DE3238347A1

DE3238347A1 - Ausfuehrung einer isolierung in einem keilfoermigen raum

Info

Publication number: DE3238347A1
Application number: DE19823238347
Authority: DE
Inventors: Svein 1500 Moss Groendalen
Original assignee: Moss Rosenberg Verft AS
Current assignee: Moss Rosenberg Verft AS
Priority date: 1981-11-04
Filing date: 1982-10-13
Publication date: 1983-05-11
Also published as: NO150698C; NO813731L; JPS6143597B2; NO150698B; KR840002085A; KR890005309B1; FR2515780B1; US4509657A; FR2515780A1; CA1205762A; JPS5881295A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Ausführung einer Isolierung in einem keilförmigen Raum zwischen zwei Bauteilen, die sich als Funktion der Temperatur zueinander bewegen, wobei benachbarte Flächen der Isolierung an den beiden Teilen zusammengeklebt sind.

Die Erfindung ist besonders in Verbindung mit Isolierproblemen entwickelt worden, welche im Übergangsgebiet zwischen der Randisolation und der Tankisolation an sphärischen Tankträgern entstehen, die mit sphärischen Tanks ausgerüstet sind, die international als Moss-Rosenberg-sphärische Tanksysteme bekannt sind. Der Grundgedanke dieses Tanksystems ist die Nutzung eines sphärischen Tanks, der von einem vom Äquator des Tanks zu einem Fundament hinunter vertikal verlaufenden Rand getragen wird. Solche Tanks mit den zugehörigen Randträgern werden insbesondere an Bord von Schiffen zum Transport von LNG und LPG benutzt. Diese Tankkonstruktionen haben sich in der Praxis für diesen Zweck sehr bewährt und sind hierfür sogar ausgezeichnet, weil sie genau und einfach zu berechnen sind. Eine entsprechende Isolation befindet sich am Äußeren des sphärischen Tanks,und die Isolation verläuft auch eine Strecke entlang der Innenseiten- und der Außenseitenfläche des Randes. Wo die Innenisolation am Rand an die Isolation an der unteren Hälfte des Tanks anstößt, kleben die benachbarten Isolationsflächen an Rand und Tank zusammen. Die allgemeine Lösung hierfür ist das Kleben der Isolierplatten an den Rand im Keilgebiet

und das Befestigen von Sperrholzplatten an die Außenseite dieser Isolation, wobei die Platten mit Schrauben am Rand befestigt werden» Die obersten Isolierplatten an der unteren Hälfte des sphärischen Tanks werden dann an die Sperrholzplatten geklebt» Die Aufgabe des Zusammenklebens der Teile auf diese Weise wird in enger Verbindung erhalten," um ein "kaltes Gleiten" aus dem Keilgebiet zum Fundament hinab zu verhindern.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei manchen LNG-Schiffen, die nach dem Konzept Moss-Rosenberg gebaut worden sind, in der Verbindung zwischen dem Rand und der Isolation des sphärischen Tanks Brüche auftreten, die eine kalte Atmosphäre aus dem Keilraum in den darunterliegenden Raum fließen lassen. Dies ergibt ein Ansteigen des Verkochens aus dem Tank in niedrige Temperaturen im Raum unter diesem. Zwischen der Tankisolation und der Tankwandung zirkuliert Stickstoff als Teil der notwendigen SicherheitsVorkehrungen zum Entdecken möglicher Lecks des Tankinhalts. Bei in Betrieb befindlichen Schiffen ist beobachtet worden, daß kalter Stickstoff aus dem Keilraum ausgetreten ist und die Temperatur des Unterdecks gesenkt hat.

Der Bruchschaden, der zu beachten ist, enthält Brüche entlang dem Leimpfad zwischen den Sperrholzplatten und der benachbarten Tankisolation«, Brüche wurden auch in der Isolation selbst nahe dem Leimpfad festgestellt. Es sind Ausbeulungen und Verzahnungen in den Sperrholzplatten festgestellt worden, so daß Lecks auch zwischen diesen Platten und der Randisolation auftreten könnten. Dadurch werden wiederum Spannungen in die Isolation eingeführt, die mit dem Sperrholz verklebt wird.

Untersuchungen der möglichen Ursache dieser Bruchbildung haben keine eindeutige Antwort gegeben. Es konnte nur mit

einiger Sicherheit bestimmt werden, daß nur der Belastungszustand, der die hohen Belastungen an der Verbindungsstelle bewirkt, die Beanspruchungen sind, die sich aus einer erheblichen Differenz bei den Ausdehnungskoeffizienten der Isolation und des Sperrholzes ergeben. Die hier benutzte Isolation ist Polystyren. Es hat sich gezeigt, daß bei Kühlung( AT= 180°C) das Isoliermaterial sich erheblich zusammenzieht, (etwa 13 mm pro Meter bei freiliegender Isolation), während das Sperrholz sich etwas weniger zusammenzieht (0,9 mm/ m).

