NO133381B - - Google Patents

Description

Tank foret med varmeisolerende materiale og fremgangsmåte for fremstilling av samme.

Oppfinnelsen vedrorer en -tank med varmeisolert foring som har flere fordeler ved bruk som lagertank med store dimensjoner for opptagelse av lavtemperaturvæsker, slik som flytende naturgass. Oppfinnelsen vedrorer videre en fremgangsmåte for fremstilling av slike tanker.

For tanker for flytende metan har tidligere forskjellige isola- sjonsforinger vært foreslått, men ingen har vist seg virkelig hensiktsmessige. Tanker med varmeisolasjonsbelegg som har fått en utstrakt anvendelse, krever et stort volum av kostbare stål-konstruksjoner hvis de skal kunne anvendes f ror lavtemperaturbruk. Dette oker i hoy grad konstruksjonsomkostningene for slike tanker og særlig då tanker for transport av flytende naturgass ved lave temperaturer.

Oppfinnelsen tar sikte på en losning av disse problemer som vedrorer varmeisolasjon av konvensjonelle tanker for lavtemperaturvæsker. Oppfinnelsen har således som formål å tilveiebringe varmeisolasjonsforede tanker, samt en fremgangsmåte for å fremstille slike som med fordel kan anvendes for slike væsker som flytende naturgasser med meget lave temperaturer.

Dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved en tank foret med varmeisolerende materiale for lavtemperaturvæsker, omfattende et antall trådsjikt strukket kryssende i form av nett eller lignende stort sett parallelt med dg i avstand fra innsiden av en vegg som skal varmeisoleres, et varmeisolerende skumsjikt formet på veggen med trådsjiktene innstopt deri, og en væsketett vegg som dekker innsiden av det isolerende sjikt, og hvor det nye og karakteristiske er at tettheten av trådene i det varmeisolerende skumsjikt er gjort gradvis stbrre mot det innerste sjikt av foringen.

Dette utelukker på en effektiv måte sprekkdannelser i isolasjonssjiktet som ellers ville kunne forekomme som et resultat av en forandring fra normal temperatur etter fremstilling av tanken ved fabrikken til den lave temperatur som vil gjore seg gjeld-ende under bruk.

Ifolge oppfinnelsen er det videre tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremstilling av en slik varmeisolasjonsfSret tank for lavtemperaturvæsker, hvilken fremgangsmåte kjennetegnes ved påsproyting og skumming av et ekspanderbart isolasjonsmateriale over innsiden av den vegg som skal isoleres, påsproyting av korttrådede glassfibre over det eller de ekspanderte lag som således er dannet, hvorpå tråder strekkes i et nett lignende mon ster over glassfibersjiktet eller -sjiktene stort sett parallelt med innsiden av den ytre vegg, hvorpå sproyting og ekspandering av isolerende materiale gjentas, likeledes påsproyting av glassfibre og strekking av tråder for så til slutt å danne et væsketett veggsjikt på innsiden av foringen. På denne måte fås en varmeisolert tank forsynt med en foring, i hvilken et antall trådnett inngår, hvert av hvilke bestående av korttrådede glassfibre understottet av et nettverk av tråder innstopt i multip-pelsjikt av ekspandert, varmeisolerende materiale.

Ovenfor nevnte samt ytterligere hensikter, fordeler og karakteristiske trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den efterfolgende beskrivelse i forbindelse med tegningene som viser eksempler på utfbrelsesformer. Fig. 1 er et bruddstykke av en varmeisolerende foring for en lavtemperaturvæsketank utformet ifolge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et spenningsfordelingsdiagram for foringen, som i dette tilfelle utgjores av stivt polyuretanskum som varmeisolerende materiale. Fig. 3 er et riss av fordelingen av boltene for understøttelse av den isolerende foring på innsiden av en tankvegg. Fig. 4 viser i storre målestokk et vertikalt snitt gjennom én av de understottende bolter. Fig. 5 er et bruddstykke gjennom en annen form for varmeisolerende foring ifolge oppfinnelsen; og Fig. 6 er et detaljsnitt av foringen i fig. 5 for illustrasjon av foringens konstruksjon.

