SK50162011A3 - Method of corrosion protection of steel tanks and steel tank with corrosion protection - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu protikoróznej ochrany oceľových nádrží využívaných na akumuláciu vody a na jej úpravu v oblasti čistenia odpadových vôd.

Doterajší stav techniky

Nádrže na akumuláciu a úpravu vody, najmä v oblasti čistenia odpadových vôd a rovnako v oblasti úpravy pitných a úžitkových vôd, používajú materiály v závislosti na požadovanom objeme nádrží. Najväčšie nádrže sa obvykle zhotovujú zo železobetónu, menšie potom z ocele a z plastov. Nádrže musia spĺňať požiadavky na statiku, s ohľadom na množstvo kvapaliny ktorú majú pojať. Ďalej je dôležitá vodotesnosť nádrží ä ich odolnosť proti korózii. V špeciálnych prípadoch i odolnosť proti pôsobeniu chemických látok.

Oceľové nádrže sú obvykle kruhové do objemu 1000 m³. Problémom býva ochrana proti korózii a to predovšetkým pri nádržiach uložených v zemi, čo býva bežný spôsob uloženia. Problémom je tiež ich transport na miesto určenia. Pri zostavovaní nádrže z jednotlivých dielov až na mieste určenia je nevýhodou veľká prácnosť spojov, či už ide o spojovanie plechov skrutkovaním, kde je nutné vkladať tesnenia a v plechoch zhotovovať otvory pre Skrutky, alebo o spojovanie zváraním. V prípade zvárania navyše dochádza k poškodeniu antikoróznej ochrany plechov a je ich nutné na stavenisku obnoviť. To sa týka ako antikoróznych náterov, tak i antikoróznej ochrany tvorenej povlakom z plastov.

Podstata vynálezu

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje spôsob protikoróznej ochrany oceľových nádrží podľa vynálezu. Podstata vynálezu spočíva v tom, že každý oceľový diel tvoriaci nádrž sa obloží z vonkajšej a vnútornej strany a zo všetkých zostávajúcich bočných strán termoplaste vými dielmi, ktoré sa spoja tak, že vnútorný priestor, v ktorom je oceľový diel uložený, je oddelený od vonkajšieho prostredia. Takto vzniknuté dosky sa finálne spoja zváraním do požadovaného tvaru nádrže.

Obvodové steny nádrže sú vytvorené z troch vrstiev, kde vonkajšie vrstvy sú tvorené termoplastom a vnútorná vrstva je tvorená oceľovým dielom. Vnútorná vrstva je oddelená od vonkajšieho prostredia. Vonkajší termoplastový povrch takto vyrobených kompaktných dosiek, tvoriacich steny, dno a prípadne veko nádrže, je k sebe spojený zvarením do požadovaného tvaru nádrže.

Dno nádrže je s výhodou vytvorené s presahom pôdorysného rozmeru nádrže, vymedzeného stenami nádrže.

Oceľové plechy, najmä pokiaľ tvorí základ plochej steny bez ohybov, sú pre väčšiu pevnosť profilované, prípadne sa kladie na seba viac profilovaných plechov o menšej hrúbke.

Dno a stropná doska nádrže je vytvorená podľa veľkosti zaťaženia z termoplastu alebo má zhodnú konštrukciu ako steny nádrže.

Výhody nádrží podľa vynálezu spočívajú predovšetkým v tom, že nádrž je možno vytvoriť podľa konkrétnych požiadaviek s presne definovanou statikou na vopred definované zaťaženie, podobne, ako je to u veľkých železobetónových nádrží. Tak nedochádza k poddimenzovaniu alebo predimenzovaniu nádrže, čím je zaistený jej bezpečná prevádzka pri optimalizácii výrobných nákladov. Sú tak súčasne plne využité dobré vlastnosti termoplastov ako je zvárateľnosť, vodotesnosť, odolnosť proti chemikáliám a korózii a veľmi dobré pevnostné charakteristiky oceľových materiálov.

Kombináciou oceľových profilovaných plechov a termoplastov sa pri dokonalej antikoróznej ochrane dosiahnu i veľmi dobré parametre nádrže. Nádrž je ľahká pri dosiahnutí vysokých hodnôt z hľadiska ohybových momentov a súčasne je zaistená jej vodotesnosť. Oceľ má vynikajúce vlastnosti z hľadiska pevnosti, čím je dosiahnutá veľmi dobrá statika nádrže. Použitím profilovaných oceľových plechov sa potom zvýši jej statická odolnosť. Nebezpečenstvo korózie, ktoré hrozí oceľovým nádržiam je celkom eliminované použitím plastov. Plasty takisto zabezpečia dokonalé, vodotesné a pevné spojenie jednotlivých dielov nádrže. Takto vyrobené nádrže takisto vykazujú veľmi dobrú tepelnú izoláciu, takže v mrazoch nezamŕzajú. Zváranie plastov je pritom z technologického hľadiska jednoduché a časovo nenáročné.

