DE4015190A1 - Flachbodentank und verfahren zur leckueberwachung von flachbodentanks - Google Patents

Description

Im Zuge der Notwendigkeit, die Umwelt in größtmöglichem Maße zu schützen, ist es erforderlich, Tanks, in denen wassergefährdende Stoffe, also beispielsweise Kohlenwasser­ stoff, gelagert werden, auf schleichende Leckagen zu über­ wachen. Bei Neuinstallationen sollten derartige Überwa­ chungssysteme von vornherein vorgesehen werden, von ent­ scheidender Bedeutung ist aber auch die Sanierung und Nachrüstung bestehender Tanklager mit entsprechenden Über­ wachungssystemen.

Es ist bereits bekannt, in bestehende Flachbodentanks Zwi­ schenböden einzuschweißen und die dadurch entstehende Kam­ mer zu evakuieren bzw. auf einem unter Atmosphärendruck liegenden Druck zu halten. Durch Überwachung der Druck­ differenz können auftretende Leckagen frühzeitig erkannt werden.

Die bekannte Lösung ist jedoch vergleichsweise sehr aufwen­ dig, da der Innenboden als lasttragender Boden sehr stabil ausgeführt werden muß. Bei der Nachrüstung bestehender Flach­ bodentanks muß zunächst eine Bitumenschicht auf den Tank­ boden aufgebracht werden, sodann ein erster Blechboden ein­ geschweißt werden, an den sich ein Hohlraum anschließt, der von einem zweiten eingeschweißten Boden abgeschlossen wird. Die Einschweißung dieses dritten Bodens ist notwen­ dig, da der primäre Tankboden wegen einer Korrosionsgefahr von außen nicht verwendet werden kann. Dieses Verfahren ist sehr kostenintensiv und mit einem hohen technischen Aufwand verbunden. Zudem läßt sich nicht feststellen, wo die Leckage auftritt.

Es ist weiterhin ein Verfahren zur Lecküberwachung von Flach­ bodentanks bekannt, bei welchem ein Sensorschlauch flächig in Relation zu dem Tankboden verlegt wird. Der Sensorschlauch wird in einem perforierten Schutzrohr verlegt und besteht aus einem gasdurchlässigen Material. Durch den Schlauch werden in bestimmten zeitlichen Abständen, z. B. 24 Stunden, Gasproben abgezogen und analysiert. Dies bedeutet jedoch, daß sich der Zeitpunkt der Leckage nicht feststellen läßt und so­ mit kein sofortiger Alarm gegeben wird. Die vorgenommenen Gasanalysen sind apparativ aufwendig, teuer und eventuell unzuverlässig, da die Gasproben gegebenenfalls über eine längere Strecke hinweg transportiert werden müssen und sich dabei in ihrer Zusammensetzung verändern können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Lecküberwachung von Flachbodentanks zu schaffen, mit dem bestehende Flachbodentanks ohne größeren Aufwand nachge­ rüstet werden können, das zuverlässig arbeitet, mit dem auf­ tretende Leckagen schnellstens lokalisierbar sind und das hinsichtlich des angewendeten Meßverfahrens möglichst einfach ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Kern der Erfindung ist die Verlegung eines an sich bekannten Sensorkabels innerhalb einer flüssigkeitsdurchlässigen Aus­ gleichsschicht, die nach außen durch eine für das Leckmedium undurchlässige Sperrschicht abgegrenzt ist. Die Sperrschicht wirkt bei dieser Verlegungsart wie eine Art Sammelbecken, so daß auch schleichende Leckagen durch den Konzentrations­ effekt der Sperrschicht zuverlässig detektierbar sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch einen Flachbodentank gelöst, der einen Innenboden aufweist und in der zwischen dem Außenboden und dem Innenboden gebilde­ ten Kammer eine erste Schicht aus Bitumen, eine Sperrschicht, und auf dieser Sperrschicht eine flüssigkeitsdurchlässige Schicht aus vorzugsweise porösem Bitumen, in welcher das Sensorkabel flächig verlegt ist.

