Katodisk beskyttelse av betong - rehabilitering av kaier på Statoil sitt anlegg på Kårstø Norsk Betongforening - 9. oktober 2014
Innhold Kaienes oppbygging og funksjon Skader og skadeårsaker Vurdering av ulike tiltak Slik fungerer KB Utfordringer
Kaienes oppbygging og funksjon
Oppbygging og funksjon Kaiene befinner seg på Kårstø prosessanlegg, like ved Haugesund
Oppbygging og funksjon Gass fra gassfeltene transporteres til prosessanlegget Gassen behandles på Kårstø for den transporteres videre Mesteparten går via rør til andre land i Europa Noe fraktes også med skip, til kunder over hele verden 700 skipsanløp i året, fordelt på tre kaier; Kai 1, Kai 2 og Kai 3
Oppbygging og funksjon Kai 1 ble rehabilitert for få år siden av Consolvo Nå rehabiliteres Kai 2 og Kai 3 av Entreprenørservice Kai 3 er bygget oppå en modulkai, som også rehabiliteres Kaiene er i normal drift under arbeidene
Oppbygging og funksjon- Kai 2 Kai 2 består av betongplate og -bjelker Fundamentert på stålrørspeler til berg Horisontalkreftene tas opp av spuntceller
Oppbygging og funksjon- Kai 2 Det er to dykdalber på hver side av Kai 2, utført som spuntceller
Oppbygging og funksjon- Kai 2 Dykdalbene rehabiliteres også
Oppbygging og funksjon - Kai 3 Kai 3 består av betongplate og -bjelker Fundamentert på pilarer som er satt rett på berg
Oppbygging og funksjon - Kai 3 To dykdalber utført som spuntceller - som også rehabiliteres Horisontalkreftene overføres til spuntceller i bakenforliggende modulkai
Oppbygging og funksjon - Modulkai Modulkaia ble bygget for å ta imot moduler under byggingen av prosessanlegget.
Oppbygging og funksjon - Modulkai
Oppbygging og funksjon - Modulkai Senere ble kai 3 bygget oppå deler av modulkaia
Oppbygging og funksjon - Modulkai Modulkaia er en cellespuntkai med betongbjelke langs kaifronten
Skader og skadeårsaker
Skader og skadeårsaker Skader og skadeårsaker kan oppsummeres veldig raskt: kloridinntrengning armeringskorrosjon avskalling Skal se nærmere på dette på Kai 2, Kai 3 og modulkaia
Skader og skadeårsaker - Kai 2 Byggeår kai: 1992 Byggeår dykdalber: 1996 Betongkvalitet: C45 Miljøklasse: MA (masseforhold: 0,45) Overdekning: 50 mm
Skader og skadeårsaker - Kai 2 Tilstandsrapport fra 2008 - kloridprøver
Skader og skadeårsaker - Kai 2 Tilstandsrapport fra 2008: få skader kloridinnhold er i nedre del av intervallet der korrosjon er mulig
Skader og skadeårsaker - Kai 2 "Der korrosjon er mulig"? Masse % av betong Masse % av sementinnhold Vil korrosjon starte? < 0,07 < 0,4 Nei 0,07-0,17 0,4-1,0 Muligens 0,17-0,33 1,0-2,0 Sannsynligvis > 0,33 > 2,0 Ja (dette forutsetter en sementandel i betongen på ca. 1/6-del, som er en mulig feilkilde ved omregning til sementinnhold)
Skader og skadeårsaker - Kai 2 Kritisk kloridinnhold avhengig av mange parametere: temperatur andel klorider som er bundet oksygentilførsel elektrisk motstand i betongen fuktinnhold i betongen osv. Angst et al. 2009: oversikt over registrerte kritiske kloridverdier viser stor variasjon
Skader og skadeårsaker - Kai 3 Byggeår: 1998 Betongkvalitet: C45 Miljøklasse: MA (masseforhold: 0,45) Overdekning: 50 mm
Skader og skadeårsaker - Kai 3 Tilstandsrapport fra 2008 - kloridprøver
Skader og skadeårsaker - Kai 3 Tilstandsrapport fra 2008: få skader kloridinnhold er i nedre del av intervallet der korrosjon er mulig
Skader og skadeårsaker - Modulkai Byggeår: 1982 Betongkvalitet: C35 Overdekning: 50 mm
Skader og skadeårsaker - Modulkai Tilstandsrapport fra 2008
