DOUBLE WALLED CONTAINER PROTECTED AGAINST IGNITION AND CORROSION AND METHOD OF MAKING SAME

Abstract: 1. Corrosion-proof, double-walled contained for a flammable medium (M) consisting of an outer container wall (4) and an inner, fiberglass-reinforced plastic wall (2, 2') spaced at a distance from said outer wall and having a coating of a curing-type plastic resin (3) on the side facing the medium (M) which is at least partially covered with an electrically conductive wire mesh (1, 1') to reduce the danger of explosion and make it possible to check the seal of the plastic wall using standard measuring techniques, whereas the metallic wire mesh (1, 1') in the area of the inner wall and/or the bottom (B) of the surface facing the medium (M) is immersed and mechanically anchored into the curable-type plastic resin (3) at at least its intersection points (1a, 1a') and/or to half of the wire circumference.

Description: Doppelwandiger Behälter und Verfahren zu dessen Eerstellung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen doppelwandigen Behälter für ein brennbares Hedium,bestehend aus einer äusseren Behälterwandung und einer in einem Abstand von dieser angeordneter, wenigstens partiell mit elektrisch leitenden Stoffen versehenen, dem Medium zugewandter, glasfa- serverstärkter Kunststoffwandung zur Reduktion der Zündund Korrosionsgefahr, wobei die Dichtigkeit der Kunststoffwandung durch physikalische Messverfahren überprüfbar ist. Doppelwandige Behälter, insbesondere Tanks finden in zunehmendem Masse Anwendung zur Lagerung von brennbaren FlUssigkeiten wie Benzin, Alkohol, Toluol etc. Im Öltankbau sowie bei der Sanierung von älteren bltankanlagen haben sich bereits seit einigen Jahren Doppelmantelsysteme aus Kunststoff bewährt. Diese weisen den Vorzug einer hohen Korrosionsfestigkeit auf und lassen sich auch nachträglich in Beton, Metall oder ans organischen Stoffen bestehenden Tanks relativ leicht gas- und flüssigkeitsdicht verkleben. Nachteilig wirkt sich dagegen der hohe elektrische Oberflächenwiderstand von Kunststoffen beim praktischen Einsatz derartiger Behalter aus. Betriebsbedingte mechanischa Bewegung des zu lagernden Mediums verursacht eine Bewegung von Elektrizitätsträgern unterschiedlicher Ladungen und führt somit zur elektrostatischen Aufladung der Kunststoffwandung. Wird nun beispielsweise bei einem Tank zur Vorbereitung des Füllens ein auf einem anderen Potential liegender Ladungsträger (Rohr etc.) in den Tankraum eingebracht, so kann dadurch die Durchschlagsfeldstärke der Luft- oder der Dampfphase überschritten werden, so dass die nun plötzlich entladene elektrische Energie zum Brand oder zur Explosion des Tankinhaltes führt. Zur Vermeidung der Zündgefahr bei gewickelten GFK-Lagertanks mit gepressten Boden ist es bekannt (Kunststoffe, 1969, Bd. 59, Heft 12, Seite 842), den Oberflachenwiderstand der Innenwandung durch Einkleben einer leitenden Vliesschicht und Einkleben der Böden mit leitfähigem Kleber, zu reduzieren. Als Variante dieser Losung gilt das vollständige Einbetten eines speziellen Drahtgewebes im zylinderförmigen Bereich des Lagertanks. Dabei sind die seitlichen Enden des Gewebes in einer leitenden Graphit/Harz-Schicht eingebettet und mit der Klebefläche der mit dem leitenden Vlies versehenen Böden verbunden. Derartige Auskleidungen lassen sich in doppelwandigen Behäl- tern nur schwierig anbringen und rufen Dichtungsprobleme hervor. Ausserdem lassen sie sich nicht begehen oder bringen dabei die Gefahr des Verletzens bzw. des Ablösens der elektrisch leitenden Schicht mit sich. Eine Reduktion des elektrischen Widerstandes der Oberfläche der Kunststoffwandungen kann grundsatzlich durch elektrisch leitende Lackschichten erfolgen. Diese weisen jedoch den Nachteil einer schlechten Haftung auf dem Untergrund, man- Eelhafter und schlechter Leitfähigkeit sowie einer ungenh- genden chemischen und mechanischen Beständigkeit auf. Aus dem gleichen Grund kann ein Begehen des Tanks nicht va-ant- wortet werden. