DE102021004994A1

DE102021004994A1 - Überwachungs- und Prüfeinrichtung

Info

Publication number: DE102021004994A1
Application number: DE102021004994.2A
Authority: DE
Inventors: Frank Ottersbach
Original assignee: Plasticon Germany GmbH
Current assignee: Plasticon Germany GmbH
Priority date: 2021-10-06
Filing date: 2021-10-06
Publication date: 2023-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überwachungs- und Prüfeinrichtung für eine mit einem Auskleidungsmaterial 2 ausgekleidete tragende Konstruktion, welche zur Aufnahme von gasförmigen oder flüssigen Medien vorgesehen ist. Um eine Dichtigkeitsüberprüfung des Auskleidungsmaterials 2 nach Fertigstellung vorzunehmen beziehungsweise eine permanente Überwachung des Zwischenraumes 6 zwischen der tragenden Konstruktion und dem Auskleidungsmaterial 2 zu ermöglichen wird eine erfindungsgemäße Überwachungs- und Prüfeinrichtung vorgeschlagen. Hierzu wird ein Distanzelement 5 zwischen der tragenden Konstruktion und dem Auskleidungsmaterial 2 verwendet, welches zumindest teilweise leitfähig ist und einerseits eine Spannungsprüfung ermöglicht und zudem das Auskleidungsmaterial 2 auf einen entsprechenden Abstand zur tragenden Konstruktion hält, sodass austretende flüssige oder kondensierte Medien mithilfe von Sensoren erfasst werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungs- und Prüfeinrichtung für eine mit einem Auskleidungsmaterial ausgekleidete tragende Konstruktion, welche zur Aufnahme von gasförmigen oder flüssigen Medien vorgesehen ist, wobei das Auskleidungsmaterial durch ein Distanzelement auf Abstand zur Konstruktion gehalten und durch Befestigungspunkte mit der Konstruktion verbunden ist sowie ein Verfahren zur Durchführung der Überwachung und Prüfung.
Das vorgesehen Auskleidungsmaterial dient als Korrosionsschutz der tragenden Konstruktion, hierzu werden beispielsweise Kunststoffe aus MFA, PTFE oder FEP in Folienform verwendet, die aufgrund einer endlichen Breite miteinander verschweißt und zusätzlich über Befestigungspunkte mit der tragenden Konstruktion verbunden werden. Die Kunststoffmaterialien besitzen eine ausreichende chemische Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, wobei es sich um Gase oder flüssige Medien handeln kann. Zum Schutz der tragenden Konstruktion oder zur Vermeidung von Verunreinigungen der Gase oder flüssigen Medien wird diese vollständig mit dem Auskleidungsmaterial ausgekleidet, das heißt sowohl der Boden-, Wand- und Deckenbereich.
Bei den tragenden Konstruktionen kann es sich um Behälter, Apparate, Kanäle, Gehäuse oder Kolonnen handeln, welche beispielsweise aus Metall bestehen und mit einer nur bedingt beständigen Beschichtung gegenüber aggressiven Medien versehen sind. Derartige Konstruktion können ebenso aus Kunststoff oder GFK hergestellt werden, wobei allerdings die verwendeten Materialien in der Regel nicht säurebeständig oder unrein sind, sodass eine zusätzliche säure- oder laugenbeständige Auskleidung der tragenden Konstruktion erforderlich ist. Im Bereich der hochreinen Behälter, beispielsweise Semiconductorbereich sowie für hochbeständige Behälter aus der Chemie ist ein solcher Auskleidungsschutz fast immer erforderlich.
Durch die Auskleidungsmaterialien erfolgt eine vollflächige Auskleidung, welche über eine Vielzahl von Befestigungspunkten gehalten werden, um diese dauerhaft mit der Wandinnenfläche der tragenden Konstruktion zu verbinden. Aufgrund von Druckschwankungen der flüssigen oder gasförmigen Medien, welche in die tragende Konstruktion eingelassen werden und den hierdurch entstehenden mechanischen Beanspruchungen muss eine ausreichende Haltekraft der Befestigungspunkte vorliegen.
