PL169843B1

PL169843B1 - Sposób wytwarzania zbiornika z wielowarstwowymi sciankamii zbiornik z wielowarstwowymi sciankami PL

Info

Publication number: PL169843B1
Application number: PL92303123A
Authority: PL
Inventors: Donn K Kauffman
Original assignee: Donn K Kauffman
Priority date: 1991-10-11
Filing date: 1992-08-19
Publication date: 1996-09-30
Also published as: EP0607173B1; EP0607173A4; DE69220806T2; CN1072902A; NZ244067A; DE69220806D1; AU2544792A; ES2108761T3; WO1993007073A1; AU667683B2; CA2120159C; ATE155107T1; MX9204804A; JPH06511456A; CA2120159A1; EP0607173A1

Abstract

transportowania 1 przechowywania plynów, polegajacy na ksztal- towaniu pierwszej scianki oslonowej 1 drugiej scianki oslonowej oraz umieszczeniu pomiedzy nimi zeber wsporczych, znam ienny tym, ze naklada sie na odpowiedni ksztaltownik powloke stano- wiaca pierwsza warstwe, po czym naklada sie material zywiczny z cietymi wlóknami szklanymi na te pierwsza warstwe ksztaltujac powloke (11) o duzej odpornosci chemicznej, nastepnie naklada sie na te odporna chemicznie powloke (11) material zywiczny z cietymi wlóknami szklanymi 1 ciaglymi pasmami wlókien szkla- nych 1 i utwardza sie material zywiczny z cietymi wlóknami szkla- nymi i ciaglymi pasmami wlókien szklanych tworzac pierwsza scianke oslonowa (10), po czym naklada sie w wyznaczonych punktach pierwszej scianki oslonowej (10), uksztaltowana w postaci obwodowych ciaglych zeber, pianke (56) 1 mocuje sie te pianke do pierwszej scianki oslonowej (10), nastepnie naklada sie na zebrowo uksztaltowana pianke (56) ciete 1 ciagle wlókna szklane z materialem zywicznym i ksztaltuje sie wiele obwodo- wych zeber (16) integralnie polaczonych z pierwsza scianka oslo- nowa (10), po czym naklada sie i mocuje pianke usztywniajaca (62) na pierwszej sciance oslonowej (10) miedzy zebrami (16) do poziomu szczytów tych zeber i ........................................ 1 1 Zbiornik z wielowarstwowymi sciankami o zwiekszo- nej obwodowej i osiowej wytrzymalosci, do transportowania i przechowywania plynów, zawierajacy pierwsza scianke oslono- wa, druga scianke oslonowa oraz zebra wsporcze umieszczone pomiedzy tymi sciankami, znam ienny tym, ze zawiera powloke (11) o duzej odpornosci chemicznej na wewnetrznej powierzchni pierwszej scianki oslonowej (10) i ma zebra wsporcze (16) inte- gralnie polaczone podstawami z pierwsza oslonowa (10) oraz zawiera pierwsza warstwe pianki (12) o zamknietych komórkach, umieszczona miedzy pierwsza scianka oslonowa (10) .............. Fi g. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zbiornika z wielowarstwowymi ściankami i zbiornik z wielowarstwowymi ściankami.

Chodzi tu, ogólnie biorąc, o wytwarzanie sztywnych konstrukcji, na przykład rur i zbiorników magazynujących do instalacji podziemnej i/lub naziemnej, stosowanych do transportowania i przechowywania niebezpiecznych i/lub korodujących cieczy, płynów i produktów naftowych takich, jak nafty, paliwo dieslowskie i/lub benzyna.

Dobrze wiadomo, że przy transporcie niektórych gazów i płynów często występuje konieczność użycia pojemników kontenerowych o szczególnie dużej wytrzymałości ścian, które chronią zawartość przed skutkami zmian temperatury, otoczeniem i nieoczekiwanymi naprężeniami mechanicznymi, na przykład powstającymi podczas transportu i budowy. Na przykład w celu zapewnienia izolacji od zmian temperatury zawartości takiego pojemnika i zabezpieczenia przed spowodowanymi zmianami temperatury pęknięciami pojemnika pożądane jest stosowanie wzmocnionych materiałów na przykład zbrojonych włóknem tworzyw sztucznych, lekkich nie korodujących metali, zabezpieczających pokryć szklanych i wielowarstwowych pojemników o różnych kształtach, które okazały się do tego przydatne.

Zwykle stosuje się zbiorniki z podwójnymi ściankami, z których niektóre umożliwiają zastosowanie w zbiornikach alarmowej instalacji przeciwwyciekowej. W wielu przypadkach dotychczas przestrzeń między warstwami w wielowarstwowych ścianach rur i zbiorników była zwykle wypełniana powietrzem, materiałem izolacyjnym lub sztywnymi elementami wsporczymi w celu zapobieżenia pękaniu ścian zbiornika pod działaniem naprężeń.

Czyniono wiele prób opracowania sposobów wytwarzania wytrzymałych na ciśnienie i zabezpieczonych przed wyciekami zbiorników zdolnych do wytrzymywania naprężeń

169 843 powodowanych przez siły poprzeczne przy wykorzystaniu rozmieszczenia szwów, śrub i innych elementów wsporczych na przykład w celu wprowadzenia systemów wykrywających przypadki wycieków płynu.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr 4 871 777 znany jest sposób wytwarzania zbiornika o podwójnej ściance do stosowania pod ziemią polegający na formowaniu cylindrycznej ścianki wewnętrznej, następnie formowaniu wielu pustych w środku pierścieniowych żeber w odstępach na tej ściance wewnętrznej oraz nakładaniu porowatego materiału warstwy podstawowej na maksimum 3 żebra, następnie po zwilżaniu jej od zewnątrz ciekłą żywicą na formowaniu na niej zewnętrznej ścianki zbiornika. Warstwa podstawowa, jakkolwiek zapewnia podstawę dla podparcia ścian zewnętrznych w obszarach pomiędzy żebrami, zapobiega również całkowitemu połączeniu pomiędzy ścianą zewnętrzną i żebrami, ponieważ żywica wnika tylko do poszczególnych porów, zapobiegając w ten sposób 100% połączeniu lub zwilżeniu na całej powierzchni zewnętrznej żeber.

W zbiorniku wytworzonym tym sposobem wewnętrzne i zewnętrzne ścianki nie są ze sobą trwale połączone, poruszają się niezależnie od siebie, wskutek czego zbiornik nie zawsze ma sztywność i charakterystykę wytrzymałościową taką, jaka niezbędna jest do zastosowań przy magazynowaniu pod ziemią, przy transporcie i przechowywaniu niebezpiecznych substancji itp.

W opisie patentowym USA nr 4 098 426 na przykład, zastosowano niedzielone ścianki końcowe połączone z kołnierzami wsporczymi w celu przekazywania osiowych sił bezwładności i zapobieżenia wyciekom płynu w miejscach szwów łączących dwie łupiny zbiornika wykonanego ze stali lub stopu aluminium. Ponieważ ostatecznie te zbiorniki metalowe przeznaczone były do cieczy działających kriogennie, to między pojemniki wprowadzano luźno spieniony materiał izolacyjny w celach izolacji termicznej. Jednakowoż nie ma wzmianki o względnej wytrzymałości tego rodzaju pojemników ani o włączeniu w ściankę izolacyjną żeber wzmacniających.

Znane są inne odniesienia, na przykład opis patentowy USA nr 3 392 865, gdzie na owijane włóknami skorupy plastikowe użyto zamkniętych powłok z pianek poliuretanowych w celu zabezpieczenia termicznego, przy czym zastosowano wgięcie spustowe w celu umożliwienia przepływu gazu do kurka ciśnieniowego w przypadku wycieku gazu, lecz również bez wskazania dotyczącego wytrzymałości opisanego pojemnika, a zwłaszcza wartości poprzecznych i osiowych sił bezwładności. Również nie zaproponowano żadnego sposobu wytwarzania wewnętrznej ścianki obudowy zaopatrzonej w jednolite żebra służące do podtrzymywania i pewnego mocowania ogólnego.

