Flüssigkeitsdichte Auskleidung für einen Lagerbehälter aus Stahl, Stahlbeton und dergleichen
Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsdichte Auskleidung für einen Lagerbehälter aus Stahl, Stahlbeton und dergleichen, für grundwasserschädigende Flüssigkeiten, wie Mineralölerzeugnisse, zur Verhütung des Austretens der Flüssigkeit mit Mitteln zur Signalisierung eines Flüssigkeitsaustrittes.
Zur Verhütung des Eindringens von Grundwasser schädigenden Flüssigkeiten, vor allem Mineralölprodukten aller Art, aus undicht gewordenen Lagerbehältern in das IGrundwasser sind zahlreiche verschiedenartige Massnahmen vorgeschlagen und zum Teil zur baupolizeilichen Vorschrift erhoben worden. Die Art der zu treffenden Massnahmen richtet sich weitgehend nach dem Material, der Grösse und der baulichen Gestaltung der zu errichtenden Lagerbehälter. Für den Grundwasserhaushalt sind Mineralölprodukte, insbesondere schwerflüchtige Öle, besonders gefährlich, da schon sehr geringe Mengen Mineralöl die Verseuchung grosser Grundwasserfelder verursachen können.
Daher unterliegen Behälter zum Lagern von Mineralölen zumeist strengen örtlichen Bauvorschriften und weiteren Richtlinien, die einerseits bezwecken, den Behälter so auszubilden, dass Undichtigkeiten durch mechanische Einwirkung oder Korrosion aller Voraussicht nach nicht auftreten können, anderseits durch zielgerichtete Massnahmen anstreben, dennoch auftretende Leckschäden zu signalisieren, bevor die austretende Flüssigkeit in das Grundwasser eindringen kann. Zu der ersten Gruppe von Massnahmen zählen beispielsweise die bekannten Schutzgruben bzw. Schutzwannen, die flüssigkeitsdicht ausgeführt und so bemessen sein sollen, dass sie den gesamten Füllinhalt des einzulagernden Tanks aufzunehmen vermögen. Naturgemäss ist die Verwendung derartiger Schutzgruben bzw. -wannen auf die Einlagerung von Tanks geringeren Füllvolumens beschränkt.
Daneben haben sich die sogenannten Doppelmanteltanks aus Stahl ein verhältnismässig breites Anwendungsgebiet erobert. Diese Doppelmanteltanks mit zwei zueinander annähernd konzentrischen Mänteln sind ebenfalls auf verhältnismässig geringe Füllvolumina beschränkt. Sie leiten bereits zur zweiten Gruppe über, da bei ihnen im allgemeinen Einrichtungen vorgesehen sind, die etwa in den Zwischenraum zwischen den beiden Mänteln eindringende Leckflüssigkeit signalisieren sollen. Die bei den Doppelmanteltanks verwirklichten Prinzipien : zweischalige Ausbildung der Tankwände; Einrichtungen zur Signalisierung von Schäden an einer der beiden Schalen werden auch bei Lagerbehältern grösserer Abmessungen, deren Wände aus anderen Materialien als Stahl bestehen, z. B. solchen aus Stahlbeton, angewendet.
Die bekannten Einrichtungen zur Signalisierung von Schäden an zweischaligen Behältern beruhen auf zwei verschiedenen Prinzipien. Entweder ist der Zwischenraum zwischen den beiden Schalen mit einer unter höherem hydrostatischem Druck stehenden Kontrollflüssigkeit, oder - falls der Zwischenraum gasdicht gekapselt werden kann - mit einem unter Druck stehenden Kontrollgas gefüllt und steht mit einem an geeigneter Stelle angebrachten Druckfühler bzw. Niveaufühler in Verbindung; ein Abfall des hydrostatischen Drucks bzw. des Gasdrucks zeigt an, dass mindestens eine der beiden Schalen durchlässig und der Flüssigkeitsbehälter somit reparaturbedürftig geworden ist.
Bei den nach dem zweiten Prinzip arbeitenden Einrichtungen ist in den leeren Zwischenraum zwischen den beiden Schalen bis zu dessen tiefster Stelle ein Sondenrohr eingeführt, mittels dessen in den Zwischenraum eintretende Leckflüssigkeit, sei es durch Probenahme von Hand oder durch eine selbsttätig arbeitende Warnsonde, festgestellt werden kann. Letztere Art von Einrichtungen bietet den Vorteil, dass sie nach dem Befund der festgestellten Leck flüssigkeit - Lagergut oder Grundwasser - unmittelbar anzeigt, welche der beiden Schalen undicht geworden ist.
