Stahlbehälter haben aufgrund der Korrosionsanfälligkeit von Stahl trotz der üblichen Korrosionsschutzbehandlungen bekanntlich nur eine begrenzte Lebensdauer. Bei unterirdisch eingebauten Stahlbehältern für die Lagerung von beispielsweise Heizöl muss bereits nach 8 bis 12 Jahren damit gerechnet werden, dass der Behälter durch Korrosion leck wird.
DerAusbau des alten, schadhaften Behälters, seine Reparatur oder der Einbau eines neuen Behälters führt zu erheblichen Kosten sowie baulichen Umständen. Entsprechend der jeweiligen Anordnung ist oft der Ausbau des Behälters nicht mehr möglich oder erfordert grössere Aufbrüche an Gebäuden, Strassenabsperrungen usw.
Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen im Innern des alten Behälters einen neuen Behälter aus Kunststoffzu erstellen. Dabei werden im Nassverfahren nach und nach mehrere Lagen eines Polyester-Glas-Gemisches auf die Innenwand des Behälters auflaminiert, bis eine Schichtdicke erreicht ist. die der erforderlichen Wandstärke des auf diese Weise geformten Innenbehälters entspricht. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Stahlbehälter im Laufe der Zeit durch Korde sion so weit geschwächt wird, dass der Innenbehälter die gesamten Kräfte allein aufzunehmen hat, die früher auf den Stahlbehälter wirkten.
Bei einem Behälterdurchmesser von 2500 mm würde die erforderliche Wandstärke ca. 20 mm betragen. Diese Wandstärke lässt sich jedoch durch den Einbau von Verstärkungsrippen erheblich verringern, so dass eine bedeutende Menge an wertvollem Kunststoffmaterial eingespart werden kann.
Nach einem bekannten Verfahren werden zur Herstellung von inneren Versteifungsrippen in Umfangsrichtung entlang der Behälterinnenwand bzw. auf den zuvor aufgebrachten Kunststoffschichten Schaumstoffstreifen angeordnet, über die anschliessend weiteres Kunststoffmaterial auflaminiert wird.
Der Schaumstoffstreifen bildet dann den Kernquerschnitt einer Versteifungsrippe. Diese Herstellung der Versteifungsrippen im Innern des Behälters ist durch die dort herrschenden Arbeitsbedingungen sehr mühsam und zeitraubend. Ausserdem ergibt sich nur eine verhältnismässig geringe Verstärkung, da Glasfaser-Kunststoffweniger auf Druck beanspruchbar ist und die Rippen entsprechend eine geringe Knickfestigkeit haben.
Zur Beseitigung dieser Nachteile wird ein Verfahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass nach Herstellung der Wand des Innenbehälters in Umfangsrichtung in den Behälter vorfabrizierte Stahlbögen eingesetzt und anschliessend durch Auflaminieren von Kunststoffschichten in der Wand des Innenbehälters in Form von Versteifungsrippen eingeschlossen werden.
Die Stahlbögen können vorteilhaft mit Hilfe von Spannmitteln eingesetzt werden, so dass sich eine optimale Lastverteilung zwischen Kunststoff-Behälterwand und den Versteifungsrippen ergibt. Hierfür können zwischen zwei halbkreisförmigen Bogenteilen Spannschrauben vorgesehen sein, die sich mit Hilfe eines Drehmomentenschlüssels auf die optimale Vorspannung einstellen lassen.
Die Stahlbögen lassen sich schnell im Behälter montieren und sie können erheblich grössere Belastungen aufnehmen.
Die Vorspannung der Stahlbögen ist aufgrund der unterschiedlichen Dehnung von Glasfaser-Kunststoff und Stahl unter Last von Vorteil.
