland) is een van de grootste gasopslagfaciliteiten in Europa. In een tijd van drie jaar bouwde de onderneming Etzel-Kavernenbetriebsgesellschaft mbH & Co. KG (EKB) gasverwerkende installaties op het IVG-terrein in Etzel, die eind 2012 in gebruik werden genomen. Het complex bestaat uit diverse faciliteiten voor de opslag en distributie van gas. Voor de thermisch-akoestische isolatie van het leidingnet en andere voorzieningen installeerden medewerkers van Kaefer Industrie GmbH (Bremen, Duitsland) ArmaSound Industrial Systems van Armacell. Het isolatiesysteem beschermt de faciliteit niet alleen tegen warmteverliezen, maar beperkt ook de corrosie onder de isolatie (CUI) en de geluidsoverlast op de locatie.

Ondergrondse gasopslag garandeert de distributie

De oliecrisis in de jaren '70 toonde aan hoe belangrijk het is om over een grote energiereserve te beschikken. Het gasconflict tussen Rusland en Oekraïne zette dit onderwerp opnieuw op de agenda en in de huidige discussie over de revolutie in de energievoorziening en het groeiende gebruik van hernieuwbare energieën is inmiddels een geheel nieuwe dimensie bereikt. Ondergrondse opslag is een belangrijke factor in de energievoorziening. Dit zorgt er namelijk voor dat de benodigde hoeveelheid olie en gas continu en flexibel leverbaar is. Aan de ene kant is zo de energievoorziening zekergesteld bij eventuele onderbrekingen van de toelevering. En aan de andere kant kunnen de opslagfaciliteiten dagelijkse en seizoensgebonden schommelingen in vraag en aanbod op de markt opvangen. Duitsland heeft al vroeg gekozen voor het handhaven van een minimum niveau aan energiereserves. Vandaag de dag heeft het land de grootste opslagcapaciteit in de Europese Unie en is op dit punt wereldwijd de nummer vier achter de VS, Rusland en Oekraïne.

De zoutkoepel in Etzel is een van de grootste opslagsystemen voor gas in Europa

Sinds de jaren '70 is deze zoutkoepel in Noord-Duitsland in gebruik als ondergrondse opslag voor aardolie. Hier wordt het grootste deel van de strategische aardoliereserve van Duitsland bewaard. Sinds 2007 zijn de onderaardse holten van IVG verder ontwikkeld. Ze zijn veranderd van een opslagfaciliteit voor ruwe aardolie in een van de grootste opslagfaciliteiten voor gas in Europa. De voormalige bewaarplaats voor olie is veranderd in een ondergrondse opslag voor aardgas. Etzel is aangesloten op de internationale pijpleidingen voor olie en gas en is een belangrijk energieknooppunt in Noord-Europa. De ondergrondse opslag is in het bezit van IVG Immobilien AG en zijn dochterbedrijf IVG Caverns GmbH is verantwoordelijk voor de bouw (uitspoelen), de exploitatie en de marketing van de faciliteiten in Etzel. Ze worden gehuurd door bekende bedrijven in de energiesector en nationale agentschappen voor de opslag van olie. De site bestaat uit 59 ondergrondse opslagruimten (36 voor aardolie, 23 voor ruwe olie; stand juli 2012) met een capaciteit van ongeveer 35 miljoen kubieke meter.

Bouw van een nieuwe gasverwerkende installatie

In totaal hebben vier exploitanten op de Etzel-site ondergrondse opslagruimten gehuurd van IVG en eigen faciliteiten op het terrein ingericht. Een van deze exploitanten is de Etzel-Kavernenbetriebsgesellschaft mbH & Co. KG (EKB) uit Hamburg, opgericht in 2007 als een joint venture van BP, DONG Energy en Gazprom Germania. De onderneming besteedde drie jaar aan de bouw van gasverwerkende installaties op het terrein van IVG in Etzel. Deze werden in december 2012 in bedrijf genomen.

Effectieve geluidsbeheersing voor een veilige werkomgeving

Het uiterst geavanceerde complex bestaat uit diverse faciliteiten voor de opslag en distributie van gas. Het aardgas wordt voorafgaand aan de opslag onder druk gecomprimeerd om minder volume in beslag te nemen. De compressors, pompen, regel- en drukkleppen veroorzaken een aanzienlijke hoeveelheid lawaai, die wordt doorgegeven via het leidingnet. In leidingen waarin gas, dampen of vloeistoffen onder hoge druk worden getransporteerd, neemt het lawaai vaak nog toe als er turbulentie ontstaat in de buurt van obstakels als kleppen of meetflenzen, of door een wijziging van de stroomrichting.