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen doppelwandigen Behalter der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher die beschriebenen Nachteile des Bekannten nicht aufweist und an der Oberfläche der Kunststoffwandung das Auftreten von störenden oder gefahrlichen elektrostatischen Ladungen aufgrund des niederen Oberflächenwiderstan- des im vornhinein verunmssglicht. Die im Anspruch 1 angegebene Erfindung weist den Vorteil einer Art Faraday-Käfig, in der dem zu lagernden Medium zugewandten Oberflache der Kunststoffwandung auf und verhindert damit das Entstehen von elektrischen Potentialunterschieden zwischen Maschenelementen an beliebigen Orten im Behälter. Durch ein Einsumpfen des Drahtgitters ergibt sich eine gute mechanische Fixation der Gitterdrähte, ohne Beeinträchtigung der mechanischen Stabilität und Rissempfindlichkeit der Kunststoffwandung sowie aufgrund einer Vielzahl metallischer Kontaktstellen mit dem Medium eine optimale Erdungsmöglichkeit des Mediums. Die Grosse der einzelnen Drahtmaschen kann dabei dem Flamm- punkt,der Explosionsgrenze, der Zündtemperatur, der MLn- destzündenergie und den physikalischen Zustandsgrössen des Mediums angepasst werden. Ein weiteres Kriterium stellt zudem die Art des betriebsmässigen Einsatzes, insbesondere Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, Art des Einfüllens und Abpumpens sowie die Wahi der Reinigungsverfahren bei vollem und/oder teilweise entleertem Behalter dar. Die Anordnung lässt sich in bestehende Tankkonstruktionen integrieren und beeinträchtigt in keiner Weise die üblichen verwendeten Lecküberwachungsverfahren. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen beschrieben. Die Ausführungsform nach Anspruch 2 lasse die Vorfabrikation von Kunststoffwandungen zu und hat sich vor allem beim Bau von Tanklagern bewährt Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 ergibt besonders zuverlassig dichte Wandungen und erlaubt das Einbringen von mechanisch vorspannbaren galvanischen Verbindungen zwischen den einzelnen Bahnen und den Anschlussleitungen des Erd potenti@ls. Der Vorteil der Ausführungsform gemXss Anspruch 4 liegt darin, dass sich betriebssichere und leicht herstellbare Doppelwandsysteme ergeben. Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 erhöht die mechanische Beanspruchbarkeit der Wandung und lässt ein sicheres Begehen von Tankräumen zu, was vor allem für Reinigungsund Oberwachungszwecke sehr wichtig ist. Der Vorteil einer nach Anspruch 6 ausgestalteten Aus5Gh- rungsform ist die hohe Wirksamkeit in Bezug auf die Ableitung elektrostatischer Ladungen. Der in Anspruch 7 beschriebene Schichtaufbau hat sich vor allem in Grosstankanlagen bewährt und ist für Behalterwandungen verschiedenster Materialien geeignet. Der Vorteil der in Anspruch 8 aufgeführten Ausführungsform besteht in ihrer hohen Korrosionsfestigkeit und Unvmpfind- lichieit gegenüber vielen, aggressiv wirkenden explosionsgefährlichen Medien. Ein unter Einbezug des in Anspruch 9 ausgeführten Verfahrens hergestellter Behälter ergibt leicht zu reinigende OberflE- cben und den besonderen Vorteil der Wirtschaftlichkeit. Die weitere Variante nach Anspruch 10 ermöglicht auch die Herstellung bombierter Flachen auf Baustellen. Die Erfindung bzw. das erfindungsgemAsse Verfahren kann mit anderen Systemen zur Ableitung elektrischer Ladungen kombiniert werden und erbffnet eine Vielzahl neuer Applikations mdglichkeiten. Der Erfindungsgegenstand sowie das erfindungsgemasse Verfahren werden im folgenden anhand schematischer Zeichnun- gen nAher erläutert. Es zeigt: Fig. 1, eine Kunststoffwandung mit eingesumpftem Draht gitter, Fig. 2, eine Variante der Anordnung Fig. 1 mit