DE19918207A1

DE19918207A1 - Behälter für korrosive Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE19918207A1
Application number: DE19918207A
Authority: DE
Inventors: Martin Konzack; Thomas Hens
Original assignee: GBT GES fur BESCHICHTUNGSTECH
Current assignee: GBT-BüCOLIT GMBH, 45772 MARL, DE
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2000-10-26
Also published as: EP1099649A2; EP1099649A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Behälter für korrosive Flüssigkeiten 4 mit einem festen äußeren Mantel 2 sowie mit einer der Flüssigkeit 4 zugewandten korrosionsbeständigen Beschichtung 12, wobei zwischen dem Mantel 2 und der Beschichtung 12 eine fluiddurchlässige, insbesondere gasdurchlässige, Schicht 11 vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Beschichtung für ei nen derartigen Behälter.

Derartige Behälter sind beispielsweise als Tauchlack becken, Beizbehälter oder Behälter für Prozeßbäder be kannt. Besonders bei Tauchlackbecken und hierbei insbe sondere für Becken zur kathodischen Tauchlackierung (KTL- Becken) ist ein mechanischer Aufbau üblich, der zunächst eine stabile äußere Rahmenkonstruktion aus Stahlprofilen aufweist, die innen mit einem Mantel aus Stahlblechen versehen wird. Diese Stahlbleche werden flüssigkeitsdicht miteinander verschweißt. Sodann wird auf die innere Ober fläche des Mantels eine Beschichtung aus einem Verbundma terial, häufig eine Beschichtung aus Glasfaserlaminat oder eine GFK-Spachtelbeschichtung aufgebracht. Diese Be schichtung wird wiederum nach innen mit einer Deckschicht als Chemieschutzschicht abgedeckt. Bei KTL-Becken ist ne ben der Korrosionsbeständigkeit auch die elektrische Iso lationsfähigkeit der auf den Mantel aufgebrachten Be schichtung wichtig.

Die Standzeit der Beschichtung eines derartigen KTL- Beckens beträgt in der Regel 10 bis 20 Jahre, sofern kei ne mechanischen Beschädigungen auftreten. Die Lebensdauer ist dadurch begrenzt, daß das im Becken befindliche Medi um diffusiv die Beschichtung durchdringt und zwischen der Beschichtung und dem Mantel einen Druck aufbaut, der zur Ablösung der Beschichtung führt. Bei mechanischer Bela stung in Folge von Turbulenzen innerhalb des Beckens kann an diesen Stellen die Beschichtung abplatzen. Das Becken ist dann nicht mehr benutzbar. Entsprechendes gilt für den Fall, daß größere Gegenstände in das Becken hinein fallen und die Beschichtung beschädigen.

Nachteilig ist bei den bekannten Behälter neben der be schränkten Lebensdauer auch die Tatsäche, daß der Ausfall des Behälters zu einem nicht kalkulierbaren Zeitpunkt er folgt, so daß Instandsetzungsarbeiten oder Sanierungen nicht geplant werden können.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Behälter und eine Beschichtung zu schaffen, die eine grö ßere Standzeit besitzt, bei Beschädigungen der inneren Oberfläche nicht unmittelbar unbrauchbar wird und die ggf. eine Überwachung der inneren Oberfläche ermöglicht.

Diese Aufgabe wird von einem Behälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie von einer Beschichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

Weil zwischen dem Mantel und der Beschichtung eine fluid durchlässige, insbesondere gasdurchlässige Schicht vorge sehen ist, kann diffusiv durch die Beschichtung dringen des Medium nicht zwischen der Beschichtung und dem Mantel einen lokal begrenzten Druck aufbauen, der zum Abplatzen der Beschichtung führt. Der Druck wird vielmehr innerhalb der fluiddurchlässigen Schicht verteilt und abgeführt. Eine Beschädigung der fluiddurchlässigen Schicht kann durch in der Schicht oder unterhalb der Schicht im Ablauf angeordnete Leitfähigkeitssensoren, durch Druck- oder Un terdruckmessung in der Schicht sowie durch Spülen der Schicht nebst Analyse des gespülten Fluides detektiert werden.