Anderson w opisie patentowym USA nr 3 335 904 opisał niemetalowy zbiornik poziomy nadający się zwłaszcza do podziemnego magazynowania ciekłych węglowodorów, o warstwowej konstrukcji z tworzywa sztucznego ze ścianą zamkniętą stanowiącą rurowy korpus i ścianami końcowymi, tworzący w zasadzie zamkniętą pustą konstrukcję, przy czym zbiornik ma przestrzeń zawartą między powłoką wewnętrzną i powłoką zewnętrzną i zawarty między tymi powłokami materiał rdzeniowy o stosunkowo małej wytrzymałości konstrukcyjnej, przy czym rurowa część korpusowa ma obwodowe żebra wzmacniające między powłokami wewnętrzną i zewnętrzną.

Bastone w opisie patentowym USA nr 3 412 891 opisuje zbiornik podziemny zaopatrzony w warstwy nawiniętego ciągłego włókna szklanego z warstwami żywicy zbrojonej włóknem szklanym w celu wytworzenia monolitycznej złożonej struktury warstwowej. Poza tym Bastone proponuje zastosowanie żebra wzmacniającego z pianki poliuretanowej.

Sharp w opisie patentowym USA nr 4 739 659 przedstawia zbiornik żebrowany z podwójnymi ściankami z wtórną pojemnością przeznaczoną do zainstalowania przeciwwyciekowego monitora bezpieczeństwa.

Dallum w opisie patentowym USA nr 4 876 124 opisał zbiornik ze złożonymi ścianami zaopatrzony w ścianę wewnętrzną i ścianę zewnętrzną, przy czym ściana wewnętrzna wykonana jest z materiału odpornego na korozję wskutek oddziaływania benzyny lub alkoholu, a ściana zewnętrzna wykonana jest z nie podlegającej hydrolizie żywicy.

169 843

Z tych i innych odniesień, dla specjalisty jest oczywiste, że tego rodzaju wielowarstwowe wzmocnione włóknem szklanym zbiorniki do przechowywania płynów wymagają zwiększonej wytrzymałości, dużej odporności na naciski boczne i wymagają wytrzymałości na duże osiowe siły bezwładności.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania zbiorników nadających się do budowy przewodów rurowych do przepuszczania płynów, które wykazywałyby dużą odporność na osiowe siły bezwładności, były bardzo sztywne i odporne na działanie zmiennych temperatur i nadawały się do przewożenia.

Innym celem wynalazku jest opracowanie zbiornika o podwyższonej wytrzymałości, odpornego na działanie nacisku po jego umieszczeniu pod ziemią, który można by wytwarzać w sposób szybki i tani.

Sposób wytwarzania zbiornika z wielowarstwowymi ściankami o zwiększonej obwodowej i osiowej wytrzymałości, do transportowania i przechowywania płynów, polegający na kształtowaniu pierwszej ścianki osłonowej i drugiej ścianki osłonowej oraz umieszczeniu pomiędzy nimi żeber wsporczych, charakteryzuje się według wynalazku tym, że nakłada się na odpowiedni kształtownik powłokę stanowiącą pierwszą warstwę, po czym nakłada się materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi na tę pierwszą warstwę kształtując powłokę o dużej odporności chemicznej, następnie nakłada się na tę odporną chemicznie powłokę materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi i ciągłymi pasmami włókien szklanych i utwardza się materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi i ciągłymi pasmami włókien szklanych tworząc pierwszą ściankę osłonową, po czym nakłada się w wyznaczonych punktach pierwszej ścianki osłonowej, ukształtowaną w postaci obwodowych ciągłych żeber, piankę i mocuje się tę piankę do pierwszej ścianki osłonowej, następnie nakłada się na żebrowo ukształtowaną piankę cięte i ciągłe włókna szklane z materiałem żywicznym i kształtuje się wiele obwodowych żeber integralnie połączonych z pierwszą ścianką osłonową, po czym nakłada się i mocuje piankę usztywniającą na pierwszej ściance osłonowej między żebrami do poziomu szczytów tych żeber i nakłada się na piankę usztywniającą i żebra materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi i ciągłymi pasmami włókien szklanych oraz utwardza się materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi i ciągłymi pasmami włókien szklanych kształtując drugą ściankę osłonową integralnie połączoną z żebrami.

Korzystnie nakłada się ukształtowaną żebrowo piankę i piankę usztywniającą z poliuretanu.

Korzystnie łączy się żebra integralnie z pierwszą ścianką osłonową i drugą ścianką osłonową zbiornika.

Korzystnie przyłącza się do pierwszej ścianki osłonowej przeciwwyciekowy alarmowy monitor bezpieczeństwa wykrywający przesączanie się cieczy.

Korzystnie przymocowuje się wzdłuż całej długości zbiornika przewód przeciwwyciekowego alarmowego monitora bezpieczeństwa.

Korzystnie pozostawia się szczelinę między pianką usztywniającą i pierwszą ścianką osłonową.

Korzystnie wykonuje się rowki na powierzchni żebrowo ukształtowanej pianki ciągłej z zewnętrzną powierzchnią pierwszej ścianki osłonowej.

Korzystnie nakłada się materiał żywiczny na pierwszą warstwę, zawierający żywicę winyloestrową.

Korzystnie nakłada się materiał żywiczny na odporną chemicznie powłokę, na żebrowo ukształtowaną piankę i na piankę usztywniającą, zawierający żywicę poliestrową.

Korzystnie instaluje się na odpowiednim trzpieniu lub formie nakładkę kartonową, po czym nakłada się pierwszą warstwę na nakładkę kartonową, następnie nakłada się materiał żywiczny z włókniną z włókna szklanego na pierwszą warstwę oraz nakłada się materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi na włókninę z utworzeniem powłoki o dużej odporności chemicznej.

Zbiornik z wielowarstwowymi ściankami o zwiększonej obwodowej i osiowej wytrzymałości, do transportowania i przechowywania płynów, zawierający pierwszą ściankę osłonową, drugą ściankę osłonową oraz żebra wsporcze umieszczone pomiędzy tymi ściankami,

169 843 odznacza się według wynalazku tym, że zawiera powłokę o dużej odporności chemicznej na wewnętrznej powierzchni pierwszej ścianki osłonowej i ma żebra wsporcze integralnie połączone podstawami z pierwszą ścianką osłonową oraz zawiera pierwszą warstwę pianki o zamkniętych komórkach, umieszczoną między pierwszą ścianką osłonową i wewnętrznymi powierzchniami żeber wsporczych i ma drugą ściankę osłonową integralnie połączoną ze szczytami żeber wsporczych oraz zawiera drugą warstwę pianki o zamkniętych komórkach, która jest umieszczona w przestrzeni wewnętrznej między pierwszą ścianką osłonową i zewnętrznymi powierzchniami żeber wsporczych i sięga do poziomu szczytów żeber wsporczych, przy czym warstwy pierwsza i druga pianki o zamkniętych komórkach są korzystnie z poliuretanu.

Korzystnie zbiornik zawiera przeciwwyciekowy alarmowy monitor bezpieczeństwa wykrywający przesączanie się cieczy.

Korzystnie przeciwwyciekowy alarmowy monitor bezpieczeństwa zawiera przewód biegnący wzdłuż całej długości zbiornika.

Korzystnie przewód przylega do zewnętrznej powierzchni pierwszej ścianki osłonowej.

Korzystnie przewód jest zamknięty podstawami żeber wsporczych.

Korzystnie zbiornik ma wklęsłe bezszwowe końce, stanowiące całość ze ściankami zbiornika.

Korzystnie między pianką usztywniającą i pierwszą ścianką osłonową jest szczelina.

Korzystnie przewód przeciwwyciekowego alarmowego monitora bezpieczeństwa jest wywinięty ku górze w kierunku środka każdego z wklęsłych końców.

Korzystnie powierzchnia żebrowo ukształtowanej pianki przyległa do zewnętrznej powierzchni pierwszej ścianki osłonowej ma rowki.

