CZ2010266A3 - Zpusob protikorozní ochrany ocelových nádrží a ocelová nádrž s protikorozní ochranou - Google Patents

Abstract

Zpusob protikorozní ochrany ocelových nádrží pro akumulaci a úpravu vody, které se zhotovují z ocelových plechu, pricemž každý ocelový plech nádrže se nejdríve z vnejší a vnitrní strany a ze všech bocních stran obloží termoplastovými díly, které se následne svarí tak, že vnitrní prostor, ve kterém je ocelový plech uložen, je hermeticky oddelen od vnejšího prostredí a takto vzniklé kompaktní desky se spojí svarováním do tvaru nádrže.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu protikorozní ochrany ocelových nádrží využívaných pro akumulaci vody a pro její úpravu v oblasti čištění odpadních vod.

Dosavadní stav techniky

Nádrže pro akumulaci a úpravu vody, zejména v oblasti čištění odpadních vod a rovněž v oblasti úpravy pitných a užitkových vod, používají materiály v závislosti na požadovaném objemu nádrží. Největší nádrže se obvykle zhotovují z železobetonu, menší pak z ocele a z plastů. Nádrže musí splňovat požadavky na statiku, s ohledem na množství kapaliny kterou mají pojmout. Dále je důležitá vodotěsnost nádrží a jejich odolnost proti korozi. Ve specielních případech i odolnost proti působení chemických látek.

Ocelové nádrže jsou obvykle kruhové do objemů 1000 m3. Problémem bývá ochrana proti korozi a to především u nádrží uložených v zemi, což bývá běžný způsob uložení. Problémem je rovněž jejich transport na místo určení. Při sestavování nádrže z jednotlivých dílů až na místě určení je nevýhodou velká pracnost spojů, ať už se jedná o spojování plechů šroubováním, kde je nutno vkládat těsnění a v plechách zhotovovat otvory pro šrouby, a nebo o spojování svářením. V případě svařování navíc dochází k poškození antikorozní ochrany plechů a je ji nutno na staveništi obnovit. To se týká jak antikorozních nátěrů, tak i antikorozní ochrany tvořené povlakem z plastů.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob protikorozní ochrany ocelových nádrží podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že každý ocelový plech tvořící nádrž se nejprve obloží z vnější a vnitřní strany a ze všech zbývajících bočních stran termoplastovými díly, které se následně svaří tak, že vnitřní prostor, ve kterém je ocelový plech uložen, je hermeticky oddělen od vnějšího prostředí. Takto vzniklé desky se finálně spojí svařováním do požadovaného tvaru nádrže.

Obvodové stěny nádrže jsou vytvořeny z nejméně třech vrstev, kde vnější vrstvy jsou tvořeny termoplastem a vnitřní vrstva je tvořena ocelovým plechem. Vnitřní vrstvy jsou hermeticky odděleny od vnějšího prostředí. Vnější • «

-2termoplastový povrch takto vyrobených kompaktních desek, tvořících stěny, a dále dno a víko nádrže, je k sobě spojen svařením do požadovaného tvaru nádrže.

Dno nádrže je s výhodou vytvořeno s přesahem půdorysného rozměru nádrže, vymezeného stěnami nádrže.

Ocelové plechy, zejména pokud tvoří základ ploché stěny bez ohybů, jsou pro větší pevnost profilovány.

Dno a stropní deska nádrže je vytvořena podle velikosti zatížení z nezpěněného termoplast a nebo má shodnou konstrukci jako stěny nádrže.

Výhody nádrží podle vynálezu spočívají především v tom, že nádrž je možno vytvořit podle konkrétních požadavků s přesně definovanou statikou na předem definované zatížení, podobně, jak je tomu u velkých železobetonových nádrží. Tak nedochází k poddimenzování nebo předimenzování nádrže, čímž je zajištěn její bezpečný provoz při optimalizaci výrobních nákladů. Jsou tak současně plně využity dobré vlastnosti termoplastů jako je svařitelnost, vodotěsnost, odolnost proti chemikáliím a korozi a velmi dobré pevnostní charakteristiky ocelových materiálů.

Kombinací ocelových profilovaných plechů a termoplastů se při dokonalé antikorozní ochraně dosáhne i velmi dobrých parametrů nádrže. Nádrž je lehká při dosažení vysokých hodnot z hlediska ohybových momentů a současně je zajištěna její vodotěsnost. Ocel má vynikající vlastnosti z hlediska pevnosti, čímž je dosaženo velmi dobré statiky nádrže. Použitím profilovaných ocelových plechů se pak zvýší její statická odolnost. Nebezpečí koroze, které hrozí ocelovým nádržím je zcela eliminováno použitím plastů. Plasty rovněž zajistí dokonalé, vodotěsné a pevné spojení jednotlivých dílů nádrže. Takto vyrobené nádrže rovněž vykazují velmi dobrou tepelnou izolaci, takže v mrazech nezamrzají. Svařování plastů je přitom z technologického hlediska jednoduché a časově nenáročné.