Hierbei ist vorteilhaft, wenn der Mantel ein Stahlblech mantel ist, da diese Mäntel in bekannter Weise anzuferti gen sind. Es kann auch vorgesehen sein, daß der Mantel aus einem Verbundmaterial, insbesondere aus einem faser verstärkten Kunststoff (GFK) gefertigt ist, weil ein sol cher Mantel ein relativ geringeres Gewicht und eine grö ßere Korrosionsbeständigkeit aufweist. Hierbei ist insbe sondere von Vorteil, wenn der Mantel in einem geringen Maße leitfähig ist und vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von etwa 10⁴ Ohm/m aufweist, so daß statische Elektrizität abgeleitet werden kann.

Wenn die fluiddurchlässige Schicht ein Verbundmaterial mit einem Abstandsgewebe und einem aushärtenden oder aus härtbaren Bindemittel enthält, so ergibt sich eine stabi le, sehr belastbare Schicht, die einen großen durchström baren Luftraum aufweist. Hier ist insbesondere ein mit Polyesterharz oder Vinylesterharz getränktes Abstandsge webe aus Glasfaser von Vorteil.

Die innere Beschichtung, die die fluiddurchlässige Schicht zu der Flüssigkeit hin abdeckt, ist ebenfalls vorzugsweise aus einem Verbundmaterial gefertigt, insbe sondere aus einem faserverstärktem Kunststoff. Eine auto matische Überwachung der Dichtigkeit der Beschichtung wird möglich, wenn man der fluiddurchlässigen Schicht ei nen Leckagedetektor zuordnet. Vorteilhaft ist auch, wenn die fluiddurchlässige Schicht in einem Randbereich, der vorzugsweise oberhalb der Flüssigkeit angeordnet ist, druckfest verschlossen ist und der in der Schicht herr schende Druck überwacht wird, wobei eine Druckänderung als Indikator für eine Leckage benutzt wird. Wenn hierbei mit einem Innendruck gearbeitet wird, der über dem am Bo den des Behälters herrschenden statischen Druck liegt, kann zum einen ein Leck durch einen Druckabfall in der Schicht erkannt werden und zum anderen verhindert werden, daß Flüssigkeit in die fluiddurchlässige Schicht ein dringt.

Besondere Vorteile ergeben sich bei der Verwendung eines in soweit beschriebenen Behälters als Beizbehälter und/oder Prozeßbad. Die besonderen elektrischen Eigen schaften ergeben weitere Vorteile bei der Verwendung ei nes derartigen Behälters als Kathodentauchlackbecken oder Anodentauchlackbecken.

Schließlich können mit einer Innenauskleidung für einen insoweit beschriebenen Behälter auch bestehende Behälter im Wege einer Sanierung zu einem erfindungsgemäßen Behäl ter umgerüstet werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein KTL-Becken in einem Querschnitt sowie einen vergrößerten Ausschnitt der Wandung;

Fig. 2 ein Detail eines Schichtenaufbaus eines erfin dungsgemäßen Behälters; sowie

Fig. 3 den seitlichen Abschluß eines erfindungsgemäßen Behälters oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mit einem Anschluß für eine auf dem Innendruck ba sierende Leckagekontrolle.

In der Fig. 1 ist schematisch ein KTL-Becken 1 in einem Querschnitt dargestellt. Das Becken weist einen äußeren Mantel 2 auf, der an seiner Innenseite mit einer Be schichtung 3 versehen ist und in seinem Nutz- oder Lager volumen eine korrosive Flüssigkeit 4 hält. Der maximal zulässige Flüssigkeitsspiegel der Flüssigkeit 4 ist mit 5 angedeutet.

Ein mit a bezeichneter Ausschnitt aus der Bodenwand des Beckens 1 ist bei A vergrößert dargestellt. Hier ist der bei diesem Ausführungsbeispiel aus Stahl gefertigte Man tel 2 erkennbar, der zunächst eine innere Beschichtung 10 aus GFK trägt, auf die eine fluiddurchlässige Schicht 11 aus einem mit Polyesterharz oder Vinylesterharz verfe stigten Abstandsgewebe auf Glasfaserbasis aufgetragen ist. Die Schicht 11 trägt wiederum zu der Flüssigkeit 4 hin eine Beschichtung 12 aus glastextil- oder glasvlies verstärktem Kunststoff. Hierauf ist eine nicht näher dar gestellte Lackschicht aufgebracht. In einem Bereich 13 oberhalb des maximalen Flüssigkeitsspiegels 5 läuft die Schicht 11 aus, so daß die Beschichtungen 10 und 12 zu sammengeführt und an den Mantel 2 herangeführt werden. Die Dimensionen der insoweit beschriebenen Bauelemente sind nicht dem tatsächlichen Maßstab entsprechend.