Niniejszy wynalazek umożliwia wytwarzanie wielowarstwowych zbiorników i rur mających ściany, wewnętrzną i zewnętrzną, oddzielone i wzmocnione żebrami, które w 100% i jednolicie przymocowane są do ścianek, wewnętrznej i zewnętrznej, i/lub laminowane są na nich. Ścianki wykonane są z ciętych i ciągłych pasm włókien szklanych impregnowanych żywicą. Stosowana jest również pianka o zamkniętych komórkach w przestrzeniach wewnętrznych między ściankami. Poza tym tworzywo powłoki antykorozyjnej o dużej odporności chemicznej miesza się z ciętym włóknem szklanym i nakłada na całą wewnętrzną powierzchnię ścianki wewnętrznej i wklęsłych końców zbiorników. Poza tym stosuje się przeciwwyciekowy przewód alarmowy biegnący wzdłuż dna zbiornika i w górę, do środków wklęsłych końców zbiornika. Poza tym na zewnętrznej powierzchni ścianki wewnętrznej znajdują się przestrzenie umożliwiające odpływ wydostających się wskutek przecieków materiałów'’ płynnych do alarmowego przewodu wyciekowego. Zbiorniki podzielone są na komory w celu umożliwienia wskazania przez instalację przeciwwyciekową dokładnego miejsca wycieku. Ta konstrukcja stosowana jest w zbiornikach o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych i według niniejszego wynalazku możliwa jest budowa zbiorników o momencie bezwładności, który pozwala wyeliminować skręcanie, wybaczanie i rozrywanie. Termin włókno szklane stosowany w niniejszym opisie zwykle oznacza zbrojony włóknem szklanym materiał żywiczny, utwardzony lub nieutwardzony. Po utwardzeniu zbrojonego włóknem szklanym materiału twardnieje on i zwykle stanowi jednolitą utwardzoną strukturę złożoną. Również zależnie od kontekstu termin włókno szklane może czasem odnosić się do włókna szklanego lub cienkiej warstwy uprzędzionych włókien szklanych.

Według niniejszego wynalazku proponuje się również sposób budowy zbiorników i rur. W skrócie, obejmuje on kształtowanie powłoki o wysokiej odporności chemicznej na pierwszym umieszczonym na trzpieniu zdejmowanym arkuszu, następnie kształtowanie ścianki wewnętrznej z ciętych i ciągłych włókien szklanych nakładanej na warstwę ochronną, nakładanie przewodu alarmu przeciwwyciekowego, nakładanie ukształtowanej w postaci żebra pianki działającej jak forma do kształtowania żeber wsporczych i następnie kształtowanie tych żeber wsporczych na ukształtowanej w postaci żeber piance. Po ukształtowaniu żeber, między nimi umieszcza się piankę stanowiącą usztywnienie poprzeczne.

169 843

Następnie nakładane są cięte i ciągłe włókna szklane z żywicą w celu ukształtowania ściany zewnętrznej.

Sposób wytwarzania wielowarstwowego zbiornika o zwiększonej wytrzymałości i sztywnej konstrukcji, według wynalazku jest prosty i mniej czasochłonny od sposobów znanych ze stanu techniki.

Innym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie podziemnych i/lub naziemnych zbiorników do przechowywania płynów umożliwiających zastosowanie dodatkowego monitora bezpieczeństwa, na wypadek przecieków lub przesączania się płynu. Niniejszy wynalazek zapewniajedyny naprawdę bezpieczny dla środowiska zbiornik o podwójnych ściankach z niezawodnym alarmem przeciwwyciekowym, który jest uruchamiany w krótkim czasie po wycieku. Zbiornik ten wykonany jest z przedziałami lub innymi zamkniętymi komorami, które umożliwiają wskazanie przez alarm przeciwwyciekowy dokładnego umiejscowienia wycieku. Eliminuje to konieczność wyjmowania zbiornika z ziemi w celu znalezienia przecieku i/lub gleby umożliwiając oszczędność dużej ilości czasu, pieniędzy i produktu przesiąkającego do ziemi. Dzielony na komory zbiornik może być naprawiany na miejscu, ponieważ alarm lokalizuje dokładnie przeciek i wskazuje go na wydruku komputera.

Niniejszy wynalazek zapewnia otrzymanie rur ze 100% zespoleniem między żebrami i ściankami konstrukcyjnymi, zewnętrzną i wewnętrzną, zbiornika. Według niniejszego wynalazku osiąga się udoskonalenie w stosunku do znanych ze stanu techniki zbiorników tego rodzaju przez scalenie konstrukcji ścian cylindrycznych, żeber wzmacniających i materiału piankowego między ściankami. Żebra powstają na kształtujących je pasmach pianki działających w charakterze form dla żeber, tak że żebra i ich podstawy są bezpośrednio laminowane na ścianie wewnętrznej. Następnie na żebra i usztywniającą warstwę pianki znajdującej się między żebrami nakładana jest ściana wewnętrzna, tak że ściana zewnętrzna okazuje się laminowana i połączona z żebrami i stanowi stosunkowo równą, gładką ścianę bez zafalowań. To scalenie żeber i ścian zbiornika zapewnia większą wytrzymałość w stosunku do innych konstrukcji, gdzie części nie są sztywno ze sobą połączone i w 100% związane, unieruchomione, usztywnione, a zwłaszcza nieruchomo osadzone względem siebie. Gąbka usztywniająca, którą umieszcza się między żebrami ma działanie jedynie pomocnicze w celu zapewnienia, że zewnętrzna ściana będzie w 100% połączona z wierzchem żebra, to znaczy pianka w przestrzeniach międzyżebrowych działa jedynie w charakterze formy umożliwiającej nałożenie ściany zewnętrznej równo, bez zmarszczeń. Ta jednolita konstrukcja zwiększa moment bezwładności, tak że ten zbiornik można umieszczać na ziemi, bez żadnych bocznych wsporników, i po napełnieniu nie będzie się on odkształcał (patrz przykład V). Żaden inny osiągalny w chwili obecnej zbiornik z włókna szklanego nie może być napełniany przed zastosowaniem podsypki, do tego samego poziomu, co poziom materiału wewnątrz zbiornika w celu zapobieżenia wybrzuszaniu się ścianek bocznych na zewnątrz. Poza tym ten zbiornik jest jedynym zbiornikiem z włókna szklanego o podwójnych ściankach, który nie wymaga podparcia ze strony otaczającej ziemi w celu utrzymania go w kształcie okrągłym, to znaczy zapobieżenia odkształceniom zbiornika, które mogłoby spowodować uszkodzenie.

Materiał spieniony o zamkniętych komórkach stosowany w niniejszym wynalazku jest nieco ściśliwy. Jednym z celów niniejszego wynalazku jest zapewnienie, aby żaden z materiałów, na przykład pianka, który umieszczany jest w przestrzeniach między ściankami według niniejszego wynalazku nie mógł doprowadzić do przerwania, zapadnięcia lub innego uszkodzenia w wyniku oddziaływania wzajemnego materiałów mających różne współczynniki rozszerzalności termicznej, które mogłoby być spowodowane zmianami temperatury otoczenia.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju jedno z wykonań wielowarstwowego zbiornika według niniejszego wynalazku, fig. 2 przedstawia w przekroju jedno z wykonań ścianki zbiornika według niniejszego wynalazku, fig. 3 - w innym przekroju ściankę zbiornika według niniejszego wynalazku, fig. 4 przedstawia w widoku z przodu wybaczanie się zbiornika, fig. 5 przedstawia w widoku z przodu normalny zbiornik o kształcie okrągłym, fig. 6 przedstawia

169 843 w przekroju ukształtowaną w postaci żebra piankę przytrzymywaną przez ciągłe włókna szklane, fig. 7 przedstawia w przekroju całkowicie ukształtowane żebra na piance o kształcie żebrowym, fig. 8 przedstawia w przekroju piankę usztywniającą umieszczoną między żebrami i przytrzymywaną przez ciągłe pasma włókien szklanych, fig. 9 przedstawia w przekroju zbiornik według niniejszego wynalazku. W innym przykładzie wykonania i fig. 10 przedstawia w widoku z boku zbiornik według niniejszego wynalazku, w przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 9.