eingesu=pf- ten Knotenpunkten, Fig. 3, einen doppelwandigen Tank mit einzelnen Bahnen des Drahtgitters in einer Teilschnitt-Darstellung, Fig. 4, einen Schnitt durch eine Tankwandung an einer ebenen Oberlappungsstelle, Fig. 5, einen Schnitt einer Tankwandung an einer gekrüit:m- ten Oberlappungsstelle und Fig. 6, das Herstellungsverfahren für Kunststoffwandun- gen am Beispiel vorfabrizierter einzelner Bahnen. In Fig. 1 ist mit 1 ein Drahtgitter bezeichnet. Dieses Drahtgitter 1 ist flexibel und mit wenigstens einem Draht über die Hälfte des Drahtumfangs in einem aushärtenden Kunststoff 3 eingesumpft, welcher Bestandteil einer schichtartig aufgebauten Kunststoffwandung 2 ist. Aus Fig. 2 ist ;n eingesumpfter Knotempunkt ia eines Drahtgitters ersichtlich. Die Kunststoffwandungen 2, 2' können unterschiedliche Dik ken aufweisen, verschiedenartig laminiert sein und einen dem zu lagernden Medium konformen Kunststoff 3 aufweisen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines doppelwandigen Tanks zeigt im Teilschnitt Fig. 3. Hierbei handelt es sich um einen Toluolbehälter mit einer Behälterwandung 4 aus Stahl. Die Behälterwandung 4 bildet zusammen mit der in einer Abstand von einigen Millimetern gehaltenen Kunststoffwandung 2 ein Doppelwandsystem. Die Kunststoffwandung 2 weist auf ihrer. der Behälterwandung 4 zugewandten Seite eine Aluminiumfolie 5 auf. Distanziert sind beide Wandungen 2 und 4 durch druckbelastbare Aluminiumnoppen 6. Auf der Aluminiumfolie 5 befindet sich ein glasfaserverstärkter Kunststoff (GrK) 7, welcher seinerseits mit einzelnen Bahnen eines Drahtgitters 1,1' versehen ist. Das Drahtgitter 1 bzw. 1' ist zumindest an sei- nen Knotenpunkten la bzw. l'a verankert im Kunststoff 3, vgl. Fig. 2. Eine Sammelschiene 8 verbindet einzelne Bahnen des Draht- gitters 1, 1' und ist Geber Krafteinleitungselemente 9 fixiert. Der Tankbehälter ist durch. einen mittels Schrauben (nicht dargestellt) befestigten Tankdeckel 10 abgeschlossen. Im Tankdeckel 10 ist eine Erdungsklemme 11 eingeschraubt; an dieser ist eine Erdungslitze 12 befestigt, welche über einen Überwachungsanschluss 13 (z.B. Vakuum- oder Schutz- gasanschluss) zur Sa=nelschiene 8 geführt ist. Die Aluminiumfolie 5 ist ebenfalls durch eine Kontaktscheibe 14 galvanisch mit dem Überwachungsanschluss 13 verbunden und somit zur Erdungsklemme 11 leitend. Der Stahlmantel der Behälterwandung 4 ist im vorliegenden Beispiel auf Erdpotential E gelegt. Die Drahtgitter 1, 1' bestehen aus korrosionsbeständigem Chrom-Nickel-Draht (V2A) von 0,5 mm Durchmesser und 19 mm Maschenweite. Der Abstand zwischen den einzelnen Bahnen des Drahtgitters beträgt weniger als 10 cm. Als aushärtender Kunststoff hat sich im vorliegenden Fall Reinpolyester (192 MV, Firma Mäder) bewährt. Die Aluminiumnoppen sind mittels einer aushärtenden Spachtelmasse - im Inneren durch Quarzteilchen und UP-Harz im Gew.-Mischverhältnis 52% zu 48% armiert. Als Sammelschiene 8 dient eine flache Platte aus korrosionsbeständigem Stahl des Chrom-Nickel-Molyb- dän-Typs (V4A). In den folgenden Figuren sind wiederum gleiche Funktionsteile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Figuren 4 und 5 stellen Uberlappungsstellen der Drahtnetze 1 bzw. 1' dar und dienen gleichzeitig zur näheren Erläuterung des Schichtaufbaus und der Herstellung von doppelwandigen Behältern. Gemäss Fig. 4 ist als Korrosionsschutz des Mantels und zur punktuellen Klebung der Noppen 6 der Aluminiumfolie 5 eine Epoxidschicht 22 (Etoplate, Fa. Mäder) auf die Innenseite der Behaltervandung 4 aufgebracht. Die vorgefertigte und auf Mass abgelangte Kunststoffwandung 2 weist an ihrer einen oberen Seite ein loses abgebogenes Stück des Drahtgitters 1 auf. Das Krafteinleitungselement 9 ist mit seine: Flansch 15 auf einem GFK-Distanznocken 24 aufgesetzt und mit seinen sternförmin angeordneten Verankerungsdrähten 