DE102006043477B4

DE102006043477B4 - Vorrichtung zur Befestigung von Verbundpaneelen an einer Tankstruktur mittels Befestigungsprofilen

Info

Publication number: DE102006043477B4
Application number: DE200610043477
Authority: DE
Inventors: Jens Pehlke; Katinka Wolgast; Volker Fiebig; Michael Klamp; Miroslav Denev; Keno Dirks
Original assignee: Aker MTW Werft GmbH
Current assignee: Wadan Yards MTW GmbH
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2026-09-16
Also published as: DE102006043477A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Tank für die Lagerung und den Transport von tiefkalten Medien zur Befestigung von Isolier- und Barriereschichten als Verbundpaneele an der Tankstruktur des Tanks. Die Befestigung der Isolier- und Barriereschichten erfolgt dadurch, dass an der Tankstruktur (6) Befestigungsprofile (1) befestigt werden, welche wiederum zur Befestigung von Isolier- und Barriereschichten in Form von Verbundpaneelen (5, 5a) mittels einer formschlüssigen Verbindung vorzugsweise in Kombination mit mechanischen Verbindungselementen dienen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Tank für die Lagerung und den Transport von tiefkalten Medien zur Befestigung von Isolier- und Sperrschichten als Verbundpaneele an der Tankstruktur des Tanks. Sie zeigt ein System zum Verbinden der Isolierpaneele mit der Schiffsstruktur mit Hilfe von Befestigungsprofilen.
Für den Transport und die Lagerung von tiefkalten Medien, z. B. verflüssigtem Erdgas, werden spezielle Isoliersysteme verwendet, um die tiefkalte Ladung dicht und thermisch isoliert transportieren und lagern zu können. Für die Gestaltung der Isoliersysteme haben sich unterschiedliche Konstruktionsprinzipien durchgesetzt.
Eine Gruppe von Tanksystemen für den Transport und die Lagerung von tiefkalt verflüssigtem Erdgas wird als Membrantank bezeichnet. Die thermische Isolierung erfolgt im Tank durch zwei übereinander angeordnete Schichten aus Isoliermaterial. Zwei sogenannte Sperr- bzw. Barriereschichten (auch Membranschichten) dienen der Gewährleistung der Dichtigkeit.
Die Schichten werden mit der Tankstruktur verbunden. Dies geschieht in der Regel mittels Kleben und Schrauben. Natürliche auf der Tankstruktur durch Verschweißen auftretende Verformungen werden dabei z. B. durch Nivelliermasse ausgeglichen.
Aus der DE 199 31 705 A1 ist ein System bekannt, bei dem die Verbindung der sekundären Isolierschicht, mittels vorher auf der Tankstruktur aufgeschweißten, sehr genau ausgerichteter Bolzen erfolgt. Mittels einer Mutter werden eine bestimmte Anzahl an Barriere- und Isolierschichten auf der Tankstruktur fixiert.
In der Offenlegungsschrift DE 26 48 211 A1 wird die Verbundplatte, welche die erforderlichen Schichten beinhaltet, ebenfalls durch aufgelötete Bolzen an der Tankwand gehalten. Um die Verbundplatte auf ein Niveau zu bringen, werden Abstandsstücke auf die Bolzen aufgeschoben. An Stellen, an denen die Tankstruktur stark verformt ist, wird zusätzlich eine Nivelliermasse aufgetragen.
Beide beschriebenen Methoden erfordern einen sehr genaue und aufwändige Ausrichtung der Bolzen auf der Tankstruktur. Die Nivellierung und Ausrichtung der Paneele erfordert zusätzlichen Arbeitsaufwand.
Aus der DE 24 07 210 A „Thermische Isolierung für Tieftemperaturtanks und Verfahren zu deren Herstellung" ist eine Methode zur In-Situ-Herstellung von Isolierschichten bekannt. Das Schäumen der Isolierschichten erfolgt dabei zwischen senkrecht zur Tankwand gestellten Platten, welche auf einer Schienenkonstruktion befestigt sind. Das fertige Isoliersystem wird durch das Schienensystem getragen und mit der Tankstruktur verbunden. Die In-Situ-Herstellung von tieftemperaturbeständigen Isolierschäumen ist jedoch mit hohen Qualitätsrisiken behaftet und hat sich deshalb bisher nicht durchsetzen können.
Die DE 195 34 465 A1 beschreibt ein Membrantanksystem, bei dem vorgefertigte Tafeln, welche die Isolierschichten und die sekundäre Sperrschicht enthalten, an der Tankstruktur durch in regelmäßigen Abständen angeordneten Stehbolzen befestigt werden. Die Stehbolzen müssen in einem zuvor zu vermessenden und genauestens einzuhaltenden Bolzenraster auf die Tankstruktur geschweißt werden. Die zum Tankinneren liegende primäre Sperrschicht ist nicht Bestandteil der Tafeln und wird durch Verschweißen mit einem Schweißträger an den Tafeln befestigt. Die Schweißträger müssen zuvor in eine Nut, die sich in den Platten der Tafeln befindet, in einem separaten Arbeitsgang eingezogen werden.
Aus der DE 44 32 142 A1 ist ein Membrantanksystem bekannt, bei dem die sekundäre Isolierschicht durch aufgeschweißte Stehbolzen in regelmäßigem Abstand an der Tragstruktur befestigt und die sekundäre Sperrschicht dann an der sekundären Isolierschicht befestigt wird, wobei weitere, mit der sekundären Isolierschicht verbundene Stehbolzen die sekundäre Sperrschicht penetrieren, um die primäre Isolierschicht befestigen zu können. Die primäre Sperrschicht wiederum wird in einem weiteren Arbeitsgang an Schweißträgern befestigt, welche durch die primäre Isolierschicht verlaufen und mit der sekundären Sperrschicht verbunden sind. Dieses System ist gekennzeichnet, dass die Funktionsschichten, d. h., die sekundäre Isolierschicht, die sekundäre Sperrschicht, die primäre Isolierschicht und die primäre Sperrschicht als separate Schichten ausgeführt sind und jeweils in separaten Arbeitsgängen auf die Tankstruktur aufgebracht werden müssen.
