<Desc/Clms Page number 1>
Inrichting voor het controleren van de toestand van de beschermlaag van een ondergrondse metalen structuur, meer speciaal van een vloeistoftank, en werkwijze die zulke inrichting toepast.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het controleren van de toestand van de beschermlaag van een ondergrondse metalen structuur, meer speciaal van een vloeistoftank.
Alhoewel de uitvinding betrekking heeft op het controleren van de beschermlaag van om het even welke metalen structuur die geheel of gedeeltelijk in de grond is aangebracht, is de uitvinding meer speciaal bedoeld voor toepassing op ondergrondse vloeistoftanks die gebruikt worden voor het stockeren van onder meer gevaarlijke vloeistoffen, zoals benzine, chemische producten, en dergelijke die, bij het vrijkomen in de bodem, ten gevolge van een lek in de tank, gevaar kunnen opleveren voor de gezondheid en/of het leefmilieu.
Men weet dat zulke tanks in het algemeen uitwendig voorzien worden van een beschermlaag die echter vrij kwetsbaar is, waardoor, om welke reden dan ook, een plaatselijk contact van de metalen tankwand met de omgeving aanleiding kan geven tot doorroesten van deze tankwand.
Het is dan ook bekend dat heden ten dage zulke ondergrondse tanks voorzien worden van een lekdetectiesysteem dat erover
<Desc/Clms Page number 2>
waakt dat, van zodra een lek optreedt in de tank, een alarmsysteem in werking wordt gesteld.
Zulk lekdetectiesyteem bestaat erin dat, zoals bekend, de tank dubbelwandig is uitgevoerd, waarbij de ruimte tussen de wanden opgevuld is met een detectievloeistof, meestal op basis van een antivriesmiddel, zoals ethyleenglycol of dergelijke, en waarbij deze detectievloeistof in verbinding staat met een uitwendig reservoir waarvan het vloeistofniveau bewaakt wordt door een elektronisch systeem dat alarm slaat van zodra dit vloeistofniveau wijzigt ten gevolge van een eventuele lek in één van de beide wanden van de tank.
Een nadeel van zulke dubbelwandige tanks met lekdetectiesysteem is dat zij duur zijn.
Een ander nadeel van dergelijke dubbelwandige tanks is dat, na enige tijd, de verbinding tussen de detectievloeistof in de tank en het uitwendig reservoir verstopt kan raken, waardoor, bij een eventuele lekkage, het vloeistofniveau in het uitwendig reservoir steeds onveranderd blijft en waardoor er bijgevolg bij een lek geen alarm wordt gegeven, zodat de volledige inhoud van de detectievloeistof zonder enige waarschuwing in de bodem kan wegvloeien.
Gezien de voor het milieu schadelijke aard van de detectievloeistof en de betrekkelijk grote hoeveelheid detectievloeistof die bij zulke tank aanwezig kan zijn die, naargelang de grootte van de tank, kan schommelen tussen de 150 en de 1500 liter, kan een mogelijk lek leiden tot een
<Desc/Clms Page number 3>
ernstige verontreiniging van de bodem en van het grondwater en dus tot een daaruit voortvloeiende aanzienlijke saneringskost.
Een bijkomend nadeel van de bekende dubbelwandige tanks is dat zij periodiek, minstens om de twee jaar, door een erkend keuringsorganisme wettelijk verplicht gecontroleerd moeten worden op lekken, waardoor de exploitatiekosten van zulke tanks betrekkelijk hoog kunnen oplopen.
De huidige uitvinding heeft tot doel voor de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.
Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het controleren van de toestand van de beschermlaag van een ondergrondse metalen structuur, meer speciaal een vloeistoftank, die hoofdzakelijk gevormd wordt door een alarminrichting en een elektrode die op een afstand van de vloeistoftank in de aarde is aangebracht, waarbij de alarminrichting door middel van een elektrische geleider verbonden is, enerzijds, met de wand van de metalen structuur, en anderzijds, met een stroombron, en, waarbij de elektrode door middel van een tweede elektrische geleider, is verbonden met de voornoemde stroombron.
Een voordeel van deze inrichting is dat zij toelaat op zeer eenvoudige wijze de staat van de beschermlaag van de tank te controleren en een alarmsituatie aan te geven bij beschadiging van deze beschermlaag of bij een vermindering van de beschermende eigenschappen van de beschermlaag door veroudering of door de invloed van de omgeving. Door deze
<Desc/Clms Page number 4>
controle al dan niet continu toe te passen kan men, onmiddellijk na het optreden van een alarmsituatie, de gepaste maatregelen nemen om de beschermlaag te herstellen of te vernieuwen en aldus te beletten dat er zich corrosie zou ontwikkelen.