Leider können trotz der vorhandenen Auskleidungsmaterialien bei besonders kritischen Chemikalien Probleme entstehen, weil der erforderliche Schutz vor Korrosion bei einer tragenden Konstruktion aus Metall nicht immer gewährleistet werden kann, weil die in der tragenden Konstruktion aufgenommenen Medien das Auskleidungsmaterial durchdringen können. Für das Auskleidungsmaterial werden in der Regel Fluor-Kunststoffmaterialien eingesetzt, welche leider im geringen Umfang für bestimmte Stoffe durchlässig (permeable) sind. Beispielsweise kann eine besonders starke Permeation bei halogenen Wasserstoffen, wie Fluorwasserstoff entstehen, der mit dem permeierenden Wasserdampf die besonders aggressive Salzsäure bilden kann, wobei diese Stoffe in der Gasphase das Auskleidungsmaterial als Permeat durchdringen und hinter dem Auskleidungsmaterial kondensieren können, sodass beispielsweise aus Chlorwasserstoff und Wasser Salzsäure entsteht. Wasserstoff und Helium kann das Auskleidungsmaterial ebenfalls sehr leicht durchdringen und verursacht als nicht aggressive Stoffe aber eine Korrosion der tragenden Konstruktion aus Metall. Durch die vorhandene Temperatur der eingelagerten gasförmigen oder insbesondere flüssigen Medien wird dieser Vorgang unterstützt, sodass ein vorrangiges Ziel darin besteht, eine gute Isolierung vorzusehen. Hierbei ist darauf zu achten, dass in Abhängigkeit von der Art und Zusammensetzung des Permeats sichergestellt sein muss, dass das Permeat auf keinen Fall zwischen Auskleidungsmaterial und tragender Konstruktion kondensieren kann. Die Taupunkttemperatur der betreffenden Chemikalien darf insofern nur innerhalb der Auskleidungmaterialien unterschritten werden. Ferner ist darauf zu achten, dass möglichst keine Kältebrücken entstehen, um eine Kondensatbildung zu vermeiden.
Aufgrund der Art der verwendeten Chemikalien in Form von Gasen oder Flüssigkeiten kann aufgrund der vorgenannten Einflüsse nicht immer mit absoluter Sicherheit gewährleistet werden, dass die Medien nicht durch das Auskleidungsmaterial hindurchdiffundieren und an der tragenden Konstruktion Schäden verursachen.
Es besteht daher der Bedarf einen möglichen Austritt des Mediums schnellstmöglich zu erfassen, um entsprechende Maßnahmen einzuleiten.
Aus den vorgenannten Gründe liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Überwachungs- und Prüfeinheit aufzuzeigen, mit welcher beispielsweise eine Dichtigkeitsprüfung erfolgen kann, aber ebenso eine permanente Kontrolle des Zwischenraumes zwischen dem Auskleidungsmaterial und der tragenden Konstruktion möglich ist.
Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass das Distanzelement wenigstens teilweise leitfähig ausgebildet ist und durch eine Spannungsbeaufschlagung der Konstruktion und des Auskleidungsmaterials eine Dichtigkeitsprüfung erfolgt und ein durch das Distanzelement vorgegebener Zwischenraum zur permanenten Überwachung durch Sensoren vorgesehen ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Überwachungs- und Prüfeinrichtung sind aus den Unteransprüchen entnehmbar.
Zur Dichtigkeitsprüfung und gegebenenfalls zur laufenden Kontrolle des Zwischenraumes zwischen dem Auskleidungsmaterial und der tragenden Konstruktion ist erfindungsgemäß ein Distanzelement vorgesehen, welches sich in dem Zwischenraum befindet und wenigstens teilweise leitfähig ausgebildet ist. Das Distanzelement erfüllt hierbei zwei Bedingungen, einerseits kann es aufgrund der teilweisen Leitfähigkeit für die Spannungsprüfung verwendet werden und andererseits wird der Abstand zwischen tragender Konstruktion und dem Auskleidungsmaterial definiert, sodass in jedem Fall immer ein Abstand gewährleistet ist. Durch eine Spannungsbeaufschlagung der Konstruktion und des Auskleidungsmaterials kann ein möglicher Leckagepunkt sehr schnell festgestellt werden, und zwar in diesem Fall durch einen Spannungsüberschlag, welcher sich vom Auskleidungsmaterial über das leitfähige Distanzelement bis zur tragenden Konstruktion erstreckt. Spannungsüberschläge ergeben sich hierbei in unmittelbarer Nähe des Leckageortes, sodass dieser lokalisiert werden kann. Zur Reparatur des Auskleidungsmaterials bestehen verschiedene Möglichkeiten, um die notwendige Dichtigkeit herzustellen. Beispielsweise kann eine Reparatur des Auskleidungsmaterials durch Aufschweißen einer aufgelegten Lage des Auskleidungsmaterials erfolgen. Im Anschluss kann eine erneute Prüfung durch Spannungsbeaufschlagung erfolgen bis sichergestellt ist, dass das Auskleidungsmaterial die erforderliche Dichtigkeit besitzt.
