DE3837156C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung eines Domschachtes mit einer Behälterwand und einen damit versehenen Behälter gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Gattungsgemäße Verbindungen eines Domschachtes mit einer Behälterwand und damit versehene Behälter sind bekannt. Nach dem allgemein anerkannten Stand der Technik sind Dom­ schächte mit den Außenflächen eines Behältermantels norma­ lerweise mittels Verschweißung verbunden, wobei - jeden­ falls im Falle von für die Atmosphäre und/oder das Grund­ wasser schädlichen Substanzen, die in dem jeweiligen Behäl­ ter aufzubewahren sind, beispielsweise verflüssigtes Ammo­ niak - die Schweißnaht aufgrund gesetzlicher Vorschriften nach dem abgeschlossenen Schweißvorgang einer vorgeschrie­ benen Dichtheitsprüfung unterzogen wird. Besteht diese vor­ geschriebene Dichtheitsprüfung jedoch in einer - vorzugs­ weise vorgeschriebenen - Ultraschalluntersuchung, muß zur Vermeidung von Störsignalen die gesamte Schweißnaht zunächst von beiden Seiten glattgeschliffen werden. Im Falle von Domschächten mit großer Grundfläche, beispiels­ weise solchen, die neben einer großen Zahl von zu- und ab­ führenden Stutzen auch noch ein Mannloch umschließen, führt diese Schleifarbeit - vor allem bei Domschächten mit verti­ kaler Körperlängsachse, die auf Behältermänteln von sehr großen Behältern mit horizontaler Körperlängsachse befe­ stigt worden sind - zu einem erheblichen zusätzlichen Ar­ beitsaufwand und damit verbundenen zusätzlichen Herstel­ lungskosten erheblichen Ausmaßes.

Außerdem bergen Schweißnähte der in Rede stehenden Art ei­ nerseits die Gefahr in sich, daß der Behältermantel während des Schweißvorganges irreversible Formveränderungen - bei­ spielsweise von einer zylindrischen Form - erfährt, die seine berechnete Formstabilität gegenüber äußeren Belastun­ gen - beispielsweise des Erddruckes bei unterirdisch einge­ lagerten Behältern - erniedrigt, und/oder andererseits die Gefahr, daß bei durch Temperatur- und/oder Druckänderungen verursachten Schrumpfungs- oder Dehnungsbewegungen von Be­ hälter und Domschacht im unmittelbaren Bereich der - zunächst einwandfrei dichten - Schweißnaht Risse auftreten, die den gesetzlichen Vorschriften an die vorgenannten Be­ hälter zuwiderlaufen.

Den Schwierigkeiten und dem Aufwand bei der Herstellung ei­ ner Schweißnaht der geforderten Art ist der Gegenstand der US-PS 19 77 390 dadurch ausgewichen, daß der dort offen­ barte Dom für ein Mannloch oder eine Probenahme-Öffnung mittels eines an seinem unteren Ende einstückig mit ihm verbundenen Flansches und einer Mehrzahl von Schraubverbin­ dungen durch diesen Flansch unter Zwischenlage einer kom­ pressiblen kreisringförmigen Dichtung mit einem ebenen Flä­ chenstück des zugehörigen Tankbehälters unter Einschluß der entsprechenden Öffnung in diesem Behälter kraftschlüssig verbunden ist. Eine ähnliche Lösung desselben Problems lie­ fert auch der Gegenstand der US-PS 22 51 924 - wenn auch in wesentlich knapper gefaßter Darstellung. Der Inhalt beider Druckschriften berücksichtigt jedoch nicht, daß Behälter der in Rede stehenden Art normalerweise gar keine ebenen Flächenstücke aufweisen, so daß solche erst mit zusätzli­ chem Aufwand an einem Behälter hergerichtet werden müßten, um die Schwierigkeiten der Herstellung einer sicheren Ab­ dichtung zwischen Domschacht und Behälter im Falle einer Verbindungslinie in Form einer geschlossenen dreidimensio­ nalen Raumkurve mittels einer Mehrzahl von Schraubverbin­ dungen bei Zwischenlage eines geeigneten kompressiblen Dichtkörpers zu beseitigen, und daß selbst für den Fall ei­ ner tatsächlich dichten Verbindung der vorgenannten Art jede der genannten Schraubverbindungen bei durch Tempera­ tur- und/oder Druckänderungen verursachten Schrumpfungs- oder Dehnungsbewegungen von Behälter und Domschacht wegen des vorhandenen Kraftschlusses die Gefahr birgt, daß insbe­ sondere in der Behälterwand in der Umgebung einzelner oder aller Schraubverbindungen nachträglich Risse entstehen kön­ nen, die - wie bereits oben angeführt - den gesetzlichen Vorschriften an die vorgenannten Behälter zuwiderlaufen.