Pojemniki, na przykład zbiorniki do podziemnego magazynowania i rury, wykonywane przez zestawianie sekcji dzwonowych i spajanie ich przez spawanie, lutowanie lub zgrzewanie czołowe nadają się do transportu i przechowywania płynów, na przykład produktów naftowych, takich jak benzyna, mieszanka benzyny z alkoholem, paliwo do silników turboodrzutowych, paliwo dieslowskie, paliwa natlenione, olej opałowy, z pewnymi ograniczeniami temperaturowymi oraz substancje korozyjne lub tym podobne, których wycieki byłyby szkodliwe dla środowiska, kosztowne i niebezpieczne. Zbiorniki według niniejszego wynalazku na przykład, składają się z wieloskładnikowych ścian, czyli warstw wykonanych z włókna szklanego czyli włókien szklanych w postaci ciągłego nawoju ciętych włókien szklanych spajanych odpowiednią żywicą. Należy zauważyć, że termin włókno szklane stosowany w niniejszym opisie zwykle oznacza zbrojony włóknem szklanym materiał żywiczny, zarówno utwardzony, jak i nie utwardzony. Po utwardzeniu zbrojonego włóknem szklanym materiału żywicznego twardnieje on i zwykle nazywany jest w przemyśle laminatem, co wskazuje ogólnie utwardzoną strukturę złożoną. Również zależnie od kontekstu termin włókno szklane może czasem odnosić się do pasm włókna szklanego. Między wspomnianymi warstwami w przestrzeni powietrznej, czyli wewnętrznej, między ścianą zewnętrzną cząstkowego pojemnika, gotowego zbiornika lub rury i jego ścianką wewnętrzną umieszcza się zamkniętokomórkową piankę, na przykład uretanową. W korzystnym wykonaniu między tymi ściankami umieszczonyjest przewód alarmu przeciwwyciekowego w celu wykrywania wycieków płynu i przekazywania operatorowi sygnału alarmowego.

Jako konstrukcja podziemna, zbiornik podlega rozmaitym naprężeniom. Każda część musi móc wytrzymywać odkształcenie wynoszące poniżej 2% jego średnicy. Również korpus zbiornika musi móc wytrzymać obciążenie powodowane przez nakład ziemi. Ciężar właściwy ziemi, jej konsystencja, stopień ubicia i kąt ułożenia stanowią czynnik integralny przy określaniu wymaganego współczynnika sztywności. Dodatkową zaletą osiąganą w konstrukcji według niniejszego wynalazku dla podziemnych warunków najgorszego przypadku jest silniejsza konstrukcja odporna na uszkodzenia podczas użytkowania.

Wskutek nieprawidłowości w procesie lub poszczególnych czynnościach, powodujących częściową próżnię wewnątrz zbiornika, konstrukcja musi być odporna również na powstawanie wgięć. Niestety, przy ujemnym ciśnieniu wewnętrznym nikną wszystkie korzyści wynikające z podparcia ziemią. Zbiorniki magazynowe według niniejszego wynalazku zostały zaprojektowane i z powodzeniem przetestowane pod względem odporności na kombinację obciążeń zewnętrznych od nakładu ziemi i ujemnego ciśnienia wewnętrznego w wyniku częściowej próżni, w odróżnieniu od sytuacji według stanu techniki (patrz przykład V). Jest to nowa i oryginalna zaleta niniejszego wynalazku w stosunku do stanu techniki.

Zastąpienie powietrza między ściankami czyli w przestrzeni pośredniej ciągłym materiałem rdzeniowym na przykład poliuretanem lub temu podobnym, poprawia własności izolacyjne zbiornika i daje w wyniku zmniejszenie kondensacji i wilgoci w przestrzeniach wewnętrznych.

Przedstawiony na fig. 1 rysunku zbiornik magazynujący składa się z pierwszej, czyli wewnętrznej, zamkniętej ścianki czyli warstwy 10 z ciętych i z ciągłych pasm włókna szklanego i żywicy z powłoką ochronną o wysokiej wytrzymałości chemicznej nałożoną na jej powierzchnię wewnętrzną 11. Na nią, w przestrzeni wewnętrznej nałożona jest warstwa pianki 12, o zamkniętych komórkach. Druga, czyli zewnętrzna, ściana osłonowa 14, czyli powłoka składa się z pasm ciętego i ciągłego włókna szklanego i żywicy poliestrowej podobnie, jak warstwa pierwsza. Wykonane z żywicznego materiału

169 843 uretanowego zbrojonego włóknem szklanym żebra 16 są mniej lub bardziej równomiernie rozmieszczone obwodowo w wyznaczonych wcześniej punktach naprężeń i jednolicie stykają się i są w 100% połączone ze ścianami, wewnętrzną i zewnętrzną. Przewód 18 alarmu przeciwwyciekowego biegnie wzdłuż powierzchni ścianki wewnętrznej, to znaczy wzdłuż dna zbiornika i następnie w górę do środka wklęsłych końców 20 zbiornika.

Na fig. 2 przedstawiono przekrój ścianki zbiornika lub rury, wzdłuż przewodu alarmu przeciwwyciekowego. Ukazano ścianę wewnętrzną 10. Przewód 18 monitora alarmu przeciwwyccekowego znajduje się na powierzchni zewnętrznej ścianki wewnętrznej biegnąc wzdłuż zbiornika. Przedstawiono żebra wzmacniające 16 w jednolitym kontakcie ze ścianką wewnętrzną 10 i wyrównaną z nimi zewnętrzną ścianką osłonową 14 ze znajdującą się między nimi pianką 12. Każdy ze szczytów i każda z podstaw żeber połączona jest ze ściankami w punktach styku 22, 24, 26 oraz z pianką 12 o zamkniętych komórkach w punktach styku 30, 31 i 32. Pianka 12 prawie całkowicie wypełnia przestrzeń wewnętrzną między ściankami, jednak między pianką 12 i powierzchnią zewnętrzną ścianki wewnętrznej 10 pozostaje widoczna przestrzeń otwarta 36 o wymiarze około 0,317 cm, w celu umożliwienia przepływu cieczy do przewodu alarmu przeciwwyciekowego. Należy zauważyć również, że mimo iż pianka znajduje się w ścisłym kontakcie ze ścianką wewnętrzną 10, to nie jest połączona z tą ścianką wewnętrzną 10 wzdłuż linii 38 dla zapewnienia niewielkiego odstępu dla umożliwienia przepływu cieczy do przewodu alarmu przeciwwyciekowego. Pianka 12 połączona jest ze ścianką zewnętrzną 14 wzdłuż miejsca styku 28.

Na fig. 3 przedstawiono inny przekrój ścianki zbiornika lub rury, ukazujący linią przerywaną przewód alarmu przeciwwyciekowego. Generalne cechy z fig. 2 przedstawiono ponownie ukazując ściankę wewnętrzną 10, piankę 12 o zamkniętych komórkach, ściankę zewnętrzną 14, żebra 16 i przewód 18 alarmu przeciwwyciekowego. Zadaniem fig. 3 jest po prostu ukazanie, że podstawy żeber 16 przechodzą ponad ukazanym linią przerywaną przewodem 18 alarmu przeciwwyciekowego, otaczają go i zamykają.

Figura 4 stanowi pionowy przekrój ukazujący zbiornik podziemny w stanie wyboczenia, czyli wybrzuszenia bocznego. Ukazano zbiornik 40, wykop 42 w gruncie 43, znajdujące się pod zbiornikiem podłoże z materiału wypełniającego 44 i pewną ilość materiału zasypowego 46. Fig. 4 zamieszczono w celu przedstawienia rodzaju wybrzuszenia, które może wystąpić przy obecnie dostępnych w handlu zbiornikach słabszego typu. Ten rodzaj wady nie występuje w przypadku niniejszego wynalazku. Należy zauważyć, że rodzaj wady przedstawionej na fig. 4 może w efekcie dawać pęknięcie i wyciek, który może spowodować zanieczyszczenie gleby i/lub wody gruntowej.

Figura 5 przedstawia podziemny zbiornik magazynujący 48 o normalnej konfiguracji, który nie podlega wybrzuszeniu. Pokazano wykop 50 w gruncie 51 z częściowym podkładem materiału wypełniającego 52, łącznie z pewną ilością materiału zasypowego 54. Figura przedstawia ustawienie, to znaczy odkształcenie 0, które występuje w zbiorniku zaprojektowanym według niniejszego wynalazku. Objaśniono to dalej w załączonych przykładach.

