Спосіб приклеювання ізоляційних блоків для резервуара для зберігання зрідженого газу з використанням хвилястих смуг

Реферат: Герметичний теплоізольований наземний резервуар, виконаний в несучій конструкції (1), який має теплоізоляційний захисний шар, який має певну кількість ізоляційних блоків (14), кожен з яких має фанерну плиту і містить або несе теплоізоляційний матеріал, при цьому згадані ізоляційні блоки (14) прикріплені безпосередньо до несучої конструкції (1) за допомогою смуг (3) мастики, нанесених на панелі згаданих ізоляційних блоків вздовж взаємно паралельних ліній, який відрізняється тим, що принаймні дві із згаданих смуг (3) на панелі принаймні одного із згаданих ізоляційних блоків (14) розташовані вздовж хвилястих паралельних ліній. UA 99359 C2 (12) UA 99359 C2 UA 99359 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Представлений винахід належить до герметичного теплоізольованого резервуара і до способу його виготовлення. Зокрема, представлений винахід належить до наземного резервуара для зберігання зріджених газів і, зокрема, зрідженого природного газу, який має високий вміст метану. Документи FR 2 265 603, FR 2 798 902, FR 2 683 786, FR 2 691 520 і FR 2 724 623 вже описали спосіб виготовлення герметичного теплоізольованого резервуара виконаного у транспортному судні. Резервуар складається з двох послідовно розташованих герметизуючих захисних шарів, поперемінно розташованих з двома теплоізоляційними шарами, названими ізоляційними захисними шарами. Перший герметизуючий захисний шар, названий основним герметизуючим захисним шаром, перебуває в контакті із зрідженим газом, тоді як другий герметизуючий захисний шар, названий допоміжним герметизуючим захисним шаром, розташований між двома ізоляційними захисними шарами. Різні захисні шари прикріплені один до іншого, а допоміжний ізоляційний захисний шар кріпиться до несучої конструкції, сформованої внутрішнім корпусом корабля з використанням різних способів, відомих фахівцю у цій галузі. Наземні резервуари для зберігання зрідженого газу, які також мають два послідовно розташовані герметичні захисні шари, які поперемінно розташовані з двома шарами теплоізоляції, також відомі. У випадку наземних резервуарів, несуча конструкція головним чином виготовляється з бетону. У цих варіантах виконання, основний і допоміжний ізоляційний захисний шар складається з послідовності ізоляційних блоків, кожен з яких є закритим ящиком у формі паралелепіпеда, заповненого теплоізолятором, або складається з ізоляційних пінних блоків, прикріплених адгезивом до несучої панелі. Матеріал, використовуваний для виготовлення панелей ящиків або несучих панелей, є головним чином багатошаровою фанерою з огляду на ціну і її ізоляційні якості. Однак, одним з недоліків, пов'язаних з багатошаровою фанерою, є те, що вона є анізотропною і що її механічні властивості є різними в залежності від того, чи прикладається зусилля в напрямі орієнтації волокон її зовнішніх шарів або, інакше, упоперек до волокон її зовнішніх шарів. Ізоляційні блоки допоміжного захисного шару кріпляться до несучої конструкції у першому випадку шляхом складання за допомогою штирів, вмонтованих в несучій конструкції, і, у другому випадку, шляхом цілком простого кріплення до згаданої конструкції за допомогою клею з використанням їх зовнішньої панелі. У такому випадку, матеріал, використовуваний для склеювання, є головним чином епоксидною мастикою, яку наносять у формі смуг на таку поверхню ізоляційного блоку, яка повернута до несучої конструкції. В попередньому рівні техніки, смуги наносяться прямолінійно на панелі ізоляційних блоків паралельно одна іншій. Функцією цих смуг мастики, окрім утримування ізоляційного блоку на несучій конструкції, є компенсація неминучих нерівностей цього корпуса шляхом пристосування неї до його форми. Під час операції кріплення, ізоляційний блок