Bei grossen Lagerbehältern aus Stahl oder Stahlbeton ist eine zweischalige Ausbildung im Sinne des bekannten Doppelmanteltanks mit einer echten zweiten Schale kaum zu realisieren. Bei derartigen Lagerbehältern wird daher die zweite Schale durch eine in den Behälter eingebrachte Kunststoffhaut, die der Behälterinnenwand allseits anliegt, gebildet. Eine etwaige Signa lisierung von Undichtigkeiten ist jedoch nur dann möglich, wenn zwischen Aussenschale und Kunststoffhaut eine Kontrollflüssigkeit bzw. ein Kontrollgas eingebracht ist, welche Massnahme voraussetzt, dass die Aussenschale unbedingt flüssigkeits- bzw. gasdicht ausgebildet werden kann.
Da dies bei Lagerbehältern aus Beton beträchtliche Schwierigkeiten bereiten kann, wird nach einem aus der deutschen Auslegeschrift Nr. 1165 946 bekannten Vorschlag die Kunststoffhaut zweischichtig ausgeführt und der Innenraum zwischen den beiden Schichten, die über ihre gesamten Flächen durch in geringem Abstand voneinander gesetzte Schweisspunkte miteinander punktverschweisst sind, wird mit Druckgas von höherem Druck als dem höchsten hydrostatischen Innendruck des Behälters gefüllt, dessen etwaiger Abfall durch einen Druckfühler angezeigt werden kann.
Die Ausbildung nach dem bekannten Vorschlag gestattet somit lediglich die Feststellung, dass eine der beiden Schichten der Kunststoffhaut undicht geworden ist, nicht aber unmittelbar die Feststellung, um welche der beiden Schichten es sich handelt. Der nach dem geschilderten Stand der Technik naheliegende Gedanke, anstelle des Druckgases eine Kontrollflüssigkeit zwischen die beiden Schichten einzubringen, würde diesen Mangel nicht beheben.
Der Erfindung ist von diesem Stand der Technik ausgehend die Aufgabe gestellt, eine flüssigkeitsdichte Auskleidung für einen Lagerbehälter vorteilhaft grossen Fassungsvermögens, aus Stahl, Stahlbeton und dergleichen, für Grundwasser schädigende Flüssigkeiten, wie Mineralölerzeugnisse, zu schaffen, die nicht nur zur Verhütung des Austretens der Lagerflüssigkeit und zur Signalisierung des Auftretens undicht gewordener Stellen dient, sondern die darüber hinaus gestattet, unmittelbar festzustellen, ob die Undichtigkeit von innen oder aussen herrührt.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung gelöst durch eine innenseitig den Boden und die Umfassungswände des Behälters bis zu deren oberen Rand bedeckende, in sich geschlossene, aus zwei getrennten Schichten bestehende Kunststoffauskleidung aus mechanisch und chemisch beständigem Kunstharz und eine zwischen die beiden Schichten eingebettete flüssigkeitsdurchlässige Zwischenschicht zur Ableitung von in den Raum zwischen den beiden Kunstharzschichten eindringender Leckflüssigkeit in Richtung zum Behälterboden und zu dem auf diesem ruhenden, mit der Zwischenschicht in Flüssigkeitsverbindung stehenden Fuss eines gegen den Behälterinhalt flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Sondenrohres.
Bei einem Lagerbehälter mit derart ausgebildeter Auskleidung ergibt sich die Möglichkeit, den Zustand des an sich leeren Sondenrohres zu überwachen und etwa eingedrungene Leckflüssigkeit durch Probenahme auf ihre Beschaffenheit hin zu prüfen. Falls diese Prüfung ergibt, dass es sich um die gelagerte Flüssigkeit handelt, ist damit der sichere Nachweis erbracht, dass die Innenschicht der Behälterauskleidung undicht geworden ist; ergibt die Feststellung jedoch Wasser als Leckflüssigkeit - Grundwasser oder Niederschlagswasser - so ist mit gleicher Sicherheit der Nachweis erbracht, dass die Aussenschicht undicht geworden ist.
