Chemikalienbehälter aus Kunststoff werden in Kraftwerken, Müllverbrennungsanlagen und chemischen Produktionsbetrieben zur Lagerung und Bereitstellung von Säuren, Laugen und anderen Prozessmedien eingesetzt. Je nach Anwendung unterscheiden sich die Anforderungen an Werkstoff, Behältergröße und Anschlüsse erheblich.
Bei der Planung kommt es jedoch nicht nur darauf an, welche Chemikalie gelagert werden soll. Auch vorhandene Rohrleitungen, die Aufstellsituation, Temperaturschwankungen und die spätere Montage müssen berücksichtigt werden. Werden diese Punkte zu spät geklärt, können bereits bei der Inbetriebnahme Probleme entstehen.
Besonders bei Anlagen mit begrenzten Platzverhältnissen oder fest installierter Verrohrung ist deshalb eine genaue Abstimmung zwischen Planung, Fertigung und Montage erforderlich.
Das Wichtigste in Kürze
- Chemikalienbehälter müssen für das eingesetzte Medium, dessen Konzentration und die auftretenden Temperaturen geeignet sein.
- Anschlusspositionen, Behälterabmessungen und vorhandene Rohrleitungen sollten vor der Fertigung festgelegt werden.
- Belastungen durch Verrohrung, Armaturen und Temperaturschwankungen können zu Schäden an Anschlüssen und Schweißverbindungen führen.
- Ein Aufmaß vor Ort hilft, Platzverhältnisse, Transportwege und Montagebedingungen zu berücksichtigen.
- Bei Anlagen mit wassergefährdenden Stoffen müssen die geltenden Anforderungen der AwSV geprüft werden.
Warum die Einbausituation bereits bei der Planung berücksichtigt werden muss
Bei neu geplanten Industrieanlagen können Behälter, Rohrleitungen und weitere Komponenten von Beginn an aufeinander abgestimmt werden. In bestehenden Anlagen sind die Platzverhältnisse dagegen häufig bereits durch Maschinen, Stahlkonstruktionen und Rohrleitungsverläufe vorgegeben.
Ein Chemikalienbehälter muss deshalb nicht nur das benötigte Volumen aufnehmen können, sondern auch an den vorgesehenen Standort passen.
Typische Schwierigkeiten entstehen beispielsweise, wenn:
- der Behälter nicht durch vorhandene Türen oder Wartungsöffnungen transportiert werden kann,
- Anschlussstutzen nicht mit den bestehenden Rohrleitungen übereinstimmen,
- Flansche zu nah an Wänden oder Stahlkonstruktionen liegen,
- Armaturen nach der Montage nicht mehr erreichbar sind,
- vorhandene Pumpen oder Füllstandssensoren nicht angeschlossen werden können,
- die Behälterhöhe das Befüllen oder die spätere Wartung erschwert.
Solche Probleme fallen häufig erst auf, wenn der Behälter bereits gefertigt wurde. Dann müssen Rohrleitungen verändert, Anschlüsse versetzt oder zusätzliche Bauteile hergestellt werden.
Deshalb sollten neben den Behälterabmessungen auch die vorhandene Technik und die spätere Zugänglichkeit bereits vor Produktionsbeginn geprüft werden.
Nicht jeder Kunststoff eignet sich für jede Chemikalie
Die Wahl des Werkstoffs hängt in erster Linie davon ab, welche Chemikalien im Behälter gelagert oder dosiert werden.
Kunststoffe wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder PVC können gegenüber verschiedenen chemischen Medien beständig sein. Allerdings lässt sich daraus keine allgemeine Eignung für sämtliche Säuren, Laugen oder Lösungsmittel ableiten.
Entscheidend sind unter anderem:
- Art der Chemikalie: Unterschiedliche Stoffe können Kunststoffe aufquellen lassen, verspröden oder chemisch angreifen.
- Konzentration: Ein Werkstoff kann gegenüber einer verdünnten Säure beständig sein, bei höherer Konzentration jedoch ungeeignet werden.
- Temperatur: Mit steigender Temperatur können sich die mechanischen Eigenschaften und die chemische Beständigkeit verändern.
- Verweildauer: Dauerhafter Kontakt mit einem Medium stellt andere Anforderungen als eine kurzzeitige Belastung.