Auch existierende Flachbodentanks können mit dem erfindungs­ gemäßen Verfahren nachgerüstet werden, indem entweder im Inneren der Flachbodentanks der entsprechende Schichtaufbau eingebracht und sodann ein Innenboden eingeschweißt wird oder aber indem die Flachbodentanks angehoben werden und unter den Flachbodentanks der entsprechende Schichtaufbau vorgenommen wird.

Allen Erfindungsvarianten gemeinsam ist das eigentliche Lösungsprinzip, das auf der Verlegung eines an sich bekann­ ten Sensorkabels in einer flüssigkeitsdurchlässigen Aus­ gleichsschicht besteht.

Das erfindungsgemäß verwendete Sensorkabel ist ein Kabel, dessen elektrische Eigenschaften sich bei Kontakt mit dem Leckmedium ändern. Die Änderung der elektrischen Eigenschaf­ ten wird durch entsprechende Meßgeräte angezeigt. Beispiels­ weise handelt es sich um ein Koaxialkabel, das mit einer Isolierung aus mikroporösem, gerecktem PTFE umgeben ist, die zwar flüssige Kohlenwasserstoffe wegen ihrer geringen Viskosität passieren läßt, für Wasser jedoch undurchlässig ist. Sensorkabel der hier in Rede stehenden Art werden bei­ spielsweise von der Firma W.L. Gore & Associates GmbH, Putzbrunn, unter der Bezeichnung DGD020 und dem Warenzei­ chen LEAKLEARN vertrieben. Aufbau und Funktion eines Sensor­ kabels sind in der US-Patentschrift 42 06 632 beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt ausdrücklich Bezug genommen wird.

Das Meßprinzip beruht auf dem Effekt, daß in einer homoge­ nen Leitung, die mit einem Wellenwiderstand abgeschlossen ist, praktisch keine Reflektionen auftreten, wenn ein Span­ nungsimpuls angelegt wird. Der Wellenwiderstand hängt u. a. von der Geometrie und der Dielektrizitätskonstante des Iso­ liermaterials ab. Dringen in das poröse Isoliermaterial Flüssigkeiten ein, verändern diese die Dielektrizitätskon­ stante der Isolation und damit den Wellenwiderstand des Sensorkabels an der Benetzungsstelle. Dadurch wird das Kabel inhomogen und der gesendete Impuls wird reflektiert. Aus der Laufzeit zwischen gesendetem und reflektiertem Impuls kann man die Entfernung der Benetzungsstelle vom Anzeigegerät bestimmen. Nach dem gleichen Meßverfahren kann man einen Kabelkurzschluß oder eine Kabelunterbrechung fest­ stellen und lokalisieren. Sinkt der Wellenwiderstand des Kabels an einer Stelle, meldet das Gerät Alarm und gibt gleichzeitig die Entfernung der Benetzungsstelle an. Bei Kabelbruch oder Kurzschluß erfolgt eine Störmeldung, wobei gleichzeitig die Entfernung der Störstelle auf einem Display angegeben wird.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 die schematische Darstellung des Schichtaufbaus im Doppelboden eines Flachbodentanks;

Fig. 2 den schematischen Querschnitt durch den Doppel­ boden eines Flachbodentanks mit einem segmentierten Zwischenboden;

Fig. 3 die flächige Verlegung des Sensorkabels im Funda­ ment eines runden Flachbodentanks; und

Fig. 4 die schematische Darstellung eines auf einem Fundament mit eingelegten Sensorkabeln ruhenden Flach­ bodentanks.

Mit Bezugnahme auf Fig. 1 wird zunächst der Schichtaufbau in einem Flachbodentank beschrieben. Auf dem äußeren Tank­ boden 10 wird zunächst eine erste Bitumenschicht (Spezial­ asphalt) 12 aufgebracht. Auf dieser Schicht wird entweder eine für das Leckmedium undurchlässige Folie oder aber ein Anstrich 14 aufgebracht, der in der Lage ist, das Leckmedium wenigstens zeitweise zurückzuhalten. Als Versiegelung hat sich beispielsweise ein Zwei-Komponenten-Epoxyd bewährt. Als Folie wird vorzugsweise Polyäthylen eingesetzt.

