Ommålning av fyra kraftledningsstolpar längs KL 2 S4 Ljusdal-Dönje Utfört av: Patrik Reuterswärd Avdelning: Infrastruktur Datum: 2006-06-12 Er referens: Göran Brofeldt Svenska Kraftnät Vårt referensnr: 730877-38 Ert referensnr: Godkänt av:
Kund Göran Brofeldt Svenska Kraftnät Melkers Kontorshotell SE-721 83 VÄSTERÅS Vår kontaktperson: Patrik Reuterswärd Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB Drottning Kristinas väg 48 11428 Stockholm Direkttelefon: +08 674 17 37 e-post: patrik.reutersward@kimab.com Vår referens: 730877-38 Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB Drottning Kristinas väg 48, 114 28 Stockholm Tel. + 08-440 48 00 Fax 08-674 1780 E-post info@kimab.com www.kimab.com F-skattebevis 556593-0509
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB SAMMANFATTNING I tidigare undersökningar studerades äldre kraftledningslinjer med blymönjemålade stolpar, KL 2 Ljusdal-Dönje och KL 12 Håtuna- Beckomberga. Målningen på KL 12 är i relativt gott skick medan målningen längs KL 2 är ofta mycket dålig så att färgflagor innehållande hög halt av bly flagar av och sprids i kraftledningsgatan. Dessa undersökningar föreslog målning med en penetrerande och torkande rostskyddsolja samt en kompatibel aluminiumpigmenterad täckfärg. I denna rapport redovisas ett ommålningsförsök av fyra stolpar längs KL 2 med ett arbetslag på tre personer. Slutsatsen från föregående undersökningar var att korrosionen går mycket långsamt ovanför marknivån och att det akuta problemet är det flagande blyinnehållande färgsystemet. Man kan förvänta att fler stolpar kommer att flaga och att flagningen kommer att omfatta hela ytan på stolparna. Att göra i ordning alla stolparna med helt ny målning kräver mycket stora kostnader. Använder man kolsyreisblästring för att avlägsna den aktuella gröna täckfärgen på stolparna, behöver man blästra så hårt att blydamm bildas. Orsaken till detta är att täckfärgen, trots att den är spröd och hård, fortfarande är stark. Detta har även bekräftats med hjälp av vidhäftningsprov. Den föreslagna behandlingen visade sig ge kraftig kantresning på den första stolpen (2055) under de förhållanden som rådde vid målningsförsöken. Därför modifierades målningen på de följande stolparna för att minska den skadliga effekten från kantresningen. Grundolja applicerades en extra gång före täckfärgen. En stolpe (2075) i mycket gott skick handskrapades i stället för att blästras. De underhållsalternativ som man kan överväga för stolparna längs KL 2 är: 1. Successiv renblästring av alla stolpar och nymålning med epoxi grundfärg och polyuretan (PUR) täckfärg 2. Ommålning efter kolsyreisblästring, penetrerande grundolja (två gånger vid kantresning) och aluminiumpigmenterad pansarfärg som täckfärg. 3. Successiv renblästring av alla stolpar utan att applicera ny målning. Återstående livslängd för stolparna blir då beroende på s.k. rostmån. Med aktuell ståltyp och läget i norrland blir tiden till att hållfastheten på stolpen över mark försvagats så att den behöver skrotas, uppskattningsvis mer än 25 år. 4. Man fäster ett nät kring stolparna för att fånga upp färgflagorna som successivt lossnar. Även i detta fall blir den kvarvarande tekniska livslängden för konstruktionen mer än 25 år. Om man saknar resurser för att underhålla alla linjer, kan det sista förslaget vara intressant. Detta innebär mycket låga underhållskostnader på mer än 25 års sikt. Enstaka stolpar längs denna del av KL 2 kan i framtiden behöva reparationer i och under markbandet. Dessa stolpar som är speciellt utsatta i markbandet kan skyddas med katodiskt skydd. 3
