DE102006043478B4

DE102006043478B4 - Vorrichtung zur Befestigung von Verbundpaneelen an einer Tankstruktur

Info

Publication number: DE102006043478B4
Application number: DE200610043478
Authority: DE
Inventors: Jens Pehlke; Katinka Wolgast; Volker Fiebig; Michael Klamp; Miroslav Denev; Keno Dirks
Original assignee: Aker MTW Werft GmbH
Current assignee: Wadan Yards MTW GmbH
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2026-09-16
Also published as: DE102006043478A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Tank für die Lagerung und den Transport von tiefkalten Medien zur Befestigung von Isolier- und Barriereschichten als Verbundpaneele an der Innenseite der Tankstruktur des Tanks. Die Befestigung erfolgt mittels spezieller Montageprofile (1), die auf der Tankstruktur (2) aufgebracht werden, welche zur Befestigung der Isolier- und Barriereschichten als Verbundpaneele (4) mittels mechanischer oder stoffschlüssiger Befestigungssysteme dienen. Dabei sind die Paneele (4) nicht direkt auf der Tankstruktur (2) sondern auf den Montageprofilen (1) befestigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Tank für die Lagerung und den Transport von tiefkalten Medien zur Befestigung von Isolier- und Sperrschichten als Verbundpaneele an der Innenseite der Tankstruktur des Tanks. Sie zeigt die Befestigung von Isolier- und Barriereschichten in Tanks zur Lagerung und zum Transport tiefkalter Medien mittels spezieller Montageprofile.
Für die Lagerung und den Transport von tiefkalten Medien, z. B. verflüssigtem Erdgas, werden spezielle Isoliersysteme verwendet. Für die Gestaltung der Isoliersysteme haben sich unterschiedliche Konstruktionsprinzipien durchgesetzt.
Eine Gruppe von Tanksystemen für die Lagerung und den Transport von tiefkalt verflüssigtem Erdgas wird als Membrantank bezeichnet. Die thermische Isolierung erfolgt im Tank durch zwei übereinander angeordnete Schichten aus Isoliermaterial. Zwei sogenannte Barrieren (Membranschichten) dienen der Gewährleistung der Dichtigkeit. Der Schichtaufbau wird mit der Tankstruktur verbunden. Dies geschieht in der Regel mittels Kleben und Schrauben. Natürliche, auf der Tankstruktur auftretende Verformungen, werden dabei z. B. durch Nivelliermasse ausgeglichen.
Aus der DE 199 31 705 A1 ist ein System bekannt, bei dem die Verbindung der sekundären Isolierschicht, mittels vorher im inneren der Tankstruktur aufgeschweißten Bolzen erfolgt. Mit Muttern werden die Barriere- und Isolierschichten auf der Innenseite der Tankstruktur fixiert.
In der DE 26 48 211 A1 wird eine Verbundplatte, welche die erforderlichen Isolier- und Barriereschichten beinhaltet, ebenfalls durch aufgelötete Bolzen an der Tankwand gehalten. Um die Verbundplatte auf ein Niveau zu bringen, werden Abstandsstücke auf die Bolzen aufgeschoben. An Stellen, an denen die Stahlflächen der Tankstruktur stark verformt sind wird zusätzlich eine Nivelliermasse aufgetragen.
Bei beiden Befestigungsarten ist es erforderlich die Bolzen auf der Tankstruktur sehr genau auszurichten. Die hierfür erforderlichen Vermessungsarbeiten und das Ausgleichen von Unebenheiten sind sehr zeitaufwändig.
Die EP 1 669 662 A2 beschreibt modulare Wände für den Bau von Flüssiggastanks. Die betreffenden Paneele weisen abgeschrägte Ecken auf, an welchen die Paneele mittels jeweils zentral an der Stoßstelle von vier Paneelen mittels eines Verbindungselementes an der tragenden Struktur verankert sind. Diese Befestigungsvariante erfordert aber ebenfalls die Applikation von jeweils vier Bolzen pro Ankerplatte an der tragenden Struktur, wobei die Bolzen ebenfalls exakt ausgerichtet werden müssen.