Bei der Nachrüstung von Flachbodentanks hat sich statt der Verlegung einer Folie die Anbringung einer Versiegelung bzw. eines Sperranstriches bewährt.

Auf die Sperrschicht 14 wird eine flüssigkeitsdurchlässige Schicht 16 aufgebracht. Diese Schicht besteht vorzugsweise aus Drainageasphalt, in bestimmten Fällen kann aber auch Kies verwendet werden, es kommt lediglich darauf an, daß die Schicht im Leckagefall austretendes Leckmedium zum Sensorkabel transportiert.

Das Sensorkabel 18 ist in einem perforierten Schutzrohr 20 angeordnet, das in Nuten oder Kanälen liegt, die in der Ausgleichsschicht 16 ausgebildet sind. Diese Kanäle können beispielsweise mit Holzstücken erzeugt werden, die später entfernt werden.

Auf der Ausgleichsschicht 16 wird der innere Tankboden 22 eingeschweißt.

Der in Fig. 1 dargestellte Schichtaufbau kann auch in be­ stehende Flachbodentanks eingebracht werden. Der Zwischen­ boden 22 wird überlappend in Form von Bahnen eingeschweißt, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist.

Fig. 3 zeigt ein Verlegeschema des Sensorkabels im Funda­ ment eines runden Flachbodentanks. Das Sensorkabel ist mäanderförmig verlegt und führt zu einem Meßgerät 24. Selbstverständlich kann das Kabel auch in engeren oder weiteren Schleifen verlegt werden, oder aber auch ring­ förmig.

Vorzugsweise werden in der Ausgleichsschicht Zuführkanäle 26 ausgebildet, durch die durch den Zwischenboden einge­ drungenes Leckmedium den Drainagerohren bzw. dem Sensor­ kabel zugeführt wird.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch einen Schichtaufbau, wie er unterhalb eines Flachbodentanks ausgebildet ist.

Auf das Tankfundament wird zunächst eine Sand- oder Spezialasphaltschicht 28 aufgebracht. Auf diese Asphalt­ schicht 28 wird dann eine für das Leckmedium undurchlässige Folie 30 aufgelegt, die ein Eindringen von Leckflüssigkeit in das umgebende Erdreich verhindert und die einen Sammel­ effekt bewirkt. Auf der Folie 30 sind die Drainagerohre 20 mit den innen liegenden Sensorkabeln 18 verlegt. Die Drainagerohre liegen in vorgeformten Kanälen in der flüssig­ keitsdurchlässigen Ausgleichsschicht 32. Diese Schicht kann beispielsweise aus Drainageasphalt oder Kies bestehen. Bei den Sensorkabeln handelt es sich wiederum um die bekannten Kabel, deren elektrische Eigenschaften sich bei Kontakt mit der Leck­ flüssigkeit verändern. Sie werden von der Firma W.L. Gore & Associates GmbH, Putzbrunn, unter dem Warenzeichen LEAK- LEARN und der Typbezeichnung DGD020 vertrieben. Aufbau und Funktion eines Kabels sind in der US-Patentschrift 42 06 632 beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt ausdrücklich Bezug genommen wird.

Auf der Ausgleichsschicht 32 ruht der Tank mit Tankboden 34 und Tankwänden 36. Die Folie 30 wird seitlich hochgezogen und an den Tankwänden oder ähnlichem befestigt. Sie fungiert als Auffangwanne.