Ser man på figurene 1 - 4 så vises der en forste utforelsesform av oppfinnelsen som nu skal beskrives. I fig. 1 vises et vegg-parti for en tank 1 som kan ha hvilken som helst form egnet for oyemédet. Platen som danner tanken 1, er f.eks. en stålplate som vanligvis brukes som konstruksjonsmateriale for bygging av skip. En metallisk forankring 2 tjener som et sete for under-støttende bolter og er punktsveiset ved 3 til innsiden av tankveggen 1.

Inn i denne forankring 2 er fastskrudd den nedre ende av en" hul, understøttende bolt 4, som er fylt med polyuretanskum eller annet varmeisolerende materiale 5. Glassfibertråder eller tråder 6, 6' av rustfritt stål som er belagt med uretanharpiks,

er understøttet og strukket ved hjelp av boltene 4 i et antall sjikt med nettlignende monster parallelt med innsiden av tanken. Glassfibertrådene eller metalltrådene 6 og/eller 6' er gitt en slik innbyrdes avstand at jo lengre trådene ligger bort fra innsiden av tanken, jo nærmere ligger de hverandre. Jo nærmere trådsjiktene således ligger lavtemperatursiden, jo storre er tettheten av trådelementene.

En plate av kryssfinér eller syntetisk harpiks 7 er vist

festet til hodet av bolten 4 ved hjelp av en skrue 8. Platen 7 er utformet med et innlop 7', gjennom hvilket en ekspanderbar uretanopplosning kan injiseres i rommet mellom platen 7 og stål-platen 1, slik at et varmeisolerende sjikt 10 av stivt polyuretanskum kan dannes. Innlopet 7' blir derpå lukket fluidumtett med en plugg 9. Hele overflaten av platen 7 dekkes så med et fler-sjiktet lag 11 av armert, syntetisk harpiks bygget opp av flere sjikt av glassfiber og epoksyharpiks eller polyuretanharpiks vekslende anbragt på hverandre for å holde sommene mellom platen 7 fullstendig ute av kontakt med lavtemperaturvæsken 12 som skal oppbevares i tanken.

En tendens som er blitt generelt observert ved bruk av stivt polyuretanskum som isolasjonsmateriale, er, som angitt ved kur-ven A i fig. 2, at strekkspenning i okende grad frembringes på lavtemperatursiden, mens spenningen avtar ettersom temperaturen stiger og en svak trykkspenning dannes på hoytemperatursiden.

Når det anvendes stivt polyuretanskum som varmeisolerende materiale, særlig som en foring for tanker, må det tas i betrakt-ning at uten en eller annen forholdsregel, vil varmespenningene bli så intense at isolasjonslaget kan sprekke.

Med det foregående for oyet er varmeisolasjonsforingen for tanken ifolge oppfinnelsen slik anordnet at sprekkdannelser på grunn av varmespenninger i isolasjonssjiktet "hindres av nett-verkene av glassfibertråder eller metalltråder 6, 6' som "har en lavere varmekontraksjonskoeffisient enn det isolerende materiale, anordnet parallelt med innsiden av tanken.

De vertikale avstander mellom glassfibertråder eller metalltråder 6, 6' er videre ifolge oppfinnelsen anordnet tettere på lavtemperatursiden for å gi ytterligere styrke til isolasjonssjiktet 10.

Isolasjonskonstruksjonen ifolge oppfinnelsen viser seg særlig fordelaktig hvor en stor tank, f.eks. med et bunnareal på 30 x 30 m og en hoyde på mere enn 20 m skal gis en komplett fSring. I hjornene av slike svære tanker kan varmespenningene bygge seg opp i alvorlig utstrekning. Dette problem kan mes-tres ifolge oppfinnelsen ved fritt og lettvint valg av konstruksjon, f.eks. ved anvendelse av glassfibertråder.eller metalltråder 6, 6' strukket på kryss ved hjelp av de understøttende bolter 4 og gradvis anordnet med finere masker og kortere innbyrdes avstand.

Da de understøttende bolter 4 i seg selv er gode isolatorer,

vil metalltrådene som er strukket over disse,bevirke varmeover-fbring bare i retning parellelt med tankens stålplate. I diame-tral retning finner varmeoverforing sted bare gjennom isolasjonssjiktet 10 av stivt polyuretanskum og de understøttende bolter 4. Strekking av metalltrådene ved hjelp av og langs boltene 4 er fordelaktig ved at det bidrar til å utligne temperaturtordel-ingen pr. tykkelseserihet for det isolerende sjikt 10 og gjore spenningene ensartet gjennom hele sjiktet.