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB 1. BAKGRUND Beskrivning av stolparna utefter KL 2 S4/S5 Ljusdal-Dönje: Stolparna är gjorda c:a 1936 i svetsat varmvalsat stål, mestadels 10 mm tjocklek. Stolparna har två rektangulära ben och en tvärgående förzinkad balk i toppen som kraftlinorna hänger i. Valshuden eller glödskalet togs på den tiden inte bort utan finns kvar under målningen. Målningen gjordes ursprungligen med en eller två strykningar blymönja samt en eller två strykningar med s.k. zinkfärgad pansarfärg och som enligt uppgift var i gott skick vid ommålningen under 70-talet. En gävlefirma gjorde ommålningen under en sommar. Vid detta tillfälle lades blymönja samt två olika lager grön täckfärg. Enligt uppgift i branschen, har kvarlämnade färgburkar som lämnats kvar i kraftlednings gator har orsakat blyförgiftning för boskap under 70-talet. Därför har man vid ommålning utefter Krångede-linjen även använt fiskoljebaserade produkter på vissa sträckor eller på vissa stolpar. En färgburk med blymönja fanns oktober 2005 vid stolpe 2028. I motsats till målningen längs KL 12 som är i mycket gott skick frånsett mindre rostfläckar, är målningen längs KL 2 från Ljusdal och söderut, ofta mycket dålig och har i stort sett helt fallit av från flera stolpar. Avflagningen är mest omfattande nedtill på stolpar och på stolpar lågt placerade i terrängen. Exempelvis är 2076 a mycket dålig medan 2074 b har närmast intakt målning. Genom att man ofta ser snabb utbredning av avflagning på den nedersta delen, befaras att även de stolpar som idag ser bra ut, kommer inom kort att drabbas av samma typ av avflagning. Tidigare undersökning föreslog kolsyreisblästring som förbehandling för att samtidigt ta bort lös målning, tvätta ytan och ta bort kritning, målning med en penetrerande grundolja följt av övermålning med aluminiumpigmenterad täckfärg. Ett arbetslag på tre personer kan, om man har uppehållsväder för målning, måla en stolpe per dygn. Svenska Kraftnät beslöt att man som prov skulle göra ommålning av fyra stolpar längs KL 2. Kraftledningen stängdes av under en vecka för ommålningsarbetet. Stolpnummer 2055, 2063, 2075 och 2076 valdes ut för ommålning. Stolpe 2076 var betydligt sämre än de övriga. 2. Målningsförsök Genomförda målningsprov (se även Bilaga 1): 1. 2055 a. Kolsyreisblästring av hela ytan samt noga kring större rostfläckar och kring flagning. Målning med Isotrol Grund samt Isoguard Pansar Aluminium. 2. 2055 b. Avverkning av all täckfärg på nedre delen, övre delen som stolpben nr 2055 a. Målning som stolpben nr 2055 a. 3. 2063 a+b. Kolsyreisblästring som 2055 a, Isotrol två gånger före Isoguard Pansar Aluminium. 4. 2075 a, Skrapning, samt nedre sektionen även stålborstad på hela ytan för att avlägsna kritning. Målning som 2063. 5. 2075 b Skrapning av hela stolpbenet. Målning som 2063. 6. 2076 a+b. Behandling som 2063. 4
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB 3. Resultat Vidhäftningsprov genom dragprov. Med lift gjordes dragprov före ommålning på c:a 9 m höjd. 2055 b: 3,8 MPa, 4,6 MPa, 5,0 MPa respektive 4,6 MPa. Vidhäftningsnivån bedöms som en hög. Vanligt förekommande minimikrav för 1-komponentfärger är 2 MPa (BSK 99). Kolsyreisblästring. Den aktuella täckfärgen är trots sprödhet, mycket hård och har bra vidhäftning till underliggande färglager. Därför krävs kraftig kolsyreisblästring för att avlägsna täckfärgen. När täckfärgen till slut slits loss fläckvis, tas den gamla orginaltäckfärgen med och lämnar bar blymönja. När man avlägsnade täckfärgen på 2055 b gav därför denna behandling i detta fall pulverformigt blydamm som fångades upp i markduken. I mikroskop kan man konstatera att dammet har partiklar som är mindre än 100 µm. Förutom 2075 isblästrades övriga stolpar med c:a 8 bars tryck för att inte blydammet skulle uppstå. Sammanlagt 22 kg färgflagor i ren form samlades in från de fyra stolparna i samband med ommålningen Målning. Denna målning ger tyvärr med det föreslagna målningskonceptet en alltför kraftig kantresning mellan innersta lager av blymönja och orginaltäckfärgen på. Trots att grundolja trängt in under