Bei einer Nachrüstung eines bereits installierten Flachbo­ dentanks wird dieser aus dem Erdreich herausgehoben, gerei­ nigt und sandgestrahlt. Auf das vorhandene Tankfundament wird die Ausgleichsschicht 28 und sodann die Folie 30 aus bei­ spielsweise Polyäthylen aufgebracht. Auf der Folie werden die Drainagerohre 20 mit dem darin liegenden Sensorkabel 18 verlegt, die Zwischenschicht 32 wird aufge­ bracht. Nach Verfestigung der Ausgleichsschicht 32 wird der Flachbodentank wieder auf das modifizierte Fundament zurückgesetzt.

Modifikationen des beschriebenen Verfahrens sind selbst­ verständlich möglich, so müssen die Sensorkabel 18 nicht unbedingt direkt auf der Sperrfolie oder Sperrschicht 30, 14 aufliegen, sie können auch direkt am Tankboden anliegen. In diesem Fall werden sie auf Leckagen eher ansprechen, allerdings entfällt der Konzentrations- und Sammlereffekt der Sperrschicht, so daß eine engmaschigere Verlegung des Kabels erforderlich ist.

Claims (11)

1. Verfahren zur Lecküberwachung von Flachbodentanks durch flächige Verlegung einer Sensorleitung unterhalb des Tankbodens und Überwachung der von der Sensorleitung gelieferten Meßgröße, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) Aufbringen einer für das Leckmedium undurchlässi­ gen Sperrschicht oder Sperrfolie auf einem Funda­ ment aus Asphalt, Sand, Beton oder dergleichen;
• b) Aufbringen einer, zumindest in Grenzen flüssigkeits­ durchlässigen Ausgleichsschicht auf die Sperrfolie oder Sperrschicht, vorzugsweise aus porösem Bitu­ men;
• c) Verlegen eines an sich bekannten Sensorkabels in der Ausgleichsschicht, dessen elektrische Eigen­ schaften sich bei Kontakt mit dem Leckmedium meß­ bar ändern;
• d) Aufsetzen des Tankbodens auf die Ausgleichsschicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausgleichsschicht Nuten oder Kanäle eingeformt werden, in welchen das Sensorkabel verlegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Sensorkabel in stabilen, perforierten Schutz­ rohren verlegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausgleichsschicht Zuführkanäle eingeformt werden, durch welche das Leckmedium dem Sensor­ kabel zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorkabel unmittelbar auf der für das Leckmedium undurchlässigen Sperrfolie oder Sperr­ schicht verlegt wird.

6. Flachbodentank mit einem ersten äußeren Tankboden und einem zweiten inneren Tankboden, gekennzeichnet durch folgenden Schichtaufbau, in der von den beiden Tankböden gebildeten Kammer

• a) eine erste Bitumenschicht 12, die mit dem äußeren Tankboden 10 benachbart ist,
• b) eine Sperrfolie oder ein das Leckmedium zurück­ haltender Anstrich 14 auf der ersten Schicht 12,
• c) eine zweite flüssigkeitsdurchlässige Ausgleichs­ schicht 16 auf der Sperrfolie oder dem Anstrich 14, aus vorzugsweise porösem Bitumen, in welcher ein an sich bekanntes Sensorkabel 18 flächig verlegt ist, dessen elektrische Eigenschaften sich bei Kontakt mit dem Leckmedium meßbar ändern.

7. Flachbodentank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausgleichsschicht 16 Nuten oder Kanäle eingeformt sind, in welchen das Sensorkabel 18 verlegt ist.

8. Flachbodentank nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorkabel 18 in stabilen, perfo­ rierten Schutzrohren 20 verlegt ist.

9. Flachbodentank nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausgleichsschicht 16 Zuführkanäle eingeformt sind, durch welche Leckmedium dem Sensorkabel 18 zugeführt wird.

10. Flachbodentank nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorkabel 18 unmittelbar auf der für das Leckmedium undurchlässigen Sperrfolie oder der das Leckmedium zurückhaltenden Sperrschicht 14 verlegt ist.

11. Flachbodentank nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Tankboden 22 aus einzelnen Bahnen besteht, die überlappend verschweißt sind.