Die Druckschrift DE 21 12 900 B beschreibt ein Membrantanksystem, bei dem die Isolierplatten, bestehend aus Isolierschicht sowie äußerer und innerer Decktafel auf einem Stützensystem befestigt sind. Das Stützensystem besteht hier aus einer Rahmenkonstruktion, die mit der äußeren tragenden Struktur (äußerer Mantel) punktuell über Stützblöcke verbunden ist. Dazu bilden Leisten aus Isoliermaterial (z. B. Holz) eine notwendige Zwischenlage, die mit der Rahmenkonstruktion verbunden ist und wiederum Verbindungsschienen trägt, die mit den angrenzenden äußeren Decktafeln so zu verbinden sind, dass sie mit diesen eine durchgehende äußere Membranschale bilden. Dadurch wird das Stützsystem Bestandteil der Membranschichten.
Aus Druckschrift DE 12 93 054 A ist ein Tanksystem bekannt, bei dem Außen- und Innenmembranschicht sowie Isolierblöcke über ein kompliziertes Balken- und Stützensystem (Gerüstsystem) punktuell mit der Außenwand abgestützt werden. Dabei sind Stützen auf die Außenwand aufgeschweißt, an denen Trägerbalken befestigt werden. Die Trägerbalken tragen die äußere Membranschicht. Außerdem sind an den Trägerbalken Laschen befestigt, die die äußere Membranschicht durchdringen. An den Laschen werden über der äußeren Membranschicht weitere Pfosten montiert, an denen Leisten befestigt werden, die wiederum zur Befestigung der inneren Membranschicht dienen. Bei diesem aufwendigen Tanksystem kommen keine Verbundpaneele zum Einsatz, sondern die Tanksystemschichten sind jeweils als Einzellagen aufzubringen. Allein das Balken- und Stützensystem besteht aus unzähligen Einzelteilen und erfordert zum Aufbau sehr viele Montageschritte.
Aus des DE 12 23 860 A ist ein System bekannt, bei dem an einer tragenden Tankinnenwand zunächst Abstandshalter und Balken mittels Bolzenschraubverbindungen befestigt werden, wobei die Balken sogenannte Federraster aufweisen, an denen sich wiederum die mit Hakenstützen versehene Mantelbleche durch Einrasten befestigen lassen und das äußere Mantelblech zumindest teilweise mit Glaswolle beklebt ist.
Aus WO 89/09909 A1 ein Membrantanksystem bekannt, bei dem die sekundäre Isolierschicht durch aufgeschweißte Stehbolzen in regelmäßigem Abstand an der Tragstruktur befestigt und die sekundäre Sperrschicht dann an der sekundären Isolierschicht befestigt wird, wobei weitere, mit der sekundären Isolierschicht verbundene Stehbolzen die sekundäre Sperrschicht penetrieren, um die primäre Isolierschicht befestigen zu können. Die primäre Sperrschicht wiederum wird in einem weiteren Arbeitsgang an Schweißträgern befestigt, welche durch die primäre Isolierschicht verlaufen und mit der sekundären Sperrschicht verbunden sind. Dieses System ist gekennzeichnet, dass die Funktionsschichten, d. h. die sekundäre Isolierschicht, die sekundäre Sperrschicht, die primäre Isolierschicht und die primäre Sperrschicht, als separate Schichten ausgeführt sind und jeweils in separaten Arbeitsgängen auf die Tankstruktur aufgebracht werden müssen.
Die GB 14 33 020 A beschreibt ein Wandpaneelsystem zum Aufbau gasdichter Zellen, das durch einen sequentiellen Lagenaufbau gekennzeichnet ist. Ein hier verwendetes H-Profil dient der Halterung von Abdeckpaneelen und dem Aufschrauben von Isolierblöcken. Durch die hier beschriebene Verbindung der H-Profile mit den Abdeckpaneelen und dem Einbringen von Dichtmasse in die Verbindungsstellen zwischen Profil und Platte sowie durch zusätzliches Aufkleben von Dichtstreifen wird eine gasdichte Schicht gebildet, wodurch die H-Profile zwangsweise selbst funktionaler Bestandteil der gasdichten Schicht werden. Die folgenden Schichten müssen jeweils in der Gesamtfläche in mehreren Arbeitsschritten befestigt und abgedichtet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es diese Nachteile abzustellen, und eine Lösung vorzustellen, welche an Stelle der aufwändigen Positionierung von einzelnen Bolzen eine effizientere Befestigung gewährleistet und somit Arbeitsaufwand und damit letztlich Arbeitszeit spart. Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass auf der Tankstruktur Montageprofile aufgeschweißt werden, welche zur Befestigung der Isolier- und Barriereschichten (Verbundpaneele) mittels mechanischer oder stoffschlüssiger Befestigungssystemen dienen. Die Besonderheit gegenüber vieler bestehender Systeme ist, dass das Paneel nicht direkt auf der Tankstruktur sondern auf dem Montageprofil befestigt wird.