Beim Auflaminieren von Kunststoffschichten auf die Stahlbögen kann zur Vermeidung von Spannungskonzentrationen am Übergang vom Bogen zur Behältenvand ein Füllmaterial aus Kunststoff eingearbeitet werden, oder es werden in vorteilhafter Ausführungsform Stahlbogen mit einem trapezförmigen Querschnitt verwendet, so dass die Stahlbögen über die schrägen Querschnittswände zur Behälterinnenwand allmählich übergehen. Das Trapezprofil hat ausserdem den Vorteil, dass sich eine Abstützung der Wand des Innenbehälters auf einer grösseren Länge ergibt und folglich weniger Stahlbögen bzw. Versteifungsrippen erforderlich sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Radialschnitt durch den sanierten Behälter an der Stelle des Mannlochs,
Fig. 2 eine bevorzugte Querschnittsform eines an der Behälterwand angeordneten Stahlbogens,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Stahlbogens, und
Fig. 4 eine vergrösserte Darstellung der Verbindungsstelle II der Fig. 1 zwischen zwei Bogenteilen.
Der zu sanierende Stahlbehälter list beispielsweise wie in Fig. 1 gezeigt, im Erdreich eingebettet. Die in Kunstharz getränkten Glasfasermatten werden in mehreren Lagen nacheinander auf der Innenwand auflaminiert, wobei der Kunstharz aushärtet, so dass eine selbsttragende Behälterwand entsteht, durch die ein Innenbehälter 2 gebildet wird. Sie verliert dabei durch Schrumpfung den anfänglichen Kontakt mit der Stahlwand und erhält im oberen Bereich zu ihr einen Abstand, indem sich der Innenbehälter 2 auf dem unteren Teil des Stahlbehälters 1 abstützt. Die Stahlbögen bestehen jeweils aus zwei halbkreisförmigen Bogenteilen 4 und 5, die mit Hilfe von Spannmitteln, wie z.B. Schrauben 6, 7 auseinander und dadurch gegen die Behälterwand gepresst werden. Sie sind in Längsrichtung des zylindrischen Behälters parallel zueinander angeordnet.
Ihr gegenseitiger Abstand bzw. ihre Anzahl ist entsprechend der zu erwartenden Behälterbelastung gewählt und ist beispielsweise gleich der zweifachen Breite des Stahlbogens. Nach dem Einbringen der Stahlbogenteile 4, 5 durch das Mannloch 8 in den Behälter und ihr gegenseitiges Verspannen werden sie bis auf ihre Verbindungsstellen 9 und 10 durch mindestens eine weitere Lage einer Glasfaser-Kunststoffmatte 11 bedeckt und eingeschlossen, so dass sie korrosionsgeschützt sind und einen Verbund mit dem Innenbehälter erhalten. Durch Freilassen der Verbindungsstelle an der Unterseite des Behälters und die damit verbleibende Lücke zwischen den Bogen teilen 4, 5 wird verhindert, dass beim Entleeren des Behälters am Boden nichtkommunizierende Bereiche zwischen den Bögen bzw. Versteifungsrippen verbleiben.
Fig. 2 zeigt die zu bevorzugende Querschnittsform der Stahlbögen. Die im spitzen Winkel zu der Behälterinnenwand 12 gerichteten Querschnittswände 13, 14 der Bögen bewirken eine günstige Spannungsverteilung bzw. Kraftübergang von der belasteten Behälterwand auf die Stützbögen 4, 5. Da der Querschnitt entsprechend gespreizt ist, bildet die an der Behälterwand 12 anliegende Querschnittswand 15 eine breite Abstützfläche. Die Fig. 2 zeigt einen Stahlbogen, bevor er in der envähnten Weise durch eine Kunststoffschicht eingeschlossen wird. Die geneigten Querschnittswände 13, 14 erleichtern dabei wesentlich das Auflaminieren dieser weiteren Kunststoffschicht.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Ausführung der Mittel zum Auseinanderspannen der beiden Stahlbogenteile 4, 5 an den Stellen 9, 10 der Fig. 1. Hierbei sind an einem Bogenende 16 zwei Schraubenmuttern 17, 18 nebeneinander aufgeschweisst, die als Gewindefassung für zwei Spannschrauben 6, 7 dienen.