Obwohl moderne sphärische Tanks einen Durchmesser von 30 Meter und mehr haben können, wobei ein entsprechender Durchmesser für den Zylinder vom Rand gebildet wird, ist trotzdem der Raum im Keilraum zwischen dem Rand und der unteren Hälfte des Tanks beschränkt, was der Grund dafür ist, daß für die Ausführung der beschriebenen Isolation der keilförmige Raum gewählt worden ist.

Auf der Grundlage des heute Bekannten über die Ursache der Brüche hat sich gezeigt, daß die beste Lösung des' Problems nach der Erfindung dies ist, die Klebebindung mit einer mechanischen Verbindung zu verstärken. Eine offensichtliche alternative Lösung würde der Ersatz der Sperrholzplatten durch ein Material sein, das eine gute Bindefestigkeit des Klebers besitzt und das bei niedrigen Temperaturen gute mechanische Eigenschaften beibehält.

Obwohl durch die Erfindung die Notwendigkeit zum Verbessern des Übergangs zwischen den Isoliergliedern im keilförmigen Raum zwischen dem sphärischen Tank und seinem tragenden Rand erkannt worden ist, ist die Erfinr· dung nicht auf diese besondere Anwendung beschränkt. Im allgemeinen bezieht sich deshalb die Erfindung auf die

Isolation In einem keilförmigen Raum zwischen den
Konstruktionsteilen, die sich zueinander als Funktion der Temperatur bewegen, wobei die Isolation an diesen beiden Teilen an ihren benachbarten Flächen zusammengeklebt werden. Die Isolation nach der Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Klebebindung durch eine mechanische Verbindung verstärkt wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen isolierten Tank zur Aufnahme von verflüssigtem Gas mit einem Träger in der Form eines vertikalen, teilweise thermisch isolierten Rands, der einen einheitlichen Aufbau mit der Tankwandung ergibt, und ganz besonders auf eine Isolation im keilförmigen Gebiet zwischen einem sphärischen Tank und seinem tragenden Rand, wobei die Isolierung an der Innenfläche des Randes mit der an der unteren Tankhälfte zusammenstößt und an diese geklebt ist. Das Verstärken der Klebebindung mit einer mechanischen Verbindurg kann nach der Erfindung auf verschiedene Weise erfolgen und beim folgenden Ausführungsbeispiel wird sie anhand der Zeichnungen im einzelnen beschrieben.

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 das Übergangsgebiet zwischen dem Rand und dem sphärischen Tank im Querschnitt bei einer
ersten Lösung;

Fig. 2 ein Schnitt desselben Gebiets mit einer zweiten

Lösung des Übergangsproblems;
30

Fig. 3 ein Schnitt an der Linie III - III der Fig. 2 in größerer Einzelheit;

Fig. 4 eine dritte mögliche Lösung der Berührungsfläche zwischen den Isolierungen der beiden Isolationen im Kellgebiet zwischen einem Rand und einer Tank-

wandung; und

Fig. 5 ein schematischer Querschnitt eines Schiffs mit einem randgetragenen sphärischen Tank.

Das Schiff 1 besitzt einen doppelten Boden 2 (Fig. 5). Der Tank 3 wird auf dem doppelten Boden 2 des Schiffs mittels eines vertikalen Rands 4 getragen, der vom Äquatorgebiet des Tanks zum doppelten Boden 2 führt.

Der Rand 4 ist an der Innenseite und der Außenfläche um eine Strecke vom Äquatorgebiet 5 abwärts geführt, wo der Rand am sphärischen Tank befestigt ist. Die Innenisolation des Randes ist mit 7 bezeichnet. Die äußere Tankisolation 6 befindet sich an der unteren Hälfte des Tanks und die jeweiligen Isolationen stoßen bei 8 in dem zwischen der unteren Hälfte des Tanks und den Rand gebildeten keilförmigen Raum zusammen.

Fig. 1 zeigt einen Teil des keilförmigen Gebiets, wo sich der Rand 4 und die Tankwandung befinden. Die Isolation 7 an der Innenfläche des Randes 4 und die an der Außenseite der unteren Tankhälfte befindliche Isolation 6 sind aus der Fig. 5 zu entnehmen.

