DE2541964A1

DE2541964A1 - Waermeisolierende anordnung fuer tiefen temperaturen ausgesetzte behaelter

Info

Publication number: DE2541964A1
Application number: DE19752541964
Authority: DE
Inventors: Kanji Fujita; Kizo Imoto; Hiroshi Komada
Original assignee: Nihon Soflan Chemical and Engineering Co Ltd; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Nihon Soflan Chemical and Engineering Co Ltd; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1974-09-20
Filing date: 1975-09-19
Publication date: 1976-04-01
Also published as: DK421175A; NO141483C; FR2285569B1; NL7511139A; GB1516150A; PL105975B1; NO141483B; SE411484B; SE7510534L; BE833607A; FI752621A7; IT1042699B; JPS51105657A; NO753156L; JPS5828235B2; FR2285569A1; ES441089A1

Description

Wärmeisolierende Anordnung für tiefen Temperaturen ausgesetzte Behälter

Die Erfindung bezieht sich auf eine wärmeisolierende Konstruktion eines tiefen Temperaturen standhaltenden Behälters zum Aufnehmen verflüssigter Gase oder anderer auf einer niedrigen Temperatur befindlicher Flüssigkeiten und betrifft insbesondere eine auf der Innenseite eines solchen Behälters anzuordnende wärmeisolierende Konstruktion.

Beim Bau von mit wärmeisolierenden Isolierschichten versehenen Behältern zum Gebrauch bei sehr niedrigen Temperaturen werden in den meisten Fällen starre Polyurethanschäume verwendet, da diese Materialien eine gute Wärmeisolierung bewirken und sich leicht an Ort und Stelle verarbeiten lassen» Ferner ist bekannt, daß starre Schaummaterialien aus Polyurethan durch aus Erdöl stammende Kohlenwasserstoffverbindungen nahezu nicht angegriffen werden, und daß diese Verbindungen nicht in das Schaummaterial eindringen, solange keine Risse oder unvollständige Nähte vorhanden sind,

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Es sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, gemäß welchen eine Isolation gegen auf niedrigen Temperaturen befindliche Stoffe dadurch bewirkt werden soll, daß die Anwendung eines Verfahrens zum Aufspritzen und Aufschäumen zur Herstellung eines starren Polyurethanschaums mit der Verwendung eines Verstärkungsmaterials kombiniert wird, und die es außerdem ermöglichen sollen, eine sekundäre Sperrschicht herzustellenο

Ferner ist bereits eine wärmeisolierende Konstruktion vorgeschlagen worden, bei der eine durch Aufspritzen hergestellte starre Schicht aus Polyurethanschaum mit einem Verstärkungsmaterial kombiniert ist, bei dem es sich z.B. um ein Drahtnetzmaterial oder um Geflechte anderer Art handelt, wie es z.B. in der US-Patentschrift 3 757 982 und der japanischen Offenlegungsschrift 54 509/1973 beschrieben ist. Soll in der Praxis ein einwandfreies Betriebsverhalten gewährleistet werden, ist es erforderlich, komplizierte Beziehungen zwischen bestimmten Eigenschaften eines starren Polyurethanschaums zu berücksichtigen; hierzu gehören insbesondere die Abhängigkeit der Eigenschaften von der Temperatur, der Durchführung des Aufschäumve.rfahrens, den Eigenschaften des netzförmigen Verstärkungsmaterials, das Verfahren zum Anbringen des Verstärkungsmaterials und dgl_e Bis jetzt sind diese Beziehungen nicht hinreichend aufgeklärt worden»

Weiterhin sind z.B. in den US-Patentschriften 3 814 275 und 3 317 074 sowie in der japanischen Offenlegungsschrift 47 926/1974 wärmeisolierende Schichten für bei sehr tiefen Temperaturen zu benutzende Behälter vorgeschlagen worden, bei denen ein zellenförmiger Kunststoff (Polyurethanschaum) mit Hilfe eines dreidimensionalen komplizierten Fasermaterialgebildes verstärkt und mit einer durchlässigen Verkleidung kombiniert ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es zum Zweck der Wärmeisolierung bei sehr tiefen Temperaturen ausge-

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setzten Behältern nicht genügt, lediglich einen nicht mit einem Fasermaterial verstärkten zellenförmigen Kunststoff bzw« ein Kunststoffschaummaterial mit einer aus einem Glasfasergewebe o,dgl. hergestellten Verkleidung zu kombinieren.