Dieses Montageprofil kann mit einer Vielzahl, von Löchern, ähnlich einer Lochplatte ausgestattet sein. Dies ermöglicht genaue Montage ohne das vorherige millimetergenaue Einmessen und Ausrichten von Befestigungselementen, z. B. Bolzen. Nachbohren zusätzlich erforderlicher Löcher während der Montage der Paneele ist möglich. Alternativ können auch Schrauben mit Bohrspitze verwendet werden. Die Art und Gestaltung der Montageprofile sowie die Verwendung von Ausgleichselementen in Ring- oder Streifenform ermöglichen das Ausgleichen von Unebenheiten auf der Tankstruktur. Der Einsatz von Haken ermöglicht zudem eine Verbindung der Schichten mit der Tankstruktur, ohne Isolier- oder Barriereschichten zu perforieren.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert:
1: schematische perspektivische Darstellung eines Montageprofils mit geraden Schenkeln;
1a: schematische perspektivische Darstellung eines Montageprofils mit teilweise geraden und teilweise runden Schenkeln;
1b: schematische perspektivische Darstellung eines Montageprofils mit runden Schenkeln;
1c: schematische perspektivische Darstellung eines Montageprofils mit hakenförmigen Schenkeln;
2: schematische perspektivische Darstellung einer Montageprofil-Befestigung mittels Schrauben mit Bohrspitze;
2a: schematische perspektivische Darstellung einer Montageprofil-Befestigung mittels einer stoffschlüssigen Verbindung;
3: schematische perspektivische Darstellung einer Montageprofil-Befestigung mittels Schrauben. Der Boden des Montageprofils ist mit einer Vielzahl verteilter Löcher versehen. Dargestellt sind außerdem Ausgleichselemente in Form von Streifen und Ringen.
4: schematische perspektivische Darstellung einer Montageprofil-Befestigung mittels Dopplungshülsen und Schrauben;
5: schematische perspektivische Darstellung einer Montageprofil-Befestigung mittels Haken und Schrauben.
In 1 ist ein Montageprofil (1) dargestellt. Das Montageprofil (1) ist als Profil ausgebildet und besteht aus Grundfläche (1c), Schenkel (1a) und Krempe (1b).
In 1a ist ein Montageprofil (1) dargestellt. Das Montageprofil (1) ist als Profil ausgebildet und besteht aus Grundfläche (21c), Schenkel (21a) und Krempe (21b).
In 1b ist ein Montageprofil (1) dargestellt. Das Montageprofil (1) ist als Profil ausgebildet und besteht aus Grundfläche (31c), Schenkel (31a) und Krempe (31b).
In 1c ist ein Montageprofil (1) dargestellt. Das Montageprofil (1) ist als Profil ausgebildet und besteht aus Grundfläche (41c), Schenkel (41a) und Krempe (41b).
In 2 ist eine Verbindung zwischen Tankstruktur (2) und Verbundpaneel (4) mittels eines Montageprofils (1) dargestellt. Das Montageprofil (1) liegt mit den Krempen (1b, 21b, 31b, 41b) auf der Tankstruktur (2) auf. Das Verbundpaneel (4) ist mit Löchern (4a) versehen. Durch diese Löcher (4a) werden die Verbundpaneele (4) mittels mechanische Befestigungselemente (3) mit Bohrspitze an dem Montageprofil (1) befestigt.
In 2a ist eine mögliche Verbindung zwischen Tankstruktur (2) und Verbundpaneel (4) mittels eines Montageprofils (1) dargestellt. Das Montageprofil (1) liegt mit den Krempen (1b, 21b, 31b, 41b) auf der Tankstruktur (2) auf. Das Verbundpaneel (4) wird mittels einer stoffschlüssigen Verbindung (3a) an dem Montageprofil (1) befestigt.
In 3 ist weiterhin die Verbindung zwischen der Tankstruktur (2) und einem Verbundpaneel (4) mittels Montageprofilen (1) dargestellt. Die Grundfläche (1c, 21c, 31c, 41c) der Montageprofile (1) ist mit einer Vielzahl gleichmäßig verteilter Löcher (1d) versehen. Zum Verbinden werden mechanische Befestigungselemente (3), z. B. Schrauben oder Nieten, verwendet. Zum Ausgleich von Unebenheiten in der Tankstruktur (2) sind Ausgleichselemente (7), die rund oder streifenförmig ausgebildet sind, in verschiedenen Dicken vorgesehen. Diese werden an den erforderlichen Stellen auf das Montageprofil (1) aufgelegt.
