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Jul 19, 2023

Stellen Sie sicher, dass Sie den richtigen Kunststofftank für die Lagerung von Chemikalien wählen

Nahezu alle Tanks gelten als langfristige Kapitalanlage. Branchen fordern häufig eine Lebensdauer von mindestens 20 Jahren. Daher Auswahl der Designstandards und Baumaterialien

Nahezu alle Tanks gelten als langfristige Kapitalanlage. Branchen fordern häufig eine Lebensdauer von mindestens 20 Jahren. Daher muss die Auswahl der Designstandards und Konstruktionsmaterialien dementsprechend erfolgen. Lee Forbes berichtet

Tanks zur Verwendung in der chemischen Lagerung und Verarbeitung sowie in der Wasser- und Abfallaufbereitungsindustrie dürfen nicht als Handelsware betrachtet werden. Tanks müssen sicher sein, da die Haftung und das Risiko für Personal und Umwelt äußerst hoch sind. Für den Ingenieur ohne Erfahrung in der Auswahl von Materialien und Design scheinen Tanks einfache Strukturen zu sein, die fast aus einem Produktkatalog gekauft werden. Dieser Ansatz kann leicht zu Ausfällen während der Lebensdauer des Tanks führen. Es ist wichtig, dass Design, Konstruktionsmaterialien und Herstellungsart sorgfältig geprüft werden, um die erforderliche Anwendung und Lebensdauer zu erfüllen und gleichzeitig die wirtschaftlichste Lösung zu finden. Häufig wählt der Käufer aus rein wirtschaftlichen Gründen einen unzureichenden Tank aus, um ein anspruchsvolles Budget zu erfüllen.

Unabhängig von der Anwendung ist es wichtig, dass der Käufer vollständig mit dem Hersteller zusammenarbeitet, um sicherzustellen, dass ein sicherer, richtig konstruierter Tank ausgewählt wird. Ein Teil dieses ersten Auswahlprozesses betrifft den kritischen Faktor in Bezug auf die Baumaterialien. Lassen Sie sich nicht von dem Hersteller täuschen, der nur eine sehr begrenzte Auswahl an Materialien anbieten kann. Betrachten Sie die möglichen langfristigen Auswirkungen des Inhalts auf die Baumaterialien. Dies ist besonders wichtig beim Umgang mit Flüssigkeiten in Thermoplasttanks, bei denen der Thermoplast nicht nur der chemische Widerstand, sondern auch die tragende Struktur darstellt. Alle Kunststoffe leiden unter einem geringen Grad an Permeation, und viele Ingenieure ignorieren diesen langfristigen Effekt auf die Polymerstruktur, der zu Spannungsrissen durch Umwelteinflüsse oder einer Erweichung des Materials führen kann. Bestehen Sie immer auf einem zertifizierten Designstandard mit vollständiger Designberechnung, um sicherzustellen, dass der Tank den Anforderungen entspricht. Anders als manche denken, können Materialien aufgrund der Zersetzung, wenn die Tankhülle unter Last steht, eine relativ kurze Lebensdauer haben. Die langfristige Einwirkung einer Reihe von Chemikalien unter Stress kann zu umweltbedingter Spannungsrissbildung führen.

Die Materialauswahl ist für den Käufer immer ein schwierig zu berücksichtigender Bereich, da von verschiedenen Herstellern unterschiedliche Angaben zur erwarteten Lebensdauer gemacht werden. Der sicherste Ansatz besteht darin, sich vollständig an einen erfahrenen Hersteller zu wenden, der erfolgreiche langfristige Anwendungen vorweisen kann. Die nächste Schutzmaßnahme ist die Anforderung einer detaillierten Gestaltung. Das Produkt muss ausnahmslos vollständig einem anerkannten britischen oder EU-Standard entsprechen.

Das vorgeschlagene Auswahlverfahren umfasst:

Materialauswahl: Thermoplast als chemischer Widerstand und tragende Struktur; Glasfaserverstärktes Laminat aus Vinylester und Polyester (GFK oder FRP) mit einer inneren Korrosionsbarriere aus Verbundwerkstoff; Die Korrosionsbarriere der thermoplastischen Innenschale dient als chemischer Widerstand, während das äußere GFK-Laminat als tragende Struktur dient und vollständig vor den Auswirkungen des Inhalts geschützt ist. Beispiele für solche Panzer, die seit über 35 Jahren im Dauereinsatz sind, können von Forbes demonstriert werden.

Der Bereich, der vom Hersteller nicht immer angesprochen wird, ist nachweislich die erwartete Langzeitlebensdauer. Alle Materialien unterliegen im Laufe der Zeit einem gewissen Abbau, insbesondere in chemischen Umgebungen. Für eine Reihe von Chemikalien, die mit Thermoplasten in Kontakt kommen, sind in EN 1771 Reduktionsfaktoren veröffentlicht, bei denen die Permeation einen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Materials hat. Für GFK-Tanks und -Druckbehälter muss der Hersteller Langzeiterfahrung nachweisen oder die Leitlinien in BS 4994-1987 anwenden, die den entsprechenden Sicherheitsfaktor angeben.