Diese Schrauben sind mit einem Ende in die Schraubenmuttern eingeschraubt und stützen sich mit ihrem anderen Ende 19, 20 am Ende 21 des angrenzenden Bogenteils 4 ab. Dieses Ende 19, 20 ist mit schraubenkopfförmigen Abschrägungen für den Eingriff eines Schraubenschlüssels bzw. Drehmomentenschlüssels versehen. Es versteht sich, dass ein Verdrehen der Schrauben 6, 7, so dass sie sich aus den Schraubenmuttern 17, 18 herausbewegen, ein Auseinanderdrücken der Bogenteile 4, 5 bewirkt.
Aus den vorangegangenen Ausführungen geht hervor, dass das erfindungsgemässe Verfahren zur Erstellung eines Innenbehälters in einem Stahltank eine erhebliche Einsparung an Arbeit und Kosten ermöglicht. Die Einsparung an Arbeit ist insbesondere von Bedeutung, da sie unter ungünstigen Bedingungen im Innern des Behälters auszuführen ist. Die Verwendung der Stahlbögen ermöglicht ausserdem eine Einsparung an Glasfaser-Kunststoffmaterial, das in verarbeitetem Zustand ungefähr zehnmal so teuer ist als Stahl.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Sanierung eines Stahlbehälters durch Einbau eines Innenbehälters, wobei der Innenbehälter durch Auflaminieren von glasfaserverstärkten Kunststoffschichten auf die Innenwand des Stahlbehälters und Einarbeiten von Verstärkungsrippen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach Herstellung der Wand des Innenbehälters (2) in Umfangsrichtung in den Behälter vorfabrizierte Stahlbögen (4, 5) eingesetzt und anschliessend durch Auflaminieren von Kunststoffschichten in der Wand des Innenbehälters in Form von Versteifungsrippen eingeschlossen werden.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlbögen in Form von zwei halbkreisförmigen Bogenteilen (4, 5) in den Behälter eingebracht und mit Hilfe von Spannmitteln (6, 7, 17, 18) gegen die Wand des Innenbehälters (2) gepresst werden.
2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auflaminieren einer Kunststoffschicht auf die Stahlbögen mindestens die untere Verbindungsstelle (10) zwischen zwei Bogenteilen (4, 5) freigelassen wird, so dass ein Spalt zum Durchtritt von Flüssigkeit bei der Behälterentleerung und Reinigung freibleibt.
3. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schrauben ausgeführte Spannmittel mit Hilfe eines Drehmomentenschlüssels angespannt werden, so dass die Stahlbogen mit vorgegebener Spannung an der Wand des Innenbehälters angepresst werden.
4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen den Stahlbögen und der seitlich angrenzenden Behälterwand durch Einarbeiten von Kunststoff abgeschrägt wird.
PATENTANSPRUCH II
Stahlbehälter saniert durch das Verfahren des Patentanspruchs I mit einem Innenbehälter dessen Wand aus glasfaserverstärkten Kunststoffschichten aufgebaut ist und in Umfangsrichtung umlaufende Verstärkungsrippen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsrippen aus Stahlbögen (4, 5) bestehen, die in einer Kunststoffschicht (11) eingeschlossen sind.
UNTERANSPRÜCHE
5. Stahlbehälter nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlbögen zweiteilig sind.
6. Stahlbehälter nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenteile (4, 5) eines Stahlbogens über Spannmittel (6, 7, 17, 18) miteinander verbunden sind.
7. Stahlbehälter nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine der Verbindungsstellen (10) zwischen zwei Bogenteilen (4, 5) eines Stahlbogens am Boden des Behälters befindet und die Verbindungsstelle eine Lücke aufweist, die von der Kunststoffschicht (11) nicht eingeschlossen ist.
8. Stahlbehälter nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen den Stahlbögen (4, 5) und der Behälterwand abgeschrägt ist.
9. Stahlbehälter nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlbögen (4, 5) einen trapezförmigen Querschnitt ( 13, 14, 15) aufweisen, dessen breiterer Teil (15) an der Behälterwand anliegt.