Es ergeben sich zahlreiche Schwierigkeiten, wenn man versucht, eine Wärmeisolierung gegenüber einem auf einer tiefen Temperatur befindlichen Stoff unterhalb von etwa -80°C unter Verwendung eines Kunststoffschaums zu bewirken, denn hierbei spielt auch der Versprödungspunkt des Kunststoffs eine Rolle. Bei einer auf der Innenseite eines Behälters angeordneten Wärmeisolation, bei der diejenige Fläche, welche der Umgebungstemperatur bzw. der Raumtemperatur ausgesetzt ist, fest verankert ist, treten auf der Seite, die der tiefen Temperatur ausgesetzt ist, hohe thermische Spannungen auf, so daß die Gefahr besteht, daß das Isoliermaterial auf seiner kalten Seite nicht nur im Ruhezustand aufreißt oder auf andere Weise beschädigt wird, sondern daß auch äußere mechanische Stoßbeanspruchungen und wiederholte Belastungen zu Beschädigungen führen können. Somit steht der Techniker vor einem nur schwer zu lösenden Problem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Behälter der genannten Art eine auf der Innenseite anzuordnende wärmeisolierende Anordnung zu schaffen, die sich durch ihre hohe Zuverlässigkeit auszeichnet, von relativ einfacher Konstruktion ist, sich mit geringem Kostenaufwand herstellen läßt und durch ihre hohe Festigkeit bei niedriger Temperatur gegen Beschädigungen durch thermische Spannungen, wiederholte dynamische Beanspruchungen von außen und mechanische Stöße geschützt ist. Ferner soll eine wärmeisolierende Anordnung geschaffen werden, die sich sowohl unmittelbar als Wärmeisolierung wie auch als Bestandteil eines Isoliersystems mit einer sekundären Sperre verwenden läßt, da sie unter Verwendung von Materialien hergestellt ist, die bei der gewählten Ausführungsform gewährleisten, daß die Isolierungsanord-

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nung gegen Öl widerstandsfähig ist und eine einwandfreie Abdichtung gegen das Entweichen von Flüssigkeit ermöglicht.

Die Erfindung beruht darauf, dai3 eingehende Untersuchungen bezüglich der Beziehungen zwischen bestimmten Eigenschaften eines starren Polyurethanschaums, der mit Hilfe eines Spritzverfahrens aufgebracht und mit einem netzförmigen Material bzw«, einem Geflecht o.dgl. verstärkt wird, gezeigt haben, daß es zur Erzielung optimaler Ergebnisse bei einer auf der Innenseite eines Behälters anzuordnenden wärmeisolierenden Konstruktion, welche den zu erfüllenden Forderungen entspricht, zweckmäßig ist, drei verschiedene Faktoren auf besondere Weise so miteinander zu kombinieren, daß man ein Schaummaterial erhält, das den bei tiefen Temperaturen auftretenden thermischen Spannungen standhält, daß man zu einem Aufschäumverfahren gelangt, das von solcher Art ist, daß die Eigenschaften des Schaummaterials nur geringfügig variieren, und daß das Schaummaterial auf eine zweckentsprechende Weise verstärkt wird.