поміщають на несучу конструкцію за допомогою відомих засобів так, що смуги мастики притискаються перед полімеризацією до несучої конструкції і, таким чином, досконало повторюють її форму. Таким чином, є можливість одержання високоякісного адгезивного кріплення. За допомогою полімеризації смуги мастики тверднуть і потім поводять себе як повністю тверді матеріали. Оскільки сили, які виникають в резервуарі, передаються до несучої конструкції завдяки панелям ізоляційних блоків, то ці панелі повинні витримувати величини тиску і розтягувальні напруження, які прикладаються до них, без руйнування структури багатошарової фанери. Тому непотрібно наносити смуги мастики занадто далеко одна від іншої і, таким чином, перешкоджати прикладанню сил до деревини на занадто великій відстані від смуги. Більше того, велика кількість смуг має недолік, який полягає у значному збільшенні грошових витрат на виготовлення резервуара внаслідок великої кількості необхідної мастики. Смуги повинні, з одного боку, мати відносно великий поперечний переріз для компенсації нерівностей несучої конструкції і, з іншого боку, їх загальна довжина, якщо вони розміщуються одна за іншою, повинна становити декілька десятків кілометрів або навіть приблизно сотні кілометрів для середнього корабля або наземного резервуара. Задачею представленого винаходу є усунення цих недоліків шляхом надання дешевшого способу адгезивного кріплення ізоляційних блоків до несучої конструкції з використанням смуг мастики, одночасно зберігаючи велику стійкість панелей згаданих ізоляційних блоків до сил стискання або розтягу, які прикладаються до них, або навіть покращуючи цю стійкість. Відповідно, об'єктом винаходу є спосіб адгезивного кріплення ізоляційних блоків до несучої конструкції наземного резервуара з використанням смуг мастики для виготовлення герметичного теплоізольованого наземного резервуара для зберігання зріджених газів на землі, 1 UA 99359 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 який має теплоізоляційний захисний шар, який має певну кількість ізоляційних блоків, кожен з яких має фанерну плиту і містить або несе теплоізоляційний матеріал, у якому a) наносять смуги мастики на панель згаданих ізоляційних блоків або на несучу конструкцію вздовж взаємно паралельних ліній, b) поміщають згадані ізоляційні блоки на несучій конструкції резервуара, і c) притискають їх до згаданої несучої конструкції до завершення полімеризації згаданої мастики, який відрізняється тим, що принаймні дві із згаданих смуг формують хвилясті паралельні лінії між панеллю принаймні одного із згаданих ізоляційних блоків і несучою конструкцією. Переважно, відстань між двома послідовними хвилястими лініями більша або дорівнює 100 мм. Переважно, хвилясті лінії є синусоїдами. Переважно, синусоїда має відношення її періоду до її амплітуди, яке по суті дорівнює 8. Іншим об'єктом винаходу є герметичний теплоізольований наземний резервуар, виконаний в несучій конструкції, який має теплоізоляційний захисний шар, який має певну кількість ізоляційних блоків, кожен з яких має фанерну плиту і містить або несе теплоізоляційний матеріал, при цьому згадані ізоляційні блоки кріпляться безпосередньо до несучої конструкції за допомогою смуг мастики, нанесених на панелі згаданих ізоляційних блоків вздовж взаємно паралельних ліній, який відрізняється тим, що принаймні дві із згаданих смуг на панелі принаймні одного із згаданих ізоляційних блоків формують хвилясті паралельні лінії. Винахід буде краще зрозумілим, а інші його об'єкти, деталі, ознаки і переваги стануть більш зрозумілими в ході наступного детального пояснювального опису варіанту виконання винаходу, який надається у вигляді виключно ілюстративного і необмежувального прикладу з посиланням на додані схематичні креслення, на яких: - Фігура 1 зображає вид перерізу резервуара згідно з одним варіантом виконання