DE3521568A1

DE3521568A1 - Fluessigkeits- und gasdichte auskleidung des aussentanks von doppelwandigen behaeltern fuer tiefkalte fluessigkeiten, z. b. fluessiggas

Info

Publication number: DE3521568A1
Application number: DE19853521568
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Bilfinger und Berger Bau AG
Current assignee: Bilfinger SE
Priority date: 1985-06-15
Filing date: 1985-06-15
Publication date: 1986-12-18
Also published as: DE3521568C2

Description

Flüssigkeits- und gasdichte Auskleidung des Außentanks
von doppelwandigen Behältern für tiefkalte Flüssigkeiten, z. 8. Flüssiggas Die Erfindung betrifft eine flüssigkeits- und gasdichte Auskleidung des Außentanks von doppelwandigen Behältern für tiefkalte Flüssigkeiten, z. B. Flüssiggas.
Behälter für tiefkalte Flüssigkeiten werden heute überwiegend als Doppelmanteltanks mit einem selbsttragenden offenen oder geschlossenen Innentank (2) aus Stahl oder Spannbeton als Speicher und einem geschlossenen, gas- und flüssigkeitsdichten Außentank (3) aus Spannbeton als Sicherheitsumschließung gebaut. Zwischen Innen- und Außentank ist die erforderliche Wärmeisolierung (4) angeordnet.
Bei dieser Bauweise wird für den Fall des Versagens des Innentanks an den Außentank die Anforderung gestellt, daß er sowohl auslaufendes Flüssiggas auffängt als auch das durch die Erwärmung am Außentank entstehende Gas nicht nach außen dringen läßt, d. h. der Außentank muß sowohl flüssigkeits- als auch gasdicnt sein. Diese Dichtigkeit kann nur durch eine Auskleidung des Außentanks erreicht werden, da der Außentank im Falle des Auslaufens des Innentanks einem Kälteschock ausgesetzt ist, der zwangsläufig zu Rissen und somit Undichtigkeiten in der Betonkonstruktion führt.
Bekannt ist eine innere Auskleidung eines Außentanks aus Nickel-Stahl von mehreren mm Dicke mit Verankerungselementen, z. B. Kopfbolzen, die im Beton verankert sind. Die Auskleidungselemente werden hierbei miteinander verschweißt. Der Nachteil dieser Ausführungsform einer Auskleidung ist der große Materialbedarf und der große Zeit- und Kostenaufwand für die Herstellung der Schweißnähte sowie der Verankerungselemente. Hinzu kommt, daß im Reparaturfall in der Regel Schweißarbeiten notwendig sind, die, wenn überhaupt, nur unter strengsten Sicherheitsvorkehrungen möglich sind, da auch bei entleertem Tank immer mit Gasrückständen in den Wärmedämmschichten im Tankzwischenraum und an der Tanksohle gerechnet werden muß.
Bei einem bekannten Behälter (DE-PS 29 36 420) wird die Gasdichtigkeit durch eine geschweißte und durch Kopfbolzen im Beton des Außentanks verankerte Metallauskleidung bewirkt, während die Flüssigkeitsdichtigkeit durch eine flüssigkeitsdichte Wärmedämmschicht erreicht wird, die vorzugsweise aus Polyurethanschaum besteht und fugenlos aufgespritzt wird.
Nachteile dieser Ausführungsform sind einmal die hohen Kosten. Desweiteren ist noch nicht erwiesen, daß die flüssigkeitsdichte Wärmedämmschicht einen Kälteschock unbeschädigt übersteht. Eigene Versuche zeigten, daß hierbei durchaus Beschädigungen auftreten können. Generell ist außerdem die Verwendung brennbarer Materialien, wie in diesem Falle Polyurethanschaum, nachteilig.
Ein weiterer schwerwiegender Nachteil der bekannten Auskleidungen des Außentanks mit Nickel-Stahlblechen ist die Erscheinung, daß sich beim Eintreten eines Kälteschocks die Auskleidung infolge der plötzlichen Temperaturverkürzung vom Beton ablöst. Im Falle einer örtlichen Beschädigung der Auskleidung dringt Flüssiggas oder dampfförmiges Gas zwischen Auskleidung und Betonoberfläche und kann sich dort unbehindert über große Flächen ausbreiten. Wegen der Undichtigkeit des Betonaußentanks ist mit Gasaustritten nach außen zu rechnen, was unter Sicherheitsgesichtspunkten sehr nachteilig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine wesentlich kostengünstigere Auskleidung gegenüber den bisher ausgeführten oder vorgeschlagenen zu finden. Weiterhin soll im Falle eines Kälteschocks, der beim Versagen der Innentanks auf die Auskleidung wirkt, und bei gleichzeitiger örtlicher Beschädigung der Auskleidung, das Ausströmen von Gas durch den Außentank nach außen auf ein Minimum reduziert und somit die Sicherheit erhöht werden.Bei Beschädigungen der Auskleidung soll eine einfache und sichere Reparierbarkeit ermöglicht werden, wobei auf Schweißarbeiten verzichtet werden kann.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Vorteil der Erfindung liegt in den wesentlich niedrigeren Kosten verglichen mit den bekannten Auskleidungen.
Bei Anwendung einer genoppten Edelstahlfolie ist eine Folienstärke von 0,1 bis 0,2 mm ausreichend. Die bekannten Auskleidungen erfordern eine Materialstärke von ca. 5 mm und mehr. Hierdurch sind einmal enorme Materialeinsparungen gegeben. Die leichte Verarbeitbarkeit durch Verkleben, die einfache Stoßausführung, wobei keine Schweißarbeiten erforderlich sind, bringen weitere Kosteneinsparungen.