Skader og skadeårsaker - Modulkai Tilstandsrapport fra 2008: høyt kloridinnhold
Skader og skadeårsaker - Modulkai Under utførelse viste det seg at det var omfattende skader på modulkaia pga. det høye kloridinnholdet
Vurdering av ulike tiltak
Vurdering av ulike tiltak - Kai 2 og Kai3 Tilstanden er ganske lik på Kai 2 og Kai 3 få skader kloridinnhold som nærmer seg kritisk nivå Alternativer vente katodisk beskyttelse kloriduttrekk (ser ikke på mekanisk reparasjon som et alternativ)
Vurdering av ulike tiltak - Kai 2 og Kai3 Vente venting vil føre til skader rehabilitering på et senere tidspunkt vil være mer omfattende og mer komplisert skadeomfanget vil akselerere
Vurdering av ulike tiltak - Kai 2 og Kai3 Katodisk beskyttelse etablere en strømkrets der armeringen blir katode armeringspotensialet presses ned slik at armeringen blir termodynamisk immun mot korrosjon
Vurdering av ulike tiltak - Kai 2 og Kai3 Katodisk beskyttelse (mer) permanent løsning, så lenge anlegget er i drift vil armeringen være immun mot korrosjon krevende metode; mange kritiske arbeidsoperasjoner krever oppfølging i hele kaias brukstid
Vurdering av ulike tiltak - Kai 2 og Kai3 Kloriduttrekk en annen elektrokjemisk metode etablering av en strømkrets kloridioner vandrer mot den positivt ladde anoden avsluttes etter noen uker
Vurdering av ulike tiltak - Kai 2 og Kai3 Kloriduttrekk enklere og raskere enn katodisk beskyttelse, selv om mange av de samme arbeidene må utføres ikke en permanent løsning kloridinntrengning kan starte på nytt krevende å fjerne alt av klorider
Vurdering av ulike tiltak - Kai 2 og Kai3 Vurdering tar utgangspunkt i at det er ønskelig med en så lang brukstid som mulig kaiene bør rehabiliteres for å unngå fremtidig armeringskorrosjon katodisk beskyttelse er mer permanent enn kloriduttrekk tidspunktet for KB er godt høye kloridverdier vil føre til skader om få år men fortsatt skadeomfanget lite
Vurdering av ulike tiltak - Kai 2 og Kai3 Valgt løsning begge kaier rehabiliteres ved katodisk beskyttelse gunstig å rehabilitere kaiene samtidig, ved skipsanløp på en kai kan det arbeides på den andre
Vurdering av ulike tiltak - Modulkai Tilstanden på modulkaia er verre omfattende skader høyt kloridinnhold Alternativer vente katodisk beskyttelse kloriduttrekk mekanisk reparasjon
Vurdering av ulike tiltak - Modulkai Mekanisk reparasjon i tillegg til all skadet betong må all kloridholdig betong erstattes ikke en permanent løsning, kloridinntrengning kan starte på nytt
Vurdering av ulike tiltak - Modulkai Vurdering Kai 3 er avhengig av modulkaia brukes sjeldent til å ta imot moduler omfanget av mekanisk reparasjon vil være omfattende ved kloriduttrekk og katodisk beskyttelse omfanget av mekanisk reparasjon vil være langt større ved mekanisk reparasjon tidsnød tvinger frem prioriteringer
Vurdering av ulike tiltak - Modulkai Valgt løsning: delen av modulkai som kai 3 avhenger av prioriteres figuren viser betongbjelken i grønt og brunt grønn del på figuren rehabiliteres ikke sidekant og underkant rehabiliteres ved katodisk beskyttelse overkant av bjelken ble rehabilitert ved fullstendig mekanisk reparasjon tidsnød meislet bort all betong over armering (50-70 mm) overdekning minst 50 mm
Slik fungerer KB
Slik fungerer KB Tar utgangspunkt i arbeidet som er gjort for å forklare hvordan katodisk beskyttelse fungerer Norconsults rolle har vært å kontrollere detaljprosjektering (Savcor) og utførelse (Entreprenørservice)