Über die Zwischenfläche 8 zwischen den jeweiligen Isolierteilen ist der Rand 7 mittels einer Sperrholzplatte 9 in seine Lage gehalten, die mittels Schrauben 10 am Rand 4 befestigt ist. In gleicher Weise wird die Isolation 7 unter der Zwischenfläche 8 durch die Sperrholzplatten 11 in ihrer Lage gehalten, die durch Schrauben 12 am Rand angebracht sind. Sowohl die Randisolation 7 als auch die Isolation 6 des Tanks bestehen aus Platten aus Polystyren. Im Pfad zwischen den jeweiligen Platten befindet sich Mineralwolle, die mit elastischem Polystyren 14 bedeckt ist.

-fr .

Die obere Platte 15, die die Endisolation des Tanks bildet, ergibt eine besondere Ausbildung und ist mit einer Kontaktfläche 16 im Berührungsgebiet 8 versehen. In der oberen Isolationsplatte 15 für den Tank (Fig. l) ist ein Plattenteil 17 eingebettet, das mittels einer Glasfaserverstärkung 18, 19, die in die Isolation eingebettet ist, verstärkt worden ist. Um die gewünschte dichte Verbindung zwischen der sphärischen Tankisolation 6,15 und der Randisolation im Zwischenflächengebiet 8 zu erhalten, ist in dieses Gebiet Klebstoff gebracht worden und von der Außenseite des Randes 4 her sind Holzschrauben 20 eingeschraubt, die durch die Randisolation 7 hindurch- und in die Platte 17 hineingehen, die in die Isolation eingebettet ist. Dann werden die Schrauben angezogen, was eine gute Klebverbindung im Zwischenflächengebiet 8 gewährleistet.

Die Aluminiumfolie 21 (Fig. 1) bedeckt die Innenfläche der jeweiligen Isolierteile. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 für die gleichen oder ähnliche Teile benutzt.

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 darin, daß unter der oberen Sperrholzplatte 9 eine Sperrholzplatte 22 vorgesehen ist, die den Schrauben 12 nach Fig. 1 entsprechen. Außerdem ist die Sperrholzplatte 22 mit Schrauben 24 oben befestigt, die zusammen mit einer Halterung 25 verschraubt sind, die sowhl über die obere Sperrholzplatte als auch über die untere Sperrholzplatte 22 geklemmt ist und diese Platten in ihrer Lage hält. An der Platte 22 ist mit Schrauben 26 ein oberer Isolationsblock 27 befestigt, der an die Platte 22 geklebt 1st. Unter dem oberen Isolationsblock 27 befindet sich ein unterer Isolationsblock 28, der ebenfalls an die Platte 22 geklebt ist und außerdem mit Schrauben 29 befestigt ist. Die Ver-

-Ff-

AO

schraubung kann im einzelnen aus Fig. 3 entnommen werden. Der Kopf 30 der Schraube 29 liegt an der Kontaktschiene 31 in einer Rille 32 innerhalb des Blocks 28. Die Schraube 29 ist mit einer Mutter 44 an der Sperrholzplatte 22 befestigt.

Am oberen Isolationsblock 27 ist eine Sperrholzplatte 14 mittels Schrauben 26 befestigt. Die Platte 34 ist außerdem an den Block 27 geklebt. Sie bildet eine Trägerplatte und ergibt zusammen mit den Blöcken 27 und einen Raum, in den die obere Isolierplatte 35 am Tank mit den Klebeverbindungen zwischen der Platte 35 und den Isolierblöcken 27 und 28 verkeilt ist. Der Raum zwischen den Blöcken 27 und 28 und der Trägerplatte 34 besitzt einen keilförmigen Querschnitt und ergibt somit die gewünschte mechanische Verstärkung für die Klebeverbindung, wenn die Platte 35 auf ihren Platz gedrückt wird.

Zwischen der Trägerplatte 34 und dem oberen Isolierblock 27 befinden sich (nichtgezeigte) Glasfaserplat-. ten, die den Pfad zwischen den oberen Isolierblöcken und den Trägerplatten überlappen, um die Kontinuität in der Ringrichtung zu gewährleisten. Es'ist wichtig, daß die Sperrholzplatten in Art der hier gezeigten Konstruktion nicht Stoß an Stoß angebracht werden. Die Breite der Platten ist etwas enger als die der Isolierteile, um ein Ausbeulen zu verhindern.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine Variation des Beispiels nach Fig. 1, wodurch die Leimspur zwischen den Isolationen wegfallen kann. In Fig. 4 ist eine mechanische starre Platte 37 auf die obere Tankisolationsplatte mit Verstärkungen 38 versehen, die in die Innenseite der Isolation eingebettet sind. Die starre Platte

·.-"■■"· 323^347

37 kann beispielsweise ein glasfaserverstärkter Kunststoff sein. Zwischen der Randisolation 7 und der Isolation 56, d.h. die Außehplatte 37, die an die Isolation

