Fachtagung Ausstellung TÜV-SÜD

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1 Fachtagung Ausstellung TÜV-SÜD Doppelböden bei Flachbodentanks 18. November 2004 Konstruktive Anforderungen an Doppelböden aus Sicht eines Leckanzeigerherstellers. Wolfgang Leimbach Dipl.Ing. (FH) 1 Prinzipdarstellung eines doppelwandigen Flachbodentanks Problemsituation: -Gestaltung des Doppelbodens -Leckanzeiger System 1 Tankboden 2 Tankmantel 3 Tankdach 4 Tankdachentwässerung 5 Rohrleitung 6 Anschlussstutzen / Leckanzeiger System 7 Überwachungsraum / 8 Boden Lagerflüssigkeit 2 6 Doppelboden = Häufig Ø 25 m 60 m Lagerflüssigkeit 3 wichtige Bedingungen sind zu berücksichtigen: -Tank Ø -Lagerflüssigkeit -Tankboden =

2 Schematische Darstellung eines Stahl - Doppelboden Ausführung der Boden-/ Schweißkonstruktion mit -Kehlnähten -Stumpfschweißnähten 1. Eckrandwinkel 2. Tankboden 3. Zwischenlage z. B. Baustahlmatte Lagerflüssigkeit Beispiel: Anschlussmuffe 2. Tankboden 4. Überwachungsraum 3 GfK Doppelbodenausführungen -mit Abstandsgewebe nach unten offen / direkte Überwachung des Doppelbodens -mit Zwischenlage nach unten geschlossen / indirekte Überwachung des Doppelbodens Beispiel: Anschlussmuffe Schematische Darstellung eines GfK - Doppelboden 1. Randanbindung 2. Spachtelung Lagerflüssigkeit 3. Mehrlagengewebeschicht 4. Abstandsgewebe als Überwachungsraum 5. Tankboden 3. Mehrlagengewebeschicht 4

3 Schematische Darstellung eines Doppelboden als flexible Leckschutzauskleidung 1. Randanbindung 2. Dichtungsbahn z.b. aus PVC 3. Abstandsgitter mit Schaumstoff, oder Fließ als Überwachungsraum Beispiel: Anschlussmuffe Lagerflüssigkeit 4. Tankboden / beschichtet 5 Einwandiger Behälter DIN 6608 mit flexibler Leckschutzauskleidung Häufig eingesetztes System an einwandigen Stahlbehältern. 4. Saugleitungsanschluss 5. Messleitungsanschluss 1. Flexible Leckschutzauskleidung 2. Zwischenlage als Fließ Ø 2,9 m 3. Saugleitung zum Behälterboden zwischen Leckschutzauskleidung + Fließ 6

4 Bei großen Tank Ø Ansicht doppelwandiger Boden als Schnitt mit 4 Segmenten Saugleitung Leckageort? Messleitung Nach der EN darf die Größe des max. 10m³ für ein Leckanzeiger System betragen! 7 Saugleitung Variante 1 Leckageort? Überwachungsraumgestaltung nach Längsabschnitten bei etwa gleich großen Volumen. Messleitung 8

5 Variante 2 Nach der EN darf die Größe des max. 10m³ für ein Leckanzeiger System betragen! Folie Schnitt Leckageort? Relativ hohe Kosten für die Leckanzeiger Überwachung! Messleitung Saugleitung 9 Schnitt Leckanzeigeranschluss 1 x Saugleitung 1 x Messleitung Beispiel: Schräg ausgeführter Überwachungsraum! Lagerflüssigkeit Lagerflüssigkeit im fließt zum tiefsten - Punkt Leckanzeigeranschluss 1 x Saugleitung 1 x Messleitung Überwachungsraum Leckageort? Kostspieliger Tankboden / - Gestaltung 10

6 Betrachtung der pneumatischen Leckanzeige Welche Messart / Druckversion wäre die effektivste? Klasse 1 Leckanzeiger Systeme Vakuumprinzip: Vor-/ und Nachteile Unabhängigkeit: -hydrostatischer Druck; kann vernachlässigt werden Mehr Aufwand an Montagebausätzen: -Drei Anschlüsse; Saug-/ Mess-/ Auspuffleitung -Flüssigkeitssperre, Kondensatgefäße Explosionsschutz: -Ex Ausführung Leckanzeiger -Detonationssicherungen Lagerflüssigkeit wird in den gesaugt: -Flüssigkeitsleck Höhere Kosten: -Je ein Leckanzeiger -Zusätzliche Montage Bausätze 11 Fortsetzung Überdruckprinzip: Vor-/ und Nachteile Zu großer hydrostatischer Druck ( Lagermedium ): -Bei einem üblichen Überwachungsdruck von 0,5 bar ( ), gäbe es keine Alarmmeldung bei einem Flüssigkeitsleck! Verteilertechnologie: -Ein Leckanzeiger für mehrere ; möglich ( max. 10 m³ ) Wenig Montagebausätze: -Zwei Anschlüsse, Druck-/ Messleitung -Keine Flüssigkeitssperren Keine Ex Schutzmaßnahmen: -Kein explosionsgeschützter Leckanzeiger -Keine Detonationssicherungen müsste hohen Überdrücken standhalten; >als hydrostatischer Druck Niedrige Kosten: -Einfachstes System, wenn anwendbar. Bemerkung: Dieses System ist zur Zeit nicht einsetzbar auf Grund der Druckverhältnisse und einer aufwendigen Tankkonstruktion ( )! 12