Darüber hinaus wird durch das Distanzelement ein Zwischenraum zur permanenten Überwachung mithilfe von Sensoren vorgegeben und zudem wird das Distanzelement als zusätzliche Isolierung von tragender Konstruktion und Auskleidungsmaterial verwendet. Mithilfe der Sensoren wird beispielsweise das Austreten eines gasförmigen oder flüssigen Mediums festgestellt, sodass entsprechende Maßnahmen sofort eingeleitet werden können, um die Leckage zu beseitigen. Vorstellbar sind hierbei auch Drucksensoren, welche einen Unter- oder Überdruck im Zwischenraum detektieren können.
Der besondere Vorteil der Überwachungs- und Prüfeinrichtung besteht darin, dass eine Erstprüfung mithilfe einer Spannungsbeaufschlagung erfolgen kann, um eine ausreichende Dichtigkeit des Auskleidungsmaterials festzustellen. Im Anschluss kann die permanente Überwachung mithilfe der Sensoren durchgeführt werden, sodass über einen langen Zeitraum eine Überwachung erfolgt und auf diese Weise die tragende Konstruktion vor Beschädigungen gleich welcher Art durch frühzeitige Erkennung einer Leckage geschützt wird.
Eine Prüfung erfolgt vorzugsweise mithilfe einer Wechselspannung, welche an die tragende Konstruktion und das Auskleidungsmaterial angelegt wird und führt im Falle einer Leckage des Auskleidungsmaterials zu einer Blitzentladung, durch welche eine Lokalisierung der Leckageposition möglich ist. Wenn das Auskleidungsmaterial hingegen gas- und flüssigkeitsdicht verschweißt wurde und kein Leckageort besteht, wird es trotz Spannungsbeaufschlagung nicht zu einer Blitzentladung oder einem Funkendurchschlag kommen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das verwendete Distanzelement zwischen Konstruktion und Auskleidungsmaterial zumindest teilweise aus einer PTFE-Gitterstruktur besteht, welche den besonderen Vorteil mit sich bringt, dass es sich um eine Gitterstruktur handelt, welche für Gas oder flüssige Medien einerseits resistent ist und andererseits die Möglichkeit bietet, Ansammlungen von Medien in unterem Bereich der tragenden Konstruktion schneller zu erfassen, weil die flüssigen Medien durch die Gitterstruktur schneller nach unten abfließen können.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das PTFE-Gitter mit leitfähigen Substanzen dotiert ist, damit bei einer Spannungsbeaufschlagung durch auftretende Spannungsüberschläge (Blitzentladung) eine Undichtigkeit festgestellt werden kann.
Das PTFE-Gitter bringt einen weiteren Vorteil mit sich, weil dieses eine Temperaturbeständigkeit von mehr als 400 Grad aufweist und somit beispielsweise bei höher temperierten Medien keine Beschädigungen erfährt und zudem beim Verschweißen des Auskleidungsmaterials an der Wandinnenfläche der tragenden Konstruktion mithilfe eines Lasers den entstehenden Temperaturen standhält und nicht aufgeschmolzen wird.
In Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Zwischenraum permanent durch einen Unterdrucksensor, Überdrucksensor, Flüssigkeitssensor oder eine Widerstandsmessung überwacht wird.
Bei der Drucküberwachung, vorzugsweise Differenzdrucküberwachung wird der Zwischenraum mit einem Unter- oder Überdrucksensor ausgestattet. Bei einem Überdruck strömt beispielsweise im Leckagefall das gasförmige oder flüssige Medium aus dem Innenraum der tragenden Konstruktion in den Zwischenraum, sodass ein Alarm über die Sensoren ausgelöst werden kann. Sofern ein Unterdruck vorhanden ist und eine Undichtigkeit vorliegt, kann der Druckanstieg ebenfalls durch einen Drucksensor überwacht werden.
Mithilfe der Unterdruck- oder Überdrucksensoren kann somit bei vorgegebenen Druckverhältnissen sehr schnell eine Undichtigkeit des Auskleidungsmaterials festgestellt werden, um entsprechende Reaktionen schnellstmöglich einzuleiten.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass in einem tiefsten Punkt des Zwischenraumes innerhalb der tragenden Konstruktion hinter dem Ausgangsmaterial mehrere Flüssigkeitssensoren angeordnet werden, die den Austritt von flüssigen Medien sofort detektieren.
Bei der Leckageüberwachung mittels Flüssigkeitssensoren werden diese in einer tiefer liegenden Position des Zwischenraumes angeordnet, wodurch eine Leckageerkennung durch das austretende, insbesondere flüssige oder kondensierte Medium im Zwischenraum detektiert werden kann. Hierbei können die Sensoren auf unterschiedlichen Untersuchungsarten beruhen und orten die Position des Leckageortes.
Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Konstruktion eine tieferliegende Sammelmulde im Bodenbereich hinter dem Auskleidungsmaterial aufweist, welche ebenfalls mit einem Flüssigkeitssensor ausgestattet ist, um eine Ansammlung von flüssigen Medien sofort zu erfassen.
Durch eine Überwachung mit Flüssigkeitssensor kann eine permanente Kontrolle des Zwischenraumes erfolgen, wobei die Sensoren mit einer Überwachungsstation verbunden sind und die genaue Lage der Sensoren bekannt ist, sodass auf diesem Weg der Leckagort ermittelt werden kann. Ein Vorteil der Flüssigkeits- oder Gassensoren besteht darin, dass eine einfache Verlegung und Installation dieses Ortungssystem möglich ist, um nach einer Leckage und Reparatur das Ortungssystem sofort wieder zu verwenden.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit eine Widerstandsmessung vorzusehen. Zu diesem Zweck wird im tiefsten Punkt des Zwischenraumes innerhalb der tragenden Konstruktion ein Ortungskabel verlegt, welches über eine Widerstandsmessung eine Positionsbestimmung des Leckagepunktes ermöglicht.
Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen mit dem eine Überprüfung der Dichtigkeit eines Auskleidungsmaterials erfolgen kann und eine permanente Überwachungsmöglichkeit besteht.
Zur Lösung der Verfahrensaufgabe ist vorgesehen, dass zur Überwachung und Dichtigkeitsprüfung einer tragenden Konstruktion mit einem Auskleidungsmaterial, wobei die Konstruktion zur Aufnahme von gasförmigen oder flüssigen Medien vorgesehen ist und das Auskleidungsmaterial durch ein Distanzelement auf Abstand zur Konstruktion gehalten wird und durch Befestigungspunkte mit der Konstruktion verbunden wird, eine Prüfung der Dichtigkeit durch Anlegen einer Wechselspannung an die tragende Konstruktion und das Auskleidungsmaterial erfolgt. Für den Fall einer fehlenden Dichtigkeit erfolgt eine Blitzentladung zwischen dem Auskleidungsmaterial und der tragenden Konstruktion, welche genau lokalisiert werden kann, um den Leckageort festzustellen. Das verwendete Distanzelement ist hierbei wenigstens teilweise leitfähig, sodass es zu einer Blitzentladung bei einer Spannungsbeaufschlagung kommt. Die fehlende Dichtigkeit kann somit über die Spannungsbeaufschlagung festgestellt werden und wird vorzugsweise bei Inbetriebnahme der tragenden Konstruktion mit Auskleidungsmaterial angewendet. Nach Feststellung des Leckageortes kann eine Reparatur, beispielsweise durch Aufschweißen einer Folie auf dem Auskleidungsmaterial erfolgen. Das Distanzelement mit entsprechender leitfähiger Dotierung ermöglicht die Spannungsprüfung und hält ferner das Auskleidungsmaterial auf Abstand zur tragenden Konstruktion. Durch die Gitterstruktur des Distanzelementes wird zudem das Herunterfließen eines flüssigen oder kondensierten Mediums unterstützt.
Für den Fall, dass eine erhöhte Gefahr von Undichtigkeit während des Betriebs der tragenden Konstruktion besteht, kann ferner der Zwischenraum permanent durch einen Unterdrucksensor, Überdrucksensor, Flüssigkeitssensor oder eine Widerstandsmessung überwacht werden.
Soweit ein Unter- oder Überdrucksensor verwendet wird, kann der Druck in dem Zwischenraum kontinuierlich überwacht werden und führt im Falle einer Leckage zu einer Druckveränderung, die nach erfolgter Detektion zur weiteren Überprüfung führt, um den Leckageortes festzustellen.
Alternativ besteht die Möglichkeit einen Flüssigkeitssensor zu verwenden, wobei in der Regel mehrere Flüssigkeitssensoren um die tragende Konstruktion herum, und zwar im Zwischenraum angeordnet werden, die den Austritt eines kondensierten oder flüssigen Mediums feststellen können und über einen stillen Alarm auf eine mögliche Leckage hinweisen. Hierzu besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass in einem tiefen Punkt des Zwischenraumes innerhalb der tragenden Konstruktion mehrere Flüssigkeitssensoren angeordnet werden oder alternativ kann die Konstruktion eine tieferliegende Sammelmulde im Bodenbereich hinter dem Auskleidungsmaterial aufweisen, welche mit einem Flüssigkeitssensor ausgestattet ist.