In bevorzugter Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung besteht die Zwischenschicht in dem den Umfassungswänden anliegenden Teil der Auskleidung aus einer reliefartig geprägten Folie aus mechanisch widerstandsfähigem korrosionsbeständigem Material, wie Leichtmetall, Kupfer oder Kunststoff, deren Prägung so beschaffen ist, dass die Folie zahlreiche abwärts gerichtete, nicht unterbrochene, in Richtung zum Boden ableitende Oberflächenkanäle aufweist; die Zwischenschicht in dem dem Boden anliegenden Teil der Auskleidung kann aus der gleichen Prägefolie, jedoch auch aus einer porösen Masse, z. B. Porenbeton, oder nur einer Sandschüttung bestehen, die den Fuss des vorteilhaft bis zum Behälterboden herabreichenden und mit Durchlassöffnungen versehenen Sonderrohres allseitig umgeben kann.
Die als Zwischenschicht zwischen die Innenschicht und die Aussenschicht der Auskleidung eingebettete Prägefolie besitzt zweckmässig ausreichende Widerstandsfähigkeit, um dem hydrostatischen Druck der gelagerten Flüssigkeit zu widerstehen und die durch ihre Oberflächenstruktur gebildeten, der Ableitung von Leckflüssigkeit dienenden nicht unterbrochenen Kanäle offenzuhalten, so dass die Leckflüssigkeit sich in der durchlässigen Zwischenschicht, z. B. dem Porenbeton, über dem Boden des Behälters sammeln und in das Sondenrohr eintreten kann.
Zweckmässig ist das die Innenschicht durchdringende Sondenrohr, das vorteilhaft auf der den Behälterboden bedeckenden Aussenschicht der Auskleidung ruht, und dessen mit Durchlassöffnungen versehener Fuss in die durchlässige Zwischenschicht eingebettet sein kann, an der Durchdringungsstelle der Innenschicht mit dieser absolut flüssigkeitsdicht verbunden. Um hier etwa auftretende Fehlermöglichkeiten zu vermeiden, ist es zweckmässig, die Innenschicht entlang der Aussenfläche des Sondenrohres bis zur Höhe der Behälteraussenwände als das Sondenrohr umgebenden Mantel hochzuführen.
Fiir die Prägefolie können mehrere handelsübliche Reliefgestaltungen verwendbar sein. Die Prägefolie kann beispielsweise eine Kugelschlagfolie oder eine Wellfolie sein; im ersteren Fall ist die Art des Einbaues gleichgültig, während hingegen bei Verwendung einer Wellfolie auf richtigen Einbau zu achten ist, derart, dass die Kanäle abwärts verlaufen.
Für die Innenschicht und die Aussenschicht der Auskleidung aus flüssigkeitsdichtem, mechanisch und che- misch beständigem Kunststoff haben sich beispielsweise Polyesterharzschichten, die gegebenenfalls jeweils in mehrschichtigem Aufbau ausgeführt sein können, bewährt.
In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung kann in das kommunizierende System aus Sondenrohr und Zwischenschicht der Auskleidung in an sich bekannter Weise eine Kontrollflüssigkeit bis zu angemessener Höhe eingefüllt sein, deren Schwinden ein Signal auslöst. Auf diese Weise gelingt es, Undichtigkeiten der Aussenschicht auch dann zur Anzeige zu bringen, wenn der Behälter nicht im Grundwasser ruht.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Lagerbehälter mit flüssigkeitsdicht ausgebildeter Auskleidung dargestellt, aus dessen Beschreibung weitere Einzelheiten zu ersehen sind. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen stehenden zylindrischen Lagerbehälter aus Stahlbeton im radialen Vertikalschnitt, eine Hälfte weggebrochen;
Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt in grösserem Massstab.
Der stehende zylindrische Lagerbehälter aus Stahlbeton weist den üblichen Aufbau aus Boden 1 und zylindrischem Mantel 2, Decke 3 und Revisionsschacht 4 auf und ist mit bekannten zusätzlichen Einrichtungen wie Sondenrohr 5, Füllstandskontrolleinrichtung 6 usw. ausgerüstet. Er ist ferner mit einer Auskleidung aus insgesamt drei Schichten 7, 8 und 9a bzw. 9b versehen, von denen die mit der zu lagernden Flüssigkeit in unmittelbarer Berührung stehende Innenschicht 7 alle inneren Wandteile des Behälters einschliesslich des Sondenrohres 5 als geschlossene flüssigkeitsdichte Haut von der Flüssigkeit abgrenzt, während die äussere den Betonwänden unmittelbar anliegende Aussenschicht 8 diese ebenfalls mit einer geschlossenen flüssigkeitsdichten Haut überzieht.