De inrichting volgens de uitvinding laat dus een preventieve aanpak toe van de corrosiebestrijding, dit in tegenstelling tot de bekende aanpak gebaseerd op een bewaking door middel van een lekdetectiesysteem, waarbij een alarmsituatie slechts wordt aangegeven wanneer er reeds een lek is opgetreden of wanneer een ongunstig rapport van een periodieke controle wordt afgeleverd.
Een bijkomend voordeel van zulke preventieve aanpak volgens de uitvinding is dat een lekdetectiesysteem niet meer nodig is, waardoor de tank niet noodzakelijk dubbelwandig moet worden uitgevoerd en aldus gebruik kan worden gemaakt van een enkelwandige tank die goedkoper is en die bovendien geen gevaar met zich meebrengt dat de bodem en het grondwater door het weglekken van detectievloeistof kan worden verontreinigd.
Een ander voordeel van de uitvinding is dat de staat van de beschermlaag van de tank voortdurend bewaakt wordt, waardoor de periodieke controles door een erkend organisme overbodig worden en de exploitatiekosten van de tank bijgevolg kleiner worden.
De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze die gebruik maakt van een inrichting volgens de uitvinding, en
<Desc/Clms Page number 5>
die hoofdzakelijk bestaat in het realiseren van een spanningsverschil tussen de wand van de vloeistoftank en een elektrode die in de aarde is aangebracht en het controleren van de stroomsterkte van de stroom tussen deze elektrode en de vloeistoftank, waarbij de toestand van de tank als slecht wordt beoordeeld wanneer deze stroomsterkte groter is dan een vooropgestelde drempelwaarde.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een inrichting volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :
Figuur 1 zeer schematisch een inrichting weergeeft volgens de uitvinding; figuren 2,3, 4 en 5 varianten weergeven van de inrichting volgens figuur 2.
In figuur 1 is een ondergrondse metalen structuur, meer speciaal een vloeistoftank 1, weergegeven die op zijn buitenoppervlak is voorzien van een isolerende beschermlaag 2, die bijvoorbeeld gevormd is uit een twee componenten materiaal op basis van polyurethaan, epoxy, of dergelijke.
Op de tank 1 is een inrichting volgens de uitvinding aangesloten voor het controleren van de toestand van de beschermlaag 2, waarbij deze inrichting gevormd wordt door een alarminrichting 3 en een elektrode 4 die op een afstand van de vloeistoftank 1 in de aarde 5 is aangebracht, waarbij de alarminrichting 3 is verbonden met de metalen
<Desc/Clms Page number 6>
wand van de vloeistoftank 1 door middel van een elektrische geleider 6, enerzijds, en met een stroombron 7, anderzijds.
De voornoemde elektrode 4 is door middel van een tweede elektrische geleider 8 verbonden met de stroombron 7.
Bij voorkeur is de stroombron 7 een gelijkstroombron en is de alarminrichting 3 verbonden met de negatieve aansluitklem van deze stroombron 7, terwijl de elektrode 4 verbonden is met de positieve aansluitklem van de stroombron 7.
De werking van de voornoemde inrichting is zeer eenvoudig en als volgt.
Wanneer men te maken heeft met een beschermlaag 2 die een perfecte elektrische isolatie vormt, zal er geen elektrische stroom vloeien tussen de elektrode 4 en de wand van de tank 1.
Als er echter een verzwakking of een beschadiging ontstaat van de beschermlaag 2, zal er een stroom vloeien vanaf de elektrode 4 doorheen de grond 5 naar de wand van de tank 1, waardoor de alarminrichting 3 geactiveerd wordt.
Zulke alarminrichting 3 zal bijvoorbeeld worden gevormd door een eenvoudige ampèremeter die toelaat na te gaan of er al dan niet stroom van de elektrode 4 naar de wand van de tank 1 vloeit.
De alarminrichting 3 kan ook zijn uitgevoerd in de vorm van een elektronisch toestel dat, van zodra er een stroom
<Desc/Clms Page number 7>
doorvloeit, een alarm, bijvoorbeeld in de vorm van een geluids- en/of lichtsignaal, activeert.
Wanneer, zoals dit in de praktijk dikwijls het geval is, de isolerende beschermlaag 2 niet perfect isolerend is, maar een geringe geleidbaarheid vertoont, zal, zelfs wanneer de beschermlaag 2 volledig intact is, een kleine elektrische stroom van de elektrode 4 doorheen de beschermlaag 2 naar de tank 1 vloeien.
