AT501866B1 - Flachboden-tankanlage für die lagerung von brennbaren und/oder umweltschädigenden flüssigkeiten - Google Patents

Description

2 AT 501 866 B1

In großen Volumsmengen vorliegende brennbare Flüssigkeiten müssen in entsprechend großen Behältern, Tanks od. dgl. in einer Weise gelagert werden, die sicher stellt, dass im Fall einer Undichtheit des Behälters und insbesondere des Bodens des Behälters von den dort gelagerten Flüssigkeiten dennoch keine Gefährdung für die Umwelt ausgeht. 5

Im Allgemeinen geschieht dies durch doppelwandige Ausführung der Hülle des Behälters, insbesondere des Behälter-Bodens, und durch zumindest periodische Überwachung des Hohlraums zwischen den beiden Behälterwänden. io Nicht nur für die Neuerrichtung, sondern auch für die Sanierung von Tankanlagen sind eine Reihe von unterschiedlichen Verfahren zur Herstellung von auf ihre Dichtheit prüfbaren Tankhüllen vorgeschlagen und in der Praxis eingesetzt worden.

Das gilt auch für die Flachbodentankanlagen. Hier beschränkt sich die Anordnung und Ausfüh-15 rung von im Sinne der obigen Ausführungen überwachbaren Hohlräumen auf den Bodenbereich der Tanks, da diese Anlagen frei in einer Auffangwanne stehen.

Die Böden der Tanks sind in der Regel aus Stahl mit einer Dicke von 10 mm gefertigt und mit einem Korrosionsschutzmittel beschichtet. Ein Korrosionsangriff auf diese Böden kann sowohl 20 von dem im Tank gelagerten flüssigen Medium als auch vom Untergrund her ausgehen. Während der Korrosionsangriff durch das gelagerte Medium mit Hilfe einer Beschichtung bzw. Nach-Beschichtung verhindert werden kann, verläuft die Korrosion auf der Unterseite des Bodens unkontrolliert und ohne Möglichkeit eines dieselbe verhindernden oder stoppenden Eingriffs. Bei jeder Revision wird die jeweilige Schichtdicke der den Boden bildenden, aneinander geschweiß-25 ten Stahlplatten geprüft und einzelne Platten mit zu geringer Materialstärke müssen ersetzt werden.

Es ist also notwendig, dass die Böden von Tankanlagen hinsichtlich ihrer Schichtdicke überprüfbar sein müssen. 30

Flachbodentanks weisen zumeist Durchmesser zwischen 20 m und 80 m auf. Die Masse der in den Tanks gelagerten Flüssigkeiten ist erheblich und die auf die Böden der Tanks einwirkenden Kräfte sind daher groß. Das hat in der Regel zur Folge, dass die Böden bzw. die dieselben bildenden Bleche bei Änderungen des Füllstandes der Tanks oder - im Extremfall - bei vollstän-35 diger Entleerung oder vollständiger Befüllung derselben starken Verformungen unterliegen. In entleerten Tanks heben sich die Böden oft mit Amplituden bis zu 50 cm und mehr im Vergleich zur Lage der Böden, wenn die Tanks voll befüllt sind.

Selbst bei einer Begehung von entleerten Flachbodentanks kommt es zu erheblichen Auf- und 40 Ab-Bewegungen der Bodenbleche.

Herkömmliche, qualitativ hochwertige, und daher besonders festhaftende Korrosionsschutz-Beschichtungen der Böden können diesen eben teilweise extremen Verformungen ohne Beschädigung folgen. Eine Beschichtung der Böden mit derartigen Beschichtungsstoffen oder 45 glasfaserverstärkten Composit-Materialien (GFK) ist daher problemlos möglich. Überwachbare Hohlräume, also z. B. zwischen einem äußeren und einem inneren Boden des Tanks, können nur mit großem Aufwand in bestehende Tanks integriert werden. so Ein Heben des gesamten Tanks und ein Einbau neuer Fundamente und Auflagen oder der Einbau eines zweiten, abgesetzten Stahlbodens ist mit erheblichen Kosten verbunden und wird, insbesondere aus diesem Grund, derzeit in dieser Form nicht praktiziert.

Es wurde daher eine Zeit lang versucht, den angestrebten Hohlraum dadurch zu schaffen, dass 55 er selbst sozusagen Bestandteil der Bodenbeschichtung ist, also sozusagen in dieselbe integ- 3 AT 501 866 B1 riert ist. Sogenanntes Abstandsgewebe, insbesondere aus Glasfasern, ermöglicht die Herstellung von Hohlräumen in der Beschichtung nach den Prinzipien der GFK-Bauweise.

Die in die Beschichtung integrierten Abstandsgewebe bestehen aus zwei Gewebedecklagen, 5 die durch dieselben miteinander verbindende, etwa senkrecht zu den Decklagen verlaufende Stegfäden auf Abstand voneinander gehalten werden. Nach der Tränkung mit Harz stellen sich die Stegfäden des Abstandsgewebes - bevorzugt wird ein solches mit der Warenbezeichnung PARABEAM eingesetzt - selbstständig auf eine jeweils vorgegebene Höhe auf. Damit lassen sich auf einfachste Weise hochsteife und druckfeste Sandwichlaminate hersteilen, wobei zwi-io sehen den beiden Decklagen des Abstandsgewebes Hohlräume verbleiben, aus welchen die wie oben erwähnten Proben für die Ermittlung eventueller Leckagen entnommen werden können.

