Zapewne słyszałeś, o filmie katastroficznym z 2016r. (mój ulubiony gatunek) pt. „Deepwater Horizon” inspirowany prawdziwymi wydarzeniami (źródło), dzięki temu możesz zobaczyć jak trudne warunki pracy panują na platformie wiertniczej. Poniżej zwiastun filmu, który obrazuje zaistniałą sytuację.
- ogromne przeciążenia;
- wibracje;
- promieniowanie;
- trudne warunki atmosferyczne;
- korozję;
- ekstremalne temperatury.
Które wpływają negatywnie zarówno na pracowników jak i towary używane w tych miejscach. Pomyśl czego może brakować w tych przemysłach. Przede wszystkim wytrzymałych towarów już nie mówiąc o wysoce jakościowych.
Zauważ, że ludzie pracujący na morzu, pod ziemią lub na wysokości w razie kłopotów mają do dyspozycji tylko to co mają pod ręką. Wymogi w strefach zagrożenia życia określane są przez konkretne instytucje zarówno odnośnie przepisów bhp jak i towarów tam stosowanych. Zazwyczaj są to drogie towary i nikogo ten fakt nie dziwi. Kryteria takie jak wytrzymałość materiału z jakiego są wykonane potwierdzają normy. Jako ciekawostkę podam Ci temperaturę wrzenia oleju napędowego, która wynosi 385.0°C, ale już samego zapłonu jest stosunkowo niewielka 55.0°C. Dlaczego podaję temperaturę? Odpowiedź jest w akapicie dotyczącym materiałów. Ale najpierw..
Czy zdarzyło się Tobie trzymać w ręku opaskę metalową z różnych firm? Zastanawiałeś się wtedy kto wymyślił i opatentował charakterystyczną jednoczęściową konstrukcję główki? Nie? Ja ostatnio się nad tym zastanawiałem. Jeżeli się nie domyślasz to powiem Ci, że w 1980r. wymyślili i opatentowali to Panowie z firmy Panduit: Joseph A. Chopp, Jr.Larry S. Mohr. (źródło). Od tamtej pory patent jest wykorzystywany i sprzedawany do innych firm.
Innowacyjna jednoczęściowa konstrukcja główki w tym wypadku jest synergistyczna (kompatybilna). Tuż po wsunięciu opaski do główki kulka w główce zaciska się w dowolnym miejscu na wsuniętej opasce i uniemożliwia jej wysunięcie. Dodatkowa zakładka (widoczna na poniższym schemacie) blokuje kulkę i opaskę wsuniętą do główki blokującej. Metal trze o metal i nie ma takiej siły aby fizycznie wyciągnąć opaskę z główki. Kulka zaciska się grawitacyjnie tuż pod osłoną kulki.
Koszty wykonania materiału, czas montażu i zwiększone bezpieczeństwo powoduje obniżenie całkowitego kosztu instalacji co obrazuje poniższy wykres. Zaokrąglone krawędzie opasek zabezpieczają operatora przed uszkodzeniem ciała i niwelują częste wypadki przy pracy.
Konstrukcja główki to jedno, drugie i bardzo istotne to materiały z jakich są wykonane opaski oraz ekstremalne ich właściwości. Wracając do odpowiedzi na pytanie ze wstępu, dlaczego podałem temperaturę wrzenia oleju napędowego, która wynosi 385°C. Wydaje się, że jest wysoka. Na poniższym wykresie możesz zaobserwować, że górna granica odporności opasek na temperaturę kształtuje się w granicach 538°C (1000°F). To jest naprawdę wysoka temperatura.
Zakres odporności na temperaturę
Opaski ze stali nierdzewnej muszą wytrzymywać w trudnych warunkach, gdyż ma to bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo ludzi. Opaski metalowe oferowane przez firmę Panduit gwarantują wysoką jakość, bo wykonane są z różnych wytrzymałych materiałów:
- stal nierdzewna AISI 201 (ang. American Iron and Steel Institute) z grupy Pan-Steel charakteryzuje ją: doskonała rozciągliwość, odporność na utlenianie i na wiele innych umiarkowanych czynników korozyjnych. Używana wszędzie tam gdzie wymagana jest największa wytrzymałość. Temperatura pracy: -80°C (-112°F) do 538°C (1000°F). Symbol taśmy firmy Panduit – MS75 (ang. Metal Strap).