Bardziej szczegółowy opis sposobu wytwarzania według niniejszego wynalazku jest następujący: (1) Składany jest stalowy trzpień, który jednak służy tylko w charakterze kształtownika, czyli formy dla laminatu z włókna szklanego i nie jest częścią samego zbiornika czy rury; (2) razem z ciętymi włóknami szklanymi lub z powłoką z włókien szklanych, czyli powłoką c nakłada się nienasyconą poliestrową żywicę epoksydową na bazie estru winylowo-nowolakowego, która, ogólnie biorąc, jest obojętna i/lub nieprzepuszczalna dla chemikaliów i/lub składników paliwa, na powłokę złożoną z pierwszej warstwy, na przykład folii z tworzywa sztucznego, takiej jak MYLAR lub tej podobnej, i arkusza kartonu, tektury lub tym podobnych, które owinięte wokół trzpienia umożliwiają łatwe zdjęcie ukształtowanego pojemnika. Ta warstwa zaopatrzona jest w powłokę o dużej odporności chemicznej, o grubości od około 0,254 cm do około 0,305 cm, a korzystnie od około 0,279 cm do około 0,290 cm; (3) nakłada się cięte włókno szklane i ciągłe pasma włókien szklanych z żywicą na powłokę o dużej odporności chemicznej w celu ukształtowania ścianki wewnętrznej o grubości wynoszącej w przybliżeniu około 0,838 cm. W tym etapie następuje zwiększenie wytrzymałości konstrukcyjnej przez nałożenie ciągłych pasm włókien

169 843 szklanych w postaci opaski kołowej, czyli obręczy obejmującej obwodowo zbiornik. Należy przypuszczać, że zbiorniki zgłaszającego są jedynymi dostępnymi w handlu zbiornikami wykazującymi tę zaletę; (4) Na dnie zbiornika umieszcza się i mocuje do niego przewód alarmu przeciwwyciekowego przechodzący w górę do środka wklęsłego końca zbiornika;

(5) Wokół ścianki wewnętrznej, bez łączenia, nakłada się ukształtowaną w postaci żeber piankę przytrzymywaną za pomocą ciągłych pasm lub wiązek włókien szklanych. Piankę tę wstępnie przycina się do kształtu odpowiedniego dla żeber kształtowanych następnie przez laminowanie na odcinkach ukształtowanej w postaci żeber pianki (patrz - załączona fig. 6);

(6) W celu wykonania żeber z włókien szklanych o rozmiarze na środku 41,91 cm dla rozdzielenia i podparcia ścianek, zewnętrznej i wewnętrznej, stosuje się cięte i ciągłe włókno szklane przykrywając nim kształtującą żebra piankę wykonaną z odpowiedniego materiału, na przykład poliuretanu lub temu podobnego, która mocowana jest do powierzchni zewnętrznej ścianki wewnętrznej w poprzednim etapie 5. Żebra wykonuje się do osiągnięcia grubości minimum 0,635 cm. W czasie trwania tego etapu podstawy żeber w 100% okazują się unieruchomione, sprzężone wzajemnie i stabilnie dociśnięte do ścianki wewnętrznej. Jednak pianka kształtująca żebra nie zostaje zespojona ze ścianką wewnętrzną, tak że pod nią ciecz może spływać do przewodu alarmu przeciwwyciekowego w przypadku wystąpienia wycieku na ściance wewnętrznej (patrz - załączona fig. 7); (7) Na tak zamontowany zbiornik z żebrami nakłada się, między żebrami i nad nimi, usztywniającą piankę o zamkniętych komórkach, do poziomu szczytów żeber. Stosunkowo równo i płasko wykonana powierzchnia utworzona przez szczyty żeber i piankę usztywniającą zapobiega marszczeniu się lub wybrzuszaniu laminatu, który zostanie następnie nałożony na żebra i piankę usztywniającą. Pomaga to w zapewnieniu silnego, ciągłego, 100% spojenia między żebrami i ścianką zewnętrzną. Należy zauważyć, że pianka usztywniająca jest wstępnie ukształtowana, czyli przykrojona, w celu zapewnienia szczeliny powietrznej o wymiarze około 0,317 cm między pianką i zewnętrzną powierzchnią wewnętrznej ścianki zbiornika, tak że ciecz może spływać w dół do przewodu alarmu przeciwwyciekowego w przypadku wystąpienia wycieku na ściance wewnętrznej (patrz - załączona fig. 8); (8) Etap polega na tym, że kształtowana jest i nakładana na ukształtowany i wyrównany wierzch pianki zewnętrzna ścianka zbiornika stykająca się sztywno z ukształtowanymi i jednolicie połączonymi żebrami. Ogólna grubość laminatu ścianki zewnętrznej jest w przybliżeniu taka sama, jak grubość laminatu ścianki wewnętrznej. Powstała ścianka zewnętrzna jest stosunkowo gładka, równa i płaska i nie ma progów, dolin ani zafalowań.

Należy zauważyć, że równocześnie i w tym samym etapie, co ścianki wewnętrzna i zewnętrzna na trzpieniu kształtowane są wklęsłe końce, jednak nie stosuje się żeber wsporczych na tych wklęsłych końcach ze względu na to, że odpowiednią wytrzymałość konstrukcyjną zapewnia im ich ukształtowanie.

Na fig. 6 przedstawiono w przekroju piankę usztywniającą 56 utrzymywaną w kontakcie ze ścianką wewnętrzną 10 za pomocą ciągłych pasm 58 włókien szklanych. Poza tym przedstawiono inny przykład wykonania z pianką zaopatrzoną w rowki 60 sięgające do głębokości około 0,635 cm, wycięte w powierzchni ukształtowanej w postaci żeber pianki, zwróconej w stronę ścianki wewnętrznej 10 i pozostającej z nią w ścisłym kontakcie. Rowki mają umożliwiać łatwe spływanie płynu do przewodu alarmu przeciwwyciekowego.

Figura 7 przedstawia ściankę wewnętrzną 10, ukształtowaną w postaci żeber piankę 56, żeber 16 i konstrukcję rowków 60 w ukształtowanej w postaci żeber piance. Fig. 7 przedstawia w przekroju przedmiot niniejszego wynalazku po laminowaniu żeber na ukształtowanej żebrowo piance.

Figura 8 przedstawia w przekroju przedmiot niniejszego wynalazku po ukształtowaniu żeber i umieszczeniu pianki usztywniającej. Przedstawiono ściankę wewnętrzną 10, żebra 16, ukształtowaną w postaci żeber piankę 56, piankę usztywniającą 62, która przytrzymywana jest za pomocą pasm 58 włókien szklanych z wzdłużną szczeliną o rozmiarze około 0,3175 cm utworzoną między pianką usztywniającą i ścianką wewnętrzną.

Powinno być oczywiste, że wielowarstwowe zbiorniki mające taką liczbę ścian, jaka jest potrzebna, przykładowo 4-5 ścian, mogą być budowane według opisanego sposobu.

169 843

W praktyce zbiorniki składane są w całość z dwóch cylindrycznych połówek z wklęsłymi końcami przed zdjęciem ich z trzpieni, i następnie spajane wraz z przynależnościami, takimi jak na przykład przewód alarmu przeciwwyciekowego, tworząc gotowy, opisany uprzednio, zbiornik. Konieczne jest kształtowanie zbiorników w postaci połówek dla umożliwienia zdjęcia ich z trzpieni. Rury mogą być składane z jednej części, a nie z połówek, ponieważ mają otwarte końce i mogą być zdjęte z trzpieni przez wysunięcie trzpieni przez otwarte końce rury.

Przy stosowaniu materiałów wzmacniających w postaci na przykład włókna szklanego, materiałów żywicznych z włóknem szklanym ciętym lub w postaci surowego lub luźno tkanego włókna lub dowolnej ich kombinacji, połączenie między szkłem i żywicą zapewnia się stosując odpowiedni środek sprzęgający.

