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Feuerschutzmantel
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Die Erfindung betrifft einen Feuerschutzmantel für einen gegen Feuer
zu schützenden Gegenstand.
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Ein Feuerschutzmantel dient dazu, eine zu starke Erwärmung des Gegenstandes,
den er umgibt, durch ein Feuer zu verhindern. Was im Einzelfall unter zu starker
Erwärmung zu verstehen ist, hängt von der Art des zu schützenden Gegenstandes ab.
Beispielsweise muß der Feuerschutzmantel bei Anlagenteilen in petrochemischen und
Gastrennanlagen verhindern, daß es durch einen Brand zu Explosionen von Anlagenteilen
kommt, d.h. der Feuerschutzmantel muß die Temperaturen an den Wänden der zu schützenden
Anlageteile unterhalb der kritischen Grenzwerte halten, bei denen die verwendeten
Baumaterialien ihre Festigkeit soweit verloren haben, daß die Bauteile durch ihren
Innedruck aufreißen und die ausströmenden Gase oder Flüssigkeit zu brennen beginnen
oder gar explodieren.
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Ein weiteres typisches Einsatzgebiet für einen Feuerschutzmantel ist
der Bausektor. Tragende Konstruktionselemente, wie z.B. Stahlträger, werden mit
einem Feuer-
schutzmantel versehen, um im Fall eines Brandes durch
die Hitzeeinwirkung nicht ihre Stabilität zu verlieren.
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Es sind Feuerschutzmäntel auf Zementbasis in Form von Wänden oder
Beschichtungen bekannt, die allerdings den Nachteil haben, daß sie hohes Gewicht
besitzen und deshalb die Tragekonstruktion, auf der sie aufgebracht sind, aufwendig
verstärkt sein muß. Außerdem sind für das Auftragen eines derartigen Feuerschutzmantels
Spezialisten erforderlich, so daß die Fertigstellung des Schutzmantels teuer ist.
Es ist außerdem nicht möglich, den von dem Schutzmantel umgebenen Gegenstand zu
inspizieren, ohne das Schutzmaterial abzubrechen und neu aufzutragen.
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Daneben sind weiche Schutzmaterialien, insbesondere Schlackenwolle,
für Feuerschutzmäntel bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sie den hohen Temperaturen,
die bei vielen Bränden auftreten - bei Kohlenwasserstoffbränden liegen die Temperaturen
im Bereich um 12000C -, sowie der Flammeneinwirkung nicht standhalten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Schutzmantel der eingangs genannten Art zu entwickeln, der leicht sowie preisgünstig
in der Herstellung ist und der hohen Temperaturen standhält.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schutzmantel
zumindest zwei Schichten aufweist, daß die innere, dem zu schützenden Gegenstand
zugewandte Schicht wärmeisolierende Materialien und die äußere Schicht einen feuerhemmenden
Werkstoff enthält.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schutzmantel übernimmt die innere Schicht
die Aufgabe der Wärmesiolierung. Die äußere Schicht dagegen dient zur Abschirmung
der inneren
ist Schicht gegen unmittelbare Flammeneinwirkung.Sie
aus feuerfer igt hemmendem Material, aus von der Dimensionierung und vom Werkstoff
so ausgelegt ist, daß es einen bestimmte vorgegebene Zeit den bei einem Brand zu
erwartenden Flammen-und Temperatureinwirkungen standhält. Die innere Schicht ist
so dimensioniert, daß während dieser Zeit bei der zu erwartenden Außentemperatur
an dem zu schützenden Gegenstand eine vorgegebene Höchsttemperatur nicht überschritten
wird.
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Der Erfindungsgegenstand weist den Vorteil auf, daß der Feuerschutzmantel
einfach in der Herstellung und damit preisgünstig ist und einen optimalen Brandschutz
bietet.
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Der Feuerschutzmantel bietet die Möglichkeit, das geschützte Objekt
ohne besondere Schwierigkeit jederzeit zu inspizieren. Da der Feuerschutzmantel
sehr leicht ist, können auch bisher nicht geschützte Objekte nachträglich ohne Verstärkung
der Tragekonstruktionen geschützt werden.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sind
als wärmeisolierendes Material Fasermatten vorgesehen. Insbesondere erweist es sich
als zweckmäßig, wenn das wärmeisolierende Material keramische Fasern enthält.
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Fasern aus Keramikmaterial sind auch gegen hohe Temperaturen in der
Größenordnung von ca. 1200 - 14000C beständig und weisen niedrige Wärmeleitfähigkeit
auf.
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Es ist von Vorteil, wenn gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes
die äußere Schicht als Stützkonstruktion für die innere Schicht dient.
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Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Erfindungsgegen-
standes
ist die äußere Schicht als Blechhülle ausgebildet und aus miteinander verschraubten
Elementen zusammengesetzt.
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Diese Anordnung ermöglicht einen einfachen Zusammenbau des Schutzmantels
und bietet zugleich die Möglichkeit, den Schutzmantel - etwa bei Inspektionen -
ohne Schwierigkeit zu öffnen und anschließend wieder zusammenzusetzen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes weist
die äußere Schicht eine Dicke von mindestens 1 mm auf. Vorzugsweise beträgt die
Dicke zwischen 1 mm und 1,5 mm, je nach angenommener Dauer eines möglichen Brandes.