Ferner besteht die Möglichkeit im tiefsten Punkt des Zwischenraumes innerhalb der tragenden Konstruktion hinter dem Auskleidungsmaterial ein Ortungskabel zu verlegen. Mithilfe einer Widerstandsmessung kann über den Umfang der tragenden Konstruktion verteilt eine Positionsbestimmung erfolgen.
Gasförmige oder flüssige Medien können trotz vorhandenem Auskleidungsmaterials durch dieses hindurchdiffundieren und bei aggressiven Medien zu einer teilweisen Zerstörung der tragenden Konstruktion führen. Soweit es sich nicht um aggressive Medien, aber beispielsweise um Wasserstoff und Helium handelt, kann das Auskleidungsmaterial ebenfalls durchdrungen werden und eine Korrosion der tragenden Konstruktion, soweit diese aus Metall besteht, verursachen. Mithilfe der permanenten Überwachung können derartige Leckageorte festgestellt und im Anschluss durch eine Reparatur beseitigt werden.
Die Überwachungs- und Prüfeinrichtung kann nicht nur für Behälter mit einem Auskleidungsmaterial eingesetzt werden, sondern ebenso für Rohrverbindungen, Mannlöcher, Apparate oder Kanäle.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigt

1 in einer perspektivischen Ansicht die beispielhafte Anordnung des Auskleidungsmaterials gegenüber einer Wandkonstruktion,
2 in einer geschnittenen Seitenansicht den Aufbau der Wandkonstruktion gemäß der Verbindungslinie A-A,
3 in einer geschnittenen Seitenansicht gemäß 2 eine nochmalige Darstellung der Wandkonstruktion mit einer Ausschnittvergrö-ßerung und
4 in einer geschnittenen Ansicht beispielsweise den unteren Eckbereich einer Konstruktion mit Auskleidungsmaterial.

1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht den Aufbau einer Wandverkleidung 1 mithilfe eines Auskleidungsmaterials 2 auf einer vorhandenen Wandfläche 3 einer tragenden beispielhaften Konstruktion. Die Wandfläche 3 ist hierbei Bestandteil einer tragenden Konstruktion, die aus einem Behälter, Apparat, Kanal, Gehäuse oder einer Kolonne besteht, welche zur Aufnahme von aggressiven Medien in flüssiger- oder gasförmiger Form dient. Für die Wandfläche 3 wird hierbei in der Regel ein stabiles Kunststoffmaterial beispielsweise PP oder PE verwendet, um die notwendige Festigkeit zu erreichen. Diese Kunststoffmaterialien sind jedoch gegenüber aggressiven Stoffen nicht beständig, sodass eine Auskleidung mit einem Auskleidungsmaterial 2 erfolgen muss. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Verbindungsstelle zwischen zwei Auskleidungsmaterialien 2 gezeigt, wobei es sich bei dem Auskleidungsmaterial beispielsweise um PTFE in transparenter Form handeln kann. Zwischen den Auskleidungsmaterialien 2 ist ein Verbindungsstreifen 4 angeordnet, welcher zweilagig aufgebaut ist und auf der Oberseite aus einem PTFE-Material besteht, während die Unterseite aus PP oder PE bestehen kann. Sowohl die obere als auch die untere Lage sind hierbei kaschiert und miteinander verklebt. Die untere Lage PE ist im Weiteren mit der Wand 3 verschweißt, sodass eine sichere Befestigung gewährleistet ist. Auf die obere PTFE-Schicht wird das Auskleidungsmaterial 2 aufgelegt und kann ebenso mit der oberen Auflage verschweißt werden, wobei alternativ auch eine Verklebung mithilfe einer Kaschierung möglich ist.
Das Auskleidungsmaterial 2 verläuft somit beabstandet zur Wandfläche 3, wobei dieser Abstand zusätzlich durch ein Distanzelement 5 unterstützt wird. Das Distanzelement 5 kann beispielsweise aus einem Streckgitter bestehen, welches zumindest teilweise leitfähig ausgebildet ist, sodass durch Spannungsbeaufschlagung der Konstruktion und des Auskleidungsmaterials 2 eine Dichtigkeitsprüfung erfolgen kann. Das Distanzelement 5 kann hierbei hinter dem Auskleidungsmaterial 2 vollflächig angeordnet sein oder aber auch nur teilweise, damit ein Zwischenraum 6 entsteht, welcher beispielsweise unter Vakuum gesetzt wird. Der Zwischenraum 6 in dem das Distanzelement 5 einliegt ist hierbei einerseits wie in der 1 gezeigt durch den Verbindungsstreifen 4 und dem Randbereich abgedichtet, wobei beispielsweise für das Auskleidungsmaterial 2 mehrere dieser Verbindungsstreifen 4 vorhanden sein können. Ebenso ist der Randbereich des Auskleidungsmaterials abgedichtet, sodass ein Vakuum im Zwischenraum 6 gezogen werden kann.