In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Schich tenaufbaus für die Wandung eines KTL-Beckens 1 in einer vergrößerten Darstellung veranschaulicht. Die Flüssigkeit 4 befindet sich in der Darstellung gemäß Fig. 2 auf der rechten Seite. Von links nach rechts, im realen Aufbau also von außen nach innen, ist zunächst der Mantel 2 aus einem bei diesem Ausführungsbeispiel etwa 5 mm dicken Stahlblech vorgesehen. Auf den Mantel ist zunächst eine Grundierung 20 aufgetragen, die eine erste Lage 21 und eine zweite Lage 22 aus textilglasverstärktem Kunststoff trägt. Die zweite Lage 22 bildet die Grundlage zur Auf bringung des harzgetränkten Abstandsgewebes, das die fluiddurchlässige Schicht 11 bildet. Zur Flüssigkeit 4 hin schließen daran eine dritte Lage 23 und eine vierte Lage 24 aus textilglasverstärktem Kunststoff sowie eine Versiegelung 26 an. Die Wandstärken der Schichten 21 und 22 betragen bei diesem Ausführungsbeispiel rund 2 mm, die Schicht 11 kann eine Wandstärke von etwa 3 bis 6 mm auf weisen und die Schichten 23 bis 26 wiederum rund 2 mm.

Die Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung einen ober halb des Flüssigkeitsspiegels 5, etwa in der Nähe des Be reichs 13 liegenden Abschnitt aus der Wandung des KTL- Beckens 1. Auch hier ist der Mantel 2 sowie der Schich tenaufbau 10, 11 und 12 erkennbar. Das an sich in alle Richtungen fluiddurchlässige Abstandsgewebe, das die Schicht 11 bildet, ist von den Schichten 10 und 12 all seits umschlossen, die im Bereich 13 um das gesamte KTL- Becken umlaufend abgeschlossen ist. Die Schicht 11 bildet also einen hermetisch abgeschlossenen und innerhalb ge wisser Grenzen mit Druck belastbaren Raum. Dieser Raum wird in der in Fig. 3 dargestellten Weise von einem Drucksensor 30 überwacht, der über eine Bohrung 31 mit der Schicht 11 in Verbindung steht. Die Bohrung 31 wird von einer Kappe 32 allseits umgeben, die bei 33 fest mit der Schicht 12 verklebt ist. Über einen Anschluß 34 wird eine druckfeste Leitung 35 so an der Kappe 32 befestigt, daß sie mit der Schicht 11 kommuniziert. Der Leckagesen sor 30 wird schließlich von einer auflaminierten GFK- Schicht 36 gegen mechanische Beschädigung und Korrosion abgedeckt.

In der Praxis wird der erfindungsgemäße Behälter bei spielsweise als KTL-Becken benutzt. Hierbei wird die Flüssigkeit 4 innerhalb des von der Schicht 12 begrenzten Nutzvolumens gehalten. Eventuell in die fluiddurchlässige Schicht 11 diffundierende Teile der Flüssigkeit 4 (Lö sungsmittel etc.) können sich in der Schicht 11 ausbrei ten und dort ablüften, ohne das ein lokal begrenzter, re lativ hoher Druck durch diese Diffusion entsteht. Es be steht keine Gefahr, daß sich das Schichtenpaket 10, 11, 12 aufgrund dieser Diffusion von dem Mantel 2 ablöst. Die Schicht 11 kann über den Druckschlauch 35, den Anschluß 34, die Kappe 32 und schließlich die Bohrung 31 mit einem statischen Überdruck beaufschlagt werden, der oberhalb des am Boden des KTL-Beckens herrschenden Flüssigkeits drucks 4 liegt. Dieser statische Innendruck kann bei spielsweise durch Druckluft aufrecht erhalten werden. Falls die zur Flüssigkeit 4 hin vorgesehene Schicht 12 undicht wird, so wird sich im Falle eines Überdrucks in nerhalb der Schicht 11 dieser Überdruck einen Weg in die Flüssigkeit 4 hinein bahnen, so daß entweder ein Druckab fall innerhalb der Schicht 11 detektiert werden kann oder ein Volumenstrom (bei konstant gehaltenen Überdruck) in die Schicht 11 hinein festgestellt werden kann. Beides ist ein Anzeichen für eine Leckage. Sofern in der Schicht 11 ein Überdruck aufrechterhalten wird, dringt bei räum lich begrenzten Beschädigungen keine Flüssigkeit 4 in die Schicht 11 ein. Nach entleeren der Flüssigkeit 4 kann die schadhafte Stelle repariert werden. Wird kein Überdruck in die Schicht 11 eingeleitet, so führt eine Leckage der Schicht 12 zu einem Eindringen der Flüssigkeit 4 in die Schicht 11, was je nach Art der Flüssigkeit ebenfalls un kritisch sein kann. In diesem Fall entsteht in der Lei tung 35 ein leicht zu detektierender Überdruck, der wie derum die Leckage anzeigt.