färgkanterna, riskerar lösa kanter att med tiden lossna och då kommer underliggande blymönja att exponeras. Därför modifierades målningssystemet så att grundoljan används två gånger före täckfärg, vilket gav bättre täckning av kantresningen. Se jämförelse nedan. Genom att gå tillbaka och lägga på mer färg ger bättre överbryggning och intäckning av kanterna. Se två jämförande fotografier nedan. Täckfärgen lades extra tjockt över kantresningar vilket under rådande väderlek gav rinningar. Vädret under veckan som provmålningarna gjordes var kallt och ostadigt. Vid 10 C lät vi grundoljan torka 90 min före övermålning. 2055, målning med Isotrol grund en gång. 2063, målning två gånger med Isotrol Grund (förstoring) 5
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB Stolpar efter ommålning maj 2006: KL 2 S4 2055, målad 2006-05-16 KL 2 S4 2063, målad 2006-05-18 KL 2 S4 2075, målad 2006-05-19 KL 2 S4 2076, målad 2006-05-20 6
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB 4. Diskussion Beställning av underhåll som rostskyddsmålning är mycket svår pga. ett flertal olika orsaker. Dels varierar varje stolpes kondition, dels är förutsättningarna mycket olika genom att tillgänglighet och att geografin varierar. Funktionsupphandling är normalt inte möjlig. Man kan vid beställning ge ett antal förslag till underhåll och se vilket förslag som ger lägsta anbud. Man får trots detta en osäkerhet avseende på hållbarhet och framtida underhållskostnader. Olika åtgärder har olika nivåer på kostnad, men värdet av olika underhållsåtgärder är ofta svåra att jämföra genom olika grader av beständighet och framtida underhållsbehov. I framtiden tillkommer kostnader för utbyte av delar och slutligen utbyte av hela konstruktionen. Det omedelbara problemet med KL 2 är att färgflagor sprids från många stolpar och att flera inom en kort tid förväntas göra det om inte åtgärder mot detta vidtas. På mycket lång sikt hotas hållfasthet så att stolpen i sin helhet behöver bytas ut. Först kommer reparation och förstärkning av stålkonstruktionen i och under markbandet. Troligtvis bör man använda olika åtgärder beroende på målningens skick och stolpens tillgänglighet. Stolpar nära väg eller som finns lätt tillgängliga på åkrar, kan åtgärdas antingen genom sandblästring eller med kolsyreisblästring och ommålning. Stolpar längs otillgängliga kraftledningsgator kräver att man använder fordon som har mycket gott terränggående, exempelvis s.k. skogsmaskiner. Man behöver lift monterad på dessa typer av terrängfordon. Enklare typer av behandlingar görs främst på svårtillgängliga stolpar i bra skick. Det förslag som till låg kostnad sikt löser problemet med nedfallande blymönjeflagor är inklädning av stolpar med nät. En typ av nät som används för inklädning vid t.ex. fasadrenovering kan vara lämpligt. Beständigheten på dessa nät vid kontinuerlig användning är dock i dagsläget inte känt. Det modifierade målningssystemet är inte nödvändigtvis väsentligt dyrare än det först föreslagna. Däremot behövs ett större arbetslag för att rationellt utnyttja personal och utrustning. Med tre liftar och två blästringsaggregat kan man nästan blästra två stolpar per dygn under väderförhållanden som är normala för maj-juli, samtidigt som målning utförs så länge klimatförhållanden är lämpliga. Om målningen blir efter på grund av olämpliga väderförhållanden, kan personal från blästringen hjälpa till när målning är möjlig, Detta arbetslag blir på så sätt mindre beroende på väder och vind, se Bilaga 2. Lägsta temperatur för denna typ av tillämpning med de nu använda produkterna torde vara c:a 10 C. Det var första gången som färgprodukterna användes på detta sätt. Genom att utveckla dessa genom anpassning kan man förenkla användningen och förbättra målningens kvalitet. Lågtemperaturversioner för temperaturer runt 10 C vore en fördel att använda under de väderförhållanden som rådde vid målningen. En färgad specialprodukt vid kantresning som är optimerad att överbrygga lösa färgkanter är viktigt. 7