16 in ein GFK-Larinat 25 eingeklebt. Auf den oberen und unteren Längsseiten ist das GFK-Laminat 25 mit Polyesterkitt 23 auslaufend zuin GFK 7' der Vandung 2 verspachtelt und anschliessend verschliffen. Das Ganze ist durch eine Vberlaminierung 26 flüssigkeitsdicht abgeschlos sen; daraus ragt eine Gewindebüchse 17 heraus, in welche ein Gewindebolzen 18 eingeschraubt, drehfixiert und mittels Polyesterkitt 23 einseitig abgeschlossen ist. Das während der Montage in Position 1 befindliche Drahtgitter 1 wird nun in Pfeilrichtung in Position II abgebogen und mit seinem gegenseitigen Endteil fieber die Sammelschiene 8 galvanisch verbunden. Zur mechanischen Vorspannung dienen eine auf die Sammelschiene 8 drückende Spannhfilse 19 mit Unterlagscheibe- 20 und Mutter 21. Die Anordnung nach Fig. 5 erzielt grundsätzlich dieselbe Wirkung; aufgrund der gewölbten Behälterwandung 4 wird jedoch auch bei vergleichsweise mit 9 kleinerem Krafteinleitungselement 9' eine sehr gute Federwirkung der Svm- melschiene 8' erzielt. Gegenüber Fig. 4 sind bei Fig. 5 die GFK 7' mit Stossfugen 7a ausgeführt, welche mittels Polyesterkitt 23 formschlGs- sig verbunden sind; ebenso die Aluminiumfolie 5. In dieser Variante weisen die Aluminiumnoppen 6' eine Höhe von 5 mm auf; das Drahtgitter 1' ist lediglich an seinen Knotenpunkten rG in Polyester eingesumpft. Bei der Herstellung doppelwandiger Behalter hat sich die Hassvorfabrikation der Kunststoffwandung 2 in Form von einzelnen zugeschnittenen Bahnen sehr bewahrt. Diese werden zweckmässigerweise auf einem an sich bekannten Vakuumtisch 33, Fig. 6, hergestellt. Auf die Aluminiumfolie 5 (0,05 mm Dicke) und die darauf geklebten GFK-Laminate 7 (Glasfasergew. 2 x 450g/m2) ist ein aushärtender Kunststoff 3 (Rein-Polyester 192 MV) aufgebracht. Je nach gewünschter Einsumpftiefe sind 180 g/mç bis 700 g/m2 Kunststoff 3 aufgebracht; der Kunststoff ist randseitig durch ein Abdeckband 29 begrenzt. Auf diese Schicht wird nun ein zugeschnittenes Drahtgitter 1 (V2A Draht welches an einer Knickstelle 30 um ein Stück Kunst stoffolie 28 (PVC) umgelegt ist, positioniert. Das Ganze wird nun durch eine weitere Kunststoffolie 28' (PVC Vakuumfolie)abgedeckt. Auf der über die Kunststoffwandung 2 hinausragenden Randpartie wird anschliessend ein Dichtstreifen aus Neopren-Gummi gelegt, welcher durch einen umlaufenden Hohlprofilrahmen 32 beschwert ist. Durch ein am Anschluss 34 mittels einer starken Vakuumpumpe erzeugtes Vakuum V wird die Kunststoffolie 28' durch den statischen Atmosphärendruck gleichmassig belastet und bewirkt ein regelmässiges Einsumpfen des Draht gitters 1 im Kunststoff 3. Nach einer Aushärtezeit von ca. 0,8 h werden die Vakuumpumpe abgeschaltet, die Kunststoffolien 28, 28' entfernt und es liegt eine einbaufertige Bahn einer Tankwandung vor. In analoger Weise werden ebenfalls die Boden von Tanks hergestellt. Bei bombierten Baden B wird jedoch vorteilhafterweise ein auf das Inenaass des Tanks gefertigter Kunststoffschlauch auf die in Tank worbereitete, beschichtete Wandung 2 aufgelegt, randseitig, und zentral unter Einführung eines Vakuum Anschlusses vurstarti abgedichtet und damit das Drahtgitter 1 eingesi-pft. Der besondere Vorteil des erfindungsgemassn Verfahrens besteht darin dass handelsübliche Drahtgitter verwendet wer den können und dass dadurch auch auf Baustellen den individuellen Bedürfnissen angepasste Wandungen herstellbar sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorstehend beschriebene Erfindung nicht auf die Anwendung'in Flüssigkeitstanks beschränkt ist, sondern für an sich beliebige Behälter, beispielsweise auch Silos, Laborbehälter etc. geeignet ist. Je nach dem Grad der gewählten Einsumpfung, Maschenweite, Drahtstärke und Art des Drahtgitters lässt sich der Erfindungsgegenstand auch zur Lagerung von Festkörpern (Kunststoffgranulaten etc.) einsetzen.