1 zeigt hierbei den grundsätzlichen Aufbau und die Befestigung des Auskleidungsmaterials 2 gegenüber der Wandfläche 3.
2 zeigt eine geschnittene Ansicht gemäß der Verbindungslinie A-A der Wandfläche 3 und dem Auskleidungsmaterial 2. Zwischen dem Auskleidungsmaterial 2 und der Wandfläche 3 ist das Distanzelement 5 im Zwischenraum 6 angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Auskleidungsmaterial 2 einerseits mit den Verbindungsstreifen 4 und andererseits über Befestigungspunkte 20 mit der Wandfläche 3 verbunden. Der Verbindungsstreifen 4 besteht aus einer unteren Kunststoffschicht 7, welche beispielsweise aus PP oder PE besteht und mit der Wandfläche 3 über eine Schweißnaht 8 verschweißt ist. Die obere Kunststoffschicht 9 besteht demgegenüber aus PTFE und ist somit kompatibel zu dem verwendeten Material des Auskleidungsmaterials 2. Die Verbindung zwischen der unteren Kunststoffschicht 7 und der oberen Kunststoffschicht 9 kann ebenso über eine Kaschierung oder Verklebung erfolgen, wobei die Kunststoffschicht 7 mit der Wandfläche 3 verschweißt ist und das Auskleidungsmaterial 2 mit der oberen Kunststoffschicht 9 durch eine Schweißnaht 10 verbunden ist. Zusätzlich ist das Auskleidungsmaterial 2 über Befestigungspunkt 20 mit der Wandfläche 3 verbunden, wobei die Befestigungspunkte 20 zueinander beabstandet über die Fläche des Auskleidungsmaterials 2 verteilt sind. Hierbei reichen in der Regel wenige Befestigungspunkte 20 zur Befestigung des Auskleidungsmaterials pro Quadratmeter aus. Die Befestigungspunkte 20 verteilen sich sowohl über die Höhe als auch über die Länge beziehungsweise Breite des Auskleidungsmaterials 2.
Ein solcher Befestigungspunkt besteht aus einem Halteelement 21, welches vorzugsweise als Kunststoffscheibe ausgebildet ist, die unmittelbar in Kontakt mit der Wandfläche 3 steht. Das Halteelement 21 ist mit einer Vertiefung 22 und Erhebungen 23 ausgestattet, welche als Verdrehschutz dienen. Über eine weitere ringförmige Erhebung 24 liegt ein Kontakt mit dem Auskleidungsmaterial 2 vor, sodass eine Verschweißung erfolgen kann, wobei das Auskleidungsmaterial 2 sich über die weiteren Erhebungen 23 erstreckt. Zur Befestigung der Halteelemente 21 dient ein Andruckelement 25, welches in der Ausnehmung 22 einliegt und korrespondierende Bohrungen zu den Erhebungen 23 aufweist. Das Andruckelement 25 wird beispielsweise mithilfe eines Bolzen mit der Wandfläche 3 verschraubt. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass das Andruckelement 25 aus einem artverwandten Kunststoffmaterial zur Wandfläche 3 besteht, sodass eine Verschweißung mit der Wandfläche erfolgen kann. Hierbei besitzt das Andruckelement 25 einen anderen Temperaturkoeffizienten als das Halteelement 21, sodass bei einer Verschweißung des Andruckelementes 25 mit der Wandfläche 3 keine Verformung des Halteelementes 21 eintritt. Nachdem die einzelnen Befestigungspunkte 20 auf diese Weise mit der Wandfläche 3 verbunden sind, wird im Weiteren das Auskleidungsmaterial 2 über die Befestigungspunkte 20 gelegt und mit den hervorstehenden Kontaktflächen der ringförmigen Erhebung 24 verschweißt, vorzugsweise mittels Laserverschweißung.
Auf diese Weise wird eine durchgängige geschlossene Oberfläche des Auskleidungsmaterials 2 gegenüber der Wandfläche 3 erzielt.