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Because steel is susceptible to corrosion, steel tanks have, as is well known, only a limited service life despite the usual anti-corrosion treatments. In the case of steel containers installed underground for the storage of heating oil, for example, it must be expected that the container will leak due to corrosion after 8 to 12 years.
The removal of the old, defective container, its repair or the installation of a new container leads to considerable costs and structural circumstances. Depending on the respective arrangement, the removal of the container is often no longer possible or requires larger breaks in buildings, road barriers, etc.
It has therefore already been proposed to create a new plastic container inside the old container. In the wet process, several layers of a polyester-glass mixture are gradually laminated onto the inner wall of the container until a layer thickness is reached. which corresponds to the required wall thickness of the inner container formed in this way. It must be taken into account that the steel container is weakened by cord sion over time so that the inner container alone has to absorb all of the forces that previously acted on the steel container.
With a container diameter of 2500 mm, the required wall thickness would be approx. 20 mm. However, this wall thickness can be considerably reduced by installing reinforcing ribs, so that a significant amount of valuable plastic material can be saved.
According to a known method, for the production of inner stiffening ribs, foam strips are arranged in the circumferential direction along the inner wall of the container or on the previously applied plastic layers, over which further plastic material is subsequently laminated.
The foam strip then forms the core cross-section of a stiffening rib. This production of the stiffening ribs inside the container is very laborious and time-consuming due to the working conditions there. In addition, there is only a relatively low level of reinforcement, since glass fiber plastic cannot be subjected to pressure as much and the ribs accordingly have a low buckling strength.
To eliminate these disadvantages, a method is proposed which is characterized in that, after the wall of the inner container has been produced, prefabricated steel arches are inserted into the container in the circumferential direction and then enclosed in the wall of the inner container in the form of stiffening ribs by lamination of plastic layers.
The steel arches can advantageously be used with the help of tensioning devices, so that there is an optimal load distribution between the plastic container wall and the stiffening ribs. For this purpose, tensioning screws can be provided between two semicircular curved parts, which can be adjusted to the optimal preload with the aid of a torque wrench.
The steel arches can be quickly installed in the container and they can withstand considerably greater loads.
The pretensioning of the steel arches is advantageous due to the different expansion of fiberglass and steel under load.
When laminating plastic layers onto the steel arches, a filling material made of plastic can be incorporated in order to avoid stress concentrations at the transition from the arch to the container wall, or, in an advantageous embodiment, steel arches with a trapezoidal cross-section are used so that the steel arches gradually merge over the sloping cross-sectional walls to the inner wall of the container . The trapezoidal profile also has the advantage that the wall of the inner container is supported over a greater length and consequently fewer steel arches or stiffening ribs are required.
In the following the invention is described with reference to an embodiment shown in the drawings.
It shows:
1 shows a radial section through the rehabilitated container at the location of the manhole,
2 shows a preferred cross-sectional shape of a steel arch arranged on the container wall,
3 shows a cross section through a further embodiment of a steel arch, and
FIG. 4 shows an enlarged representation of the connection point II of FIG. 1 between two arch parts.
The steel container to be renovated is embedded in the ground, for example as shown in FIG. 1. The fiberglass mats soaked in synthetic resin are laminated in several layers one after the other on the inner wall, the synthetic resin hardening, so that a self-supporting container wall is created, through which an inner container 2 is formed. In the process, it loses its initial contact with the steel wall due to shrinkage and is given a distance from it in the upper area in that the inner container 2 is supported on the lower part of the steel container 1. The steel arches each consist of two semicircular arch parts 4 and 5, which are secured with the help of clamping means, e.g. Screws 6, 7 apart and thereby pressed against the container wall. They are arranged parallel to one another in the longitudinal direction of the cylindrical container.