Boltene 4 er fortrinnsvis anordnet i siksak, slik som vist i fig. 3, idet avstanden mellom glassfibertrådene eller metalltrådene 6, 6' kan velges fritt.

Som vist i fig. 4 kan boltene 4 være forsynt med kroker 13 for å lette strekkingen av tråder langs dem.

Det ér "kjéht at poiyufetanskum påfort ved sproyting>kontinuer-lig ekspansjon éllér annen konvensjonell teknikk vanligvis kan tjéne som varmeisolasjon for gjenstander ved temperaturer ned til -l6o°C. En varmeisolerende effekt vil dérfor kunne oppnås effektivt og økonomisk som et hele ved å anordne isolasjonen

for temperaturer ned til détté nivå på vanlig måte og derpå tilveiebringe en isolasjon for lavere temperaturer i overens-stemmelse med oppfinnelsen.

En annen utforelsesform av oppfinnelsen er vist på fig. 5 og 6. De understøttende bolter som i den forst beskrevne utforelsesform krever meget arbeide for bruk, er sloyfét(og trådsjiktene er anordnet på éri modifisert mate for å redusere mest mulig faren for sprekkdannelser i isolasjonssjiktet.

I den nu beskrevne utforelsesform er en sekundær, væsketett

vegg tiiveiebragt parallelt med og på avstand fra innsiden av tankveggen, og en isolerende konstruksjon bygges opp innover

fra denne sekundære vegg.

I fig. 5 og 6 er deler som svarer til de som er vist i fig. 1 - 4, gitt samme henvisningstall, og noen ytterligere beskrivelse av disse synes unødvendig.

Henvisningstallet 21 i fig. 5 viser en sekundær, væsketett vegg understøttet av bolter 4 parallelt med og på en viss avstand fra f.eks. det indre skrog 1 for et skip. I rommet mellom den væsketette vegg 21 og skroget 1 innsproytes en oppløsning av varmeisolerende materiale 20, f.eks. av stivt uretan for på-følgende ekspansjon. Den sekundære, væsketette vegg 21 og det isolerende materiale 20 kan prefabrikeres i form av plater, slik at disse kan bygges sammen på stedet.

En ekspanderbar opplosning av stiv uretan sprøytes og skummes over innsiden av den sekundære, væsketette vegg 21, hvorved dannes varmeisolerende sjikt 22^, 222.

Korttrådede glassfibre 23 oppflokes og spres over skumisolasjons-lagene 22^, 222»Tråder 24, 24' strekkes i kryss som et nettlig- nénde monster over sjiktene av glassfibre 23. Derpå dannes et ytterligere isolerende sjikt 22^ved hjelp av sproyteskumming,

med det resultat at trådsjiktene 24, 24' innesluttes i isola-sjohssjiktet 22^. På den måte som er beskrevet, blir så isola-sjonssjiktene og trådsjiktene vekselvis formet flere ganger inntil en flersjiktsisolasjon åv onsket veggtykkelse er oppnådd.. z>

For å danne et innerste sjikt sproytes et skumstoff 25 inne-

holdende korttrådede glassfibre over isolasjonssjiktet, og det resulterende blandingssjikt blir ytterligere kledd med et pri-

mært, væsketett veggsjikt 26 av glassfibre og en syntetisk har-

piks slik som polyuretanharpiks.

I denne andre utforelsesform som foran er beskrevet, blir de

korttrådede glassfibre 23 lagt over de sproyteskummede isola-

sjonssjikt 22^, 222, og trådene 24, 24' strekkes i kryss, og derpå blir ét ytterligere isolasjonssjikt dannet ved påsproyt-

ing. Når det sistnevnte sjikt tar form ved skumming, vil de korttrådede glassfibre være tilboyelige til å flyte opp, men hindres fra å gjore dette av nettverket av tråder 24, 24'. Trådnettverket vii derfor bli liggende innstbpt i det ekspan-

derte isolasjonssjikt 22^. Overskytende polyuretan fortsetter å ekspandere oppover med sjiktene av tråder 24, 24' liggende i polyuretanen.