- stal nierdzewna austenityczna AISI 304 / 1.4301 / V2A (potocznie zwana nierdzewką) z grupy Pan-Steel charakteryzuje ją: wyjątkowa odporność na korozję w agresywnym środowisku i doskonała spawalność. Stosowana tam gdzie nie ma dużego zagrożenia chemicznego ze strony kwasów, zastosowanie w przemyśle papierniczym, przetwórstwie żywności oraz m.in. w aparaturze medycznej (w wymiennikach ciepła). Temperatura pracy: -80°C (-112°F) do 538°C (1000°F). Symbol opasek firmy Panduit – MLT(ang. Metal Locking Tie).
- stal nierdzewna austenityczna AISI 316 / 1.4401 / V4A (potocznie zwana kwasówką) z grupy Pan-Steel charakteryzuje ją: odporność na kwasy – skład chemiczny z dodatkiem m.in molibden Mo = 2-2.5% powoduje wzrost odporności na korozję wżerową (ang. pitting) w środowisku z jonami chlorkowymi (źródło). Temperatura pracy: -80°C (-112°F) do 538°C (1000°F). Symbol opasek firmy Panduit – MLT (ang. Metal Locking Tie).
- stal nierdzewna AISI 316 z grupy Pan-Steel w częściowej powłoce (ang. coated) polimeru Nylon 11 charakteryzują ją: odporność na korozję w kontakcie z innymi metalami, halogen-free, niskie wytwarzanie dymu, odporność UV. Temperatura pracy: -40°C (-40°F) do 140°C (285°F). Symbol opasek firmy Panduit – MLTC (ang. Metal Locking Tie Coated).
- stal nierdzewna AISI 316 z grupy Pan-Steel w całościowej powłoce Poliester (broszura) charakteryzują ją: odporność na korozję w kontakcie z innymi metalami, halogen-free, niskie wytwarzanie dymu, odporność UV. Temperatura pracy: -40°C (-40°F) do 150°C (302°F). Symbol opasek firmy Panduit – MLTFC (ang. Metal Locking Tie Full Coated). Dostępne w 6 różnych kolorach.
- aluminium z grupy Pan-Alum charakteryzują ją: wybitna lekkość i elastyczność, nie ulega korozji w połączeniu z inną stalą. Szeroki zakres temperatury pracy: od -60°C (-76°F) do 100°C (212°F). Symbol opasek firmy Panduit – MLT – LPAL (ang. Metal Locking Tie Pan Aluminium).
W zależności od konkretnego materiału zmieniają się właściwości i specyfikacja zastosowania. Najlepszą odporność chemiczną, ma stal nierdzewna 316 z kolei najwyższą odporność na palność certyfikatu UL94 w kategorii V-2 ma tylko stal w powłoce Nylon 11. Jak sam widzisz temat jest ciekawy i zamierzam go rozwinąć w kolejnych artykułach już bardziej szczegółowo pod względem konkretnych grup i modeli.
Jeżeli ważna dla Ciebie jest jedna z poniższych cech, to dobrze trafiłeś. Mówię tu o:
- wysokiej wytrzymałości na rozciąganie – wyrażana najczęściej w newtonach [N] określa siłę nacisku;
- skrajne temperatury pracy – można pomyśleć, że im wyższa temperatura tym mniejsza wytrzymałość, okazuje się to błędne;
- długa żywotność – trwała użyteczność nawet do 30 lat;
- odporność na warunki atmosferyczne;
- odporność chemiczna;
- odporność na promieniowanie;
- identyfikacja permanentna;
- narzędziach do montażu opasek ze stali nierdzewnej.