Their mutual distance or their number is selected according to the expected container load and is, for example, equal to twice the width of the steel arch. After the steel arch parts 4, 5 have been introduced through the manhole 8 into the container and their mutual bracing, they are covered and enclosed by at least one further layer of a fiberglass-plastic mat 11 except for their connection points 9 and 10, so that they are protected against corrosion and form a composite received with the inner container. By leaving the connection point on the underside of the container and the remaining gap between the arches share 4, 5 prevents non-communicating areas remain between the arches or stiffening ribs when emptying the container on the floor.
Fig. 2 shows the preferred cross-sectional shape of the steel arches. The cross-sectional walls 13, 14 of the arches directed at an acute angle to the container inner wall 12 cause a favorable stress distribution or force transfer from the loaded container wall to the supporting arches 4, 5. Since the cross-section is spread accordingly, the cross-sectional wall 15 adjacent to the container wall 12 forms a wide support surface. Fig. 2 shows a steel arch before it is enclosed in the aforementioned manner by a plastic layer. The inclined cross-sectional walls 13, 14 significantly facilitate the lamination of this further plastic layer.
Fig. 4 shows an example of the execution of the means for clamping apart the two steel arch parts 4, 5 at the points 9, 10 of FIG 6, 7 serve.
One end of these screws is screwed into the screw nuts and their other end 19, 20 is supported on the end 21 of the adjacent arch part 4. This end 19, 20 is provided with screw-head-shaped bevels for the engagement of a wrench or torque wrench. It goes without saying that twisting the screws 6, 7 so that they move out of the screw nuts 17, 18 causes the curved parts 4, 5 to be pushed apart.
It can be seen from the preceding statements that the method according to the invention for creating an inner container in a steel tank enables considerable savings in work and costs. The saving in labor is particularly important because it has to be carried out under unfavorable conditions inside the container. The use of steel arches also enables a saving in fiberglass plastic material, which is about ten times more expensive than steel when processed.
PATENT CLAIM 1
A method for the rehabilitation of a steel container by installing an inner container, the inner container being formed by laminating glass fiber reinforced plastic layers onto the inner wall of the steel container and incorporating reinforcing ribs, characterized in that after the wall of the inner container (2) has been produced, steel arches prefabricated in the circumferential direction of the container (4, 5) and then enclosed by lamination of plastic layers in the wall of the inner container in the form of stiffening ribs.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized in that the steel arches in the form of two semicircular arch parts (4, 5) are introduced into the container and with the help of clamping means (6, 7, 17, 18) against the wall of the inner container (2) be pressed.
2. The method according to claim I or dependent claim 1, characterized in that when a plastic layer is laminated onto the steel arches, at least the lower connection point (10) between two arch parts (4, 5) is left free, so that a gap for liquid to pass through when emptying the container and cleaning remains free.
3. The method according to dependent claim 1, characterized in that clamping means designed as screws are tightened with the aid of a torque wrench, so that the steel arches are pressed against the wall of the inner container with a predetermined tension.
4. The method according to claim I, characterized in that the transition between the steel arches and the laterally adjoining container wall is beveled by incorporating plastic.
PATENT CLAIM II
Steel tank renovated by the method of claim I with an inner tank whose wall is made up of glass fiber reinforced plastic layers and has circumferential reinforcing ribs, characterized in that the reinforcing ribs consist of steel arches (4, 5) which are enclosed in a plastic layer (11).
SUBCLAIMS
5. Steel container according to claim II, characterized in that the steel arches are in two parts.
6. Steel container according to dependent claim 5, characterized in that the arch parts (4, 5) of a steel arch are connected to one another via clamping means (6, 7, 17, 18).
7. Steel container according to dependent claim 5, characterized in that one of the connection points (10) between two arch parts (4, 5) of a steel arch is at the bottom of the container and the connection point has a gap which is not enclosed by the plastic layer (11) .
8. Steel container according to claim II, characterized in that the transition between the steel arches (4, 5) and the container wall is beveled.
9. Steel container according to dependent claim 8, characterized in that the steel arches (4, 5) have a trapezoidal cross-section (13, 14, 15), the wider part (15) of which rests against the container wall.
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