Trådsjiktene 24, 24' kan alternativt dannes på den måte som er

vist i fig. 6. Overflaten 27 av isolasjonssjiktet 222dannet ved påsproyting og ekspansjon, avslipes og lades elektrostatisk,

ved hjelp av en syntetisk harpiksborste.Korttrådede glass-

fibre 23 blåses så mot og avsetter seg på denne statisk ladede flate. Trådene 24, 24' strekkes derpå i nettformasjon og fes-

tes temporært på plass ved punktpåsproyting av et ekspanderbart isolasjonsmateriale som antydet ved 28. Derpå dannes et ytter-

ligere isolasjonssjikt ved påsproyting og skumming på samme måte som foran beskrevet.

Også her vil korttrådede glassfibre flyte opp til på hoyde med

trådene 24, 24' og holdes på plass i en enhetlig konstruksjon.

Nærværende oppfinnelse tillater ved anvendelse av de foran nevnte

trekk bruk av ordinære stålplater ved konstruksjon av tankveggen 1, hvorved en vesentlig omkostningsbesparelse oppnås. Ifolge oppfinnelsen kan videre avstandene mellom glassfibre eller me-

talltråder i form av nett beliggende parallelt med tankveggen gradvis minskes for effektiv og tilstrekkelig armering av iso-las jonss j iktet for derved å overvinne problemer med hensyn til varmespenninger som man må gjore regning med.

Hvis tråder og korte glassfibre kombineres slik at der dannes

trådsjikt, kan den resulterende, nettlignende konstruksjon ha grovere masker på grunn av at glassfibrene fyller maskene og tilveiebringer en armering av onsket styrke. Et nettverk av tråder som kan ha masker på omkring 5 mm kan f.eks. istedenfor ha meget grovere masker på 20 mm når trådene komplementeres med glassfibre. En ytterligere fordel ved bruken av metalltråder som nettingmateriale er at temperaturfordelingen i horisontal retning av isolasjonsforingen blir ensartet, og forekomst av lokale varmespenninger i foringen unngås.

Claims (8)

1. Tank foret med varmeisolerende materiale for lavtemperaturvæsker, omfattende et antall trådsjikt strukket kryssende i form av nett e.l. stort sett parallelt med og i avstand fra innsiden av en vegg som skal varmeisoleres, et varmeisolerende skumsjikt formet på veggen med trådsjiktene innstopt deri, og en væsketett vegg som dekker innsiden av det isolerende sjikt,karakterisert vedat tettheten av trådene (6, 6') i det varmeisolerende skumsjikt er gjort gradvis storre mot det innerste sjikt av foringen. 2. Tank ifolge krav 1,karakterisert vedat avstanden mellom trådsjiktene gradvis minker mot foringens

innerste sjikt.

3. Tank ifolge krav 1,karakterisert vedat avstanden mellom trådene (6, hhv. 6') i de nettlignende sjikt er gradvis mindre mot tankens innerste sjikt.

4. Tank ifolge krav 1,karakterisert vedat avstanden både mellom trådene (6, 6') i sjiktene og mellom trådsjiktene selv minker gradvis mot foringens innerste sjikt.

5. Tank ifolge krav 1,karakterisert vedat trådsjiktene understøttes av bolter (4), at den væsketette vegg er festet til boltenes hoder, at den innbyrdes avstand mellom de nettlignende sjikt minst er mindre enn 10 mm og fortrinnsvis mindre enn 7 mm på den siden som har lavest temperatur, og at den innbyrdes avstand mellom trådene (6,hhv. 6') i de nettlignende sjikt også minst er mindre enn 10 mm og fortrinnsvis mindre enn 7 mm på den siden som har lavest temperatur .

6. Tank som angitt i krav 1,karakterisertved at trådsjiktene utgjores av tråder (24, 24') som er strukket kryssende i et nettmonster og at korte fibre (23) understøttes derav.

7. Fremgangsmåte for fremstilling av en varmeisolasjonsforet tank for lavtemperaturvæsker som angitt i krav 1,karakterisert vedpåsproyting og skumming av varmeisolerende materiale mot innsiden av en vegg som skal varmeisoleres, blåsing av korttrådede glassfibre mot skumoverflaten, strekking av trådsjikt over denne på en nettlignende e.l. måte stort sett parallelt med innsiden av tankveggen, og derpå gjen-ta nevnte prosess med sprbyting og skumming av isolerende materiale, påforing av glassfibre og strekking av trådnettverk, samt til slutt forming av en primær, væsketett vegg over det innerste sjikt av isolerende foring.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7ykarakterisert vedat trådene strekkes temporært festet på plass ved lokale skumpartier frembrakt ved punktpåsproyting av isolerende materiale.