Letzteres gilt auch für den Gegenstand der DE-OS 20 27 454, bei dem ein im wesentlichen zylinderförmiger Kunststoff- Domschacht mit einem an seinem unteren Ende einstückig an­ gefügten Außenflansch auf einem ringförmig gebogenen Kunst­ stoff-Behältermantel aufgesetzt und mittels einer Mehrzahl von Schraubverbindungen unter Zwischenlagerung einer wei­ chen, elastischen Dichtmasse kraftschlüssig arretiert ist - jedenfalls dann, wenn eine solche Verbindung wiederum auf Domschächte und Behälter aus Stahlblech oder anderen metal­ lischen und schweißbaren Werkstoffen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 übertragen wird. Abgesehen davon, daß es sich bei den gattungsgemäßen Behäl­ tern gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Pa­ tentanspruchs 1 um solche zur Aufnahme von unter Druck ste­ henden Flüssigkeiten und/oder Gasen handelt, deren Sicher­ heitsanforderungen selbstverständlich höher anzusetzen sind als diejenigen für einen Behälter zur drucklosen Aufnahme einer Flüssigkeit - wie es für den Gegenstand der letztge­ nannten Druckschrift vorausgesetzt ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ver­ bindung eines Domschachtes mit der Außenfläche des Be­ hältermantels eines ein- oder mehrwandigen Behälters und einen mit einer solchen Verbindung versehenen Behälter zur Verfügung zu stellen, bei dem eine komplizierte Dichtheits­ prüfung mit zeit- und kostenaufwendigen Vorbereitungsarbei­ ten unterbleiben kann und das Auftreten von Verformungen des Behälters während der Durchführung der Verbindung von Domschacht und Behältermantel bzw. das nachträgliche Un­ dichtwerden der Verbindung oder ihrer unmittelbaren Umge­ bung durch Schrumpfungs- oder Dehnungsbewegungen des Dom­ schachtes und/oder des Behälters aufgrund von Temperatur- und/oder Druckänderungen vermieden wird.

Die Erfindung erreicht dies mit den kennzeichnenden Merkma­ len des Patentanspruchs 1.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, daß der Domschacht nach dem Aufsetzen auf den Behältermantel auf diesem mittels einer diskreten Anzahl zusammenwirkender Paare von Klemmvorrichtungen und Laschen so arretiert wird, daß durch Änderung der Temperatur oder anderer physikali­ scher Größen verursachte Dehnungs- oder Schrumpfungsbewe­ gungen des Domschachtes keine Kräfte auf den Behältermantel ausüben und umgekehrt, und die entstandene Naht zwischen Domschacht und Behältermantel mit einer dauerelastischen, weitgehend gasdichten Vergußmasse bekannter Art abgedichtet wird, weil auf diese Weise die in den meisten Fällen ge­ setzlich vorgeschriebene - häufig jedoch nicht einfach aus­ zuwertende - Ultraschalluntersuchung gänzlich unterbleiben kann und damit die für sie notwendigen vorbereitenden Schleifarbeiten, die zeit- und kostenaufwendig sind, unter­ bleiben können. Es genügt - sofern erforderlich - eine we­ sentlich einfacher zu handhabende Gasschnüffel-Prüfung.

Besonders vorteilhaft ist außerdem, daß das erfindungsge­ mäße Verfahren bzw. die damit hergestellten Behälter keine Verformungen des Behälters beim Verbinden von Domschacht und Behältermantel verursachen bzw. aufweisen und daß durch Temperaturänderungen und/oder Änderungen anderer physikali­ scher Größen verursachte Schrumpfungs- oder Dehnungsbewe­ gungen von Domschacht und/oder Behältermantel nicht zu Ris­ sen in der Verbindung oder in ihrer unmittelbaren Umgebung führen können.