Touto technologií lze na rozdíl od dosud známých kruhových ocelových nádrží, vyrábět ocelové nádrže prakticky libovolných tvarů podle aktuální potřeby a účelu k němuž jsou použity.

Vzhledem ke zmíněné nízké specifické hmotnosti je s nádržemi velmi snadná manipulace. Nádrž je vhodná jak pro uložení nad zemí tak i pro uložení v zemi pod hladinou spodních vod bez nebezpečí poškození a koroze. Vzhledem ke snadné manipulaci se stavebními díly nádrže je možné sestavovat velké nádrže přímo na místě určení, z čehož vyplývají nižší náklady na transport.

Přehled obrázku na výkresech

Na obr.l je znázorněn půdorysný řez kruhovou nádrží zhotovenou z hladkých, neprofilovaných ocelových plechů a na obr. 2 půdorysný řez kruhové nádrže s profilovaným ocelovým plechem. Obr. 3 představuje svislý řez A-A' kruhovou nádrží z profilovaného ocelového plechu. Obr. 4 znázorňuje jedno z možných provedení pravoúhlé nádrže v půdorysném řezu. Na obr. 5 je uveden svislý řez l-Γ zastropené nádrže a na obr. 6 svislý řez 2-2'nádrže bez stropní desky. Obr. 7 představuje jedno zmožných provedení spojení termoplastových stěn s železobetonovým dnem nádrže a na obr. 8 je znázorněno jedno zmožných spojení dílů stěn dna nebo stropní desky nádrže do větších ploch.

Příklady provedení vynálezu

Na obr/í, 2 a 3 je znázorněna jedna z typických variant kruhové nádrže pro využití v čistímách odpadních vod. Stěnu 4 nádrže tvoří vnější vrstvy 1 z tenkostěnné nezpěněné termoplastové desky, mezi nimiž je vložena vnitřní vrstva 2, tvořená ocelovým hladkým respektive profilovaným plechem. Z bočních stran jsou plechy obloženy termoplastovými pásky 12. Kruhová stěna 4 nádrže je spojená svárem se dnem 5 a celá nádrž je uložena buď na běžném pevném podkladu 7 jako je písek, beton nebo jiný vhodný materiál, a nebo na železobetonové desce 9. Pravoúhlé nádrže znázorněné na obr. 4 až 6 mají stejnou strukturu stěn 4 jako stěny kruhových nádrží. Tyto stěny 4 bez ohledu na jejich tvar jsou spojeny k sobě svárem 3 a dále jsou spojeny svařením se dnem 5, popřípadě se stropní deskou 6 nádrže. Tvar nádrže může být kruhový, čtvercový, nebo zcela jiný podle konkrétních požadavků a použití. Dno 5 a stropní deska 6 mají zpravidla stejnou konstrukci jako stěny 4 nádrže. Dno 5 je vytvořeno s přesahem 8, který umožňuje upevnění nádrže zasypáním nebo zabetonováním v zemí. V případě vytvoření dna 5 z betonové nebo železobetonové desky 9, se stěny 4 ukládají do drážek 10 vytvořených v této desce 9. Pokud se jedná o nádrž větších rozměrů, jejíž stěny 4, dno 5 nebo stropní deska 6 jsou vytvořeny z několika dílů, tyto díly jsou k sobě svařeny a sváry 3 jsou zpevněny výztuhou 11.

Při statickém výpočtu stěn 4, stropní desky 6 a dna 5 nádrže jsou statické vlastnosti termoplastů zanedbatelné, neboť pevnostní parametry nádrže jsou definovány především vloženou ocelovou konstrukci, to jest vnitřní vrstvou 2.

Stěny nádrží požadovaných rozměrů a požadované statické únosnosti se vytvoří z tenkostěnných desek z nezpěněných termoplastů tak, že do dutého • · · · ♦ · »

-4prostoru, tvořeného dvěma vnějšími termoplastovými vrstvami j_ se vloží vnitřní vrstva 2 z ocelového plechu, jehož boční strany se obloží termoplastovými pásky 12. Svařením vnějších vrstev 1 s termoplastovými pásky 12 se dosáhne hermetického oddělení vnitřní vrstvy 2 od vnějšího prostředí. Stěny 4 se pak u dna 5 a u stropní desky 6 svaří v rozích běžným způsobem natavením svařovacího drátu horkým vzduchem. Stejný postup je i u kruhové stěny 4. Pokud není nádrž uložena v zemi, dno 5 a stropní deska 6 mohou být tvořeny termoplastovou deskou bez zpevňující vnitřní vrstvy.