Die FR 14 81 808 A beschreibt verschiedene Ausführungen von Semi-Membrantanks. Dabei werden die sekundäre und primäre Sperrschicht nur teilweise über Stützprofile durch die umgebende Tragstruktur gestützt. Die Stützprofile dienen hier der Befestigung und Abstützung der Sperrschichten selbst. Die Bereiche zwischen den beiden Sperrschichten und benachbarten Stützprofilen werden in einer Ausführung mit separaten Isoliermatten (matelas calorifuge) ausgefüllt. In einer anderen Ausführung für Anwendungen, bei denen nicht zwei Sperrschichten gefordert sind, fungiert die umgebende Tragstruktur als sekundäre Barriere. Hier werden die Bereiche zwischen der Sperrschicht und der umgebenden Tragstruktur mit den Isoliermatten ausgefüllt.
Aus der US 41 70 952 A ist ein System bekannt, bei dem Isolierpaneele mittels Stehbolzen an einer Tragstruktur befestigt werden. Die metallene Sperrschicht wird über in den Isolierpaneelen eingelassenen Zungen (tongues) ähnlich den Schweißträgern aus DE 44 32 142 A1 an den Isolierpaneelen befestigt. Für das Einziehen der Zungen in die Isolierpaneele und das Befestigen der Sperrschichten an diesen sind jeweils separate Arbeitsgänge während der Montage erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es diese Nachteile abzustellen, indem an Stelle der aufwändigen Positionierung von einzelnen Bolzen eine effizientere Befestigungsart verwendet wird, die alle erforderlichen Arbeitsschritte zur Befestigung eines tieftemperaturgeeigneten vorgefertigten Isoliersystems im Tank umfasst und Arbeitsaufwand und damit letztlich Arbeitszeit spart.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen genannt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Tank Befestigungsprofile befestigt werden, welche wiederum zur Befestigung von Isolier- und Barriereschichten (Verbundpaneel) mittels mechanischer Befestigungselemente, z. B. Schrauben, dienen. Dieses Befestigungsprofil besteht aus Steg und Gurt.
Der Gurt dieses Befestigungsprofils ist vorzugsweise mit einer Vielzahl von Löchern, ähnlich einer Lochplatte, ausgestattet. Dies ermöglicht die genaue Montage des Isolier- und Barrieresystems ohne das vorherige millimetergenaue Einmessen und Ausrichten von Befestigungselementen, z. B. Bolzen. Nachbohren zusätzlich erforderlicher Löcher während der Montage der Paneele ist möglich. Alternativ können auch Schrauben mit Bohrspitze verwendet werden. Die Art und Gestaltung der Befestigungsprofile sowie die Verwendung von Ausgleichselementen in Ring- oder Streifenform ermöglichen das Ausgleichen von Unebenheiten auf der Tankstruktur.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert:
1: schematische perspektivische Darstellung der Fixierung von Paneelen am Befestigungsprofil mittels Schrauben. Dargestellt sind außerdem Ausgleichselemente.
2: schematische perspektivische Darstellung einer Schiene mit einer Vielzahl verteilter Löcher versehen.
3: schematische perspektivische Darstellung einer Fixierung von Paneelen am Befestigungsprofil. Das Verbundpaneel ist an der Unterseite mit Taschen versehen. Das Befestigungsprofil verläuft in der Tasche und fixiert das Paneel an der Tankstruktur.
4: schematische perspektivische Darstellung einer Fixierung von Paneelen am Befestigungsprofil. Die Verbundpaneele sind durch ihre besondere Form für den Einsatz nach dem Click- Prinzip geeignet.
In 1 ist ein Befestigungsprofil (1) zur Befestigung von Verbundpaneelen (5, 5a) an der Tankstruktur (6) dargestellt. Das Befestigungsprofil (1) ist fest mit der Tankstruktur (6) verbunden. Die Verbundpaneele (5, 5a) sind stufenförmig ausgeführt. Zur Fixierung der Verbundpaneele (5, 5a) wird die untere Stufe des Verbundpaneels (5a) unter den Gurt (1a) des Befestigungsprofils (1) geschoben und fest mit diesem verbunden, z. B. durch Schrauben. Zum Ausgleich von Unebenheiten in der Tankstruktur (6) sind Ausgleichselemente (9) die rund oder streifenförmig sind, in verschiedenen Dicken vorgesehen. Diese werden an den erforderlichen Stellen auf das Befestigungsprofil (1) aufgelegt.
In 2 ist ein Befestigungsprofil (1), welches auf der Tankstruktur (6) aufliegt dargestellt. Das Befestigungsprofil (1) besteht vorzugsweise aus Steg (1b) und Gurt (1a). Der Gurt (1a) ist vorzugsweise mit einer Vielzahl gleichmäßig verteilter Löcher (4) versehen.
In 3 sind an der Unterseite der Verbundpaneele (5, 5a) Taschen (7) angeordnet. Die Breite der Taschenöffnung (8) ist vorwiegend die gleiche, wie die Breite des Gurtes (1a) des Befestigungsprofils (1). Die Tasche (7) ist von Ihrer Form und Größe der des Gurtes (1a) des Befestigungsprofils (1) angepasst. Zur Fixierung der Verbundpaneele (5, 5a) an der Tankstruktur (6) verläuft der Gurt (1a) in der Tasche und der Steg (1b) in der Taschenöffnung (8).
In 4 ist ein Befestigungsprofil (1) zur Befestigung von Verbundpaneelen (5, 5a) an der Tankstruktur (6) dargestellt. Die Verbundpaneele (5, 5a) sind mittels einer Click-Verbindung (10) auf der Tankstruktur (6) fixiert. Dazu sind die hervorstehenden Seiten (12) der stufenförmig ausgeführten Verbundpaneele (5, 5a) an der Oberkante mit einer viertelkreisförmigen Aussparung (10a) versehen. An den zurückstehenden Seiten (11) der oberen Stufe der stufenförmig ausgeführten Verbundpaneele (5, 5a) hat die Oberkante einen viertelkreisförmig Überstand (10b), so dass hier eine formschlüssige Verbindung (10) der Verbundpaneele (5, 5a) hergestellt wird.