Claims: Patentansprüche 1. Doppelwandiger Behälter für ein brennbares Medium, beste hend aus einer äusseren Behälterwandung und einer in einem Abstand von dieser angeordneter, wenigstens partiell mit elektrisch leitenden Stoffen versehenen, dem Medium zuge wandter, glasfaserverstärkter Kunststoffwandung zur Reduk tion der Zünd- und Korrosionsgefahr, wobei die Dichtigkeit der Kunststoffwandung durch physikalische Messverfahren überprüfbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunst stoffwandung (2) an der dem Medium (M) zugewandten Ober fläche im Bereich ihres Innenmantels und/oder ihrer Böden wenigstens ein metallisches Drahtgitter (1) aufweist, wel ches wenigstens an seinen Knotenpunkten und/oder auf sei nem halben Drahtumfang in einen aushärtenden Kunststoff (3) eingesumpft ist. 2. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Oberfläche im Bereich ihres Zylinder mantels einzelne Bahnen des Drahtgitters (1, 1') aufweist, welche über eine elektrisch leitende Sammelschiene (8) zu sammengefasst und mit dem Drahtgitter der Boden (B) der äusseren Behalterwandung (1) und dem elektrischen Poten tial der Behalterwandung (4) verbunden sind. 3. Doppelwandiger Behalter nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die einzelnen Bahnen des Drahtgitters (1, 1') überlappt sind und dass an der Uberlappungsstelle ve- nigstens zwei Krafteinleitungsel < mente (9) mit einer Viei- zahl sternförmig angeordneter Verankerungsdrähte (16) ein geklebt sind. 4. Doppelwandiger Behälter nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffwan dung (2) durch druckbelastbare Aluminiumnoppen (6) einer Aluminiumfolie (5) von der äusseren Behälterwandung (4) distanziert ist und auf welcher Aluminiumfolie (5) ein glasfaserverstärkter Kunststoff (7) aufgeklebt ist, auf welches das Drahtgitter (1) in einen aushärtenden Kunst stoff (3) eingesumpft ist. 5. Doppelwandiger Behalter nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Armierung der Aluminiumnoppen (6) durch eine aushärtende Spachtelmasse bestehend aus Quarzteil chen und ungesättigtem Polyester-Harz im Gew.-Mischungs verhältnis von 52% zu 48% besteht. . Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen der Aluminiumfolie (5) und dem Drahtgitter (1) ein Kondensator sit einer Kapazität von < 0,01 F pro m2 Wandung @ebildet ist. 7. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 1, 4 oder 5, da durch gekennzeichnet, dass eine äussere Behälterwandung (4) nit einer darauf allseitig dichtend aufgebrachten Aluminiumfolie < 5 > vorgesehen ist, derart dass sich ein überprüfbarer Gasraum zwischen der Behälterwandung (4) und der Kunststoffwandung (2) bildet. 6. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das metallische Drahtgitter (1) aus nicht rostendem Stahl besteht und einen Drahtdurchmesser von < imm aufweist. 9. Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen BeMlters nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in eines ersten Schritt auf einen gleich@ässig mit Polyester-Harz beschichteten glasfaserwerstärkten Kunststoff zuerst das Drahtgitter und anschliessend eine randseitig gummige dichtete Kunststoffolie aufgelegt werden und dass in ei nem zweiten Verfahrensschritt der Hohlraum zwischen dem glasfaserverstärkten Kunststoff und der Kuns.tstoffolie durch einen Anschluss einer Vakuumpumpe evakuiert wird, so dass der auf die Sunststoffolie einwirkende AtmosphE- rendruck das Drahtgitter während der Aushärtezeit des Polyesterharzes einsumpft. 10. Verfahren zur Herstellung der Böden eines doppelwandigen Behalters nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffolie ein Schlauch ist, welcher dem Innen durchmesser des Behälters angepasst ist, und der ein seitig unter Anschluss der Vakuumpumpe zusanmenge- schnürt ist.

Inventors: ULMANN, FRED A., DIPL.-CHEM.
Applicants: BORSARI & CO.
Application year: 1980
Main classification: B65D90
IPC codes: B65D90, B65D8