Darüber hinaus erweist es sich als sehr vorteilhaft, daß - insbesondere im Falle sehr großer Behälter und dementspre­ chend auch größerer Domschächte - Domschacht und Behälter getrennt zur Baustelle transportiert und dort ohne zusätz­ liche Installation von Schweißaggregaten für Innen- und Au­ ßennähte sowie Schleif- und Ultraschallprüfvorrichtungen in einfacher Weise zusanmengesetzt werden können. Es genügt das Aufsetzen des Domschachtes auf den Behältermantel, das Arretieren mittels einer diskreten Anzahl von zusammenwir­ kenden Paaren von Laschen und Klenmvorrichtungen und das Verfüllen der entstandenen Naht mit einer dauerelastischen, weitgehend gasdichten Vergußmasse bekannter Art. Erforder­ lichenfalls muß noch eine einfache Gasschnüffel-Prüfung durchgeführt werden.

In einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes erweist es sich außerdem als sehr vorteilhaft, daß der Domschacht an seinem behälterseitigen Ende ein kra­ genartiges Domschacht-Grundblech trägt, das am Domschacht entweder direkt angeformt oder kraftschlüssig befestigt ist, wobei dieses Domschacht-Grundblech vom Domschacht nach außen gerichtet und an jedem Ort mit seiner Steigung der Steigung des unterliegenden Behaltermantels entspricht, da in diesem Fall der Domschacht überall paßgerecht und flä­ chig auf dem betriebsfertigen - d. h. insbesondere mit einer Isolierbeschichtung versehenen - Behältermantel aufsitzt und damit eine weitere Abdichtung des Innenraums des Dom­ schachtes gegenüber dem Außenraum - zusätzlich zum Verfül­ len der Naht zwischen Domschacht und Behältermantel mit dauerelastischer Vergußmasse - bewirkt. Im Falle unterir­ disch einzulagernder Behälter wird dieser Effekt nach dem unterirdischen Einlagern durch die dann auf dem Domschacht- Grundblech aufliegende Erdmasse noch verstärkt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsge­ mäßen Gegenstandes werden durch die kennzeichnenden Merk­ male der Unteransprüche 3 und 4 in Verbindung mit den Merk­ malen jeweils eines der vorangegangenen, auf den Behälter selbst bezogenen Ansprüche beschrieben, wobei es sich als besonders vorteilhaft erweist, die Laschen in diskreten Ab­ ständen nur auf einer Seite des Domschachtes und die Klemm­ vorrichtungen in Form von Gewindebolzen in entsprechenden diskreten Abständen nur auf der Außenseite des Behälterman­ tels anzuschweißen, da auf diese Weise an den Schweißstel­ len keine Undichtigkeiten des Domschachtes und des Behäl­ termantels entstehen und die kraftschlüssige Verbindung zwischen Laschen und Domschacht sowie Bolzen und Behälter­ mantel bereits vor einem eventuell notwendigen Entspan­ nungsglühen von Domschacht und/oder Behältermantel erfolgen kann.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäß hergestellten Be­ hälters sind in der nachfolgend beschriebenen Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindung zwischen einem Domschacht und einem Behälterman­ tel in Seitenansicht für einen oberirdisch zu in­ stallierenden Behälter für unter Druck stehende Flüssigkeiten und/oder Gase.

Fig. 2 Aufsicht auf ein zusammenwirkendes Paar einer La­ sche und einer Klemmvorrichtung zur Arretierung eines Domschachtes an einem Behältermantel.