Het hoge geluidsniveau dat kan ontstaan door onbeschermde of niet voldoende geïsoleerde installaties is niet alleen hinderlijk voor de werknemers, maar kan ook een gevaar voor de gezondheid inhouden. Gehoorverlies door lawaai in de werkomgeving is een van de meest voorkomende beroepsaandoeningen, waardoor hoge kosten voor de nationale economieën ontstaan. Tevens neemt het gevaar van ongelukken op de werkplek toe door lawaai, bijvoorbeeld als waarschuwingen of alarmsignalen niet worden gehoord. Bovendien nemen de concentratie en de individuele productiviteit af in een omgeving met veel lawaai. Als gevolg hiervan neemt niet alleen het aantal vergissingen toe, maar ook het risico van letsel.

Naast de vermindering van de geluidsontwikkeling en de terugstraling, is een van de belangrijkste maatregelen om lawaai te beperken de absorptie van geluid. Daarom speelde bij de keuze van het isolatiemateriaal voor de gasverwerkende faciliteit in Etzel niet alleen de thermische isolatie een belangrijke rol, maar ook de vereisten voor effectieve geluidsbeheersing.

Risico van corrosie onder de isolatie (CUI)

Gewoonlijk wordt minerale wol onder een aluminium bekleding, roestvrijstalen of gegalvaniseerde metalen platen gebruikt binnen dit toepassingsgebied. De akoestische prestaties van het systeem is afhankelijk van de dikte en de dichtheid van de minerale wol en de bekleding. Maar in een vochtige omgeving, bijvoorbeeld bij installaties in de open lucht zoals in Etzel, kan een isolatie met minerale wol en een metalen bekleding problemen veroorzaken. Als de ommanteling niet is afgedicht – en een volledig sluitende afdichting is nooit gegarandeerd – kan water in de isolatie binnendringen. Vocht leidt niet alleen tot een drastische afname van de akoestische en thermische eigenschappen van het isolatiemateriaal, maar er kan ook een aanzienlijke corrosie onder de isolatie ontstaan. Dit leidt tot tijdrovende renovaties en een aanzienlijke toename van de kosten.

Zoals het begrip corrosie onder de isolatie (CUI) al aangeeft, vinden dergelijke processen plaats onder de isolatielaag en blijven daardoor vaak lange tijd onontdekt. Dit fenomeen is vooral wijdverbreid in de olie- en gasindustrie doordat de corrosieprocessen nog versneld worden in de zilte lucht van offshore faciliteiten op zee. Wanneer chloor- of sulfaathoudend water in de isolatie doordringt, is schade door corrosie zeer waarschijnlijk.

Geschikte isolatiesystemen beperken het risico van corrosie

Isolatie alleen kan installaties niet beschermen tegen corrosie. Maar geschikte isolatiesystemen kunnen een effectieve ondersteuning zijn van de bescherming tegen corrosie. Bij pijpen met een hogere leidingtemperatuur dan de temperatuur van de omgeving bestaat een bijzonder hoog risico dat zich water verzamelt in isolatiemateriaal met een open-celstructuur in buitentoepassingen. Wanneer in heldere nachten de temperatuur van de ommanteling onder het dauwpunt van de ingesloten lucht valt door de warmteuitstraling in de ruimte, condenseert vocht aan de binnenzijde en kan in het isolatiemateriaal druppelen. Zo kan dit op een bepaald punt volledig doorweekt raken. Isolatiemateriaal met een gesloten-celstructuur heeft daarentegen een hoge weerstand tegen vochtopname uit de omringende lucht.

Bij installaties met een leidingtemperatuur die lager is dan de omgevingstemperatuur kan condensatie ontstaan wanneer de oppervlaktetemperatuur onder het dauwpunt ligt. Isolatiemateriaal met gesloten cellen zorgt dat de oppervlaktetemperatuur boven het dauwpunt blijft, zelfs na vele bedrijfsjaren. Zo worden condensatieprocessen vermeden. Door het temperatuurverschil tussen het koude medium en de warme omgevingslucht, ontstaat een verschil in de dampdruk die van buiten op de isolatie inwerkt. De waterdamp die de lucht bevat, kan in de isolatie doordringen en zich hier verzamelen. De hoeveelheid vocht die in de isolatie kan doordringen als gevolg van dampoverdracht is afhankelijk van de weerstand tegen waterdamptransmissie (μ-waarde) van het isolatiemateriaal. Hoe lager de μ-waarde van een isolatiemateriaal is, des te sterker neemt het vochtgehalte in de loop der tijd toe. Hier dient rekening mee gehouden te worden bij het kiezen van het isolatiemateriaal.