Z korzyścią można również stosować wypełniacze, dodatki, materiały powierzchniowe, które są obojętne zarówno dla środowiska, jak i dla zawartości zbiornika czy rury. Poza tym można również stosować różne inne substancje, na przykład aktywatory, filtry ultrafioletu, katalizatory itp. Podczas, gdy korzystny sposób wytwarzania obejmuje nawijanie włókna, to podstawowy proces wytwarzania może również być korzystnie, wykonywany przy stosowaniu odlewania odśrodkowego, odlewania kontaktowego, odlewania wtryskowego, wytłaczania i ich kombinacji.

Ponieważ wklęsłe końce zbiornika są nakładane warstwami w ten sam sposób, co same pojemniki, to stanowią one integralną ich część, bez szwów połączeniowych czy punktów dociskania, dzięki czemu unika się stosowania śrub i nakrętek mogących być przyczyną pęknięcia. Warto zauważyć, że ścianki zbiornika, czy pojemnika, i ścianki wklęsłych końców stanowią jedną całość.

W korzystnym wykonaniu stosuje się przewód 18 alarmu przeciwwyciekowego. Jak to pokazano na fig. 2, przewód 18 alarmu przeciwwyciekowego znajduje się między pianką 12 i zewnętrzną powierzchnią ścianki wewnętrznej 10. Po nałożeniu ostatniej warstwy włókna szklanego na wewnętrzną ściankę zbiornika, a przed umieszczeniem ukształtowanej w postaci żeber pianki, układany jest na miejscu przewód alarmu przeciwwyciekowego, w przestrzeni wewnętrznej między pierwszą i drugą ścianką osłonową, czyli warstwą. Obecnie stosuje się do wykrywania przecieków i monitorowania przestrzeni wewnętrznej system pod nazwą handlową PermAlert AT rozprowadzany przez firmę PermAlert Environmental Specialty Products Inc. należącą do Midwesco. Monitoruje on nieregularności instalacji, wilgoć statyczną i pozostającą ciecz, kropienie i/lub inne przypadki wnikania cieczy, za pomocą sond i kabli sondujących w pojedynczym zunifikowanym ciągu czujnikowym, który wskazuje punkty wycieków w systemie. Poszczególne czujniki stosowane są zależnie od rodzaju cieczy zawartej w zbiorniku, w celu wykrywania przesączania się cieczy, pęknięć i przerwań ścian. System działa na bazie reflektometrii czasowej w sposób podobny do radaru w ten sposób, że tysiące razy w ciągu minuty wysyłane są impulsy energii w suchy przewód lub kabel czujnikowy; przy przechodzeniu impulsów energii wzdłuż kabla czujnikowego odbicia wracają do jednostki monitorującej, która cyfrowo obrabia te echa i tworzy cyfrową mapę całej długości tego kabla. Tą techniką co kilka sekund tworzy się nową mapę cyfrową i porównuje się mapę aktualną z suchą mapą przechowywaną w pamięci. Pojawienie się wody lub płynów wodnych lub węglowodorowych wokół kabla czujnikowego w ilości dostatecznej do zwilżenia kabla powoduje zmianę jego właściwości elektrycznych. Ta zmiana powoduje zmianę odbicia od wilgotnego odcinka kabla, którego zmiana rozpoznawana jest przez jednostkę monitorującą. Po wykryciu zmiany jednostka monitorująca dokonuje sprawdzenia w celu potwierdzenia zmiany przed uruchomieniem sygnalizacji warunków alarmowych i wyświetlenia lokalizacji uszkodzenia. Jednakowoż należy zaznaczyć, że możliwe byłoby zastosowanie również innych rodzajów przewodów alarmu przeciwwyciekowego w rozwiązaniu według niniejszego wynalazku. Dla przykładu, możliwe jest wykorzystanie specjalnego kabla do węglowodorów, który ignoruje obecność wody. Sygnał wyjściowy alarmu przeciekowego wskazuje różne dane, włącznie z rodzajem uszkodzenia w miejscu przecieku, odległością od miejsca uszkodzenia do miejsca odbioru informacji oraz czasem wystąpienia uszkodzenia. Kabel nadaje się do powtórnego wykorzystania po naprawie i oczyszczeniu.

169 843

Przewód dołączony jest do monitora powiadamiającego operatora i przekazującego powyższe informacje.

Figury 9 i 10 stanowią ilustrację drugiego przykładu wykonania zbiornika z innym systemem wykrywania przecieków. Na fig. 9 przedstawiono ściankę wewnętrzną 10, żebra 16, ściankę zewnętrzną 14, piankę usztywniającą 62, ukształtowaną żebrowo piankę 56 i dren przepustowy, czyli przewód 64, na przykład rurę z PCW, która jest perforowana w celu umożliwienia wnikania do niej cieczy i przepływu przez sekcje, czyli komory zbiornika na całej jego długości. Na fig. 9 warto zauważyć, że dren 64 nie jest perforowany w obszarze pod podstawą żebra w celu zabezpieczenia ciekłego materiału żywicznego przed wciekaniem przez perforację rury do jej wnętrza i jego następnym utwardzeniem i zablokowaniem wnętrza rury, tak aby ciecze mogły swobodnie przepływać przez rurę. Fig. 10 stanowi widok z boku zbiornika według fig. 9, przedstawiający ściankę wewnętrzną 10, ściankę zewnętrzną 14, podstawę żeber 16, piankę usztywniającą 62i dren czyli przewód 64, zamknięty wewnątrz podstawy żebra. W praktyce przewiduje się, że ten dren może być umieszczony również na środku między dnem zbiornika i jego szczytem, nad ścianami zbiornika i/lub w pobliżu szczytu zbiornika w celu zbierania wszystkich przecieków i ewentualnie innych cieczy i par.

Z powodu niezwykłej wytrzymałości uzyskiwanej przy stosowaniu sposobu wytwarzania według niniejszego wynalazku możliwe jest wykonywanie zbiorników o różnych wielkościach i pojemnościach, od około 1,219 m średnicy do około 3,658 m średnicy i długości od około 5,486 m do około 11,278 m. Długości odcinków rur również mogą się zmieniać od około 6,096 m do około 18,288 m i od około 0,355 m średnicy do około 3,658 m. Ogólnie biorąc, kształty rur i zbiorników są po zmontowaniu kołowe w przekroju. Jednakowoż uważa się, że można je również wytwarzać o kształtach niekołowych przydatnych do niektórych zastosowań, podobnie jak różne kształty konkretnych rur używanych w różnych zastosowaniach.

Mimo, że opisano szczegółowo kilka konkretnych wykonań, które mają wyłącznie charakter ilustracyjny, to wynalazek nie może być uważany za ograniczający się do nich. Oczywiste jest, że możliwe są pewne zmiany bez odchodzenia od istoty i zakresu wynalazku.

Poniżej przedstawiono kilka przykładów dodatkowo określających i ilustrujących różne cechy niniejszego wynalazku.

Przykład I. Przygotowano trzpień stalowy i pokryto go folią z tworzywa sztucznego i kartonem w celu umożliwienia zsunięcia plastikowego zbiornika z formy po zakończeniu pracy. Nałożono podwójną warstwę włókna szklanego, to znaczy włókniny z włókna szklanego, czyli włókniny c dostępnej w handlu i produkowanej przez Superior Glass Co. z Ohio. Warstwy zostały zwilżone żywicą winyłoestrową Derakane 470-36 dostępną w handlu z firmy Dow Chemical. Następnie ciągle napylano cięte włókna szklane dostępne w handlu takie jak Pittsburgh Plate Glass (PPG) HYBON 600, nanoszone aż do osiągnięcia ogólnej grubości około 0,279 cm. HYBON jest włóknem szklanym po specjalnej obróbce wykańczającej do zastosowań z wykorzystaniem pistoletu tnącego.

Podczas trwania etapu chłodzenia po szczytowej reakcji egzotermicznej napylano cięte włókno szklane PPG HYBON 600 i naniesiono maszynowo ciągłe skręcone włókno PPG 1064-247 z zastosowaniem żywicy poliestrowej ISO do nabycia z firmy Inter-Plastic Corp. (jako żywica COR 75-AA-OSO) do zmierzonej grubości około 0,559 cm. Połączenie przy tym występujące jest zarówno chemiczne, jak i mechaniczne, a ogólna grubość wewnętrznej ścianki zbiornika wynosiła około 0,838 cm.