Versuche mit einer V2A-Edelstahl-Noppenfolie haben gezeigt, daß diese alle Anforderungen der gestellten Aufgabe bestens erfüllt. Sie besitzt aufgrund der Noppung ein Dehnvermögen von mehr als 10 %, ohne daß ein Einreißen oder Perforieren zu beobachten war, auch nicht bei Versuchen im Tieftemperaturbereich. In einer weiteren langen Versuchsreihe konnte ein am Markt erhältlicher Kleber gefunden werden, der auch im Tieftemperaturbereich seine volle Haftfähigkeit behält und noch hinreichende elastische Eigenschaften besitzt. In den Versuchen ausgeführte Kälteschocks ergaben, daß der Kleber in der Lage ist, die Relativbewegung zwischen Folie und Beton infolge der schlagartigen Temperaturstauchung der Folie im elastischen Bereich aufzunehmen.
Weitere Versuche klärten das Verhalten der geklebten Noppenfolie beim Auftreten von Rissen im Beton. Beim Eintreten eines Kälteschocks an der Behälteraudenwand wird nach der Stauchung der Folie selbst der Beton sich an der Innenseite der Behälterwandungverkürzen, während an der Außenseite diese Verkürzung zunächst nicht stattfindet wegen des starkten Temperaturgefälles von außen nach innen. Hierdurch treten an der Innenseite des Behälters unweigerlich Risse auf. Die Auskleidung mit einer geklebten Folie muß für diesen Fall die Eigenschaft haben, das Arbeitsvermögen der Kombination Kleber - Folie derart zu aktivieren, daß keine Uberbeanspruchung im Rißbereich auftritt. Die Versuche zeigten nun, daß die Kombination Kleber - Folie in der Lage ist, Rißbreiten von mindestens 7 mm ohne Beschädigung zu überbrücken. Der gefundene Kleber erlaubt dies, indem er links und rechts normal zu den Rißufern sich auf einer begrenzten Strecke vom Beton ablöst, so daß sich die Folie über diese Distanz praktisch frei dehnen kann, wobei die Folie selbst unbeschädigt bleibt.
Auch Versuche mit überlappend verklebte Folienstößen zeigten das oben beschriebene günstige Verhalten, ohne daß sich die Klebeverbindung Folie -Folie löste.
Der Stahlbeton- oder Spannbetonaußentank kann bezüglich Betonrezeptur, Stahlqualität, Herstellverfahren und konstruktiver Ausbildung problemlos so hergestellt werden, daß die beim Kälteschock auftretenden Risse für die Konstruktion unschädlich sind und die Rißweiten innerhalb der für Betonbauwerk üblichen und zulässigen Grenzen liegen (vgl. DIN 1045 oder CEB-Mustervorschrift etc.). Bei diesen zu erwartenden Rißweiten beträgt die Strecke, auf der sich der Kleber seitlich der Risse vom Beton ablöst, einen Bruchteil des auftretenden Riaabstandes. Umgekehrt ausgedrückt beträgt der Hißabstand ein Mehrfaches der Ablösestrecke, so daß die Haftung der Folie am Beton nach einem Kälteschock insgesamt gewährleistet ist.
Nach dem Katastrophenfall - Auslaufen des Innentanks - kann die Auskleidung des Außentanks somit ohne Reparatur wiederverwendet werden.
Als wesentlicner Vorteil der Erfindung ist die Erhöhung der Sicherheit im Falle eines Kälteschocks und bei gleichzeitiger örtlicher Beschädigung der Auskleidung zu sehen. Wegen der erhöhten Sprödigkeit von Stahl bei tiefen Temperaturen sind auch bei tieftemperaturgeeigneten Stählen örtliche Risse infolge von Materialfehlern nie auszuschließen. Die aufgeklebte Metallfolie gemäß der Erfindung läßt in diesem Fall ein ungehindertes Ausbreiten von flüssigen oder gasförmigem Gas zwischen Auskleidung und Beton wegen der vollflächigen Verklebung nicht zu. In der Verklebung können zwar Fehlstellen vorhanden sein infolge von Herstellungsfehlern oder wegen des Lösens des Klebers vom Beton im Bereich von Rissen des Betons. Wegen der Labyrinthwirkung dieser Fehlstellen ist die Ausbreitung von Flüssiggas oder gasförmigem Gas in diesen Bereichen jedoch örtlich stark eingegrenzt. Hiermit wird für diesen Schadensfall der Austritt von Gas durch den Außentank wesentlich reduziert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in der problemlosen Reparierbarkeit der Auskleidung bei örtlichen mechanischen Beschädigungen zu sehen. Bei evtl. doch auftretenden Beschädigungen der Folie können diese Bereiche durch einfaches Bekleben der Schadstellen mit Folienstücken behoben werden.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 4, die bevorzugte Ausführungsformen darstellen, weiterhin erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen bevorzugten Behälter.
Der Außentank (3), bestehend aus einer Bodenplatte, der Behälterwand und der Dachkuppel, ist hierbei in Stahl- oder Spannbeton ausgeführt.
Innerhalb des Außentanks ist getrennt durch eine Isolierung (4) ein Innenbehälter (2) aus Stahl oder Spannbeton angeordnet, der nach oben hin offen ist und zur Aufnahme von verflüssigtem Erdgas dient. Auf der Innenseite des Außentanks (3) ist die Metallfolie (1) aufgeklebt. Diese kann sowohl für die Bereiche Behälterboden, -decke, -wand insgesamt als auch nur für Teilbereiche zur Anwendung kommen.
Fig 2 zeigt einen überlappend verklebten Stoß (6) der Metallfolie (1).
Fig. 3 zeigt die Stoßausbildung gemäß Anspruch 5. Innerhalb des Hohlraumes, der im Bereich des Stoßes (6) entsteht, sind die Schläuche oder Rohre (5) dargestellt, die zur Uberwachung von Undichtigkeiten verwendet werden.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt der Behälterwand zur Erläuterung des Anspruchs 6. Hierbei ist auf der Innenseite (2 a) des Innentanks (2), wobei dieser in Stahl- oder Spannbeton hergestellt ist, die Auskleidung mit der Metallfolie (1) gemäß der Erfindung gezeigt. Die Außenwand (3) ist ebenfalls aus Stahl- oder Spannbeton ausgeführt, auf deren Innenseite die aufgeklebte Metallfolie (1) als flüssigkeits- und gasdichte Auskleidung angeordnet ist. Zwischen Innen- und Außentank ist die Isolierung (4) angeordnet.