- Dämpfe und Rückstände: Auch Bereiche oberhalb des Flüssigkeitsspiegels können chemisch beansprucht werden.
Hinzu kommen mechanische Belastungen durch den Flüssigkeitsdruck, angeschlossene Rohrleitungen und gegebenenfalls vorhandene Anbauteile.
Vor der Fertigung muss deshalb geprüft werden, ob der vorgesehene Kunststoff unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen eingesetzt werden kann.
Welche Probleme durch Rohrleitungen und Anschlüsse entstehen können
Bei der Planung von Chemikalienbehältern wird die Belastung durch angeschlossene Rohrleitungen häufig unterschätzt.
Rohrleitungen übertragen unter bestimmten Bedingungen zusätzliche Kräfte auf die Behälteranschlüsse. Das kann beispielsweise passieren, wenn Leitungen nicht ausreichend abgestützt sind oder sich bei Temperaturänderungen ausdehnen.
Werden diese Kräfte nicht berücksichtigt, können Spannungen an Flanschen, Anschlussstutzen und Schweißverbindungen entstehen.
Weitere Probleme treten auf, wenn:
- Rohrleitungen beim Anschließen in Position gedrückt werden müssen,
- Flansche nicht parallel zueinander stehen,
- schwere Armaturen direkt am Behälteranschluss hängen,
- Rohrhalterungen die thermische Ausdehnung nicht ausreichend berücksichtigen,
- Schwingungen von Pumpen auf die Behälteranschlüsse übertragen werden.
Auch die Position der Entleerung spielt eine wichtige Rolle. Sitzt der Entleerungsstutzen ungünstig oder ist der Behälterboden nicht entsprechend ausgeführt, können sich Flüssigkeitsreste sammeln. Das erschwert die Reinigung und kann beim Wechsel des Mediums zusätzliche Arbeiten erforderlich machen.
Deshalb müssen Anschlusspositionen, Rohrleitungsführung und mögliche mechanische Belastungen bereits während der Konstruktion berücksichtigt werden.
Warum ein Aufmaß vor Ort sinnvoll ist
Nicht immer entsprechen vorhandene Anlagenzeichnungen dem tatsächlichen Zustand. Besonders in älteren Industrieanlagen wurden Rohrleitungen, Pumpen oder andere Komponenten im Laufe der Jahre mehrfach verändert.
Werden Chemikalienbehälter ausschließlich anhand alter Zeichnungen gefertigt, können Abweichungen erst während der Montage auffallen.
Ein Aufmaß direkt an der Anlage hilft dabei, die tatsächlichen Bedingungen zu erfassen.
Dabei sollten folgende Punkte geprüft werden:
- verfügbare Stellfläche und Einbauhöhe,
- Position und Durchmesser vorhandener Rohrleitungen,
- Anschlussmaße und Flanschpositionen,
- Abstände zu Maschinen und Stahlkonstruktionen,
- Befestigungsmöglichkeiten,
- Transportwege und vorhandene Zugänge,
- Platz für Wartung, Reinigung und Inspektion.
Gerade bei größeren Behältern muss außerdem geklärt werden, ob sie vollständig vormontiert transportiert werden können oder ob einzelne Bauteile erst am Einsatzort zusammengefügt werden müssen.
Wer diese Fragen vor der Fertigung beantwortet, reduziert das Risiko, dass ein fertiggestellter Behälter auf der Baustelle nachgearbeitet werden muss.
Von der technischen Prüfung bis zur Montage
Die Herstellung eines Chemikalienbehälters beginnt nicht erst mit dem Zuschneiden und Verschweißen der Kunststoffplatten.
Zunächst müssen das eingesetzte Medium, die Betriebsbedingungen und die Anforderungen an den Behälter geklärt werden. Anschließend werden Werkstoff, Wandstärken, Behältergeometrie und Anschlusspositionen festgelegt. Die erforderliche Auslegung richtet sich dabei nach dem jeweiligen Einsatzfall und den geltenden technischen Vorgaben.
Bei Anlagen mit vorhandener Verrohrung oder eingeschränkten Platzverhältnissen ist zusätzlich zu prüfen, wie der Behälter später eingebracht und angeschlossen werden kann.
Der Ablauf umfasst typischerweise mehrere Arbeitsschritte:
- Technische Prüfung: Medium, Konzentration, Temperaturen und weitere Betriebsbedingungen erfassen.