Diese Hohlräume bzw. die dieselben enthaltenen Strukturen versteifen jedoch die Konstruktion 15 deutlich, ein Effekt, der in anderem Zusammenhang, wie z. B. im Flugzeug-, Schiffsbau od. dgl. an sich durchaus erwünscht ist. Bei Tanks kommt es jedoch dazu, dass die wie oben schon beschriebenen Bewegungen und Verformungen des Stahlbodens bei Änderung der Flüssigkeitsmenge im Tank zur Zerstörung dieser Art der Beschichtung führt. Grund hierfür ist, dass steif ausgeführte Hohlräume die Bewegungs- und Verformungskräfte nicht gleichmäßig auf-20 nehmen können. Die bei der Verformung der Böden der Tanks auftretenden Kräfte werden punkt- und/oder linienförmig gebündelt und zerstören die auf den Tankboden aufgebrachte Hohlraum-Composite-Beschichtung unter Umständen schon bei der ersten Befüllung der Tanks.

Dies hat dazu geführt, dass Anbieter derartiger Beschichtungen auf Basis von Abstandsgewebe 25 für Flachbodentanks praktisch vom Markt verschwunden sind.

Auf Grund dieser und anderer ungünstiger Erfahrungen in der Praxis werden Flachbodentankanlagen mit Zustimmung der Behörden derzeit insbesondere durch Ausbessern des Stahlbodens und durch Ausführung entsprechender Korrosionsschutz-Beschichtungen ohne Hohlraum 30 saniert.

Zur Anwendung kommen heute im Wesentlichen folgende Systeme: 1. ) Herstellung einer Isolierschicht auf dem bestehenden Boden eines Tanks und Einziehen 35 eines zweiten Stahlbodens. Der neue Stahlboden ist dadurch vom Untergrund isoliert, und somit ist eine Korrosion vom Untergrund her für einen längeren Zeitraum verhindert. In den meisten Fällen wird eine derartige Isolierschicht aus Bitumen eingesetzt. 2. ) Herstellung einer selbsttragenden GFK-Schicht auf dem bestehenden Stahlboden. Die auf 40 der Innenseite des Tankbodens ausgebrachte Schutz-Schicht ist gegenüber Feuchtkorrosion beständig und wirkt selbst dann noch als dichter Boden, wenn der darunter liegende Stahlboden bereits durchkorrodiert ist. 3. ) Eine Kombination der beiden gerade genannten Verfahren, wobei ein neuer GFK-Boden auf 45 eine vorher erstellte Isolierschicht aufgetragen wird.

Der derzeitige Stand der Technik ist - nicht zuletzt aus Sicht des Gesetzgebers - jedoch immer noch unbefriedigend, da eine Kontrolle der ja an sich geforderten Anlagensicherheit, beispielsweise durch die letztgenannten Tankboden-Schutzsysteme und -Sanierungs-Verfahren prak-50 tisch nicht möglich ist. Die Folge davon sind erhöhtes Anlagenrisiko und verkürzte Inspektionsintervalle, die erhebliche Kosten verursachen.

Zu dem Stand der Technik auf dem Gebiet doppelwandiger Tanks und deren Kontrolle auf Lecks ist Folgendes auszuführen: In der DE 2843174 A1 ist ein doppelwandiger Lagerbehälter 55 für Flüssigkeiten beschrieben, wobei dort im Raum zwischen den beiden Tankschalen ein 4 AT 501 866 B1

Vakuum aufrecht erhalten wird und eine dort verlegte Saug- und Messleitung für eine Überwachung und die Registrierung einer eventuellen Undichtheit einer der Behälterschalen vorgesehen ist. Der Zwischenraum zwischen den Behälterschalen ist mit einem porösen Material gefüllt. Es ist dort als solches mit Kunstharz verklebter Einkornsand genannt, wobei über die tatsächli-5 che Konsistenz des Kunstharzes keine Aussage gemacht ist.

Die DE 4322859 A1 und die US 4756033 A zeigen verschiedene Arten von Leitungsanordnungen für das Drainagieren des Bodenkörpers eines Behälters. io Es ist nun Ziel der vorliegenden Erfindung, langfristig leck-überwachbare Flachbodentanks zu schaffen, bei welchen Inspektionsintervalle von z. B. 15 Jahren oder länger möglich sind.

Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, dass die Ausbildung von, gegebenenfalls permanent, überwachbaren Boden-Hohlräumen, die in direktem Kontakt zur Bodenfläche des Stahl-15 tanks stehen, nur durch Einsatz von ausreichend elastischem und duktilem Material möglich ist, das den oben beschriebenen Bewegungen bei der Verformung des Bodens bei Änderung der Masse des Tankinhalts zu folgen imstande ist. Gleichzeitig ist von diesem Material aber zu fordern, dass es der durch das gelagerte Medium bedingten Gewichtskraft, also insbesondere bis zu 3 bar Druck, problemlos standhalten muss. 20

Bei eingehenden Versuchen zur Herstellung von porösen bzw. mit Hohlräumen durchsetzten Materialien wurde gefunden, dass sich eine Kombination von körnigem bzw. stückigem Material, insbesondere von solchem, das ein im Wesentlichen einem Einkorn-Zuschlag entsprechendes Korngrößenspektrum aufweist, und einem die einzelnen Körner, Formkörper od. dgl. anein-25 ander bildenden Bindemittel am besten bewährt hat.