винаходу; - Фігура 2 зображає вид в перспективі, який представляє різні шари резервуара попереднього рівня техніки; - Фігура 3 зображає вид, подібний до виду з Фігури 2, який показує приклад резервуара на Фігурі 1, - Фігура 4 зображає вид знизу допоміжного ізоляційного блоку резервуара на Фігурі 1; - Фігура 5 зображає вид деталі форми смуги мастила резервуара на Фігурі 1. Посилаючись на Фігуру 1, можна побачити несучу конструкцію 1 наземного резервуара для зберігання зрідженого газу. Несуча конструкція 1 виготовляється з бетону. В контексті представленого опису "наземний резервуар" означає резервуар, побудований на фундаменті, прикріпленому до грунту, незалежно від того чи кріпиться він на землі, на березі або під водою. Резервуар може конструюватися над рівнем грунту або частково або повністю поміщатися в нього. Посилаючись на Фігуру 3, нижня стінка резервуара послідовно має від його внутрішньої частини до несучої конструкції 1: - основний герметичний захисний шар 7, виконаний з рельєфного металевого листа, - основний ізоляційний захисний шар 2, який містить фанерну плиту 8 і шар 9 піни, - допоміжний герметичний захисний шар 6, виготовлений з триплексу, - допоміжний ізоляційний захисний шар 4, який містить фанерну плиту 11 і шар 10 піни. Згідно з технологією, яка відома, зокрема, з документів, процитованих у вступній частині, основний ізоляційний захисний шар 2, допоміжний герметичний захисний шар 6 і допоміжний ізоляційний захисний шар 4 виготовляються за допомогою попередньо виготовлених панелей, встановлених на несучій конструкції 1. Як це показано на Фігурі 1, формування основного ізоляційного захисного шару 2 завершується ізоляційними елементами 12, поміщеними між попередньо виготовленими панелями. Допоміжний герметичний захисний шар 6 не зображений на Фігурі 1, але його положення вказано нижньою частиною ізоляційних елементів 12. Як це показано на Фігурі 1, у представленому прикладі бічна стінка резервуара також має у нижній частині основний герметичний захисний шар, основний ізоляційний захисний шар, допоміжний герметичний захисний шар і допоміжний ізоляційний захисний шар, і у верхній частині - єдиний герметичний захисний шар і єдиний ізоляційний захисний шар. У варіанті, який не зображений, бічна стінка резервуара має по усій своїй висоті основний герметичний захисний шар, основний ізоляційний захисний шар, допоміжний герметичний захисний шар і допоміжний ізоляційний захисний шар. Також можна виготовляти наземний резервуар згідно з іншою відомою технологією, у якій ізоляційні захисні шари виготовляються за допомогою ящиків, заповнених ізоляційним матеріалом. 2 UA 99359 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В решті опису термін "ізоляційний блок 14" стосується елементу допоміжного герметичного захисного шару, який може містити згідно з використовуваною технологією або шар піни і фанерну плиту (випадок з Фігур 1 і 3) або ящик, заповнений ізоляційним матеріалом (випадок не зображений). В обох випадках ізоляційний блок 14 має на своїй лицьовій поверхні, орієнтованій до несучої конструкції, має фанерну плиту. Ізоляційні блоки 14 кріпляться до несучої конструкції за допомогою смуг мастики 3. Дві хвилясті смуги 3 мастики можна побачити на Фігурі 3. Шляхом порівняння Фігура 2 представляє резервуар згідно з попереднім рівнем техніки, у якому смуги 3 мастики є прямолінійними. На Фігурі 2, ті ж позиційні позначення що й на Фігурі 3 використані для позначення відповідних елементів. Посилаючись на Фігуру 4, можна побачити вид знизу панелі ізоляційного блоку 14, на якій смуги 3 мастики розташовані упоперек до найбільшого розміру. Завдяки способу конструювання фанерних плит завжди існує непарна кількість шарів і волокна деревини на зовнішніх шарах орієнтовані вздовж вісі найменшого розміру панелі. Ця орієнтація представлена віссю А-А на Фігурі 4. Посилаючись на Фігуру 