Lijmen van staal supports- Safe Location Ethylene storage

Tank 751; 752; 753

Dr. Boris Gibbesch

NIKK B.V.

Over ons

Gevestigd op Chemelot

Onafhankelijk engineering en

consulting bureau

meer dan 20 jaar ervaring in

kunststoffen:

Productie van kunststoffen

Verwerken van kunststoffen

Testen van kunststoffen

Engineering met kunststoffen

Corrosiebescherming van stalen

en beton

Productie van lijm en verlijmen

Kernactiviteiten

Engineering

Statische en thermodynamische berekeningen

Kunststof gerelateerd constructies

Advies in materiaalkeuze

Kritische media

Chemische bestendigheid

Additieven voor kunststoffen

Afminderingsfactoren A2, A2i

Project ondersteuning

Productie van kunststof componenten,

spuitgieten, extruderen, lijmen op staal

Kwaliteitsbewaking

Toezicht en inspectie

Materiaal en productontwikkeling

Schadeonderzoek

Octrooiaanvragen

Seminars, Congres en opleidingen

lascursus volgens DVS 2212 en EN 13067

Basis kennis van kunststoffen

Kunststoffen in de Praktijk

Chemische eigenschappen van kunststoffen

Schadeanalyse

Expertise

Resterende levensduur van kunststof

componenten

Oorzaken van schaden en het vermijden

van schaden

Lijmen van kunststoffen, staal en beton

Materiaal advies kritische media

Beoordeling tanks en leidingwerk

(volgens BRL en DVS)

Corrosie bescherming van staal en

beton

Productie proces van kunststoffen

Thermoplasten, rubber en GVK

Samenwerkingsverbanden

DVS

Meerdere werkgroepen

AiF projecten

DIBt

KIWA

NEN

Registreert: Nederlands Arbitrage Instituut

Deskundige: “Öffentlich bestellter und

vereidigter Sachverständiger” en

“Schweißfachmann” volgens DVS 2213

Medewerker EU-Projecten:

NDT e-lasmof

NDT lasnaden tanks ( www.polytank.eu )

Mitglied-Nr. 3371/3440

Onderzoekmethoden

Mechanische testen

Trek, buig, slag testen

Thermo analytische methoden

DSC, TGA, TMA

Chemische methoden

GPC, immersion tests, XPS, FT-IR

Rheologische methoden

MFR, demping

Microscopie

Lichtmicroscopie, elektronenmicroscopie

Lijmen van staal support

Doelstelling

Staal supports gelijmd op een stalen tank

Belastingen door wind en gewicht van de stalen buis

Wind belastingen afhankelijk van de positie

Belastingen algemeen:

Trek, druk en afschuif krachten

Oppervlakte driedimensionaal gebogen

Thermische belastingen door zomer en winter,

opwarmen door zon licht (dynamische belastingen)

Krachten op de supports

Door Jacobs België B.V. berekende krachten op de

steunen

Staal steun

140,00 mm

60,00 mm

1000,00 mm

4,21 mm

1100,00 mm

6,00 mm

1000,00 mm

Eisen voor de lijm

Verwerking

Niet vloeibaar

Spleet vullend

Niet vocht gevoelig

Verwerkbaar tussen de 10 en 35°C

Langere open tijden

Na het uitharden

Hoge trek en afschuif krachten

Lage water opname

Lijm dikte tussen de 0,1 en 3 mm

Uitharden ook bij lage temperatuur

Lage krimp

Lage thermische uitzetting

Lijm

Lijm gevuld met alkalische mineraal (CaO, SiO2,

Fe2O3, CaSO4) >5%

Gevuld epoxyhars

Lijmdikte tussen de 0,5 en 5 mm

Lage krimp na het uitharden

Lage uitzetting (vergelijkbaar met staal)

Lange “potlife”

Maximale verwerkingstemperatuur: 35 °C

Maximaal toelaatbare spanning 10 MPa (gemeten >15 MPa)

Niet UV bestendig

Vocht opnam < 1%

Temperatuur + 10 °C + 20 °C + 35 °C

Pot life 210 min 90 min 45 min

Alternatieve lijm

Lijm niet gevuld

Thixotrope lijm

Potlife 40 minuten bij 25°C

(< 10 minuten bij 35°C)

Maximale trek kracht 17 MPa (gemeten >15 MPa)

Lijmdikte tussen de 0,1 en 0,5 mm.

Uitzetting ongeveer 10 x van staal

Wateropname < 1%

Nadeel

Bij grotere lijmdiktes bestaat het risico van

scheuren omdat de lijm niet gevuld is.