Um nun aber zu einem den hohen Verformungen von Tankböden standhaltenden und dieselben ohne Bruch od. dgl. nachvollziehenden Material zu gelangen, reicht der Einsatz von Einkornmaterial nicht aus und es müssen im gegenständlichen Fall zur Lösung der sich hier stel-30 lenden Aufgabe allerdings alle in sich "starren" Kombinationen von Zuschlag und Bindemittel als nicht anwendbar angesehen werden. Solche "starren" poröse Massen sind beispielsweise Monokornbeton, epoxidharz-gebundener Quarzkies, polyester-gebundener Kies und kunststoffgebundener Sand, wie oben erwähnt. 35 Es war also davon auszugehen, dass nur in gewissem Ausmaß "nachgiebige" Systeme bzw. Material-Kombinationen für die Lösung der hier gestellten Aufgabe zum Erfolg führen konnten.

Hierzu sei erläuternd Folgendes näher ausgeführt: 40 Der Boden von Flachbodentankanlagen aus Stahl, sofern dieser einlagig ausgeführt ist, ist statisch als Membran anzusehen. Durch Füll- und Entleervorgänge wird diese Membran gestreckt bzw. gestaucht. Erfahrungsgemäß setzen ab einer Bodenfläche von 800 m2 (Durchmesser 62 m) mehr oder weniger deutliche Verformungen der Bodenfläche im entleerten Zustand ein. Die Verformungen sind u. A. von der Dicke des Bodenblechs abhängig. Auf Grund der 45 Schweißspannungen, die durch die in der Regel überlappend geschweißten Bodenplatten auftreten, können diese Verformungen selbst und auch der Ort ihres Auftretens schwer vorhergesagt werden und sie können lokal erheblich sein. Es ist mit Krümmungsradien von bis hinab zu einem Meter zu rechnen. so Bodenaufbauten von wenigen Zentimetern weisen gegenüber den gegenständlichen Flächen und Spannweiten keine versteifende Wirkung auf. Sie müssen daher den Bewegungen des Bodens folgen können, um nicht zerstört zu werden. Je höher die Schichtdicke solcher Aufbauten und umso niedriger die Krümmungsradien der Verformung, umso elastischer oder duktiler müssen sich die Beläge verhalten, um die Dehnungen im Außenbereich der Krümmung ohne 55 Schäden aufzunehmen. 5 AT 501 866 B1

Das Füllgut der Tankanlage übt Druck auf die Bodenfläche aus. Die Bodenkonstruktion muss also so gestaltet sein, dass der Aufbau unter der Dichtschichte nicht nachgibt. Das gilt nicht nur für senkrechte Kräfte, sondern auch für seitliche Belastungen. Das Material der Unterkonstruktion darf also nicht durch "Walk"-Bewegungen des Bodens zur Seite geschoben werden. 5

Die Notwendigkeit eines druckstabilen, aber dennoch gegenüber Krümmungen elastischen, duktilen Aufbaus, erfordert, wie gefunden wurde, eine spezielle Zusammensetzung der einge-brachten Schicht. Diese muss einmal im Wesentlichen aus druckstabilem Material, wie z. B. Quarzkies, hergestellt sein, das derart verbunden ist, dass der Abstand der einzelnen Körner io voneinander gering ist und eine Seitwärtsbewegung unterbunden wird. Derartige Konstruktionen sind unter Druck nahezu nicht komprimierbar und stark belastbar, da die auftretenden Kräfte direkt an den Untergrund abgeleitet werden. Besteht das Bindemittel zwischen den Körnern aus einem starren Material, wie z. B. aus Zement, nicht elastischem Kunstharz od. dgl., so ist der Aufbau zwar druckstabil, kann sich aber nicht an Krümmungen des Untergrundes anpas-15 sen.

Werden nun elastische und/oder duktile Bindemittel, wie z. B. Polyurethane, elastifizierte Epoxidharze, Silikone, Bitumen od. dgl. eingesetzt, so ist eine solche Anpassung einmal grundsätzlich möglich. Voraussetzung ist allerdings eine entsprechende Dehnbarkeit des eingesetzten 20 Bindemittels und das Vorhandensein von Hohlräumen, in welche ein Ausweichen des Bindemittels möglich ist. Z. B. führt ein Krümmungsradius von einem Meter im Untergrund bei einer 25 mm starken Schicht zu einer Oberflächenzunahme von ca. 2,5 %. Da entlang der Oberfläche nur ein gerin-25 ger Teil, also z. B. 5 % des Querschnitts, Bindemittel zwischen den Körnern vorliegt, ist eine Dehnung von mindestens 50 % erforderlich, um einer solchen Krümmung zu folgen und gleichzeitig die Bindung zwischen den Körnern zu erhalten. Dickere Schichten erfordern entsprechend größere Dehnungen. 30 Mit ähnlichen Werten ist bei Verformungen des Tankbodens während einer Füllung oder Entleerung des Tanks zu rechnen.