5, можна побачити деталь форми смуги 3 мастики, де зображена хвиляста форма є синусоїдальною формою з періодом "L" і амплітудою "а". Тепер буде описуватися користь, забезпечувана винаходом по відношенню до попереднього рівня техніки. В попередніх варіантах виконання, смуги мастики є прямолінійними і розташовані симетрично на відстані, яка змінюється згідно з місцем, де в резервуарі буде поміщатися відповідний другий ізоляційний блок, іншими словами, відповідно до тиску, дії якого він буде піддаватися. У випадку нижніх стінок резервуар/(дно і нижні частини бічних стінок), необхідно розташовувати смуги мастики ближче одна до іншої для перешкоджання руйнуванню деревини між двома смугами. На одному і тому ж ізоляційному блоці головним чином між двома послідовними смугами виконаний простір розміром 100 мм в ширину. На цих ділянках, чим менше буде діючий тиск (верхні частини бічних стінок і стеля), то буде прийнятним ширший простір. Головним чином адаптований простір становить 140 мм в ширину. Панелі з дерева, які формують лицьові поверхні ізоляційних блоків 14, під час використання піддаються дії сил стискання внаслідок маси рідини, яка міститься в резервуарі. Недоліки фанерних плит є двох типів: - при стисканні вона може ламатися шляхом згинання вздовж лінії, паралельної смугам, оскільки нижня поверхня, яка піддається дії однорідно розподіленого тиску, утримується тільки лінійними краями, сформованими смугами, із змінним простором між ними. Ця ламкість додатково акцентується, коли смуги орієнтовані у тому ж напрямі що й волокна зовнішнього шару багатошарової фанери (див. Фіг. 4), це часто є випадком, який трапляється на практиці. Ось чому верфи, де будуються кораблі для транспортування зрідженого газу, необхідні для маніпулювання ізоляційними блоками, оснащеними своїми смугами мастики, зокрема для перевертання їх з повторним розміщенням нижньої поверхні на дні після операції нанесення мастики. Цей маневр відбувається надійніше, коли смуги мастики залишаються у одній і тій же площині під час цього повертання, іншими словами, коли вони поміщаються в напрямі найменшого розміру нижньої лицьової поверхні. Ця орієнтація є точною завдяки конструкції багатошарової фанери, напряму волокон зовнішнього шару; - при натягу деревина панелі фанерної плити може відшаровуватися, при цьому частина деревини зовнішнього шару залишається прикріпленою до смуги мастики, решта, яка відділяється від неї, таким чином дозволяє ізоляційному блоку від'єднуватися від внутрішнього корпуса. Ці недоліки багатошарової фанери перешкоджають появі занадто великого проміжку між смугами мастики і, таким чином, перешкоджають зменшенню об'єму мастики, використовуваної для забезпечення ізоляції для резервуара. Винахід вирішує цю проблему шляхом заміни прямолінійних смуг, використовуваних попередньо, смугами 3, які мають хвилі, які можуть, наприклад, бути синусоїдальними, як це показано на Фігурах 4 і 5. Досліди проводилися на панелях, які мали синусоїдальні смуги, які мали різні проміжки, період L яких становив 372 мм, а амплітуда становила 46,5 мм. Довжина такої синусоїди, яка відрізняється відношенням L/a, рівним 8, більша на 14% ніж синусоїда відповідного прямолінійного сегменту довжини L. Стійкість панелей до руйнування при згині між смугами та до відшарування оцінювали і порівнювали із стійкістю панелей, які мали прямолінійні смуги, розташовані на відстані 100 або 140 мм одна від іншої. Той же розривний тиск при згині спостерігається з використанням цих 3 UA 99359 C2 5 10 15 20 синусоїдальних смуг тільки з проміжком між ними, який більший на 35% за проміжок, який спостерігається з використанням прямолінійних смуг. Подібним чином, досліди на стійкість до розшарування показали, що з такою синусоїдальною формою (відношення L/a дорівнює 8) стійкість до розшарування збільшується на 48% по відношенню до прямих смуг, які самі