Als Materialien für die beschriebene Ausführungsform des KTL-Beckens kommen für den Mantel 2 außer den bekannten Stahlblechen auch Bauelemente aus glasfaserverstärktem Kunststoff in Frage. Wenn der Mantel 2 aus GFK oder einem ähnlichen Verbundstoff gefertigt ist, so wird der Mantel insgesamt bei gleicher Stabilität vom Gewicht her leich ter und korrosionsbeständiger. Insbesondere für KTL- Becken ergibt sich ein Vorteil, weil das elektrische Feld innerhalb des Beckens einfacher beherrscht werden kann, ohne das die in der Praxis störenden Feldverschleppungen durch einen elektrisch leitenden äußeren Mantel 2 auftre ten. Als Abstandsgewebe für die Schicht 11 kommt schließ lich z. B. das von der Fa. Parabeam (NL) gefertigte Ab standsgewebe in Betracht, wobei eine Dicke von 3 mm oder eine Dicke von 6 mm derzeit bevorzugt werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Einsatz bei KTL-Becken beschränkt. Sie findet hier jedoch ihre der zeit bevorzugte Ausführungsform.

Claims

1. Behälter für korrosive Flüssigkeiten (4) mit einem festen äußeren Mantel (2) sowie mit einer der Flüs sigkeit (4) zugewandten korrosionsbeständigen Be schichtung (12), dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen dem Mantel (2) und der Beschichtung (12) eine fluiddurchlässige, insbesonde re gasdurchlässige Schicht (11) vorgesehen ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Mantel (2) ein Stahlblechmantel ist.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Mantel (2) aus einem Verbundmaterial, insbesondere aus einem faserver stärkten Kunststoff gefertigt ist.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Mantel (2) leitfähig ist und vorzugsweise einen spezifischen Widerstand zwischen 10³ Ω/m und 10⁵ Ω/m, insbesondere etwa 10⁴ Ω/m aufweist.

5. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddurchlässige Schicht (11) ein Verbundmaterial mit einem Abstandsgewebe und einem aushärtenden oder aushärtbaren Bindemittel enthält.

6. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddurchlässige Schicht (11) aus einem polyester harz- oder vinylesterharzgetränkten Glasfasergewebe gefertigt ist.

7. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (12) aus einem Verbundmaterial, insbe sondere aus einem faserverstärkten Kunststoff gefer tigt und/oder mit einer der Flüssigkeit zugewandten Deckschicht (26) versehen ist.

8. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der fluiddurchlässigen Schicht (11) ein Leckagedetektor (30) zugeordnet ist.

9. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddurchlässige Schicht (11) in einem Randbereich (13), der vorzugsweise oberhalb der Flüssigkeit (4) angeordnet ist, druckfest verschlossen ist und daß der in der Schicht (11) herrschende Druck überwacht wird, wobei eine Druckänderung als Indikator für ei ne Leckage genutzt wird.

10. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (11) im Betrieb mit einem Innendruck beauf schlagt ist, der über dem am Boden des Behälters (1) herrschenden statischen Druck liegt.

11. Verwendung eines Behälters nach einem der vorherge henden Ansprüche als Beizbehälter und/oder Prozeß bad.

12. Verwendung eines Behälters nach einem der vorherge henden Ansprüche als Kathodentauchlackbecken und/oder Anodentauchlackbecken.

13. Beschichtung als Innenauskleidung für einen Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Be schichtung mit der fluiddurchlässigen Schicht (11) auf einen Mantel (2) aufgetragen wird.