Es wurde nun gefunden, dass durch Zugabe von elastischen Festkörpern zu den starren Festkörpern das Dehnungsverhalten wesentlich verbessert werden kann und auf diese Weise das 35 duktile Bindemittel wesentlich weniger beansprucht wird und der ausgleichsfördernde Kontakt zwischen Bindemittel und Korn immer aufrecht bleibt. In Frage kommt eine Zumischung von elastischen Kunststoffen, Gummigranulat od. dgl. zu den rigiden, druckstabilen Materialien. Der Anteil an elastischem Material ist hiebei so zu wählen, dass die Druckstabilität nicht wesentlich nachlässt. An der geforderten Druckstabilität ist der Anteil an elastifizierenden Zuschlagsstoffen 40 auszurichten. Bei einer geforderten Druckfestigkeit von 400 kPa ist z. B. erfahrungsgemäß ein Anteil an elastifizierendem Korn-Material etwa im Bereich bis z. B. 25% Volumen besonders günstig.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Flachboden-Tankanlage zur Lagerung von brennbaren 45 und/oder umweltschädigenden Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, welche die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.

Dieser Anspruch nennt für das körnige bzw. stückige Grundmaterial des im Hohlraum zwischen den beiden Böden des Tanks angeordneten Druckausgleichskörpers besonders bevorzugt so einzusetzende Materialien, wobei hier der Formgebung der Körner, Formkörper od. dgl. nur dadurch Grenzen gesetzt sind, dass es nicht zu einem zumindest stellenweise dichten "Zusammenpacken" derselben kommen darf, wodurch die zur Erfüllung des Zwecks der Erfindung notwendigen Leerräume zwischen den Körnern, Formkörpem od. dgl. zu klein sind oder überhaupt verschwinden, dass also die "Poren" bzw. Leerräume zwischen den Körnern und auch 55 die Verbindung zwischen denselben, also die "Offenporigkeit" innerhalb des visco-elasto- 6 AT 501 866 B1 plastischen Druckausgleichskörpers, gewährleistet ist.

Durch gezielte Wahl der Mengenverhältnisse von rigidem Kornmaterial, zu Elastomer-Körnern bzw. -Formkörpern, beide vorzugsweise im Wesentlichen als Einkorn-Material vorliegend, kann 5 die Elastoplastizität bzw. mechanische "Nachgiebigkeit" der den Druckausgleichskörper bildenden Masse gezielt auf die jeweils gegebenen Aufforderungen an denselben eingestellt werden. Es kann dieses Verhältnis theoretisch zwischen 80:20 und 20:80, jeweils bezogen auf das Gesamt-Eigenvolumen der rigiden und der elastischen Körper betragen. io Es werden einerseits Gummi- oder Recyclinggummigranulate oder ähnliche, vergleichsweise weiche, körnige Materialien bzw. Formkörper zur Erhöhung der Druckaufnahmefähigkeit durch den Anteil an Quarzkies versteift, ohne dass dadurch die visco-elastischen Eigenschaften des Druckausgleichskörpers völlig verloren gehen. Das vorteilhafter Weise in höheren Mengen vorliegende, vergleichsweise steife Zuschlagmaterial wird durch den Anteil von Elastomer-, 15 insbesondere Gummigranulat mit einer jeweils geeigneten Körnung elastifiziert und/oder plasti-fiziert.

Wesentliche Voraussetzung dafür bleibt in jedem Fall der Einsatz eines duktil/plastisch/elas-tischen Bindemittels als Korn-Bindungsmaterial. Es hat sich gezeigt, dass als Bindemittel für die 20 Körner, Formkörper od. dgl. partiell fließende bzw. fließfähige Bindemittel rein elastischen Bindemittelmaterialien vorzuziehen sind, da solche eine gewisse Neigung zum "Fließen" aufweisende Materialien sich jeweils ändernden bzw. neuen geometrischen Gegebenheiten praktisch kraftfrei anpassen können, und dass auf diese Weise sich bei Änderung der Geometrie des Hohlraums zwischen den beiden Tank-Böden eventuell aufbauende Scherkräfte zwischen den 25 beiden Bodenplatten der Tanks selbsttätig sehr rasch wieder abbauen.

Diesem Umstand kann vorteilhaft durch gezielte Auswahl der - für die elastoplastische Bindung der Körner, Formkörper od. dgl. in der den Druckausgleichskörper bildenden Masse vorgesehenen - Bindemittel gemäß Anspruch 2 Rechnung getragen werden. 30

Um zum oberen bzw. Zweitboden bzw. zu dessen Unterseite hin eine möglichst gleichmäßige und glatte Oberfläche auf dem ja mit gröberkörnigen Material gebildeten Druckausgleichskörper zu schaffen, ist es vorteilhaft, wenn zwischen demselben und dem Zweitboden ein Feinkorn-Körper bzw. eine Feinkorn-Schicht angeordnet ist, wie dem Anspruch 3 zu entnehmen ist. 35

Was die Größe der Körnung dieses meist mit - gegebenenfalls ebenfalls bitumengebundenen - Sand gebildeten Feinkornkörpers betrifft, so sind hierfür Korngrößen von unter 1 mm bevorzugt einzusetzen. 40 Für Tanks, deren Zweitboden mit faserarmiertem Kunststoff gebildet ist, ist es insbesondere für die spätere elektrometrische Überwachung der Dicke dieses Zweitbodens bevorzugt, auf der soeben erwähnten Feinkornschicht eine - begehbare Aluminiumfolie anzuordnen und auf dieser dann den Zweitboden mit dem faserarmierten Kunstharz-Laminat zu bilden, wozu im Einzelnen auf den Anspruch 4 verwiesen sei. 45