36 angeformt ist, ist eine Schicht Isoliermaterial 39,

z.B. Mineralwolle vorgesehen. Darüber hinaus ist an der Innenwandung des Randes, d.h. an der Sperrholzplatte 9, die an der Innenwandung der Randisolation angebracht ist, ein^Befestigungsbrett 40 mittels Schrauben 41 befestigt. Das Brett 40 ist in einem Winkel angebracht, so daß ein keilförmiger Raum zur Aufnahme der Platte

37 entsteht (Fig. 4). Am Boden ist ein Befestigungsbrett 44 in ähnlicher Weise mit Schrauben 44 befestigt. Im keilförmigen Raum 43, der vom Befestigungsbrett gebildet wird, befindet sich ein schmaleres Brett 43, das einen Träger für die Platte 37 bildet.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig„ 4 ist eine Variation des vorhergehend beschriebenen Beispiels, weil die Klebeverbindung in diesem Fall weggelassen ist, aber diese Lösung könnte auch eine Klebeverbindung enthalten, die der Klebeverbindung beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 entspricht.

Die beschriebenen Beispiele sind typische Beispiele von Möglichkeiten, durch die die Verbindung zwischen den beiden Isolationsschichten in einem keilförmigen Gebiet verbessert und durch die die Verstärkung der Verbindung mechanisch befestigt werden kann. Somit wird mit diesen Beispielen die Aufgabe der Erfindung gelöst.

-42-

Leerseite

Claims

MOSS ROSENBERG VERFT A/S 1500 Moss Norwegen Ausführung einer Isolierung in einem keilförmigen Raum Patentansprüche

1. Ausführung einer Isolierung in einem keilförmigen Raum zwischen zwei Konstruktionsteilen, die sich zueinander als Punktion der Temperatur bewegen, wobei benachbarte Flächen der Isolation an den beiden Konstruk- tionsteilen dichtend miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dichtende Verbindung mit einer mechanischen Verbindung gesichert ist»

2. Ausführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dichtende Verbindung eine Klebstoffspur zwischen den benachbarten Flächen enthält.

3. Ausführung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation an einen der Konstruktionsteile im Verbindegebiet eine oder mehrere einge- '

TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: 1-85644 INVENTION BERUN BERUNERBANKAQ. P.MBSSNER. BLN-W inven d BERLIN 030/8916037 BERUN 31 404737-103 030/891 3026 3695716000

bettete Einrichtungen zum Befestigen mit Schrauben besitzt, die im anderen Konstruktionsteil gehalten werden.

4. Ausführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine in die Isolation eingebettete Platte (17) ist.

5. Ausführung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (6,15) an einem Konstruktionsteil im Verbindungsgebiet mit einem offenen Aufnahmegebiet versehen ist, das Wandungen aufweist, die in Richtung der Divergenz des keilförmigen Raumes divergieren, und daß die Isolation des keilförmigen Gebiets am zweiten Konstruktionsteil in das Aufnahmegebiet geführt, dort eingeklemmt und sicher verkeilt ist.

6. Ausführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wandung, die das Aufnahmegebiet bildet und

vom ersten Konstruktionsteil entsprechend entfernt liegt und zum zweiten Konstruktionsteil gerichtet ist, von einer Platte gebildet wird, die an der ersten Konstruktion befestigt ist.
25

7. Ausführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte sich an einem Isolierblock (27) befindet, der am ersten Konstruktionsteil befestigt ist

und die untere Wandung des Aufnahmegebiets bildet. 30

8. Ausführung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation an einem der Konstruktionsteile im Verbindungsgebiet mit einer starren Platte (37) versehen ist, die über die Isolation hinaus nach außen gerichtet ist und von der Befestigungsklemmeinrichtung betätigt wird, die mit dem anderen Konstruktionsteil verbunden ist.

9«Ausführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei fehlender Klebstoffspur eine Schicht elastischen Isolationsmaterials zwischen der starren Platte (37) und der benachbarten Isolation am anderen Konstruktionsteil liegt.

10. Ausführung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Konstruktionsteile einen Tank (3) und einen Tragrand (4) für den Tank bilden.

11. Ausführung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Anordnung an einem isolierten sphärischem Tank (3) zur Aufnahme von verflüssigtem Gas verwendet wird, der einen Träger in Form eines vertikalen, teilweise thermisch isolierten Rands besitzt, der eine einheitliche Konstruktion mit der Tankwandung ergibt, wobei die Isolation im keilförmigen Gebiet zwischen Rand und Tank dichtend verbunden ist und daß diese Verbindung mit einer mechanischen Verbindung gesichert ist.

12. Ausführung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierteile in der dazwischenliegenden Verbindung zusammengeklebt sind.