In 4 ist eine Verbindung der Tankstruktur (2) mit einem Verbundpaneel (4) mittels Montageprofilen (1) und Dopplungshülsen (10) dargestellt. Die Dopplungshülse (10) ist ein Hohlzylinder mit einer dünnen Wandung. An der Oberseite hat die Dopplungshülse (10) eine nach außen geformte kreisförmige Krempe (10a). An der Unterseite hat die Dopplungshülse (10) eine nach innen gerichtet Krempe (10b). Die Dopplungshülsen (10) werden zur Verstärkung in das Loch (4a) im Verbundpaneel (4) geschoben, so dass die Krempe (10a) flach auf der Oberseite des Verbundpaneels (4) aufliegt. Die Befestigung des Verbundpaneels (4) an den Montageprofilen (1) erfolgt über mechanische Befestigungselemente (3).
In 5 erfolgt die Verbindung von Verbundpaneel (4) und Montageprofil (1) mittels Verbindungshaken (8). Hierfür wird das Verbundpaneel (4) an den vertikalen Flächen mit einer Nut (11) versehen. An der unteren Fläche der Nut (11) werden in gleichmäßigen Abständen längs zur Nut (11) verlaufende Kerben (11a) eingebracht. In diese Kerben (11a) werden die Verbindungshaken (8) eingehakt. Der Haken (8) wird dann an seiner Krempe (8a) mit dem Montageprofil (1) verschraubt.

1: Montageprofil
1a: Schenkel
1b: Krempe
1c: Grundfläche
1d: Loch in Montageprofil
2: Tankstruktur
3: Mechanisches Befestigungselement
3a: Stoffschlüssige Befestigung/Verbindung
4: Verbundpaneel
4a: Loch im Verbundpaneel
6: Niet
7: Ausgleichselement
8: Haken
8a: Krempe des Haken
10: Dopplungshülsen
10a: Krempe an den Dopplungshülsen
10b: Nach innen gerichtete Krempe
11: Nut
11a: Kerbe in Nut der Verbundpaneele
21a: Schenkel
21b: Krempe
21c: Grundfläche
31a: Schenkel
31b: Krempe
31c: Grundfläche
41a: Schenkel
41b: Krempe
41c: Grundfläche

Claims

Vorrichtung für einen Tank für die Lagerung und den Transport von tiefkalten Medien zur Befestigung von Isolier- und Sperrschichten als Verbundpaneele (4) an der Innenseite der Tankstruktur (2) des Tanks, dadurch gekennzeichnet, dass Montageprofile (1) auf der Innenseite der Tankstruktur (2) aufgebracht sind, auf denen die Verbundpaneele (4) so befestigt sind, dass die Verbundpaneele (4) nicht direkt auf der Tankstruktur (2) sind, wobei das Montageprofil (1) aus einer Grundfläche (1c, 21c, 31c, 41c), Schenkeln (1a, 21a, 31a, 41a) und Krempen (1b, 21b, 31b, 41b) besteht und mit den Krempen (1b, 21b, 31b, 41b) auf der Tankstruktur (2) aufliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundpaneele (4) mittels mechanischer Befestigungselemente (3) befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundpaneele (4) mittels stoffschlüssiger Verbindungen (3a) befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageprofile (1) parallel und im Winkel zueinander auf die Tankstruktur (2) aufgesetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageprofile (1) in der Grundfläche (1c, 21c, 31c, 41c) mit einem oder mehreren Löchern (1d) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich von Höhenunterschieden Ausgleichselemente (7) aus druckfestem Material auf die Grundfläche (1c, 21c, 31c, 41c) der Montageprofile (1) aufgelegt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich von Höhenunterschieden Ausgleichselemente (7) aus druckfestem Material zwischen die Krempen (1b, 21b, 31b, 41b) der Montageprofile (1) und der Tankstruktur (2) gelegt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundpaneele (4) unter Verwendung von Dopplungshülsen (10) an dem Montageprofil (1) befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dopplungshülse (10) an der Oberseite mit einer Krempe (10a) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die der Tankstruktur (2) zugewandten Seite der Dopplungshülse (10) eine nach innen gerichtete Krempe (10b) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundpaneele (4) mit den Montageprofilen (1) durch eine Hakenverbindung (8) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haken (8) durch eine Nut (11a) im Verbundpaneel (4) fixiert sind.