Wie schon eingangs erwähnt, ist es im Sinne der Minimierung des Überwachungsaufwands wichtig, in dem Hohlraum zwischen den beiden Böden von Flachbodentanks entweder direkt Sonden für die Detektion von bei Undichtheit des Tankbodens aus dem Untergrund und/oder aus dem im Tank gelagerten flüssigen Medium stammenden, in Gas- bzw. Dampfform vorlie-50 genden Substanzen anzuordnen oder aber dort Proben-Entnahmestellen und -leitungen zu verlegen, durch welche Gasproben aus dem Hohlraum zwischen den beiden Böden des Tanks jeweils entsprechenden Analysegeräten zugeführt werden können.

Eine kontinuierliche Überwachung der Verhältnisse im Zwischenboden-Hohlraum kann am 55 besten durch Aufrechterhaltung eines leichten Unterdrucks und durch eine laufende Druck- 7 AT 501 866 B1 Überwachung gewährleistet werden, was im Wesentlichen dem Stand der Technik entspricht. Um ein schnelles Ansprechen des hier zum Einsatz kommenden Systems zu gewährleisten, sind entlang ihrer Erstreckung mit Einströmöffnungen ausgebildete perforierte Rohre in einer Weise in dem Druckausgleichskörper angeordnet, durch welche gewährleistet ist, dass die 5 Transportwege von Gas durch die Schicht bis zu einer Proben-Entnahmestelle hin möglichst kurz sind.

In diesem Sinn ist die dem Anspruch 5 zu entnehmende Anordnung der Stränge der Probenahmeleitungen im Druckausgleichskörper im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt. 10

Der Anspruch 6 hat eine weitere vorteilhafte Art der Anordnung der Proben-Entnahmeleitungen und von deren Zweigsträngen innerhalb des Druckausgleichskörpers zum Gegenstand, durch welche bei möglichst geringem Aufwand eine möglichst hohe Erfassungs-Wahrscheinlichkeit von "Leckage-Substanzen" über die gesamte Grundfläche bzw. innerhalb des gesamten Volu-15 mens des Druckausgleichskörpers gewährleistet ist.

Was die konkrete Überwachung des Hohlraumes zwischen den beiden Böden der Tanks hinsichtlich des Auftretens von Leckagen indizierenden Stoffen betrifft, so ist es vorteilhaft, wenn dieselbe zweistufig erfolgt, da zum Einen auf diese Weise die Sicherheit erhöht werden kann 20 und zum Anderen die Überwachung an ein jeweils anzunehmendes Versagens-Szenario angepasst werden kann.

Eine diskontinuierliche qualitative Überwachung der Luft bzw. Gase im Hohlraum zwischen den beiden Böden der Tanks auf in denselben eintretende "Leckage-Substanzen" lässt sich durch in 25 regelmäßigen Abständen erfolgende Entnahme von Gasproben aus diesem Hohlraum gewährleisten, die bevorzugt mittels Gaschromatographie auf ihre Inhaltsstoffe geprüft werden.

Auf diese Weise ist es möglich, bei Versagen eines der beiden Böden eines Tanks, und zwar insbesondere des "oberen" Bodens, das Auftreten und gegebenenfalls auch den Ort des Lecks 30 festzustellen oder zumindest einzugrenzen. Tritt das im Tank gelagerte flüssige Medium in nur geringen Mengen in den Zwischenboden-Hohlraum ein, so kann dies auf Basis des charakteristischen "Musters" der flüchtigen Stoffe des Mediums problemlos nachgewiesen werden.

Ist es nun zur Korrosion des unteren Bodens gekommen, so bricht dadurch zwar der Unterdrück 35 im Zwischen-Boden-Hohlraum zusammen, gaschromatographisch kann aber in diesem Fall das Fehlen bzw. Nicht-Vorhandensein von Spuren des sich im Tank befindlichen Mediums im Zwischenboden-Hohlraum nachgewiesen werden. Der Schutz des Untergrundes vor Kontamination bleibt in diesem Fall voll aufrecht und es kann die Dichtheit des Zweitbodens weiterhin mittels Gasprobenentnahme aus dem Hohlraum überwacht werden. 40

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert:

Es zeigen die Fig. 1 schematisch ein den Stand der Technik entsprechendes, wie weiter oben erwähntes, Abstandsgewebe, die Fig. 2 schematisch eine im Wesentlichen den realen Verhält-45 nissen entsprechende Masse, wie sie erfindungsgemäß für die Bildung des Druckausgleichskörpers zum Einsatz kommt, die Fig. 3 und 4 Schnittansichten von zwei im Rahmen der Erfindung bevorzugten Ausführungsformen von Tanks mit Zwischenboden-Hohlraum-Überwachungseinrichtung und die Fig. 5 und 6 zwei vorteilhafte, eine möglichst hohe Flächendeckung für die Probenahme gewährleistende Arten der Anordnung der Probenentnahme-50 Leitungen innerhalb des Druckausgleichskörpers.