Na wykresie przedstawiona jest wytrzymałość na rozciąganie w długim okresie użytkowania (wyrażona w funtach = 250 lbs = 113,40kg – częściej jednak siła naprężenia wyrażana jest w Newtonach: 1112 N). Firma Panduit przeprowadziła test, który zobrazowany jest na poniższym wykresie. Opaski były narażone na działanie czynników atmosferycznych poza zakładem produkcyjnym (w miasteczku New Lenox stanu Illinois w USA) przez dłuższy czas (od 1985 do 1996). Jednak mimo upływu czasu nie utraciły właściwości i nie uległy korozji. Wytrzymałość na rozciąganie w pętlach wzrosła od pierwszego roku i pozostawała stabilna przez przeszło 11 lat.
Innym razem opaski zostały zanurzone w: 1-hydraulicznym płynie, 2-turbinowym paliwie, 3-oleju i 4-izopropylowym alkoholu przez 4 godziny w temperaturze 50°C (122°F). Zgodnie z normą SAE AS23190/3 (link) części poddano następnie próbie rozciągania w najmniejszej pętli – oczywiście przeszły ją pozytywnie.
Wytrzymałość na rozciąganie pętli [lbs.]
- Stocznie (ang. Shipbuilding) – budowa statków, przedłużanie, budowa jachtów, mocowanie kabli w korytach kablowych. Główną funkcją opasek jest zapewnienie przedłużonej żywotności co stanowczo zmniejsza konieczność okresowych modyfikacji. Właściwość taka jak niepalność przeciwdziała w trakcie pożaru uwalnianiu się toksycznych lub szkodliwych gazów. Zaokrąglone krawędzie są bezpieczne w użyciu i nie ranią rąk instalatora ani nie uszkadzają izolacji kabla.
Stocznia Remontowa w Gdańsku
- Platformy wiertnicze (ang. offshore) – opaski zapewniają doskonałą ochronę antykorozyjną w środowisku występowania mgieł solnych, co znacznie wydłuża żywotność i zmniejsza konieczność okresowych modyfikacji.
- Elektrownie jądrowe (ang. Nuclear plants) – opaski są wysoce odporne na promieniowanie (2×108 rad – dawka promieniowania od 100-200 rad wywołuje chorobę popromienną u człowieka), co wpływa pozytywnie na wykorzystywanie ich w obszarach zamkniętych. Wykorzystywane do zabezpieczania przewodów odprowadzających ciepło. Stosowanie odpowiednich narzędzi sprawia, że montaż jest szybki i łatwiejszy, dodatkowo zmniejszając czas wykorzystania instalatorów zajmujących się konserwacją instalacji w obszarach zamkniętych.
- Petrochemie i rafinerie (ang. Petrochemical processing) – opaski metalowe ze stali nierdzewnej gwarantują długą żywotność, odporność na korozję i ekstremalnie wysokie temperatury co umożliwia stosowanie ich w wielu różnych zastosowaniach. W zakładach chemicznych służą do łączenia kabli z korytami kablowymi oraz identyfikacja permanentna umożliwia identyfikację przewodów w takim środowisku. Rafinacja ropy naftowej wymaga zastosowania materiałów odpornych na oddziaływanie czynników korozyjnych, takich jak siarka (obecna w nieprzetworzonej ropie naftowej), kwas naftenowy (nazwa zbiorcza kwasów organicznych występujących w ropie naftowej), kwas politionowy, chlorki, dwutlenek węgla, amoniak, cyjanki, chlorowodór, kwas siarkowy, wodór, fenole, tlen oraz węgiel. Wszystkie te czynniki korozyjne mogą występować na różnych etapach wydobycia, przesyłania i przetwarzania ropy (źródło).
Rafineria LOTOS w Gdańsku
- Lotnictwo i kosmonautyka (ang. Aircraft) – samoblokująca konstrukcja opasek o niskiej wadze oraz wysokiej wytrzymałości czyni je znacznie wydajnymi i niezawodnymi elementami składowymi samolotów. Stal nierdzewna została przetestowana pod kątem wysokich temperatur ponad 538°C (1000°F) w celu zapewnienia doskonałej ciągłej pracy w całym zakresie temperatur i maksymalnego przedłużenia żywotności. Służą do mocowania koców termoizolacyjnych do kolektorów i rur silników odrzutowych.