Om te beletten dat in dit geval het alarm onterecht wordt geactiveerd, zal men gebruik maken van een alarminrichting 3 die slechts zal reageren wanneer de stroomsterkte groter is dan een bepaalde vooropgestelde drempelwaarde.
Zulke uitvoering is weergegeven in figuur 2, waarin de alarminrichting 3 gevormd wordt door een ampèremeter 9 die voorzien is van een instelknop 10 die toelaat de voornoemde drempelwaarde van de vooropgestelde stroomsterkte in te stellen.
Zolang de beschermlaag 2 intact is, zal de stroomsterkte doorheen de aldus mogelijke stroomkring kleiner blijven dan de ingestelde drempelwaarde en zal bijgevolg geen alarmsituatie worden gecreëerd.
Wanneer de beschermlaag 2 wordt beschadigd, zal de stroom toenemen, en dit des te meer naarmate de beschadiging belangrijk is. Van zodra de stroomsterkte groter wordt dan de ingestelde drempelwaarde, wordt een alarmsignaal gegeven.
<Desc/Clms Page number 8>
Ook wanneer de elektrische isolatie van de beschermlaag 2 door veroudering afneemt, zal de stroomsterkte toenemen en zal vanaf de voornoemde ingestelde drempelwaarde de gebruiker hiervan worden verwittigd, zodat, desgevallend kan worden beslist om de beschermlaag 2 te vernieuwen. Deze situatie zal des te vlugger voorkomen naarmate de tank 1 in een agressiever milieu is geplaatst.
Het is duidelijk dat, naargelang de ingestelde drempelwaarde van de alarminrichting 3 kleiner is, de inrichting gevoeliger zal zijn en dus sneller zal reageren op kleine beschadigingen van de beschermlaag 2.
Wanneer de ingestelde drempelwaarde klein is, kan het gebeuren dat de inrichting overgevoelig wordt en alarm kan slaan zonder dat er noodzakelijkerwijze een beschadiging van de beschermlaag 2 is opgetreden, wat bijvoorbeeld kan gebeuren wanneer, door verandering van het grondwaterniveau, de weerstand van de bodem wordt gewijzigd.
Wanneer de voornoemde drempelwaarde op een te hoge waarde is ingesteld, zal de inrichting niet voldoende gevoelig zijn en zullen kleine beschadigingen van de beschermlaag 2 niet worden gedetecteerd, waardoor, op de beschadigde plaatsen, de tank 1 kan roesten zonder dat de gebruiker hiervoor gewaarschuwd wordt.
In figuur 3 is een tweede variante weergegeven van de inrichting volgens de uitvinding.
<Desc/Clms Page number 9>
Deze inrichting bestaat in dit geval, zoals in de uitvoering volgens figuur 2, uit een alarminrichting 3 die zelf bestaat uit een ampèremeter 9 met regelknop 10, en verder een inrichting 11 met regelknop 12 voor het regelen van het spanningsverschil V1 tussen de elektrode 4 en de wand van de tank 1.
Tevens is een zogenaamde referentie-elektrode 13 voorzien die in contact is met de aarde 5 en die bijvoorbeeld verwezenlijkt wordt in koper/kopersulfaat.
Tussen de voornoemde referentie-elektrode 13 en de metalen wand van de tank 1 is tenslotte nog een voltmeter 15 aangebracht.
De afregeling van de inrichting, waarvan het de bedoeling is de gevoeligheid in te stellen om de alarminrichting 3 op het geschikte ogenblik te activeren, gebeurt als volgt.
Door middel van de regelknop 12 wordt een spanningsverschil V1 gerealiseerd tussen de tank 1 en de elektrode 4, waardoor een spanningsverschil V2 wordt bekomen tussen de referentie-elektrode 13 en de metalen wand van de tank 1, waarbij dit spanningsverschil V2 van de voltmeter 15 kan worden afgelezen. Het spanningsverschil V1 wordt zodanig ingesteld dat het spanningsverschil V2 tussen de referentie-elektrode 13 en de tank 1, bijvoorbeeld ongeveer 1500 millivolt, bedraagt.
<Desc/Clms Page number 10>
De drempelwaarde van de stroomsterkte van de alarminrichting 3 wordt ingesteld op een waarde die groter is dan 5 micro-ampères vermenigvuldigd met de waarde van de oppervlakte van de beschermlaag 2 uitgedrukt in vierkante meter en wordt, bij voorkeur, ingesteld op een waarde die gelijk is aan 16 micro-ampères vermenigvuldigd met de voornoemde waarde van de oppervlakte.