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Es erweist sich als günstig, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung
des Erfindungsgegenstandes der feuerhemmende Werkstoff verzinktes Stahlblech enthält.
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-Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist
zwischen der inneren und der äußeren Schicht und/oder außerhalb der äußeren Schicht
eine Wärmeisolierung vorgesehen.
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Die Wärmeisolierung wird insbesondere bei Behältern oder Rohrleitungen
vorgesehen, die zur Lagerung und/oder zum Transport von tief siedenden Flüssigkeiten
z.B. verflüssigtem Erdgas, dienen. Die Wärmeisolierung hat die Aufgabe, den Behälter
oder die Rohrleitung im Normalbetrieb, d.h.
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wenn kein Brand herrscht, zu isolieren. Im Gegensatz dazu übernimmt
die erfindungsgemäße Schicht aus wärmeisolierendem Material den Schutz im Brandfall.
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Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand
von schematisch dargestellten Ausführun#gsbeispielen näher erläutert.
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Hierbei zeigen: Figur 1 einen Behälter mit einem erfindungsgemäßen
Schutzmantel Figur 2 einen Behälter mit einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Schutzmantels Figur 3 einen Stahlträger mit einem erfindungsgemäßen Schutzmantel
Figur 4 ein Detail der äußeren Schicht des Schutzmantels.
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Figur 1 zeigt einen Behälter 1 für eine brennbare Flüssigkeit 2, der
mit einem erfindungsgemäßen Schutzmantel versehen ist. Der Schutzmantel ist aus
einer inneren Schicht 3 und einer äußern Schicht 4 gebildet. Die innere Schicht
3 enthält keramische Fasern, die beispielsweise bis ca. 14000C temperaturbeständig
sind. Die Dicke der inneren Schicht 3 beträgt 20-100 mm, je nach angenommener Dauer
eines möglichen Brandes und der höchstzulässigen Grenztemperatur des Werkstoffes
des zu schützenden Bauteiles. Es sind vorzugsweise keramische Fasern in Form von
Fasermatten verwendet.
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Die äußere Schicht 4 ist aus verzinktem Stahlblech gefertigt.
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Die Schicht ist aus mehreren Blechbahnen zusammengesetzt, die an ihren
Rändern miteinander verschraubt sind. Das Verschrauben der Blechbahnen erweist sich
als besonders einfach und ermöglicht überdies einen leichten Abbau des Schutzmantels.
Ein Ausschnitt zweier derartiger benachbarter Blechbahnen 6, die an ihren Rändern
miteinander verschraubt sind, ist in Figur 4 dargestellt.
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Die äußere Schicht 4 ist so dimensioniert, daß sie einem Feuer mit
einer angenommenen Dauer von beispielsweise 2 Stunden und einer dabei auftretenden
Temperatur von
bis zu 12000C standhält. Dabei handelt es sich um
typische Werte, die für Kohlenwasserstoffbrände angenommen werden.
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Figur 2 zeigt einen Behälter 1 im Querschnitt, bei dem auf der Behälterwand
eine innere Schicht 3 aus wärmeisolierendem temperaturbeständigem Material, beispielsweise
Keramikfasermatten angeordnet ist. Die Behälterwand hat eine Dicke von 9 mm, der
Behälter einen Durchmesser von 600 mm und eine Länge 1200 mm. Die Dicke der inneren
Schicht beträgt z.B. 50 mm. Sie wird durch eine Metallhülle oder Metallbänder 7,
die über ihren Umfang gespannt sind, zusammengehalten. An der Außenseite ist die
innere Schicht 3 von einer Wärmeisolierung 8 umgeben, beispielsweise aus Glasfasern.
Die Dicke der Wärmeisolierung 8 beträgt ca. 50mm. Um die Wärmeisolierung 8 herum
ist die äußere Schicht 4 des Schutzmantels angeordnet, die aus einer Hülle aus galvanisiertem
Stahl von beispielsweise 1 mm Dicke besteht.
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Dieser Behälter wurde in einem Versuch für 2 Stunden einem Kohlenwasserstoffeuer
ausgesetzt. Dabei wurde an der äußeren Schicht eine Temperatur von ca. 960 bis 9800C
gemessen. Am Behälter betrug die Temperatur nach einer Stunde 1200C, nach 2 Stunden
3800C. Die äußere Schicht 4 war am Ende des Versuches verformt und teilweise oxidiert,
die Wärmeisolierung 8 völlig geschmolzen, während die innere Schicht 3 ohne Schaden
geblieben war.
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Figur 3 zeigt im Querschnitt einen mit einem erfindungsgemäßen Schutzmantel
versehenen Stahlträger 9. Der Schutzmantel ist aus einer inneren Schicht 3 aus wärmeisolierendem
Material, z.B. Mineralfasermatten, das der Form des Stahlträgers 9 angepaßt ist,
und einer äußeren Schicht 4 aus feuerhemmendem Material, z.B. V2A-Blech zusammengesetzt.
Analog wie bei dem oben beschriebenen Behälter
verhindert der Schutzmantel
eine zu starke Erwärmung des Stahlträgers 9 im Brandfall.
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