3 zeigt in einer ersten Ansicht nochmals die Schnittdarstellung A-A gemäß 2, sowie in einer vergrößerten Ansicht A einen Befestigungspunkt 20 mit Halteelement 21 und Andruckelement 25. Aus dieser vergrößerten Ansicht ist ersichtlich, dass das Auskleidungsmaterial 2 an einer Kontaktfläche 25 der ringförmigen Erhebung 24 des Halteelementes 21 anliegt, sodass eine Verschweißung erfolgen kann. Das Halteelement 21 besteht aus einem artverwandten Kunststoff zum Auskleidungsmaterial 2, beispielsweise PTFE und ist mit Erhebungen 23 ausgestattet, welche in korrespondierende Bohrungen des Andruckelementes 25 eingreifen und somit einen Verdrehschutz bieten. Das Andruckelement 25 wird entweder über einen Bolzen mit der Wandfläche 3 verschraubt oder es wird für das Halteelement 21 ein artverwandtes Kunststoffmaterial wie die Wandfläche 3 verwendet, sodass eine Verschweißung über eine Bohrung 11 erfolgen kann, durch die das Andruckelement 24 bis zur Wandfläche 3 durch das Halteelement 21 hindurchragt.
Seitlich zu dem Befestigungselement 20 sind die Distanzelemente 5 im Zwischenraum 6 angeordnet. Mehrere dieser Befestigungselemente 20 sind über die Fläche des Auskleidungsmaterials 2 verteilt angeordnet, um einen sicheren Halt des Auskleidungsmaterials 2 zu gewährleisten.
4 zeigt in einer geschnittenen Ansicht den unteren Bereich einer Konstruktion mit Auskleidungsmaterial 2. Diese Ausführungsform ist als beispielhaft anzusehen und könnte durch andere Eckelemente beliebig ersetzt werden.
Die Wandfläche 3 wird hierbei im unteren Bereich durch einen Boden 27 verschlossen. Im Eckübergangsbereich ist ein keilförmiges Element 28 vorgesehen, um den Übergang des Auskleidungsmaterials 2 sowohl für den Wandbereich 3 als auch für den Boden 27 in abgedichteter Form zu ermöglichen. Das keilförmige Element 28 kann wiederum aus einem PE oder PP Kunststoffmaterial bestehen und wird mit der Wandfläche 3 beziehungsweise dem Boden 27 verschweißt. Auf der nach innen weisenden Fläche 29 des Elementes 28 ist eine Kunststoffschicht 30, beispielsweise aufgeklebt, welche demgegenüber aus einem PTFE Material besteht, sodass eine Verschweißung mit dem Auskleidungsmaterial 2 möglich ist.
Das Auskleidungsmaterial 2 ist durch ein Distanzelement 5, welches im Zwischenraum 6 einliegt auf Abstand zur Wandfläche 3 und dem Boden 27 gehalten und wird über nicht dargestellte Befestigungspunkte 20 zusätzlich gehalten. Als Distanzelement 5 wird beispielsweise ein Gitter oder Streckgitter eingesetzt, welches zudem zumindest teilweise elektrisch leitend ist, sodass eine Entladungsprüfung der gesamten Konstruktion auf Dichtigkeit ermöglicht wird. Das Gitter besteht in diesem Fall aus PTFE. Zur Überwachung eines möglicherweise vorhandenen Vakuums im Zwischenraum 6 können im Weiteren Sensoren 31 vorgesehen sein, welche sich im Bereich der Wandfläche 3 befinden. Ebenso könnten Flüssigkeitssensoren 32 auf dem Boden 27 im Zwischenraum 6 angeordnet sein, die jeweils getrennt voneinander eine mögliche Leckage detektieren und einer übergeordneten Kontrolleinheit die Daten übermitteln. Mithilfe der Sensoren 31 beziehungsweise Flüssigkeitssensoren 32 erfolgt somit eine Überwachung des Zwischenraumes 6, in dem das Distanzelement 5 einliegt.
Auf diese Weise besteht somit die Möglichkeit, dass vor Inbetriebnahme einer solchen Konstruktion zunächst eine Dichtigkeitsprüfung durch Anlegen einer Spannung an die Wandfläche 3 oder der Konstruktion und dem Auskleidungsmaterial 2 erfolgt, wobei im Falle einer Undichtigkeit über das Distanzelement 5 und seine Leitfähigkeit ein Überschlag erfolgt, der detektiert werden kann. Sollte die Durchschlagprüfung erfolgreich abgeschlossen sein, kann im Weiteren der Zwischenraum 6 durch die Sensoren 31 beziehungsweise Flüssigkeitssensoren 32 permanent überwacht werden.