Mit dem in Fig. 1 gezeigten, dem bisherigen Stand der Technik entsprechenden, jedoch nie zu einer befriedigenden Lösung des Problems der Überwachung von Tankanlagen auf Leckagen führenden Abstandsgewebe T, welches mit einem härtbaren Kunstharz imprägniert wird, wird 55 der Boden des für die Lagerung von umweltgefährdenden Flüssigkeiten bestimmten Tanks δ ΑΤ 501 866 Β1 beschichtet. Das Abstandsgewebe 1' umfasst zwei im Abstand voneinander sich parallel zueinander erstreckende Gewebedecklagen 20', 21' zwischen welchen sich z. B. etwa steil-spiralig erstreckende Steg-Filament- bzw. -Fadenbündel 22' erstrecken. Zwischen den Steg-Fadenbündeln 22' bleiben Zwischenräume 31' frei, die miteinander in Verbindung stehen. In die 5 Schicht mit den Stegfadenbündeln 22' ist ein Probeentnahmerohre 7 mit Probeentnahmeöffnungen 71 eingebracht, durch welche aus dem Zwischenraum zwischen den beiden Gewebedecklagen 20' und 21' Gasproben entnommen und einem Analysesystem zugeführt werden können. Nach dem Erhärten der Harzimprägnierung des Abstandsgewebes 1' wird auf der mit demselben gebildeten Schicht durch Aufbringung von glasfaserverstärktem Kunststoff der io zweite bzw. obere Boden des Tanks gebildet. Diese Art der Ausbildung eines für die Entnahme von Korrosionsschäden in den Tankböden anzeigenden Gasproben aus den Leerräumen zwischen den Stegfädenbündeln 22' des Abstandsgewebes T des Tanks vorgesehenen Analysesystems hat sich in der Praxis nicht bewährt, da das letztlich durch das erhärtende Imprägnierharz steif gewordene Material, die wie oben beschrieben, oft hohen Verformungsbewegungen 15 des Tankbodens bei Änderung der Befüllungshöhe des Tanks nicht mitzuvollziehen imstande ist und in Folge der hohen Materialbeanspruchung zur Desintegration neigt.

Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch die für die Bildung des erfindungsgemäß zur Anordnung im Leerraum 16 zwischen den beiden Böden und eines Tanks vorgesehenen Druck-20 ausgleichskörpers 3 gemäß der Erfindung, und zwar im Detail, wie die Oberfläche aller im Wesentlichen etwa einheitliche Korngröße kg aufweisenden Zuschlagskörner 30, z. B. Kies und Gummigranulat, mit einer Schicht aus Bitumen 32 überzogen sind, mittels welcher die Körner 30 zumindest dort, wo sie einander berühren, aneinander gebunden sind. Diese Masse aus Körnern 20 bzw. Formkörpern und dem als deren Bindemittel dienendem Bitumen 32 ist nicht 25 rigide, sondern erlaubt infolge ihrer Visco-Plastizität kleine gegenseitige Relativbewegungen der die Hauptkomponente des Druckausgleichskörpers 3 bildenden Körner 30 untereinander, durch welche die oben beschriebenen hohen Verformungen der Tankböden bei Änderung der Füllhöhe der Flüssigkeit im Tank mitvollzogen werden können, sodass es nicht zu einer Desintegration des so ausgebildeten Druckausgleichskörpers 3 kommt. Zwischen den Körnern bleiben 30 dreidimensionale miteinander in Verbindung stehende Kornzwischenräume 31 bestehen.

Die Fig. 3 zeigt - bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen - einen Schnitt durch den Bereich der Unterkante eines zylindrischen Stahltanks 10 mit auf dem Untergrund U aufliegendem, innenseitig mit einer Korrosionsschutz-Beschichtung 2 versehenem unterem bzw. 35 erstem Basis-Stahlboden 1 und von demselben aufragender Zylinderwandung 11 des Tanks 10. Im Abstand vom ersten Stahlboden 1 und parallel zu demselben ist in den Tank 10 der zweite bzw. oberer Stahlboden 6 eingeschweißt. Zwischen den Böden 1 und 6 ist auf diese Weise ein Hohlraum 16 ausgebildet, in welchem der den Basis-Stahlboden 1 volldeckende, etwa scheibenartige Druckausgleichskörper 3 aus dem, wie in der Detailskizze näher gezeigten 40 Material aus mit Bitumen 32 aneinandergebundenen Körnern 30 und Offenporigkeit gewährleistenden Zwischenkorn-Räumen 31 angeordnet ist.

In den Druckausgleichskörper 3 ist ein Probeentnahmerohr 7 mit hier hintereinander angeordneten schlitzartigen Probenentnahmeöffnungen 71 eingebettet, welches durch die Tankwan-45 düng 11 nach außen geführt ist und an welches über einen entsprechenden Anschlussflansch 8 ein Druckmessgerät 90 mit Alarmeinrichtung 91 für den Fall eines Druckanstieges im Hohlraum 16 zwischen den Böden 1 und 6 sowie weiters ein Gaschromatograph 950 mit einer von demselben im Fall einer Leckage und des Eintretens von zumindest einer aus der im Tank 10 lagernden Flüssigkeit F stammenden Substanz in den Hohlraum 16 zwischen den beiden Böden so 1 und 6 auslösbaren Warneinrichtung 951 angeschlossen sind.