Het risico van corrosie kan nog verder gereduceerd worden door geschikte bekleding te gebruiken. Wanneer een traditionele metalen ommanteling wordt aangebracht, bestaat het gevaar dat water in de isolatie binnendringt door voegen of door beschadiging van de ommanteling. Bovendien kan vocht zich in de isolatie verspreiden in de vorm van waterdamp bij een verschil in dampdruk. Een metalen ommanteling functioneert alleen als bescherming tegen weersinvloeden. Voor een dampbarrière moet een dubbele ommanteling geïnstalleerd worden. Rubberen systeemommantelingen hebben hun geschiktheid voor outdoor installaties bewezen. De laatste jaren is gebleken dat ze een geschikt alternatief zijn voor metalen ommantelingen. Deze elastomere bekleding op basis van EPDM-rubber (ethyleen-propyleen polymeer) biedt een uitstekende bescherming tegen mechanische impact en weersinvloeden. De robuuste, flexibele, 1 tot 2 mm dikke matten worden meestal direct vanaf de rol op de bouwplaats geïnstalleerd. Ze kunnen snel in de vereiste vorm worden gesneden met een standaard scherp mes, een installatieschaar of een cutter. Er is geen apparatuur voor nodig. Door de voegen extra te behandelen met een geschikt afdichtingsmiddel zorgt u dat het systeem langdurig goed functioneert.

Thermisch-akoestische isolatie met ArmaSound Industrial Systems

Voor de thermisch-akoestische isolatie van het leidingnet en de andere voorzieningen van de gasverwerkende faciliteiten in Etzel werd ArmaSound Industrial Systems van Armacell gebruikt. Toen Armacell deze innovatieve isolatiesystemen in 2009 presenteerde, was het de eerste producent die isolatiemateriaal met zowel thermische als akoestische isolatie aanbood die ook het risico van corrosie onder de isolatie beperkte. In Etzel werd ArmaSound Industrial System C geïnstalleerd. Het sandwichproduct is een meerlaags isolatiesysteem. Het isolatiemateriaal HT/ArmaFlex met een hoog temperatuurbereik en een gesloten-celstructuur beschermt de installaties tegen binnendringend vocht en energieverlies. Daarnaast beschikt ArmaFlex over goede isolerende eigenschappen en het materiaal vermindert ook de overdracht van constructiegeluiden. Het akoestisch schuim ArmaSound RD 240 heeft uitstekende geluidsabsorberende eigenschappen en dempt geluid voortreffelijk. De geluiddemping wordt verder verstrekt door een 4 mm dikke laag ArmaSound Barrier E, een vinyl mat als geluidsbarrière. Het bekledingssysteem Arma-Chek R op rubberbasis geeft de installaties een effectieve bescherming tegen binnendringend vocht en mechanische effecten. Arma-Chek R is UV-bestendig, bestand tegen opspattend zeewater en chemicaliën. Het product heeft een weerstand tegen waterdamptransmissie van μ > 50 000 en is dan ook technisch dampdicht. De visco-elastische eigenschappen van de materialen dempen ook resonantie-effecten en verminderen zodoende de reflecterende effecten die kenmerkend is voor metalen bekledingssystemen. Een extra voordeel van het flexibele materiaal is dat het – anders dan stijve metalen ommantelingen – zijn vorm weer aanneemt na een slag en het onderliggende isolatiesysteem dan niet wordt beschadigd.

Eenvoudig en betrouwbaar installeren na uitgebreide training

Vergeleken met traditionele insolatieconstructies voldoet ArmaSound Industrial Systems aan de vereisten voor geluidsbeheersing met een geringere isolatiedikte en minder gewicht. Bovendien bieden de vezelvrije systemen extra voordelen bij de installatie en zijn eenvoudiger in het onderhoud. Alle ArmaSound Industrial Systems voldoen aan de vereisten van ISO 15665 "Akoestische materialen. Akoestische isolatie voor pijpen, kleppen en flenzen".

Het thermisch-akoestische isolatiesysteem werd geïnstalleerd door Kaefer Industrie GmbH (Bremen, Duitsland). Omdat de medewerkers voor het eerst dit nieuwe isolatiesysteem gebruikten, werden ze voor aanvang van de werkzaamheden uitgebreid getraind door Armacell. Na de eerste workshop in het Kaefer Trainingscentrum in Bremen, gaf Vance Brownhill, Armacell Installation & Project Support Manager, een tweede trainingssessie op de bouwplaats voordat de medewerkers begonnen met de installatie van het product.

In totaal werd ongeveer 2.500 m² ArmaSound Industrial Systems gebruikt. Het werd geleverd door VTI-Hamburg, onderdeel van de Duitse groothandelaar in isolatiemateriaal, WeGo Systembaustoffe.

Van maart tot midden augustus 2012 vulde EKB de ondergrondse opslagruimte voor het eerst. Aan het eind van het jaar was de fase van de inbedrijfname met succes afgesloten. De faciliteiten van EKB zijn goed voor de opslag van ruwe olie in zes zoutholten tot een max. gasvolume van 500 tot 600 miljoen Nm³. Het injectie- en afvoervermogen ligt bij respectievelijk 600.000 Nm³/u en 900.000 Nm³/u.

Meer informatie over dit project is te vinden in een video op www.armacell.com/ArmaSoundEKB