Zwischen diesen beiden Schichten ist eine flüssigkeitsdurchlässige Zwischenschicht vorgesehen, die etwa die innere Schicht 7 durchdringende Leckflüssigkeit in Richtung zum Behälterboden 1 über der diesen bedekkenden Aussenschicht zum Sondenrohr 5 ableitet. Diese Zwischenschicht besteht bei dem den Behältermantel 2 anliegenden Teil der Auskleidung aus einer Prägefolie 9a aus mechanisch steifem korrosionsbeständigem Material wie Aluminium, Kupfer, steifem Kunststoff und dergleichen und ihre Reliefprägung ist - z. B. als Kugel schlagfolle, Wellfolie usw. - derart ausgebildet, dass an ihren beiden Flächen nicht unterbrochene, abwärts gerichtete Kanäle verbleiben, durch die Leckflüssigkeit zum Boden abfliessen kann.
Bei dem den Boden 1 bedeckenden Teil der Auskleidung besteht die Zwischenschicht aus einer porösen, druckfesten Masse 9b, z. B. einer Sandschüttung oder Porenbeton, wie solcher z. B. für Filterrohre verwendet und als magerer Einkornbeton hergestellt wird, die sich über die ganze Bodenfläche erstreckt, wobei lediglich die Durchbringungdes Sondenrohres 5 ausgespart sein kann. Das Sondenrohr ruht auf der am Boden 1 unmittelbar anliegenden Aussenschicht 8 auf und sein von der Zwischenschicht aus Porenbeton 9b umgebener Fuss ist mit Durchtrittsöffnungen 10 für die Leckflüssigkeit versehen. Über seine gesamte Höhe ist das Sondenrohr 5 aussen von der Innenschicht 7 bekleidet.
Die Innenschicht 7 und die Aussenschicht 8 können aus beliebigem, mechanisch und chemisch ausreichend beständigem undurchlässigem Material bestehen, die entweder als verschweissbare Folie in geeigneten Zuschnitten eingebracht und verschweisst, oder aber als Kunstharzlösung bzw. Dispersion aufgetragen wird. Vorzüglich geeignet hierfür sind Polyesterharze, die für jede der Schichten 7, 8 in mehrschichtigem Aufbau aufgetragen werden.
In dem leeren Sondenrohr 5 ist nahe dem Boden eine Warnsonde 11 untergebracht, die in das Sondenrohr eindringende Leckflüssigkeit - Lagerflüssigkeit oder Wasser - durch ein akustisches und bzw. oder optisches Signal anzeigt, gegebenenfalls auch über eine Relaisschaltung Steuervorgänge auslösen kann.
Solange die Innenschicht 7 und Aussenschicht 8 flüssigkeitsdicht und unverletzt sind, bleibt das Sondenrohr 5 leer. Falls die Innenschicht 7 durch irgendwelche Umstände an beliebiger Stelle durchlässig wird und Flüssigkeit aus dem Behälterinnenraum durchtreten lässt, wird diese zum Boden abgeleitet, sammelt sich in der Porenbetonschicht 9b, von wo sie durch die Durchtritts öffnungen 10 in das Sondenrohr eintritt und bei ausreichender Höhe die Warnsonde 11 in Tätigkeit setzt.
Bei Lagerbehältern, deren Boden sich unterhalb des Grundwasserspiegels befindet, wird in gleicher Weise auch das Eindringen von Grundwasser durch etwa vorhandene durchlässige Stellen der Aussenschicht 8 signalisiert, wie sich ohne weiteres aus der Zeichnung in Verbindung mit der vorangegangenen Beschreibung ergibt.
Bei Lagerbehältern, die nicht im Grundwasser ruhen, empfiehlt es sich, eine für das Grundwasser unschädliche Kontrollflüssigkeit, z. B. Wasser, in das Sondenrohr bis zu angemessener Höhe einzufüllen und ein etwaiges Schwinden der Kontrollflüssigkeit anzeigende Signalisiereinrichtung vorzusehen, bei dieser Anordnung wird das Auftreten von Leckschäden an der äusseren Schicht auch dann angezeigt, wenn eine Anzeige nicht durch von aussen eindringendes Wasser erfolgen kann.