Bezugszeichenliste

1: Wandverkleidung
2: Auskleidungsmaterial
3: Wandfläche
4: Verbindungsstreifen
5: Distanzelement
6: Zwischenraum
7: Kunststoffschicht
8: Schweißnaht
9: Kunststoffschicht
10: Schweißnaht
11: Bohrung
20: Befestigungspunkt
21: Halteelement
22: Vertiefung
23: Erhebung
24: Erhebung
25: Andruckelement
27: Boden
28: keilförmiges Element
29: Fläche
30: Kunststoffschicht
31: Sensor
32: Flüssigkeitssensor

Claims

Überwachungs- und Prüfeinrichtung für eine mit einem Auskleidungsmaterial (2) ausgekleidete tragende Konstruktion, welche zur Aufnahme von gasförmigen oder flüssigen Medien vorgesehen ist, wobei das Auskleidungsmaterial (2) durch ein Distanzelement (5) auf Abstand zur Konstruktion gehalten und durch Befestigungspunkte (20) mit der Konstruktion verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (5) wenigstens teilweise leitfähig ausgebildet ist und durch eine Spannungsbeaufschlagung der Konstruktion und des Auskleidungsmaterials (2) eine Dichtigkeitsprüfung erfolgt und/oder dass ein durch das Distanzelement (5) vorgegebener Zwischenraum (6) zur permanenten Überwachung durch Sensoren (31) vorgesehen ist.
Überwachungs- und Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (5) zwischen Konstruktion und Auskleidungsmaterial (2) zumindest teilweise aus einer PTFE-Gitterstruktur besteht.
Überwachungs- und Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das PTFE-Gitter mit leitfähigen Substanzen dotiert ist.
Überwachungs- und Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das PTFE-Gitter eine Temperaturbeständigkeit von mehr als 400 Grad aufweist.
Überwachungs- und Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine fehlende Dichtigkeit durch einen Spannungsüberschlag feststellbar ist.
Überwachungs- und Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (6) permanent durch einen Unterdrucksensor, Überdrucksensor, Flüssigkeitssensor (32) oder eine Widerstandsmessung überwachbar ist.
Überwachungs- und Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem tiefsten Punkt des Zwischenraumes (6) innerhalb der tragenden Konstruktion ein Ortungskabel verlegt ist, wobei über eine Widerstandsmessung die Position des Leckagepunktes ermittelbar ist.
Überwachungs- und Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem tiefsten Punkt des Zwischenraumes (6) innerhalb der tragenden Konstruktion hinter dem Auskleidungsmaterial (2) mehrere Flüssigkeitssensoren (32) angeordnet sind, oder dass die Konstruktion eine tieferliegende Sammelmulde im Bodenbereich hinter dem Auskleidungsmaterial (2) aufweist, welche mit einem Flüssigkeitssensor (32) ausgestattet ist.
Überwachungs- und Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (6) unter Über- oder Unterdruck steht und über die Drucksensoren eine Überwachung erfolgt.
Verfahren zur Überwachung und Dichtigkeitsprüfung einer tragenden Konstruktion mit einem Auskleidungsmaterial (2), wobei die Konstruktion zur Aufnahme von gasförmigen oder flüssigen Medien vorgesehen ist und das Auskleidungsmaterial (2) durch ein Distanzelement (5) auf Abstand zur Konstruktion gehalten und durch Befestigungspunkte (20) mit der Konstruktion verbunden ist, wobei das Distanzelement (5) wenigstens teilweise leitfähig ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüfung der Dichtigkeit durch Anliegen einer Wechselspannung an die tragende Konstruktion und das Auskleidungsmaterial (2) erfolgt, und/oder eine permanente Überwachung des durch das Distanzelement (5) gebildeten Zwischenraumes (6) vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine fehlende Dichtigkeit durch einen Spannungsüberschlag festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (6) permanent durch einen Unterdrucksensor, Überdrucksensor, Flüssigkeitssensor (32) oder eine Widerstandsmessung überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 10,11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem tiefsten Punkt des Zwischenraumes (6) innerhalb der tragenden Konstruktion hinter dem Auskleidungsmaterial (2) ein Ortungskabel verlegt wird, wobei über eine Widerstandsmessung die Position des Leckagepunktes ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem tiefsten Punkt des Zwischenraumes (6) innerhalb der tragenden Konstruktion mehrere Flüssigkeitssensoren (32) angeordnet sind, oder dass die Konstruktion eine tieferliegende Sammelmulde im Bodenbereich hinter dem Auskleidungsmaterial (2) aufweist, welche mit einem Flüssigkeitssensor (32) ausgestattet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (6) unter Über- oder Unterdruck steht und über die Drucksensoren eine Überwachung vorgenommen wird.