1: Befestigungsprofil
1a: Gurt
1b: Steg
4: Löcher
5: Verbundpaneele
5a: Verbundpaneele
6: Tankstruktur
7: Tasche
8: Taschenöffnung
9: Ausgleichselemente
10: Click-Verbindung
10a: viertelkreisförmige Aussparung
10b: viertelkreisförmiger Überstand
11: zurückstehendete Seite
12: hervorstehende Seite

Claims

Vorrichtung für einen Tank für die Lagerung und den Transport von tiefkalten Medien zur Befestigung von Isolier- und Barriereschichten als Verbundpaneele (5, 5a) an der Tankstruktur (6) des Tanks, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundpaneele mittels Befestigungsprofilen (1) und Befestigungselementen an der Tankstruktur (6) befestigt sind, wobei die Befestigungsprofile (1) als Winkelprofile ausgeführt sind und aus Steg (1b) und Gurt (1a) bestehen und als Schiene fest mit der Tankstruktur (6) derart verbunden sind, dass stufenförmig ausgeführte Verbundpaneele (5, 5a) mit zurückstehenden Seiten (11) und hervorstehenden Seiten (12) mit der unteren Stufe unter den Gurt (1a) schiebbar und fest mit diesem verbindbar und Verbundpaneele fixierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundpaneele (5, 5a) fixierbar sind, wobei an deren Unterseite Taschenöffnungen (8) und Taschen (7) so angeordnet sind, dass die Tasche (7) über den Gurt (1a) der Befestigungsprofile (1) schiebbar ist und der Steg (1b) in der Taschenöffnung (8) verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Gurt (1a) des Befestigungsprofils (1) mit einer Vielzahl gleichmäßig verteilter Löcher (4) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsprofile (1) auf der Tankstruktur (6) in unterschiedlicher Ausrichtung sowie winklig zueinander angeordnet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass formschlüssige Verbindungen mit kraftschlüssigen Verbindungen kombiniert ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass formschlüssige Verbindungen mit stoffschlüssigen Verbindungen kombiniert ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass formschlüssige Verbindungen mit kraftschlüssigen und stoffschlüssigen Verbindungen kombiniert ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zurückstehenden Seiten (11) der Verbundpaneele (5, 5a) an ihrer Oberkante einen vorzugsweise viertelkreisförmigen Überstand (10b) haben.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die hervorstehenden Seiten (12) der Verbundpaneele (5, 5a) an ihrer Oberkantevorzugsweise viertelkreisförmige Aussparungen (10a) haben.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Überstände (10b) an den zurückstehenden Seiten (11) und die Aussparungen (10a) an den hervorstehenden Seiten (12) der Verbundpaneele (5, 5a) vorwiegend passgenau als eine Click-Verbindung (10) ineinander passen.
Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Taschenöffnungen (8) in ihrer Breite vorwiegend gleich der Breite der Gurte (1a) der Befestigungsprofile (1) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (7) vorwiegend länger oder gleich der Größe der Gurte (1a) der Befestigungsprofile (1) sind.