Touto technológiou je možné na rozdiel od doposiaľ známych kruhových oceľových nádrží, vyrábať oceľové nádrže prakticky ľubovoľných tvarov podľa aktuálnej potreby a účelu na ktorý sú použité.

Vzhľadom na uvedené nízke špecifické hmotnosti je s nádržami veľmi ľahká manipulácia. Nádrž je vhodná ako na uloženie nad zemou tak aj na uloženie v zemi pod hladinou spodných vôd bez nebezpečenstva poškodenia a korózie. Vzhľadom na ľahkú manipuláciu so stavebnými dielmi nádrže je možné zostavovať veľké nádrže priamo na mieste určenia, z čoho vyplývajú nižšie náklady na transport.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr.l je znázornený pôdorysný rez kruhovou nádržou zhotovenou z hladkých, neprofilovaných oceľových plechov a na obr. 2 pôdorysný rez kruhovej nádrže s profilovaným oceľovým plechom. Obr. 3 predstavuje zvislý rez A-A' kruhovou nádržou z profilovaného oceľového plechu. Obr. 4 znázorňuje jedno z možných vyhotovení pravouhlej nádrže v pôdorysnom reze. Na obr. 5 je uvedený zvislý rez 1-1' zastropenej nádrže a na obr. 6 zvislý rez 22' nádrže bez stropnej dosky. Obr. 7 predstavuje jedno z možných uskutočnení spojení termoplastových stien so železobetónovým dnom nádrže a na obr. 8 je znázornené jedno z možných spojení dielov stien dna alebo stropnej dosky nádrže do väčších plôch.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr.l, 2 a 3 je znázornený jeden z typických variantov kruhovej nádrže na využitie v čistiarňach odpadových vôd. Steny 4 nádrže * tvoria vonkajšie vrstvy j_ z tenkostennej termoplastovej dosky, medzi ktorými je vložená vnútorná vrstva 2, tvorená napríklad oceľovým, prípadne oceľovými hladkými alebo profilovanými plechmi. Z bočných strán sú plechy obložené termoplastovými páskami 12. Kruhová stena 4 nádrže je spojená zvarom s dnom 5 a celá nádrž je uložená buď na bežnom pevnom podklade 7 ako je piesok, betón alebo iný vhodný materiál, alebo na železobetónovej doske 9. Pravouhlé nádrže znázornené na obr. 4 až 6 majú rovnakú štruktúru stien 4 ako steny kruhových nádrží. Tieto steny 4 bez ohľadu na ich tvar sú spojené k sebe zvarom 3 a ďalej sú spojené zvarením s dnom 5, prípadne so stropnou doskou 6 nádrže. Tvar nádrže môže byť kruhový, štvorcový alebo celkom iný podľa konkrétnych požiadaviek a použitia. Dno 5 a stropná doska 6 majú spravidla rovnakú konštrukciu ako steny 4 nádrže. Dno 5 je vytvorené s presahom 8, ktorý umožňuje upevnenie nádrže zasypaním alebo zabetónovaním v zemi. V prípade vytvorenia dna 5 z betónovej alebo železobetónovej dosky 9, sa steny 4 ukladajú do drážok 10 vytvorených v tejto doske 9. Pokiaľ ide o nádrž väčších rozmerov, ktorých steny 4, dno 5 alebo stropná doska 6 sú vytvorené z niekoľkých dielov, tieto diely sú k sebe zvarené a zvary 3 sú spevnené výstuhou 11.

Pri statickom výpočte stien 4, stropnej dosky 6 a dna 5 nádrže sú statické vlastnosti termoplastov zanedbateľné, lebo pevnostné parametre nádrže sú definované predovšetkým vloženou oceľovou konštrukciou, čiže vnútornou vrstvou 2.

Steny nádrží požadovaných rozmerov a požadovanej statickej únosnosti sa vytvoria z tenkostenných dosiek z termoplastov tak, že do dutého priestoru, tvoreného dvomi vnútornými termoplastovými vrstvami i sa vloží vnútorná vrstva 2_ z oceľového plechu, ktorého bočné strany sa obložia termoplastovými pásikmi 12. Zvarením vonkajších vrstiev 1 s termoplastovými pásikmi 12 sa dosiahne oddelenie vnútornej vrstvy 2 od vonkajšieho prostredia. Steny 4 sa potom pri dne 5 a pri stropnej doske 6 zvaria v rohoch bežným spôsobom natavením zváracieho drôtu horúcim vzduchom. Rovnaký postup je aj pri kruhovej stene 4. Pokiaľ nie je nádrž uložená v zemi, dno 5 a stropná doska 6 môžu byť tvorené termoplastovou doskou bez spevňujúcej vnútornej vrstvy.

