Los acoples de HDPE rescatan las soldaduras por fusión fallidas de un vertedero

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Los acoples de HDPE rescatan las soldaduras por fusión fallidas de un vertedero

Posted on April 25, 2019

Los vertederos municipales de residuos sólidos son la tercera fuente más importante de metano relacionado con los seres humanos, un subproducto natural de la descomposición de material orgánico. El gas de vertedero se extrae utilizando una serie de pozos verticales y un sistema de vacío y se transporta a la planta de gas a energía a través de tubería de polietileno de alta densidad (HDPE) antes de convertirse en energía. El vertedero sanitario de St. Joseph en St. Joseph, Missouri vende su gas metano recuperado a una compañía de servicios públicos local, Kansas City Power and Light Company (KPC&L), donde se utiliza para producir electricidad. KCP&L monitorea de cerca el metano recogido para calcular las cantidades recuperadas y detectar irregularidades en los componentes del flujo de gas, lo que puede alterar el proceso de limpieza del metano durante el proceso de conversión de energía.

 

Detección de un problema

In late 2017, KCP&L noticed an increase in oxygen levels in the gas stream, which generally indicates a break in the collection system and ambient air being pulled into the gas stream. Landfill staff inspected and isolated the problem, pinpointing weaknesses in the fusion welds on the tees coming off of two of the 18-inch vertical HDPE condensate sumps. Stress from localized settling had led to fractures on the HDPE gusset welds. Blackstone Environmental, Inc., the landfill’s engineering consultant, and environmental services partner was tasked with finding a way to fix the two sumps that were both time and cost-efficient and could withstand the stress of localized settling.

Generalmente, los sistemas de vertederos de HDPE entran con soldaduras prefabricadas. En este caso, las soldaduras prefabricadas en los sumideros fallaron, probablemente debido al asentamiento a su alrededor, por lo que necesitábamos encontrar una solución para HDPE que se enfrentara al entorno de vertederos, acomodara el asentamiento futuro y pudiera instalarse eficientemente.

Kyle Kukuk, P.E.
Gerente de Proyecto Senior, Blackstone Environmental, Inc.

Reconociendo que las reparaciones debían ejecutarse rápidamente, pero conscientes de las dificultades introducidas por las condiciones climáticas (las temperaturas estaban cerca de 0 °F, con el frío del viento empujando el factor de sensación térmica a temperaturas bajo cero), Kukuk y su equipo determinaron que los dos sumideros necesitaban ser excavados y reparados en dos etapas.

 

Evaluando las opciones

Dado que un sumidero permanecería operativo mientras el otro era reparado, Kukuk dijo que minimizar el tiempo de inactividad era crítico. Una reparación tradicional de las soldaduras de fusión requeriría una excavación extensa para desenterrar el sistema de bombas y los ramales de HDPE para exponer las tes dañadas, seguida de electro fusión o fusión a tope de las áreas de debilidad de la línea.

Kukuk explained that both in situ fusion options posed several challenges related to safety and inclement weather. Working near the flammable methane gas would require careful planning and consideration. The work area would have to be screened to protect it from wind, and specialized equipment, and a specially trained crew would need to be on site. Electrofusion is generally not reliable on lines larger than 10-inch, and butt fusion would have required heaters to be moved onsite to create an environment conducive to the fusing process.

Con el cronograma establecido para este proyecto, Kukuk dijo que los propietarios de vertederos estaban dispuestos a considerar otras alternativas:

Éramos conscientes de las soluciones de unión mecánica de Victaulic y nos enteramos de cómo se habían utilizado en otros proyectos de vertederos. Al mirar el costo de las alternativas y la preparacion adicional que sería necesaria para excavar y conseguir soldadores para unir la tubería, parecía la oportunidad perfecta para probar los acoplamientos HDPE de Victaulic en su lugar.

 

Tomando un camino diferente

Aunque la unión mecánica del HDPE sigue siendo una solución novedosa para los vertederos, Kukuk dijo que había buenas razones para considerarlo para el sitio de San José. Los acoplamientos ® Victaulic facilitan la instalación, ya que no dependen de la intemperie y no requieren herramientas especiales ni una tripulación especializada. Los acoplamientos mecánicos también pueden unir tuberías húmedas, ovaladas y oxidadas, lo que sería imposible con la fusión. Además, el diseño de los acoplamientos ofrece una ventaja de rendimiento sobre las opciones fusionadas, que anteriormente habían fallado debido a la tensión del peso y la liquidación en la parte superior del sistema. Los acoplamientos de Victaulic, por otro lado, podían acomodar parte de la carga de la compactación y difuminar la tensión en los ramales de las tes.

Una retroexcavadora excavó el área de la bomba para la primera instalación, y se utilizó una motosierra para cortar el tubo de HDPE para desmontar la bomba de sumidero. Dos tes de 18 pulgadas por 10 pulgadas fueron fabricadas en un taller y trasladadas por camión al sitio, donde una grúa las levantó en su lugar. Los acoplamientos Victaulic Estilo 908 y Estilo 905 se utilizaron para unir líneas de 18, 12 y 10 pulgadas. Incluso con los desafíos asociados con una instalación por primera vez, el equipo fue capaz de completar el trabajo de manera rápida y eficiente. Dos meses despues, el proceso exitoso se repitió para reparar la segunda bomba, lo que resultó en una reparación efectiva y asequible de las debilidades en el sistema de extracción de gas metano del vertedero.

"Después de la instalación de los productos Victaulic, KCP&L había estado constantemente monitoreando los niveles de metano y había indicado que la solución tenía éxito en ambos sumideros", explica Kukuk.

Couplings Join HDPE Methane Lines

Otra solución

A principios de 2019, KCP&L vio el mismo aumento en los niveles de oxígeno, indicativo del mismo problema que el vertedero enfrentó en 2017. Tras la evaluación, el personal del vertedero confirmó la presencia de soldaduras fallidas en las tes conectadas a una bomba de condensado adicional. Los propietarios del vertedero y Blackstone Environmental se unieron por tercera vez para reparar el tercer sistema, viendo el mismo éxito, según Kukuk:

Hemos estado muy contentos con el resultado en las tres bombas y estamos ansiosos de ver la resistencia de los acoples Victaulic con el tiempo. El uso de acoples mecánicos para HDPE en proyectos de vertederos, especialmente con tamaños de tubería más grandes, era nuevo para nosotros, pero no sólo ofrecían una solución confiable, sino que proporcionaban una solución fácil y segura de implementar.

Para obtener más información sobre la solución de sistema de Victaulic para tuberías de HDPE, haga clic aquí.

Victaulic

Victaulic is the leading producer of mechanical pipe joining solutions. Engineered with confidence, our solutions put people to work faster, while increasing safety, ensuring reliability and maximizing efficiency.