Lijmen van staal supports - Safe Location Ethylene storage Tank 751; 752; 753 Dr. Boris Gibbesch NIKK B.V.
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!