Slik fungerer KB - kontroll prosjektering Detaljprosjekteringen ble avsluttet for over ett år siden
Slik fungerer KB - kontroll prosjektering Installasjonstegninger
Slik fungerer KB - kontroll prosjektering Soner Kai 2
Slik fungerer KB - kontroll prosjektering Soner Kai 3
Slik fungerer KB - kontroll prosjektering Anodetype
Slik fungerer KB - kontroll prosjektering Referanseelektroder
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Kontrollplanen til ES
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Armeringen må være i kontinuitet for å være beskyttet
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Over - og underbeskyttelse Strøm av hydroksider - betongen må være homogen Overbeskyttelse: syre dannes ved anoden - kan føre til tap av heft Underbeskyttelse: armeringskorrosjon kan fortsette
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Forenklet mekanisk reparasjon All delaminert betong må fjernes for å få en jevn beskyttelse Reperasjonsmørtel må være så lik opprinnelig betong som mulig
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Kortslutning (metallisk forbindelse mellom armering og anode) må ikke forekomme
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Vann må ledes bort
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Montering av anoder
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Montering av armeringstilkoblinger og referanseelektroder
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Montering av kabler
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Forbehandling av betongoverflater Krav til heft for sprøytebetong som sprøytes over anodene
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Sprøyting av anoder og kabler EX-sone Heft
Slik fungerer KB - kontroll utførelse Bomkontroll
Slik fungerer KB Klart for igangkjøring anoder er montert og koblet til likeretter armeringen er koblet til likeretter referanselektroder er montert lik motstand gjennom alle deler av betongen
Slik fungerer KB Jern er immunt mot korrosjon når potensialet er lavt nok, uavhengig av ph-verdi
Slik fungerer KB Jern er immunt mot korrosjon når potensialet er lavt nok, uavhengig av kloridinnhold For lavt potensial er ikke bra
Kai 2 og 3 - kontroll utførelse Beskyttelseskriterier Referanseelektroder måler potensial Beskyttelseskriteriene er strenge
Utfordringer
Utfordringer Mange aktører å forholde seg til Statoil er byggherre Aibel har ansvar for gjennomførelse av arbeidene på vegne av Statoil Multiconsult har beskrevet arbeidene Entreprenørservice er utførende Savcor detaljprosjekterer for Entreprenørservice Beerenberg har stillasarbeider Aibel står for utførelse av elektroarbeider fram til koblingsbokser Norconsult kontrollerer prosjektering og utførelse fra koblingsboksene
Utfordringer Stillasarbeider Pågår kontinuerlig Ved fare for kraftig vind tas stillaset ned Flere ganger har stillaset blåst ned
Utfordringer Skipsanløp Uforutsigbart Kort varsel
Utfordringer Gassprosesseringsanlegg - mange regler og prosedyrer
Utfordringer Modulkai Langt større skadeomfang enn antatt - store mengder delaminert betong Måtte gå bort fra opprinnelig beskrivelse - tidkrevende prosess Krevende å arbeide under modulkaia - krever stille vann
Bestandighet
Bestandighet kaier Var ikke Kai 2 og Kai 3 bare 15 og 20 år gamle? Prosjektert og utført overdekning: 50 mm Nå vil en slik kai bli prosjektert med en overdekning på 85 mm i underkant - dersom anbefalingen fra NBs Publikasjon nr. 35 blir fulgt
Tusen takk!