Vooronderzoek

Voorbereid stalen platen verlijmd

Stralen met grit (Al2O3 )

(ruwheid Ra > 70 µm) tussen de

segment 2 en 3

Temperatuur hal 24,5°C

Dauwpunt >10 K

Lijmdikte 2 mm (afstand houder

door bouten)

Vooronderzoek

Stoftest

Quality rating tussen de

1 en 2

Vooronderzoek

Verlijmen

Vooronderzoek

Stalen platen

Vooronderzoek

Trektesten (Dolly-Test)

Lijmverbinding verbreken

Reden voor een gevulde lijm

Minder krimp

Hogere lijm dikte

Loopt niet van de wand

Hogere treksterkte

Minder kans op scheuren

Belasting en berekening van de

oppervlaktes

Maximaal toelaatbare spanning: 10 MPa

Veiligheidsfactor voor weeromstandigheden: 2

Veiligheidsfactor voor lijmfouten: 2,5

Maximaal toelaatbare trekspanning op basis van langeduur

belasting: 2 MPa

Maximaal toelaatbare afschuifspanning: 0,7 MPa

Maximaal toelaatbare drukspanning : 2,6 MPa

Maximale belastingen

Afschuifkrachten: 4,81 kN

Trekkrachten: 3,25 kN

Drukkrachten: 3,25 kN

Oppervlakte support: 1,4 105 mm2 (1000 x 140 mm2)

Maximaal optredende spanning: 0,04 MPa

Veiligheid > 38

Kwaliteitsbewaking

Belangrijke punten voor het verlijmen

Temperatuur tussen de 15 en 35°C ook aan de

oppervlaktes

Vochtigheid < 80%

Dauwpunt > 3K

Zout test (chloride equivalent) < 25 µS

Gestraalde oppervlakte Sa 2 ½ of beter

Ruwheid Rz > 75 µm

Stoftest: reinheid tussen de 1 en 2

Stralen van de staal oppervlaktes

Sponge (spons) stralen

Voordeel zou de reinere oppervlakte zijn

In de praktijk was de stoftest altijd moeilijk omdat de

stof minder goed af te blazen was

Dus in combinatie met mechanische methode en

afblazen was de stoftest beter (tussen de 1 en 2)

Reinheid van de oppervlaktes

Reinheid na het stralen

Sa 2 ½ of Sa 3

Ruwheid tussen

de 75 en 150 µm

Zout test

Temperatuur / Vochtigheid /

dauwpunt

Uitharden van de lijm afhankelijk van

de temperatuur

Uithard tijd

Maxim

ale

tre

kvasth

eid

in

%

1 h 2 h 3 h 24 h 72 h 168 h

Uitharden

Hardheidmeting

Test Results supports

Supports roof

Target Evaluation

Position 1 2 3 4

Chloride

[µS] (wall)

16,5-5,1=

11,4

14,2-5,5= 8,7 14,8-5,1=9,7 18,6-

5,2=13,6

< 25 o.k.

Chloride

[µS] (support)

- - 13,0-4,7=8,3 18,8-

4,2=14,6

< 25 o.k.

Twall [°C] 15,0 14,3 14,8 15,4 15 ≤ T≤ 35 o.k.(

borderline)

Tsupport [°C] 15,4 14,2 14,7 14,8 15 ≤ T≤ 35 o.k.

(borderline)

Tair [°C] 15,6 14,2 14,9 14,7 15 ≤ T≤ 35 o.k.

(borderline)

RH [%] 68,4 70,4 68,8 68,1 < 80% o.k.

TDew-point [°C] 9,6 8,9 8,6 8,8 -

DT [K] 5,2 4,4 5,2 6,0 ≥ 3K o.k.

Dust test

[Group]

wall 1 - 2 1 - 2 1 - 2 1 - 2 1 - 2

1 - 2

0.k.

0.k.support 1 – 2 1 – 2 1 – 2 1 - 2

Rough

ness

[µm]

Wall78 - 102 76 – 102 96 - 123 78 - 99

> 75 o.k.support

75 – 122 82 - 121 78 - 102 76 - 122

Adhesive thickness [mm] 0,33 – 1,47 0,4 – 1,7 0,46 – 0,84 0,8 – 1,40 0,1< s < 5 o.k.

Shore D 83 87 78 84 ≥ 70 o.k.

Vorm van de rand

Dikte van de lijm

support 1000 x 140 mm2

Lijm dikte [mm] Gemiddelde [mm] Tolerantie [mm]

1,4 – 3,2 2,3 0,9

2,3 -3,5 2,8 0,8

1,7 - 3,2 2,4 0,6

1,2 - 1,9 1,6 0,3

2,3 - 4,6 3,2 1,2

0,3 - 2,3 1,9 0,4

0,8 - 3,15 2,3 0,7

1,7 - 4,84 3,1 1,5

1, 5 - 3,54 2,8 1,2

0,35 - 2,9 2,3 0,9

0, 4 - 1,2 0,9 0,3

0,3 - 1,32 0,95 0,3

1,6 - 3,2 2,4 0,7

Invloed van het weer

Weeromstandigheden waren heel belangrijk

Temperatuur

Vochtigheid

Wind

Resumé

De verlijmingen zijn gelukt

Kwaliteit van de verlijming was goed

Alleen een fout door de verkeerde kitspuit pistool

Vervangen door een elektrische kitspuit pistool

heeft het probleem opgelost

Het sponsstralen is ook een goede optie om de

gewenst reinheid te bereiken

Het reinigen van de oppervlaktes voor de stoftest

kan nog optimaliseert worden

Resumé

Het verlijmen is een alternatieve methode als er niet

gelast mag worden

Voor staal op staal

Voor andere materialen op staal

Er moet rekening gehouden worden met de lijm

sterkte

De krachten moeten bekend zijn

De benodigde lijm oppervlaktes moeten berekend

worden

Bedankt voor uw aandacht!