Nach oben hin ist der Druckausgleichskörper 3 mit einer, gegebenenfalls ebenfalls bitumengetränkten, Feinkornabdichtungsschicht 4 bedeckt, welche schließlich durch den zweiten bzw. oberen Stahlboden 6 nach oben hin abgeschlossen ist. 55

Claims (6)

1. 9 AT 501 866 B1 Die schematische Skizze zur Fig. 3a zeigt die für den Druckausgleich vorgesehene Kornmateri-ai/Bitumen/Poren-Masse des Druckausgleichskörpers 3 wie sie in der Fig. 1 realistischer dargestellt ist. 5 Bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen - zeigt die Fig. 4 einen Schnitt durch einen Tank 10 mit dem Basisboden 1, ebenfalls aus Stahl, jedoch mit einem Zweitboden 6 aus einem faserarmierten Kunstharzlaminat und einem in gleicher Weise, wie in der Fig. 3 gezeigt, ausgebildeten Druckausgleichskörper 3. io Aus der Fig. 4 ist zu ersehen, dass zwischen der Feinkornschicht 4 und dem hier aus einem Kunstharzlaminat bestehenden Zweitboden 6 eine Metall-, vorzugsweise eine Aluminiumfolie 5 angeordnet ist, durch welche eine nicht-invasive elektrometrische Bestimmung der Schichtdicke des Zweitbodens 6 des Tanks 10 ermöglicht ist. 15 Bei der in Fig. 5 - bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen - gezeigten Form der Verlegung der für die Entnahme von Gasproben aus dem Zwischenboden-Hohlraum 16 des Tanks 10 vorgesehenen Probenahmeleitung 7 ist eine, etwa dem Verlauf eines Durchmessers des Tankbodens 1 oder 6 entsprechend verlegter, geradliniger Hauptstrang 71 der Probenahmeleitung 7 vorgesehen, von welchem im Wesentlichen symmetrisch zueinander und etwa 20 konzentrisch zur Wandung 11 des Tanks 10 verlaufende und mit ihren Enden sich wieder dem Hauptstrang 701 nähernde Zweigleitungen 702 abzweigen. Die graugemusterten, die Leitungs-Stränge 701 und 702 der Probeentnahmeleitung 7 begleitenden Flächen symbolisieren das Einzugsgebiet der praktisch problemlos aus dem porösen Druckausgleichskörper 3 zu den Zweigsträngen 701, 702 der Probenahmeleitung 7 gelangenden Gasproben. 25 Bei einer anderen Ausbildungsform der Verlegung der Probenahmeleitung 7 im Druckausgleichskörper 3 gemäß Fig. 6 sind insgesamt vier im rechten Winkel zueinander und radial zur Mitte Mk des Druckausgleichskörpers 3 hin verlaufende Hauptstränge 701 der Probeentnahmeleitung 7 vorgesehen, von welchen etwa im Winkel von 60° vier geradlinige und vor Erreichung 30 eines jeweils benachbarten Hauptstrangs 701 endende Zweigstränge 702 abzweigen. Dunkelgrau gemustert sind jene Volums-Bereiche des Druckausgleichskörpers 3, aus welchen eine intensivere Probenahme erfolgen kann, während die hellgrau gemusterten Bereiche jene Zonen in Zwischenboden-Hohlraums 16 bzw. in dem dort angeordneten Druckausgleichskörper 3 aus der visko-elasto-plastischen Masse angeben, von denen aus eine weniger intensive Probenah-35 me erfolgen kann. Patentansprüche: 1. Flachboden-Tankanlage zur Lagerung von brennbaren und/oder umweltschädigenden Flüssigkeiten, wobei die, vorzugsweise Zylinder-Form aufweisenden, Tanks entweder von vornherein mit einem mit dem Untergrund, einer Unterbaukonstruktion od. dgl. in Kontakt stehenden Basis- bzw. Außenboden und mit einem von demselben beabstandet und zu demselben sich im Wesentlichen parallel erstreckend angeordneten, fluiddicht mit der 45 Tank-Mantelwand bzw. mit den Tank-Seitenwänden materialschluss-verbundenem, mit der im Tank zu lagernden bzw. gelagerten Flüssigkeit in Kontakt stehenden Zweit- bzw. Innenboden ausgebildet ist, oder aber dieser Zweit- bzw. Innenboden nachträglich in den Tank eingebaut worden ist und wobei in dem Hohlraum zwischen Basisboden und Innenboden zumindest ein auf zumindest eine dem Untergrund und/oder dem Tank-Inneren bzw. der so sich im Tank befindlichen Flüssigkeit entstammende Substanz sensitiv ansprechenden Sensor, eine derartigen Analysen-Sonde od. dgl. oder mindestens eine zu einem bzw. einer solchen führenden Substanz-Entnahmestelle angeordnet ist, und der Sensor, die Sonde od. dgl. mit einer von demselben mit Sensordaten versorgbaren Anzeige- und Alarmeinrichtung datenflussverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, 55 - dass in dem Zwischen- bzw. Hohlraum (16) zwischen dem, insbesondere durch Schwei- 10 AT 501 866 B1 ßung, mit der Mantelwandung (11) des Tanks (10) fluiddicht verbundenen Zweitboden (6) aus Stahl oder aber zwischen dem durch materialschlüssige Bindung an die Tank-Mantel-wandung (11) fluiddicht gebundenen