Serwis Boinga w Pyrzowicach
- Przemysł kolejowy (ang. Railroad) – wysoka wytrzymałość, mała waga, niski profil gwarantuje lepszą wydajność i niezawodność przy dużych przeciążeniach. Wydłużony okres eksploatacji redukuje potrzebę okresowych przeróbek. Służą do łączenia, mocowania, zabezpieczania kabli i przewodów w pociągach, w szczególności w obszarach z silnikami – miejsca szczególnie narażone na trudne warunki środowiskowe. Opaski spełniają japońskie standardy JSA (ang. Japanese Standards Association) dotyczące badania materiału na wpływ mgły/natrysku solnego JIS-C-5028 (link) oraz wstrząsowy standard dotyczący wibracji JIS-E-4031 (link).
- Przemysł motoryzacyjny (ang. Automotive) – wybitna wytrzymałość na trudne warunki atmosferyczne, odporność na korozję zapewniając długą żywotność przy niskiej wadze. Doskonale sprawdzają się przy mocowaniu osłon gumowy przegubu (ang. constant velocity CV) w ciężarówkach z napędem na przednie koła. Nadają się również do mocowania koców termicznych do rur wydechowych silnika ciężarówki.
- Telekomunikacja (ang. Telecommunications) – opaski zapewniają długą żywotność, odporność na korozję i chemikalia w trudnych warunkach zewnętrznych i ekstremalnych temperaturach. Samoblokująca konstrukcja główki opaski ułatwia oraz skraca czas montażu. Służą do bezpiecznego mocowania kabli do wież telekomunikacyjnych.
- Ciężki sprzęt (ang. Heavy Duty) – opaski metalowe służą do bezpiecznego mocowania kabli na suwnicach w Bałtyckim Terminalu w Gdyni (BCT).
Instytucje regulujące normy mają równie trudne zadanie dokonując specjalistycznych testów, gdyż w razie zdarzenia losowego to właśnie te przepisy będą sprawdzane. Najważniejsze z przepisów to:
- UL 94 (poprzedni artykuł dotyczący UL94) określający poziom palności.
- CE – Zgodność Europejska. Zgodność wymagana w większości produktów sprzedawanych na terenie Unii Europejskiej. Rozporządzenia i normy Unii Europejskiej określają wymagania dla towarów i usług, stosowanie oznaczenia „CE” oznacza zgodność z tymi wymaganiami.
- ABS – (ang. American Bureau of Shipping) amerykańska organizacja opracowuje i weryfikuje normy dotyczące projektowania, budowy i eksploatacji urządzeń związanych z morzem w tym: statki handlowe i marynarki wojennej, wiertnice morskie, pojazdy podwodne, FPSO (Goliat) (ang. Floating Production Storage and Offloading) itp. Opaski metalowe firmy Panduit z grupy MLT i taśmy stalowe MS posiadają aprobatę ABS dodatkowo wybrane konektory i terminale.
- Bureau Veritas – francuska organizacja klasyfikacyjna w przemyśle morskim, jednostek pływających, platform wiertniczych, produktów petrochemicznych, wind przeciwpożarowych itp.
- DNV – (ang. Det Norske Veritas) norweska organizacja certyfikacyjna przemysłu morskiego (ang. maritime), platform wiertniczych i przemysłu energetycznego. W 2013r. DNV połączyła się z niemiecką organizacją GL (Germanischer Lloyd) i powstało DNV GL.
- DNV GL – organizacja znana jako globalny gracz na rynku żeglugowym, ropy, gazu, energetyki jak również żywności i ochrony zdrowia i jako taki może sprostać wyzwaniom równoważenia potrzeb społecznych i biznesowych. Nie możesz pływać na światowych wodach jeżeli nie spełniasz ich reguł.
- Opaski ze stali nierdzewnej na stronie firmy Panduit (link);
- Opaski ze stali nierdzewnej na stronie firmy MK Elektronik (link);
- Broszura dotycząca opasek ze stali nierdzewnej (link).
- Artykuł na moim prywatnym blogu: Opaski metalowe.