Po utwardzeniu mocowane były następnie obwodowo do powierzchni zewnętrznej wnętrza zbiornika za pomocą ciągłych pasm szklanych lub wiązek piankowe formy żeber wykonane z uretanu o zamkniętych komórkach.

Korzystny kształt żeber w przekroju jest trapezoidałny, przy czym boki równoległe miały długości około 10,16 cm przy podstawie, to znaczy między podstawami żeber, przy długości górnego boku równoległego, wynoszącej około 6,35 cm. Każda z podstaw żebra miała długość około 5,08 cm. Równe i opadające w przeciwne strony boki, nachylone pod kątem około 45° względem podstawy, miały długość około 4,45 cm.

169 843

Materiały szklane, uprzednio stosowane do kształtowania ścianki wewnętrznej zbiornika nakładano na ukształtowane żebrowo formy piankowe i laminowano na zewnętrznych powierzchniach wnętrza zbiornika, kształtując żebro z włókna szklanego o grubości szkła wynoszącej około 0,635 cm.

Następnie tak ukształtowana ścianka wewnętrzna w przestrzeniach między ukształtowanymi w ten sposób żebrami uretanowymi była pokrywana pianką z uretanu o zamkniętych komórkach o grubości 3,81 cm w celu otrzymania usztywnienia międzyżebrowego. Ta pianka tworzyła powłokę nieprzepuszczalną i ukształtowana była wstępnie w taki sposób, aby znalazła się na tym samym poziomie, co szczyty żeber, mając nominalną grubość około 3,175 cm. Następnie przy użyciu tej samej żywicy poliestrowej, włókien szklanych, ciętych i ciągłych, nakładana była warstwowo zewnętrzna warstwa osłonowa jako zewnętrzna ścianka zbiornika o grubości około 0,762 cm.

Przykład II. Stosowano tę samą procedurę, co w przykładzie I, z wykorzystaniem trzpienia o wielkości wystarczającej do wykonania sekcji zbiornika, o długości około 9,144 m, zaopatrzonej^ w obwodowe żebra uretanowe rozstawione wzdłuż linii środkowej co około 0,406 m. Średnica wynosiła około 0,448 m. Sekcje te zaopatrzone były w jeden wklęsły koniec po każdej stronie, i po połączeniu przez spawanie nie miały szwów spojeniowych, czy pokrytych szwami końców w miejscach styku ścian i wklęsłych końców.

Wynikowy moment bezwładności żeber, ściany zewnętrznej i ściany wewnętrznej oblicza się na minimum 194,6 cm⁴. Moduł sprężystości określono jako 62053 · 10⁵ Pa przy odlewaniu kontaktowym. Ten moduł sprężystości wykorzystuje się do określenia wypadkowego współczynnika sztywności, który wynosi 1,23 · 10³ kg · m².

W celu wykonania niektórych testów fizycznych bardziej szczegółowo przedstawionych i opisanych przez American Society for Testing Materials (Amerykańskie Stowarzyszenie Testowania Materiałów) wyznaczono następujące parametry fizyczne otrzymane na podstawie badania reprezentatywnych części poszycia, czyli ścian stosowanych do budowy zbiornika i dłuższych odcinków rur.

	ISO
Wytrzymałość na zginanie, psi, ASTM D 790	24.600
Moduł zginania, psi x 10⁵, ASTM D 790	9,79
Wytrzymałość na rozciąganie, psi, ASTM D 638	13000
Moduł rozciągania, psi x 10⁵, ASTM D638	11,5
Wydłużenie procentowe, ASTM D638	1,40
Wytrzymałość na ściskanie, psi, ASTM D2583	18.600
Twardość, Barcol 934, ASTM D2583	38-45
Procentowa zawartość substancji nielotnych, ASTM D2584	32,92

Przykład III. Z zastosowaniem trzpienia o długości około 9,144 m i średnicy około 0,305 m, zastosowano te same materiały i etapy sposobu do otrzymania identycznych, powtarzalnych sekcji pustych dwupowłokowych sekcji walcowych bez wklęsłych końców, które następnie zostały przyspawane lub w inny sposób połączone końcami z utworzeniem bezszwowego przewodu rurowego. Okazały się one odporne na korozję i na przecieki oraz wyjątkowo sztywne.

Przykład IV. Wykonano różne testy w celu określenia (1) odporności na udary wewnętrzne, (2) ciśnienia wewnętrznego i (3) twardości powierzchniowej zbiornika wykonanego według powyższego sposobu. Otrzymano następujące wyniki według norm zamieszczonych w ASTM Standards, D4021-86:

1. ASTM D4021-86 8,9 i 6,9

2. ASTM D4021-86 8,5

3. ASTM D4021-86 8,12,3

169 843

Przykład V. Zbudowano zbiornik testowy złożony z dwóch cylindrycznych połówek, które zostały sprawdzone podczas procesu wytwarzania. Przed połączeniem dwóch połówek powierzchnie wewnętrzne zostały sprawdzone na obecność włókien, pęknięcia, zarysowania, duże zmarszczenia i rozwarstwienia.

Dokonano pomiaru twardości Barcola na powierzchniach wewnętrznej i zewnętrznej połówek - wyniki, które uśredniono, są następujące:

Wewnątrz 41,6

43,8

Na zewnątrz 33,6

37,2

Po połączeniu połówek powierzchnia zewnętrzna została sprawdzona na widoczność włókien, pęcherzyków, i na gładkość.

Zbiornik po sprawdzeniu wyników każdego testu uznano za spełniający wymagania.

Przygotowano wykop testowy w celu sprawdzenia na wymagania normy ASTM D4021-86. Zbiornik opuszczono do wykopu i zakotwiono. W tym momencie stwierdzono odkształcenie zerowe.

Następnie rozpoczęto testy obciążenia zewnętrznego.

Jako pierwszy został wykonany test obciążenia ziemią. Obejmował on przykrycie zbiornika grubym żwirem do głębokości 0,9144 m ± 7,6 cm od szczytu zbiornika. Mierzono i opisywano odkształcenia na szczycie zbiornika. Odkształcenia wynosiły 0,1588 cm.

W pobliżu środka zbiornika przyłożono obciążenie skupione. Zastosowano 25-tonowy obciążnik na płycie stalowej o wymiarach 0,508 m na 0,508 m umieszczonej na żwirze. Ogólne obciążenie wyniosło 10 251,19 kg a odkształcenie 0,1588 cm.

Dół wypełniono wodą do poziomu 0,914 m ± 7,6 cm powyżej szczytu zbiornika. Zmierzone odkształcenie wyniosło 0. Obciążenie utrzymano w ciągu 4 godzin i stwierdzono odkształcenie 0.

Zbiornik uszczelniono i dołączono do pompy próżniowej. Ciśnienie wewnętrzne obniżono do -13,97 cm Hg (słupa rtęci). Płyn z dołu przepompowano do zbiornika do poziomu bliskiego szczytowi zbiornika. Do zbiornika przyłożono ciśnienie powietrza o wartości 172,37 kPa nadciśnienia i w ciągu następnej minuty nastąpił spadek ciśnienia do 165,47 kPa nadciśnienia.

Zbiornik wypompowano do sucha i wyjęto z wykopu. Następnie nie podparty zbiornik dołączono do pompy próżniowej i przyłożono do niego ujemne ciśnienie wynoszące 20,68 kPa podciśnienia. Równocześnie wykonywano test na udary wewnętrzne. Wizualnie nie stwierdzono uszkodzeń.

Zbiornik poddano ciśnieniu do wartości 34,47 kPa nadciśnienia, a jego stronę zewnętrzną zwilżono roztworem wodnym detergentu. Nie stwierdzono przecieków.

Wyniki testów i badań okazały się zadowalające i zgodne z ASTM D4021-86.