- Aufmaß: Abmessungen, Anschlusspositionen und Einbausituation vor Ort aufnehmen.
- Konstruktion: Behälterform, Werkstoff, Wandstärken und erforderliche Anbauteile festlegen.
- Fertigung: Kunststoffplatten bearbeiten, Bauteile verschweißen und Anschlüsse herstellen.
- Montage: Behälter aufstellen, befestigen und an die vorhandenen Rohrleitungen anschließen.
Wichtig ist, dass die spätere Montage bereits bei der Konstruktion berücksichtigt wird. Andernfalls kann es passieren, dass Anschlüsse zwar korrekt gefertigt wurden, am Aufstellort jedoch nicht ausreichend Platz für die Montage der Flanschverbindungen vorhanden ist.
Bei der Fertigung von Chemikalienbehältern aus Kunststoff kommt es deshalb auf die Abstimmung zwischen technischer Prüfung, Aufmaß, Herstellung und Montage an.
Was bei wassergefährdenden Stoffen zusätzlich zu beachten ist
Werden in einem Kunststoffbehälter wassergefährdende Stoffe gelagert, müssen neben den technischen Anforderungen auch die geltenden Vorschriften zum Gewässerschutz berücksichtigt werden.
Die Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV) legt Anforderungen fest, die sich unter anderem nach der Wassergefährdungsklasse, dem Anlagenvolumen und der Art der Anlage richten.
Je nach Einsatzfall können beispielsweise Anforderungen an Rückhalteeinrichtungen, die Eignung der verwendeten Bauteile oder die Prüfung der Anlage bestehen.
Auch die Fachbetriebspflicht muss berücksichtigt werden. Nach § 45 AwSV dürfen bestimmte Arbeiten an bestimmten Anlagen nur durch Fachbetriebe nach § 62 AwSV durchgeführt werden.
Vor der Fertigung und Montage sollte deshalb geklärt werden, welche technischen Nachweise, Prüfungen und gesetzlichen Anforderungen für die konkrete Anlage gelten.
Wartung und Reinigung bereits bei der Konstruktion berücksichtigen
Ein Chemikalienbehälter kann hinsichtlich Volumen, Werkstoff und Abmessungen geeignet sein und trotzdem im laufenden Betrieb Schwierigkeiten verursachen.
Das ist beispielsweise der Fall, wenn wichtige Anschlüsse oder Armaturen nach der Montage nicht mehr zugänglich sind.
Bei der Konstruktion sollten deshalb auch spätere Arbeiten am Behälter berücksichtigt werden.
Dazu gehören:
- Sichtkontrollen an Schweißnähten und Anschlüssen,
- Prüfung und Austausch von Armaturen,
- Zugang zu Füllstandssensoren und Messstellen,
- Reinigung und kontrollierte Entleerung,
- Inspektion von Behälterwänden und Befestigungen.
Besonders bei eng bebauten Anlagen kann die Position einer Revisionsöffnung darüber entscheiden, ob Wartungsarbeiten ohne größere Demontagen möglich sind.
Ein möglichst großes Behältervolumen ist deshalb nicht immer sinnvoll, wenn dadurch notwendige Arbeitsbereiche blockiert werden.
Fazit: Chemikalienbehälter müssen zur Anlage und zum Medium passen
Ob ein Chemikalienbehälter im späteren Betrieb zuverlässig funktioniert, hängt nicht allein von seinem Volumen oder dem verwendeten Kunststoff ab.
Falsch positionierte Anschlüsse, unzureichend berücksichtigte Rohrleitungskräfte oder ungeeignete Werkstoffe können zu Undichtigkeiten, Nacharbeiten und Verzögerungen bei der Inbetriebnahme führen.
Deshalb sollten Hersteller bereits vor der Fertigung die eingesetzten Chemikalien, die tatsächlichen Betriebsbedingungen und die spätere Montage berücksichtigen. Das gilt sowohl für neu geplante Industrieanlagen als auch für Erweiterungen und Umbauten bestehender Anlagen.
Wer Aufmaß, Konstruktion, Fertigung und Montage frühzeitig aufeinander abstimmt, kann viele dieser Probleme vermeiden und den Aufwand beim Einbau deutlich reduzieren.