Fig. 3 Schnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindung zwischen einem Domschacht und einem Behälterman­ tel in Seitenansicht für einen unterirdisch ein­ zulagernden Behälter für unter Druck stehende Flüssigkeiten und/oder Gase.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus dem Querschnitt eines Be­ hältermantels 1, der im vorliegenden Fall als zu einem zy­ lindrischen Behälter für unter Druck stehende Flüssigkeiten und/oder Gase mit horizontaler Achse senkrecht zur Zeich­ nungsebene gehörig zu ergänzen ist. Im Bereich des aufsit­ zenden Domschachtes 2 trägt der Behältermantel 1 zunächst eine ein- oder mehrschichtige Isolierbeschichtung 3 aus vorzugsweise dauerelastischem, weitgehend gasdichtem Mate­ rial bekannter Art. Auf diesem sitzt der Domschacht 2 mit­ tels eines Domschacht-Grundbleches 4 auf, das im gezeigten Fall nach außen gerichtet und direkt an den Domschacht 2 angeformt ist, wobei seine Steigung an der dargestellten Schnittstelle der entsprechenden Steigung des Behälterman­ tels 1 entspricht. Die Nähte 5, 6 zwischen Domschacht 2 bzw. Domschacht-Grundblech 4 und - isolierbeschichtetem - Behältermantel 1 sind mit einer dauerelastischen, weitge­ hend gasdichten Vergußmasse 7 verfüllt, wobei diese gemein­ sam mit dem Fuß des Domschachtes 2 bzw. gemeinsam mit dem Fuß des Domschachtes 2 und der Außenseite des Domschacht- Grundbleches 4 von weiteren Isolierbeschichtungen 8, 9 ab­ gedeckt ist. Oberhalb der Isolierbeschichtung 8 ist der Zwischenraum zwischen Domschacht 2 und Behälterwand 1 auf der Innenseite des Domschachtes 2 bis zur Höhe eines gas­ dicht verschließbaren Entwässerungskanals 10 mit weiterer dauerelastischer Vergußmasse 11 bekannter Art planiert. Eine - in der vorliegenden Darstellung nach links - an die Isolierbeschichtungen 3 und 9 anschließende Korrosions­ schutz-Lackierung der Außenseite des Behälters ist hier ebensowenig dargestellt wie die innerhalb des Domschachtes - d. h. in der vorliegenden Darstellung rechts vom Dom­ schacht 2 - zu erwartenden Stutzendurchführungen, Mannloch- Einrichtungen oder weiteren Öffnungen oder Durchführungen.

Auf der Innenseite des Domschachtes 2 ist eine Lasche 12 mit horizontaler Ausrichtung so am Domschacht 2 ange­ schweißt, daß die Schweißnähte 13 und 14 das Material des Domschachtes 2 nicht durchsetzen, so daß dort auch keine zusätzlichen Undichtigkeiten im Domschacht 2 entstehen kön­ nen. Die Lasche 12 ist eine von einer diskreten Anzahl gleichartiger Laschen, die gemäß den statischen Anforderun­ gen auf dem Umfang des Domschachtes verteilt sind. Die dar­ gestellte Lasche 12 wird von zwei im wesentlichen dreiecki­ gen Stützblechen 15 gestützt, die einerseits auf der Ober­ fläche des Domschachtes 2 angeschweißt sind und von denen eines in der vorliegenden Fig. 1 angedeutet ist.

Die Lasche 12 wird in einer in ihr befindlichen Schlitzöff­ nung 16 von einem Gewindebolzen 17 durchsetzt, dessen Fuß derart auf dem Behältermantel 1 aufgeschweißt ist, daß die Schweißnaht 21 das Material des Behältermantels 1 nicht durchdringt, so daß dort keine zusätzlichen Undichtigkeiten im Behältermantel 1 entstehen können, und der Gewindebolzen 17 selbst eine vertikale Ausrichtung besitzt. Auf seinem Kopfteil trägt der Gewindebolzen 17 zwei entgegengesetzt aufgereihte Sätze von je einer Kontermutter 18, einer Mut­ ter 19 und einer Scheibe 20, wobei die beiden Scheiben 20 die Lasche 12 so einschließen, daß der Domschacht 2 auf dem Behältermantel 1 arretiert wird, durch Änderungen der Tem­ peratur und/oder anderer physikalischer Größen verursachte Schrumpfungs- oder Dehnungsbewegungen des Domschachtes 2 jedoch keine Kräfte auf den Behältermantel 1 ausüben und umgekehrt. Der dargestellte Gewindebolzen 17 ist einer von einer diskreten Anzahl von gleichartigen Gewindebolzen, die in Zahl und Anordnung den vorgenannten Laschen 12 entspre­ chen.