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB Förslag på fortsatt arbete är: Framtagning av anvisningar för inventering och inspektion av äldre målade kraftledningslinjer Inventering av vilka målade kraftledningslinjer som kan vara aktuella. Undersökning hur dessa är målade. Nytt målningsförsök där man använder hetvatten vid 700 bar och modifierade produkter för att lösa problemet med kantresning. Planering och budgetering av framtida underhållskostnader Framtagning av målningsanvisningar Uppföljning genom inspektion av ommålningen KL 2 efter 12 månader (maj 2007). Upphandling av underhållsåtgärder 2007 5. Slutsatser Avlägsnande av befintlig täckfärg med hjälp av kolsyreisblästring bör inte användas på KL 2. I stället rekommenderas en försiktigare blästring för att avlägsna smuts, kritning, lös färg och rost. Rosten på större färgfria ytor kan blästras med fullt tryck (12 bar). Ommålning som i detta läge rekommenderas: Isotrol grund så att ytan väts. Flash-off så att grundoljan får tid att penetrera och att lösningsmedel lämnar filmen. Tid beroende på temperatur och vind. C:a 90 min vid 10 C och svag vind, kortare tid möjlig vid högre temperatur. Vid kantresning; färgad Isotrol Grund ytterligare en gång längs färgkanter, gärna med hjälp av pensel. Färgad Isotrol HV eller Isotrol Aluminium kan användas vid andra strykningen för att bättre överbrygga kantresning, samtidigt som man kan se vilka områden som är övermålade i andra målningsomgången. Efter Flash-off på samma sätt som ovan sprutas täckfärg Isoguard Pansar Aluminium, tjockare skikt vid kantresningar. 6. Referenser KI Rapport 580235 KL 12 S3-4. Undersökning av målning ovan mark KI Rapport 580792 KL 2 S4 Ljusdal-Dönje / KL 2 S5 Dönje-Ockelbo. Undersökning av målning och förslag till åtgärder. 8
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB Före blästring Efter kolsyreisblästring Efter målning med grundolja Efter målning Insamling av färgflagor efter regnskur Färgpartiklar insamlade i markduk 9
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB Kolsyreisblästring från lift. Blästeraggregatet är placerat i liften. Täckfärg borttagen med kolsyreisblästring (mycket noggrann blästring) Kolsyreblästrad rostig stålyta. Sprutmålning från lift 10
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB Bilaga 1. Ommålning av fyra stolpar KL 2 anteckningar. Måndag 15 maj 2005. Blåsigt (N) och kallt väder En lift på plats. Ställningsbygge. Blåsten förhindrade uppsättning skyddsväv runt stolpen. Vinden mojnade på kvällen. 18.00 2055 b mycket noggrann blästring, endast ett lager blymönja kvar. färgskiktet hårt och starkt men släpper plötsligt under blästring. 22.00 2055 b blästring avslutas. Tisdag 16 maj Kall morgon, klart väder, svag vind (NO) 08.30 2055 a kolsyreisblästring 09.00 2055 b dragprov: bricka c:a 9 m höjd not öster (pos 4). 3,8 MPa resp. 4,6 MPa stående L-profil, c:a 9 m höjd, mot söder: 5,0 resp 4,6 MPa s 13.45 två liftar på plats. vädret halvklart. Svag vind. 15:30 2055 a Isotrol grund start 16:15 16 C, 22 % RH 17:15 2055 a Isotrol klar 17:30 2055 b Isotrol grund start 2055 a Pansar Aluminium start (hård bottensats 5dygn e tillverkning) 15 C, 23 % RH 18:20 2055 b Isotrol grund klar 19:30 halvklart väder. Svag vind (S) 19:00 2055 a Pansar Aluminium klar. Penselförstärkt i skador. 19:30 2055 b Pansar Aluminium start 9,0 C 46 % RH 21.00 2055 b Pansar Aluminium klar Resultat: 2055a Kantresning. Därför modifieras målningen i fortsättningen. 2055b Vid blästring för att avlägsna täckfärghen helt bildas orange damm. Därför bör inte täckfärgen i sin helhet avlägsnas. Onsdag 17 maj 2006 Klar och kall natt, ingen vind 08.30 2063 b marktäckning, nedersta bricka dålig in- + utsida pos 3 mot S!? 09.30 2063 a marktäckning, nät hängs runt stolpben 11.00 2063 a+b blästring start 12.30 regnskur 14.30 regn upphör 15.00 4 C 77 % RH, sol och duggregn 15.30 regn startar 3(14)