по собі також розміщені паралельно волокнам багатошарової фанери. Це означає, що можливе зменшення на 35% довжини смуги мастики, нанесеної на панель другого ізоляційного блоку, без ефекту, досягнутого з точки зору розшарування, яке є більш небажаним ніж у випадку з прямолінійними смугами. В цілому, використання синусоїдальних смуг, які мають відношення L/a, рівне 8, дозволяє 18% економію кількості необхідної мастики порівняно з прямолінійними смугами з одночасним збереженням однієї і тієї ж міцності на розрив при згині і навіть ордержуючи кращу стійкість до розшарування. Очевидно, що можуть вибиратися інші синусоїди з відношеннями L/a, відмінними від 8, або, інакше, будь-якими змінними періодичними формами (шеврони, квадрати і так далі). Кількість необхідної мастики буде більшою або меншою в залежності від форми цих хвилястих ліній. Однак, проміжок між лініями повинен пристосовуватися так, щоб можна було зберігати достатню стійкість до розриву при згині з пристосованою хвилястою формою. Хоча винахід описаний по відношенню до ряду спеціальних варіантів виконання, очевидно, що він також не обмежується ними і що він включає усі технічні еквіваленти засобу, описаного разом з їх комбінаціями, коли вони потрапляють в об'єм правового захисту винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб адгезивного кріплення ізоляційних блоків до несучої конструкції наземного резервуара за допомогою смуг (3) мастики для виготовлення герметичного теплоізольованого наземного резервуара для зберігання зріджених газів на землі, при цьому згаданий резервуар має теплоізоляційний захисний шар, який має певну кількість ізоляційних блоків (14), кожен з яких має фанерну плиту і містить або несе теплоізоляційний матеріал, при цьому у згаданому способі a) наносять смуги (3) мастики на панель згаданих ізоляційних блоків (14) або на несучу конструкцію вздовж взаємно паралельних ліній, b) позиціюють згадані ізоляційні блоки (14) на несучій конструкції резервуара (1), і c) притискають їх до згаданої несучої конструкції до завершення полімеризації згаданої мастики, який відрізняється тим, що принаймні дві із згаданих смуг (3) розташовують вздовж хвилястих паралельних ліній між панеллю принаймні одного із згаданих ізоляційних блоків (14) і несучою конструкцією. 2. Спосіб адгезивного кріплення за п. 1, який відрізняється тим, що відстань між двома послідовними хвилястими лініями більша або рівна 100 мм. 3. Спосіб адгезивного кріплення за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що хвилясті лінії є синусоїдами. 4. Спосіб адгезивного кріплення за п. 3, який відрізняється тим, що синусоїда має відношення її періоду до її амплітуди, по суті рівне 8. 5. Герметичний теплоізольований наземний резервуар, виконаний в несучій конструкції (1), який має теплоізольований захисний шар, який має певну кількість ізоляційних блоків (14), кожен з яких має фанерну плиту і містить або несе теплоізоляційний матеріал, при цьому згадані ізоляційні блоки (14) прикріплені безпосередньо до несучої конструкції (1) за допомогою смуг (3) мастики, нанесених на панелі згаданих ізоляційних блоків вздовж взаємно паралельних ліній, який відрізняється тим, що принаймні дві із згаданих смуг (3) на панелі принаймні одного із згаданих ізоляційних блоків (14) розташовані вздовж хвилястих паралельних ліній. 6. Герметичний теплоізольований резервуар за п. 5, який відрізняється тим, що відстань між двома послідовними хвилястими паралельними лініями більша або рівна 100 мм. 7. Герметичний теплоізольований резервуар за будь-яким із пп. 5 і 6, який відрізняється тим, що хвилясті лінії є синусоїдами. 8. Герметичний теплоізольований резервуар за п. 7, який відрізняється тим, що синусоїда має відношення її періоду до її амплітуди, по суті рівне 8. 4 UA 99359 C2 5 UA 99359 C2 6 UA 99359 C2 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7