Zweitboden (6) auf Basis von, vorzugsweise faserverstärktem, Kunststoff und dem Basisboden (1) ein im Wesentlichen Schicht- bzw. scheiben-5 artiger Druck-Aufnahme-, -Verteilungs- und Ausgleichskörper (3) aus einer Offenporigkeit und Viskoelastoplast-Eigenschaften aufweisenden Masse auf Basis eines mit Körnern (30), Formkörpern od. dgl. gebildeten, vorzugsweise im Wesentlichen einheitliche Korngröße (gk) aufweisenden, körnigen Materials, insbesondere Einkorn-Zuschlags, angeordnet ist, dessen Körner (30) bzw. Formkörper mit einem duktil-elastoplastischen Bindemittel (32) io beschichtet und mittels desselben unter Aufrechterhaltung von Zwischenkorn- bzw. Inter- granular-Leerräumen (31) aneinander gebunden sind - wobei die Körner (30), Formkörper od. dgl., insbesondere der Einkorn-Zuschlag, des Druck-Aufnahme-, Verteilungs- und -Ausgleichskörpers im Zwischen- bzw. Hohlraum (16) zwischen Basisboden (1) und Zweitboden (6) des Tanks (10) zumindest zum Teil mit 15 Elastomer-Körnern oder -Formkörpern bzw. mit einem mit solchen gebildeten Elastomer- Granulat, bevorzugt auf Basis von Gummi, insbesondere Recycling-Gummi, und mit Kies od. dgl. und/oder Beton-, Stahl- oder mit Kunststoff-Formkörpern od. dgl. gebildet ist und - dass in die den Druck-Aufnahme-Verteilungs- und -Ausgleichskörper (3) bildende bzw. in die denselben integrierte Masse mindestens eine mit Probennahmeöffnungen (71) verse- 20 hene, vorzugsweise mit Unterdrück beaufschlagte bzw. beaufschlagbare, Probennahmelei tung (7) eingebettet ist, an welche, vorzugsweise außerhalb des Tanks (10), zumindest ein Gasanalysegerät (9), vorzugsweise Gaschromatograph, mit Analysen-Monitor (90) und gegebenenfalls zusätzlicher Alarmeinrichtung (91) angeschlossen ist, und - dass bevorzugterweise weiters in dem Druck-Aufnahme-, -Verteilungs- und -Ausgleichs- 25 körper (3) ein Gasdruck-Mess-Sensor (95) angeordnet ist, welcher ebenfalls mit Druckan zeige-Monitor (950) und Alarmeinrichtung (951) datenfluss-verbunden ist.
2. 2. Flachboden-Tankanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 30 dass das Bindemittel (32) für die Körner (30), Formkörper od. dgl., insbesondere für den Einkorn-Zuschlag, in der den Druck-Aufnahme-, -Verteilungs- und -Ausgleichskörper (3) bildenden Masse mit einem elastoplastischen Polymer, insbesondere Polyurethan, kaltvul-kanisierbarer Gummi, Polysulfidpolymer, Silikonharz, und vorzugsweise mit einem, gegebenenfalls polymer-modifizierten, Bitumen und/od. dgl., gebildet ist. 35
3. 3. Flachboden-Tankanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischen- bzw. Hohlraum (16) zwischen Basisboden (1) und Zweitboden (6) oberhalb des mit dem Basisboden (1) des Tanks (10) in Kontakt stehenden Druck- 40 Aufnahme-, Verteilungs- und -Ausgleichskörpers (3) ein mit Feinkorn, insbesondere mit Quarz- bzw. Silikat-Feinkorn bzw. -Sand gebildeter, mit dem Zweitboden (6) des Tanks (10) in Kontakt stehender, bevorzugt als Schüttung vorliegender, Feinkorn-Körper (4) angeordnet ist.
4. 4. Flachboden-Tankanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass - im Fall eines mit faserarmierten Kunststoff gefertigten Zweitbodens (6) - zwischen dem Feinkorn-Körper (4) und dem Kunststoff-Zweitboden (6) eine Aluminium-Folie angeordnet ist. 50
5. 5. Flachboden-Tankanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Druck-Aufnahme-, -Verteilungs- und -Ausgleichskörper (3) angeordnete Probennahme-Leitung (7) mit einem nach außen führenden, im Wesentlichen dem Verlauf des Durchmessers des genannten Körpers (3) entsprechend verlaufenden Hauptstrang (701) 55 ausgebildet ist, in welchen jeweils von beiden Seiten her - etwa den Bögen von voneinan- 1 1 AT 501 866 B1 der beabstandeten konzentrischen Kreisen entsprechend verlaufende - vom genannten Hauptstrang (71) abzweigende Zweigstränge (72) einmünden.
6. 6. Flachboden-Tankanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 5 dass die Probenahme-Leitung (7) eine Mehrzahl von, vorzugsweise vier, zueinander in gleichen Winkeln angeordnete, von außerhalb des Tanks aus radial in den Nahbereich des Mittelpunktes (Mk) des Druck-Aufnahme-, -Verteilungs- und -Ausgleichskörpers (3) geführte Hauptstränge (701) umfasst, in welchen jeweils von zumindest einer Seite her, bevorzugt im spitzen Winkel, von demselben abzweigende Zweigstränge (702) einmünden. 10 Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 15 20 25 30 35 40 45 50 55