Die Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf ein zusammenwirkendes Paar von Lasche 12 und Gewindebolzen 17 mit Kontermuttern 18, nicht erkennbaren Muttern 19 und Scheiben 20, wobei der Gewindebolzen 17 eine Schlitzöffnung 16 in der Lasche 12 durchsetzt, deren Breite den Umfang des Gewindebolzens 17 derart übertrifft, daß eventuelle Fertigungsungenauigkeiten beim Anbringen der Laschen 12 am Domschacht 2 und der Ge­ windebolzen 17 am Behältermantel 1 ohne Schwierigkeiten ausgeglichen werden können. Die Lasche 12 wird außer der Halterung durch ihre Schweißnähte am Domschacht 2 durch zwei Stützbleche 15 getragen, deren Schweißnähte 22 am Dom­ schacht 2 in der vorliegenden Darstellung angedeutet sind, während die - möglichen - Schweißnähte zwischen Lasche 12 und Stützblechen 15 nicht dargestellt sind. Die Scheiben 20 sind der Tatsache angepaßt, daß die Schlitzöffnung 16 brei­ ter ist als der Umfang des Gewindebolzens 17.

Die Fig. 3 unterscheidet sich von der Fig. 1 lediglich da­ durch, daß der gesamte Behältermantel 1 außerhalb des Dom­ schachtes 2 mit einer ein- oder mehrschichtigen Isolierbe­ schichtung 3 aus vorzugsweise dauerelastischem, weitgehend gasdichtem Material bekannter Art versehen ist und außerdem auch der Domschacht 2 eine solche Isolierbeschichtung 23 zumindest unterhalb der Erdoberfläche 24 aufweist.

Claims (4)

1. Hohlkörperförmiger Domschacht mit vertikaler Körper­ längsachse, der der gekrümmten Außenfläche des aus Stahlblech oder einem entsprechenden metallischen und schweißbaren Material hergestellten Behältermantels eines ein- oder mehrwandigen Behälters von unter Druck stehenden Flüssigkeiten und/oder Gasen, beispielsweise verflüssigtem Ammoniak, aufsitzt dadurch gekennzeichnet,
daß der Domschacht (2) dem ansonsten betriebsfertig hergerichteten Behältermantel (1) aufsitzt und auf diesem mittels einer diskreten Anzahl jeweils zusammenwirkender Paare von Laschen (12) und Klemmvor­ richtungen (17-20) derart arretiert ist, daß durch Änderungen der Temperatur oder anderer physikalischer Größen verursachte Dehnungs- oder Schrumpfungsbewegun­ gen des Domschachtes (2) keine Kräfte auf den Behältermantel (1) ausüben und umgekehrt, wobei die einzelnen Paare von Laschen (12) und Klemmvorrichtun­ gen (17-20) in keinem Fall den Behältermantel (1) vollständig durchdringen, und
daß die beim Arretieren entstandene Naht (5) zwischen Domschacht (2) und Behältermantel (1) mit einer dauerelastischen, weitgehend gasdichten Vergußmasse (7) bekannter Art abgedichtet ist.

2. Behälter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Domschacht (2) an seinem behälterseitigen Ende ein kragenartiges Domschacht-Grundblech (4) trägt, das am Domschacht (2) entweder direkt angeformt oder durch Verschweißen, Vernieten, Verschrauben oder entspre­ chende Verbindungen kraftschlüssig befestigt ist, wo­ bei dieses Domschacht-Grundblech (4) vom Domschacht (2) nach außen gerichtet und an jedem Ort mit seiner Steigung der Steigung des unterliegenden Behäl­ termantels (1) entspricht.

3. Behälter nach einem der vorausgegangenen Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtungen (17-20) aus Gewindebolzen (17) bestehen, die jeweils zwei entgegengesetzt aufge­ reihte Sätze von Kontermutter (18), Mutter (19) und Scheibe (20) tragen, wobei die beiden Scheiben (20) im Betriebszustand der Klemmvorrichtung (17-20) die zu­ gehörige Lasche (12) beidseitig einschließen.

4. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (12) in diskreten Abständen kraft­ schlüssig, beispielsweise durch Verschweißen, Ver­ schrauben oder Vernieten, am Domschacht (2) befestigt und die Klemmvorrichtungen (17-20) in entsprechenden Abständen vorzugsweise durch Verschweißen allein mit der Außenseite des Behältermantels (1) kraftschlüssig verbunden sind.