Pre požadované statické zaťaženie nádrže sa vykoná najprv výpočet hydrostatického tlaku na stenu 4 nádrže, vypočíta sa tlak konkrétneho typu zeminy na stenu 4 nádrže, zvolí sa jedna alebo viac vrstiev trapézového plechu vyhovujúca obom typom zaťaženia, posúdi sa vztlak podzemnej vody na dno 5 prázdnej nádrže, namáhanie presahu 8 dna 5 proti nadvihnutiu nádrže vztlakom podzemnej vody, navrhne sa vyhovujúci profil trapézového plechu pre dno 5 nádrže. Ďalej sa vykoná výpočet zaťaženia stropnej dosky 6 nádrže na základe váhy zásypu zeminou, prípadne ďalším zaťažením, navrhne sa vyhovujúci profil trapézového plechu pre stropnú dosku 6, vykoná sa výpočet namáhania zvarov v spojoch stien 4 s dnom 5 a stropnou doskou 6 a navrhne sa vhodná konštrukcia zvaru 3. Pri splnení vyššie uvedeného postupu sú potom zaistené požadované parametre a vlastnosti nádrží podľa vynálezu.

Claims (10)

1. Patentové nároky

   1. Spôsob protikoróznej ochrany oceľových nádrží na akumuláciu a úpravu vody, ktoré sa zhotovujú z jednej alebo viacej vrstiev oceľových plechov, vyznačujúci sa tým, že každý oceľový diel nádrže sa obloží z vonkajšej a vnútornej strany a zo všetkých bočných strán termoplastovými dielmi tak, že vnútorný priestorní priestor, v ktorom je oceľový diel uložený, je oddelený od vonkajšieho prostredia, pričom takto vzniknuté kompaktné dosky sa spoja zvarením do tvaru nádrže.
2. 2. Oceľová nádrž s protikoróznou ochranou na akumuláciu a úpravu vody, kde obvodové steny sú spojené s dnom nádrže, vyznačujúca sa tým, že obvodové steny (4) nádrže sú vytvorené z troch vrstiev, kde vonkajšie vrstvy (1) sú vytvorené z termoplastu a vnútorná vrstva (2) je vytvorená z ocele, pričom vnútorná vrstva (2) je oddelená od vonkajšieho prostredia spojením termoplastových komponentov do kompaktného celku.
3. 3. Oceľová nádrž s protikoróznou ochranou na akumuláciu a úpravu vody podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že nádrž je uzavretá stropnou doskou (6), ktorá je spojená so stenami (4) zvarením.
4. 4. Oceľová nádrž s protikoróznou ochranou na akumuláciu a úpravu vody podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že dno (5) je rovnakej konštrukcie ako steny (4) nádrže.
5. 5. Oceľová nádrž s protikoróznou ochranou na akumuláciu a úpravu vody podľa nároku 3, vyznačujúca sa tým, že stropná doska (6) je rovnakej konštrukcie ako steny (4) nádrže.
6. 6. Oceľová nádrž s protikoróznou ochranou na akumuláciu a úpravu vody podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že dno (5) nádrže je vytvorené z termoplastu.
7. 7. Oceľová nádrž s protikoróznou ochranou na akumuláciu a úpravu vody podľa nároku 3, vyznačujúca sa tým, že stropná doska (6) je vytvorená z termoplastu.
8. 8. Oceľová nádrž s protikoróznou ochranou na akumuláciu a úpravu vody podľa nárokov 2, 4 a 6 vyznačujúca sa tým, že dno (5) nádrže presahuje pôdorysný rozmer nádrže, vymedzený stenami (4) nádrže.
9. 9. Oceľová nádrž s protikoróznou ochranou na akumuláciu a úpravu vody podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že dno (5) nádrže je tvorené betónovou alebo železobetónovou doskou (9) s drážkami (10) na upevnenie a vodotesné uloženie obvodových stien (4).
10. 10. Oceľová nádrž s protikoróznou ochranou na akumuláciu a úpravu vody podľa nárokov 2 až 5 a 8, vyznačujúca sa tým, že vnútorná vrstva (2) je vytvorená z jednej alebo viacerých vrstiev plochého alebo profilovaného materiálu.