Claims

Flussigkeits- und gasdichte Auskleidung des Außentanks von doppelwandigen Behältern für tiefkalte Flüssigkeiten, z. B. Flüssiggas PATENTANSPRUCHE: 1 Flüssigkeits- und gasdichte Auskleidung des Außentanks von doppelwandigen Behältern für tiefkalte Flüssigkeiten, z. B. Flüssiggas, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie aus einer tieftemperaturbeständigen und profilierten Metallfolie (1) besteht, die mit einem tieftemperaturbeständigen Kleber auf der Innenseite des Außentanks (3)aufgeklebt ist.
2. Auskleidung nach Anspruch 1, da durch gek e n n z e i c h n e t, daß die Metallfolie (1) eine genoppte Edelstahlfolie ist, die auf der zu verklebenden Seite gesandstrahlt ist.
3. Auskleidung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Metallfolie (1) bahnenweise aufgeklebt ist und die Stöße (6) überlappend verklebt sind.
4. Auskleidung nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stöße (6) senkrecht zur Behälterinnenfläche aufgekantet sind, die Aufkantungen miteinander verklebt und am Stoßende gefalzt sind.
5. Auskleidung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Hohlräume, die bei der Stoßausbildung entstehen, über Schläuche oder Rohre (5) mit einer zentralen Uberwachung verbunden und hier durch Undichtigkeiten der Auskleidung örtlich eingegrenzt feststellbar sind.
6. Auskleidung nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß bei Ausführung des Innentanks in Stahl- oder Spannbeton dessen Innenseite (2 a) teilweise oder ganz mit der profilierten Metallfolie (1), die mit einem tieftemperaturbeständigen Kleber aufgeklebt ist, ausgebildet ist.
7. Auskleidung nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwischen der Metallfolie (1) und der Wärmeisolierung (4) eine separate Wärmeisolierung angeordnet ist, die an der Metallfolie (1) befestigt ist.