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB Bilaga 1. Torsdag 18 maj 08.00 molnigt, låga moln, ingen vind, 6 C, 89 % RH 09.00 2063 a Isotrol I start 09.20 6 C, 83-88 % RH 09.30 2063 a Isotrol I slut 10.00 2063 b Isotrol I start 7,0 C, 83-85 % RH 10.40 2063 a Isotrol II start 6,6 C, 85 % RH 11:15 7,5 C, 80-83 % RH 11.30 2063 a Isotrol II slut 11.40 2063 b Isotrol II start 7,4 C, 77-80 %RH 12.00 2063 b Isotrol II slut 13.00 2063 a Pansar Aluminium start 14.00 2063 a Pansar Aluminium slut 14.00 2063 b Pansar Aluminium start 7,3 C, 79 % RH 2063 b Pansar Aluminium slut 17.00 omgruppering till 2075+2076. Ännu inget regn tom 17.00 19.00 2075 a+b skrapning i duggregn. 22.00 2075 a+b skrapning avslutad Fredag 19 maj Disigt på förmiddagen. 10.00 2074 a+b skrapning start 2075 a+b kolsyreisblästring start 14.00 2074 a +b skrapad. Nedersta sektionen på 2074a stålborstad. 14.00 2076 b Blästring start, ett aggregat (lilla), 11,4 C, 77 % RH 14.43 2075 a Isotrol start 15.10 11,5C, 73-77 % RH 15.26 2075 a Isotrol I färdig 15.30 2075 b Isotrol I start 16.00 2075 b Isotrol I slut 16.20 2075 a Isotrol II start 16.55 solen bryter fram 17.15 2075 a Isotrol II slut 17.30 2075 b Isotrol II start 15,3 C, 57 % RH 18.44 2075 a Pansar Aluminium start 12,1 C, 68 % RH 20.30 2075 a Pansar Aluminium klar 20:40 2075 b Pansar Aluminium start 10,4 C, 74 % RH 21.00 10,4 C, 74 % RH 21.30 2075 b Pansar Aluminium klar 22.30 2076 a+b kolsyreisblästring slut 4
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB Bilaga 1. Lördag 20 maj Låga moln, svag vind SV. 2076 a+b komplettering av blästring 11.00 2076a blästring klar 11.30 2076 b Isotrol I start 11.50 2076 b Isotrol I klar 11.50 2076 a Isotrol I start 12.00 10,5 C, 84 % RH 12.30 2076 a Isotrol I klar 13.00 2076 b Isotrol II start 13.30 2076 b Isotrol II klar 13.30 2076 a Isotrol II start 11,4 C,82 % RH 14.00 2076 a Isotrol II klar 14.30 2076 b Pansar Aluminium start 15.40 2076 b Pansar Aluminium klar 15.40 2076 a Pansar Aluminium start 16.30 2076 a Pansar Aluminium klar 5
Korrosions- och Metallforskningsinstitutet AB Bilaga 2. Förslag till utrustning för ett arbetslag för kolsyreisblästring och ommålning av kraftledningsstolpar. Föreslaget innebär att man har tre man som använder två isblästringsaggregat. Två man går efter och gör målningen. Om målningen hindras av väderförhållanden så ska målningen kompletteras av en man ur blästringen för att öka målningskapaciteten då väderförhållanden medger. Exempel på utrustning: Blästring: Kraftig kompressor med avfuktning och oljeavskiljare, min 12 bar, min 20 m 3 /min. Eftersom man använder parallellt två aggregat bör gemensam tryckluftsmatning ske med 2-tums slang och med ett högre tryck. Separat matning max 25 m med 1-tumsslang till varje blästeraggregat. Lufttrycket reduceras vid blästeraggregaten. 2 st. Isblästringsaggregat, minst det ena avsett för upp till 12 bar lufttryck. 2 st. Liftar, helst båda med lifthöjd på 22 m. Slang och kablar ska räcka upp till korgen. El-aggregat för strömförsörjning av blästeraggregat Markduk klass 2, minst 150 m2 av marken täcks runt varje stolpben. (Täckning med presenning är mindre lämplig vid regn. Markdukens kanter viks upp minst 1 dm för att fånga upp flygande färgflagor.) Byggnät som hänger runt stolpbenet och som fångar upp flygande färgflagor. Målning: Lift med lyfthöjd minst 22 m 2 st. (minst) färgsprutningsutrustningar, (för två personer) El-aggregat/mindre tryckluftsaggregat för drift av färgsprutningsutrustning. Tryckluftsmunstycke för att man ska kunna blåsa bort hängande vattendroppar före målning. (På så sätt påskyndas upptorkning efter dagg eller regn.) Slang och kabel för upp till 22 m höjd.