Typische Beispiele für Punkte, die beim Hersteller besprochen werden sollten, sind: Die langfristige chemische Beständigkeit wird anhand von Beispielen bestätigt. Die Korrosionsbeständigkeitstabellen zeigen zwar eine zufriedenstellende Beständigkeit an. Wenn der Thermoplast jedoch auch als tragende Struktur fungiert, stellen Sie sicher, dass die Konstruktion nur eine geringe Belastung aufweist, da es langfristig zu Spannungsrissen in der Umgebung kommen kann. Viele Tabellen zur Chemikalienbeständigkeit basieren nur auf Kurzzeittests; Stellen Sie sicher, dass die Thermoplastsorte für die Anwendung geeignet ist. Stellen Sie sicher, dass keine Gefahr von Temperaturschwankungen über die Auslegungstemperatur hinaus besteht. Die mechanische Festigkeit von Thermoplasten nimmt bei relativ geringen Temperaturerhöhungen des Inhalts schnell ab; Stellen Sie sicher, dass die chemische Beständigkeit von GFK mit dem ausgewählten Harz kompatibel ist und ein niedriges Spannungsniveau aufrechterhalten wird, um so das Risiko einer Spannungskorrosion zu vermeiden.

Designauswahl: Um ein langfristig sicheres Produkt zu erzielen, ist es unbedingt erforderlich, dass der Tank nach einem anerkannten Standard konstruiert ist. Dies reduziert die Gesundheits- und Sicherheitshaftung des Käufers für den Fall, dass während der Lebensdauer des Tanks etwas schief geht. Es ist wichtig, dass alle Aspekte des gewählten Standards erfüllt werden, wobei Aussagen wie „durch die relevanten Teile des Standards abgedeckt“ mit einem hohen Maß an Misstrauen behandelt werden müssen. Vor der Spezifikation und Herstellung von Artikeln gemäß der relevanten Norm müssen die folgenden Informationen zwischen Käufer und Hersteller vereinbart und dokumentiert und vom Hersteller vor Entwurf und Herstellung bestätigt werden:

- Angaben zu den zu handhabenden Flüssigkeiten.

- Bestätigung der chemischen Beständigkeit des Thermoplasten und des vereinbarten Reduktionsfaktors für die langfristige Wirkung der Inhaltsstoffe auf das Konstruktionsmaterial gemäß EN 1771. Für GFK-Strukturen, bei denen die innere Korrosionsbarriere ein chemikalienbeständiges Laminat wie Vinylester ist, Langzeittestergebnisse für den jeweiligen Anwendungsfall.

- Maximale Betriebs- und Auslegungstemperatur.

- Sicherheitsfaktor. Für Thermoplaste – BS EN 12573 – als Leitfaden siehe EN 1771 (Beispiel unten).

Für GFK und GFK mit innerer Korrosionsbarriere aus Thermoplast wird der Sicherheitsfaktor gemäß BS 4994 1987 und EN 13121-2/3 berechnet.

- Konfiguration und detaillierte Abmessungen (z. B. flacher Boden, konischer oder gewölbter Boden, schräger Boden, konischer Boden. Gewölbter oder flacher Boden. Die weniger bevorzugte Konfiguration eines horizontalen oder rechteckigen Tanks).

Die vom Tankeigentümer festgelegten Betriebsanforderungen und die Berechnungen des Lieferanten zur Bestimmung der Auslegungslebensdauer und kritischen Merkmale des Tanks sollten die Grundlage für die Dokumentation bilden, die über die gesamte Lebensdauer des Tanks aufbewahrt wird. Für Thermoplaste für anspruchsvolle Aufgaben verwenden Sie die umfangreiche deutsche Norm DVS 2205. Eine weniger anspruchsvolle Norm EN12573 (die nach Ansicht vieler Ingenieure in einer Reihe von Bereichen mangelhaft ist) liefert Ihnen grundlegende Konstruktionsparameter, deckt jedoch viele in DVS2205 abgedeckte Bereiche nicht ab.

Für GFK-/GFK- und thermoplastische/GFK-verstärkte Produkte gilt die sehr umfassende BS 4994:1987. Die jüngste Ausgabe der EN 13121-3 hat in der Branche für große Bestürzung gesorgt. Bei dieser Norm handelt es sich in erster Linie um eine Druckbehälternorm für GFK-Behälter mit einem Nenndruck von bis zu 10 bar, um die europäische Druckgeräterichtlinie (DGRL) zu erfüllen.

Lee Forbes ist Vorsitzender von BS 4994-1987 und Mitglied des BSI-Ausschusses für EN 13121 sowie Mitbegründer der Forbes Group, Denver, Downham Market, Norfolk, Großbritannien. www.forbesgroup.co.uk