Wanneer bijvoorbeeld de beschermlaag een oppervlakte van 10 m2 bezit, zal de voornoemde drempelwaarde bij voorkeur 160 micro-ampères bedragen.
De hiervoor beschreven instelling gebeurt in principe slechts bij de indienststelling van de inrichting, meer speciaal na verloop van een saturatieperiode van de beschermlaag 2, waarna de invloed van de inwerking van de omgevingsvochtigheid en van andere invloeden op de beschermlaag 2 en meer speciaal op de elektrische weerstand van deze beschermlaag 2 gestabiliseerd is.
Eenmaal de inrichting op deze manier is ingesteld, kan de referentie-elektrode 13, die over het algemeen zeer duur is, worden weggenomen en volstaat het, telkens wanneer men een controle van de toestand van de beschermlaag 2 wenst uit te voeren, de spanning V1 door middel van de inrichting 11 op dezelfde waarde in te stellen als tijdens de indienststelling, om op deze manier dezelfde controleparameters te bepalen als deze die golden tijdens de indienststelling van de inrichting.
<Desc/Clms Page number 11>
De werking van de inrichting is verder analoog aan deze van de uitvoering volgens figuur 2 en zal, wanneer de spanning V1 op de voornoemde manier is ingesteld en de stroomsterkte groter wordt dan de ingestelde drempelwaarde, de alarminrichting 3 geactiveerd worden als waarschuwing dat er mogelijkerwijze een schade- of verouderingsprobleem met de beschermlaag 2 is.
Het is duidelijk dat, bij de indienststelling van de inrichting, ook voor om het even welk ander type referentie-elektrode 13 kan worden geopteerd en dat het voornoemde spanningsverschil V2 tussen de tank 1 en deze referentie-elektrode 13 ook op een andere waarde dan 1500 millivolt kan worden ingesteld, waarbij, in dit laatste geval, de ingestelde drempelwaarde van de alarminrichting 3 in verhouding dient te worden aangepast.
Bij voorkeur zal de inrichting volgens de uitvinding zodanig worden afgeregeld dat de ionenuitwisseling tussen de tank 1 en de omgeving tot een minimum beperkt wordt, wat de levensduur van de tank 1 ten goede komt en zal daartoe het spanningsverschil V2 tussen de tank 1 en de referentie-elektrode 13 lager is dan-850 millivolt.
In figuur 4 is nog een variante weergegeven van de inrichting volgens de uitvinding, waarbij de ampèremeter 9 en de inrichting 11 voor het regelen van de spanning V1 bijkomend gekoppeld zijn aan een klassieke, op zichzelf bekende, overvulbeveiliging 16.
<Desc/Clms Page number 12>
De werking van deze inrichting is analoog aan deze van de voorgaande inrichting, met dit verschil dat, wanneer de stroom, die van de elektrode 4 naar de tank 1 vloeit groter is dan de ingestelde drempelwaarde, niet alleen de alarminrichting 3 in werking wordt gesteld, maar dat, tevens de overvulbeveiliging 16 wordt gedesactiveerd, zodat het bijvullen van de tank 1 wordt verhinderd doordat de pompinstallatie van een tankwagen 17, die op de vulopening van de tank 1 wordt aangesloten, automatisch wordt uitgeschakeld.
In figuur 5 is nog een andere uitvoeringsvorm beschreven van een inrichting volgens de uitvinding die toelaat om de staat van de beschermlaag 2 van de tank 1 te bewaken, waarbij deze inrichting er hoofdzakelijk in verschilt dat twee elektrodes 4, respectievelijk 4A en 4B, worden toegepast, waarbij één elektrode 4A een lengte bezit van ongeveer 80 cm en, op een afstand van nagenoeg vier meter van de tank 1, is aangebracht, en waarbij de tweede elektrode 4B van ongeveer 20 cm lengte, in dit geval, nagenoeg drie meter van de tank 1 is verwijderd.
De inrichting is bijkomend voorzien van twee voltmeters 18 en 19, waarvan de voltmeter 18 is aangesloten tussen de elektrode 4B en de tank 1, terwijl de andere voltmeter 19 tussen de beide elektrodes 4A en 4B is aangesloten.
De werking van deze inrichting is verder volledig analoog aan deze van de reeds besproken inrichtingen.
<Desc/Clms Page number 13>
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een dergelijke inrichting en werkwijze die zulke inrichting toepast, kunnen in allerlei vormen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.