Pro požadované statické zatížení nádrže se provede nejprve vypočet hydrostatického tlaku na stěnu 4 nádrže, vypočítá se tlak konkrétního typu zeminy na stěnu 4 nádrže, zvolí se trapézový plech vyhovující oběma typům zatížení, posoudí se vztlak podzemní vody na dno 5 prázdné nádrže, namáhání přesahu 8 dna 5 proti nadzvednutí nádrže vztlakem podzemní vody, navrhne se vyhovující profil trapézového plechu pro dno 5 nádrže. Dále se provede výpočet zatížení stropní desky 6 nádrže na základě váhy zásypu zeminou, případně dalším zatížením, navrhne se vyhovující profil trapézového plechu pro stropní desku 6, provede se výpočet namáhání svárů ve spojích stěn 4 se dnem 5 a stropní deskou 6 a navrhne se vhodná konstrukce sváru 3. Při splnění výše uvedeného postupu jsou pak zajištěny požadované parametry a vlastnosti nádrží podle vynálezu.

Claims (10)

1. Patentové nároky

   1. Způsob protikorozní ochrany ocelových nádrží pro akumulaci a úpravu vody, které se zhotovují z ocelových plechů, vyznačující se tím, že každý ocelový plech nádrže se nejdříve z vnější a vnitřní strany a ze všech bočních stran obloží termoplastovými díly, které se následně svaří tak, že vnitřní prostor, ve kterém je ocelový plech uložen, je hermeticky oddělen od vnějšího prostředí, přičemž takto vzniklé kompaktní desky se spojí svařováním do tvaru nádrže.
2. 2. Ocelová nádrž s protikorozní ochranou pro akumulaci a úpravu vody, kde obvodové stěny jsou spojeny se dnem nádrže, vyznačující se tím, že obvodové stěny (4) nádrže jsou vytvořeny ze třech vrstev, kde vnější vrstvy (1) jsou vytvořeny z termoplastu a vnitřní vrstva (2) je vytvořena z ocelového plechu, přičemž vnitřní vrstva (2) je hermeticky oddělena od vnějšího prostředí svařením termoplastových komponent do kompaktního celku, zatímco stěny (4) a dno (5) nádrže jsou k sobě spojeny svařením.
3. 3. Ocelová nádrž s protikorozní ochranou pro akumulaci a úpravu vody podle nároku 2, vyznačující se tím, že nádrž je uzavřena stropní deskou (6), která je spojena se stěnami (4) svařením.
4. 4. Ocelová nádrž s protikorozní ochranou pro akumulaci a úpravu vody podle nároku 2, vyznačující se tím, že dno (5) je stejné konstrukce jako stěny (4) nádrže.
5. 5. Ocelová nádrž s protikorozní ochranou pro akumulaci a úpravu vody podle nároku 3, vyznačující se tím, že stropní deska (6) je stejné konstrukce jako stěny (4) nádrže.
6. 6. Ocelová nádrž s protikorozní ochranou pro akumulaci a úpravu vody podle nároku 2, vyznačující se tím, že dno (5) nádrže je vytvořeno z termoplastu.
7. 7. Ocelová nádrž s protikorozní ochranou pro akumulaci a úpravu vody podle nároku 3, vyznačující se tím, že stropní deska (6) je vytvořena z termoplastu.
8. 8. Ocelová nádrž s protikorozní ochranou pro akumulaci a úpravu vody podle nároku 2, 4 a 6, vyznačující se tím, že dno (5) nádrže přesahuje půdorysný rozměr nádrže, vymezený stěnami (4) nádrže.

   .. . ,ΪΟ.<Ο- 2<,_b ♦ * · φ · « «
9. 9. Ocelová nádrž s protikorozní ochranou pro akumulaci a úpravu vody podle nároku 2, vyznačující se tím, že dno (5) nádrže je tvořeno betonovou nebo železobetonovou deskou (9) s drážkami (10) pro upevnění a vodotěsné uložení obvodových stěn (4).
10. 10. Ocelová nádrž s protikorozní ochranou pro akumulaci a úpravu vody podle nároku 2 až 5 a 8, vyznačující se tím, že vnitřní vrstva (2) je vytvořena z plochého nebo z profilovaného materiálu.