7 Differenzdruckmessung: Fortsetzung Die Differenzdruckmessung erfordert eine definierte Druckmessung mit Schaltwerten die eine Alarmmeldung garantieren. Die Differenzdruckmessung kann eine Alarmmeldung Flüssigkeitsleck = Lagermedium und ein Luftleck = Tankboden, oder an anderen Positionen die nicht mit der Lagerflüssigkeit im Zusammenhang stehen, detektieren. Beispiel: 150 mbar ΡA EIN = Flüssigkeitsleck / Lagermedium 100 mbar = Überwachungsdruck = Ρ A AUS / Ρ P AUS 75 mbar Ρ P EIN = Ausgleich eines Luftlecks 50 mbar Ρ A EIN = Luftleck Die Differenzdruckmessung wird also zwischen 50 / 150 mbar durchgeführt. Dieses Beispiel ist aber nur eine theoretische Betrachtung die genau geprüft und im Zusammenhang mit der konstruktiven Gestaltung des doppelten Tankbodens gestellt werden muss. Nicht berücksichtigt bleibt die Betrachtung einer effektiven Literleistung der integrierten Überdruckpumpe. ( ca. 85 Liter / Stunde am Alarmschaltwert ; nach EN T. 1-7 ) 13 Zusammenfassung Vor- / und Nachteile: Fortsetzung Unabhängigkeit: -bei geringem Überdruck im ; wird konstruktiv aufwendig -Anzeige eines Flüssigkeitsleck, sowie Luftleck möglich Lagerflüssigkeit gelangt in den bei einer Leckage Relativ hoher Aufwand an Montagebausätzen: -Flüssigkeitssperre, Kondensatgefäß / auch bei Überdruck Explosionsschutz eventuell erforderlich: -Detonationssicherungen / auch bei Überdruck Wird nicht in der Norm beschrieben: -Es werden nur Unter-/ Überdrucksysteme beschrieben deren Alarmschaltwert mit der Formel, z.b. bei Überdruck: Ρ AE = 3000 Pa +pp h g + p 0 bei Unterdruck: Ρ AE = 3000 Pa + g h, oder 25 kpa definiert ist. Eine Zulassung ist deshalb problematisch Verteilertechnologie möglich Kostenvorteil wahrscheinlich gering 14

8 Resümee Pneumatische Systeme können einen Leckageort nicht orten! Eine Kombination aus pneumatischen Leckanzeiger der Klasse 1 und Sensortechnik kann eine Alternative darstellen. ( Folgen gleich wie unter 2 ) Bisherige Konstruktionen sind nicht für Überdruck geeignet! Konstruktionen sind nicht genormt! Große Tankdurchmesser erfordern einen aufwendigen Überwachungsraum! Im Leckagefall ist immer eine aufwendige Prozessabwicklung, nach erfolgter Alarmmeldung durch ein Leckagesystem, notwendig. -Tankentleerung -Tankreinigung -Auffinden des Leckageortes / Reparatur -langer Ausfall der Betriebsgenehmigung / wieder Inbetriebnahme durch autorisiertes Personal 15 Resümee 2 Auslegung doppelwandiger Böden, bzw. doppelwandiger Böden von Tankbauwerken nach DIN 4119 / pren14015 Voraussetzungen / Beispiele: - Effektive konstruktive Gestaltung des Überwachungsraumes /. - Umsetzung der Leckageortbestimmung kann nur schwer / kostengünstig umgesetzt werden, z.b. durch zusätzliche Sensortechnik. - Festlegung von Anforderungen der möglichen Leckanzeige Systeme. - Einbindung in die neue EN14015 oder in eine zukünftige nationale DIN Einbindung in die Gestaltung der äußeren Wandung eines Tankbauwerkes wenn dieser doppelwandig sein soll ( Leckanzeige System ). -Zusammenarbeit der betroffenen Normenausschüsse wäre sehr hilfreich für ein gemeinsames Grundkonzept. Leimbach 16