Przykład VI. Zbiornik zbudowany zgodnie z niniejszym wynalazkiem został przetestowany przez Underwriters Laboratories, Resaearch Triangle Park, w stanie Północna Karolina z zastosowaniem procedury UL 1316 lub równoważnej, pod nazwą Wzmacniane włóknem szklanym podziemne zbiorniki magazynujące z tworzyw sztucznych do produktów naftowych. Test przebiegał następująco:

Przyłożono ciśnienie pneumatyczne do 34,47 kPa i utrzymano je w ciągu 1 godziny (zbiornik może być transportowany do miejsca ułożenia pod ciśnieniem). Nie stwierdzono wycieków. Przeprowadzono test dołączania rury z użyciem siły skręcającej 1723,65 kg, który zbiornik przeszedł bez odkształcenia.

Sprawdzono zbiornik na przecieki (w razie potrzeby należy dokonać napraw). Nie stwierdzono przecieków przy 34,47 kPa.

Umieszczono zbiornik w wykopie. Wprowadzono 2271,12 litrów wody do zbiornika i uniesiono go na 1 s, a następnie wykonano test na przecieki. Zbiornik przeszedł test dodania 2177,2 kg wody. Omyłkowo wprowadzono powyżej 99,8 kg wody, nie stwierdzając odkształceń, a następnie wykonano test na przecieki. Nie stwierdzono przecieków.

169 843

Napełniono zbiornik do pojemności 45422,2 litrów. Podczas napełniania zbiornika dokonywano operacji podnoszenia na pasach. Nie stwierdzono odkształceń ani przecieków.

Po opuszczeniu zbiornika wciąż napełnionego wodą wykop wypełniono grubym żwirem. Nie stwierdzono odkształceń ani przecieków.

Po napełnieniu zbiornika odczekano 1 godzinę i usunięto wodę ze zbiornika do wykopu. Zbiornik pozostawał w tych warunkach przez 24 godziny. Nie stwierdzono odkształceń ani przecieków.

Przepompowano wodę z wykopu do zbiornika, uzupełniono wodę dopełniając zbiornik do jego pojemności. Poddano zbiornik ciśnieniu 172,37 kPa i pozostawiono na 1 minutę. Nie stwierdzono odkształceń ani przecieków.

Opróżniono zbiornik i wyjęto go z wykopu. Zastosowano test pneumatyczny 34,47 kPa i sprawdzono na przecieki. Nie stwierdzono przecieków.

169 843

Fig, 8

169 843 ο>\

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania zbiornika z wielowarstwowymi ściankami o zwiększonej obwodowej i osiowej wytrzymałości, do transportowania i przechowywania płynów, polegający na kształtowaniu pierwszej ścianki osłonowej i drugiej ścianki osłonowej oraz umieszczeniu pomiędzy nimi żeber wsporczych, znamienny tym, że nakłada się na odpowiedni kształtownik powłokę stanowiącą pierwszą warstwę, po czym nakłada się materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi na tę pierwszą warstwę kształtując powłokę (11) o dużej odporności chemicznej, następnie nakłada się na tę odporną chemicznie powłokę (11) materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi i ciągłymi pasmami włókien szklanych i utwardza się materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi i ciągłymi pasmami włókien szklanych tworząc pierwszą ściankę osłonową (10), po czym nakłada się w wyznaczonych punktach pierwszej ścianki osłonowej (10), ukształtowaną w postaci obwodowych ciągłych żeber, piankę (56) i mocuje się tę piankę do pierwszej ścianki osłonowej (10), następnie nakłada się na żebrowo ukształtowaną piankę (56) cięte i ciągłe włókna szklane z materiałem żywicznym i kształtuje się wiele obwodowych żeber (16) integralnie połączonych z pierwszą ścianką osłonową (10), po czym nakłada się i mocuje piankę usztywniającą (62) na pierwszej ściance osłonowej (10) między żebrami (16) do poziomu szczytów tych żeber i nakłada się na piankę usztywniającą (62) i żebra (16) materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi i ciągłymi pasmami włókien szklanych oraz utwardza się materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi i ciągłymi pasmami włókien szklanych kształtując drugą ściankę osłonową (14) integralnie połączoną z żebrami.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nakłada się ukształtowaną żebrowo piankę (56) i piankę usztywniającą (62) z poliuretanu.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że łączy się żebra (16) integralnie z pierwszą ścianką osłonową (10) i drugą ścianką osłonową (14) zbiornika.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przyłącza się do pierwszej ścianki osłonowej (10) przeciwwyciekowy alarmowy monitor bezpieczeństwa wykrywający przesączanie się cieczy.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że przymocowuje się wzdłuż całej długości zbiornika przewód (18) przeciwwyciekowego alarmowego monitora bezpieczeństwa.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pozostawia się szczelinę (36) między pianką usztywniającą (62) i pierwszą ścianką osłonową (10).
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wykonuje się rowki (60) na powierzchni żebrowo ukształtowanej pianki ciągłej z zewnętrzną powierzchnią pierwszej ścianki osłonowej (10).
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nakłada się materiał żywiczny na pierwszą warstwę, zawierający żywicę winyloestrową.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nakłada się materiał żywiczny na odporną chemicznie powłokę (11), na żebrowo ukształtowaną piankę (56) i na piankę usztywniającą (62), zawierający żywicę poliestrową.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że instaluje się na odpowiednim trzpieniu lub formie nakładkę kartonową, po czym nakłada się pierwszą warstwę na nakładkę kartonową, następnie nakłada się materiał żywiczny w włókniną z włókna szklanego na pierwszą warstwę oraz nakłada się materiał żywiczny z ciętymi włóknami szklanymi na włókninę z utworzeniem powłoki (11) o dużej odporności chemicznej.
11. Zbiornik z wielowarstwowymi ściankami o zwiększonej obwodowej i osiowej wytrzymałości, do transportowania i przechowywania płynów, zawierający pierwszą ściankę osłonową, drugą ściankę osłonową oraz żebra wsporcze umieszczone pomiędzy

169 843 tymi ściankami, znamienny tym, że zawiera powłokę (11) o dużej odporności chemicznej na wewnętrznej powierzchni pierwszej ścianki osłonowej (10) i ma żebra wsporcze (16) integralnie połączone podstawami z pierwszą osłonową (10) oraz zawiera pierwszą warstwę pianki (12) o zamkniętych komórkach, umieszczoną między pierwszą ścianką osłonową (10) i wewnętrznymi powierzchniami żeber wsporczych (16) i ma drugą ściankę osłonową (14) integralnie połączoną ze szczytami żeber wsporczych (16) oraz zawiera drugą warstwę pianki (12) o zamkniętych komórkach, która jest umieszczona w przestrzeni wewnętrznej między pierwszą ścianką osłonową (10) i zewnętrznymi powierzchniami żeber wsporczych (16) i sięga do poziomu szczytów żeber wsporczych, przy czym warstwy pierwsza i druga pianki (12) o zamkniętych komórkach są korzystnie z poliuretanu.
12. Zbiornik według zastrz. 11, znamienny tym, że zawiera przeciwwyciekowy alarmowy monitor bezpieczeństwa wykrywający przesączanie się cieczy.
13. Zbiornik według zastrz. 12, znamienny tym, że przeciwwyciekowy alarmowy monitor bezpieczeństwa zawiera przewód (18) biegnący wzdłuż całej długości zbiornika.
14. Zbiornik według zastrz. 13, znamienny tym, że przewód (18) przylega do zewnętrznej powierzchni pierwszej ścianki osłonowej (10).
15. Zbiornik według zastrz. 13, znamienny tym, że przewód (18) jest zamknięty podstawami żeber wsporczych (16).
16. Zbiornik według zastrz. 11, znamienny tym, że ma wklęsłe bezszwowe końce (20), stanowiące całość ze ściankami zbiornika.
17. Zbiornik według zastrz. 11, znamienny tym, że między pianką usztywniającą (62) i pierwszą ścianką osłonową (10) jest szczelina (36).
18. Zbiornik według zastrz. 12, znamienny tym, że przewód (18) przeciwwyciekowego alarmowego monitora bezpieczeństwa jest wywinięty ku górze w kierunku środka każdego z wklęsłych końców (20).
19. Zbiornik według zastrz. 11, znamienny tym, że powierzchnia żebrowo ukształtowanej pianki (56) przyległa do zewnętrznej powierzchni pierwszej ścianki osłonowej (10) ma rowki (60).