In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "innenliegende wärmeisolierende Anordnung" eine Anordnung oder Konstruktion, bei der diejenige Seite der wärmeisolierenden Schicht, welche der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist, ortsfest angeordnet ist, während das Isoliermaterial auf seiner der tiefen Temperatur ausgesetzten Seite nahezu ungehindert bewegbar ist, wie es z_oB. bei der Wärmeisolierung eines Schiffs der Fall ist, bei dem die wärmeisolierende Schicht auf der Innenseite des Schiffskörpers angeordnet ist und einen tiefen Temperaturen ausgesetzten Behälter umschließt, der als selbsttragender Behälter oder als Membranbehälter ausgebildet ist. In diesem Sinne bezeichnet der genannte Ausdruck auch eine Konstruktion, bei der die wärmeisolierende Schicht selbst die Wände eines tiefen Temperaturen ausgesetzten Behälters bildet und daher in direkter Berührung mit der aufzunehmenden Flüssigkeit steht,

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ORJGJNAL INSPECTED

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so daß es sich um eine nicht nur mittelbar zur Wirkung kommende Isolierungsanordnung handelt.

Zur Lösung der genannten Aufgabe ist eine wärmeisolierende Anordnung geschaffen worden, die mindestens eine Schicht aufweist, welche durch Aufspritzen erzeugt worden ist und aus einem starren Polyurethanschaum besteht, bei welchem der nachstehend definierte Sicherheitsfaktor nicht unter 1,5 liegt, sowie ein aus Fasern bestehendes netzförmiges Material, durch das die freiliegende Innenfläche, mit der dieses Material fest verbunden ist, durch das Material verstärkt ist.

Gemäß der Erfindung wird die wärmeisolierende Anordnung für einen tiefen Temperaturen ausgesetzten Behälter in der Weise hergestellt, daß man mindestens eine Schicht auf eine Unterlage aufspritzt, um einen starren Polyurethanschaum zu erzeugen, bei dem der Wert des nachstehend definierten Sicherheitsfaktors nicht unter 1,5 liegt, und daß man die freiliegende Fläche der Schicht mit einem netzförmigen Material verbindet, das z.B_e aus Glasfasern, natürlichen Fasern oder Kunstfasern besteht, und das mit der Schaummaterialschicht mit Hilfe eines Kautschuks oder eines Kunststoff-Klebemittels verbunden wird_e

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Spritz- und Aufschäumverfahren angewendet, bei dem ein einen Schaum bildendes Gemisch, das durch eine relativ hohe Aufschaumungsgeschwindigkeit gekennzeichnet ist, unmittelbar auf eine Unterlage aufgespritzt wird, um eine wärmeisolierende Schicht zu erzeugen, die aus einem starren Polyurethanschaum besteht. Hierbei bläht sich der Schaum ungehindert nahezu im rechten Winkel zu der Unterlage auf, und mit Hilfe eines einzigen Spritzvorgangs läßt sich eine Schaumschicht erzeugen, die nur eine relativ geringe Dicke hat, welche gewöhnlich im Bereich von etwa 10 bis 25 mm liegt. Im Vergleich

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zu einem Verfahren, bei dem das Gemisch in einen dafür bestimmten Raum eingespritzt wird, führt das Aufspritzen des Materials auf eine frei zugängliche Unterlage dazu, daß während des Aufschäumens nur geringe Eigen- bzw. Restspannungen auftreten. Außerdem ist es bei dem angewendeten Spritz- und Aufschäumverfahren möglich, eine große Fläche im wesentlichen nahtlos zu bedecken, so daß die Schaumschicht in der Breitenrichtung nahezu homogen wird. Diese beiden Eigenschaften des geschilderten Verfahrens erweisen sich bei der Herstellung einer wärmeisolierenden Anordnung für einen tiefen Temperaturen ausgesetzten Behälter, der während des Gebrauchs hohen thermischen Beanspruchungen standhalten muß, als besonders vorteilhaft. Da es sich bei dem genannten Spritz- und Aufschäumverfahren um ein bekanntes Verfahren handelt, dürfte sich eine nähere Erläuterung erübrigen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung steht in Beziehung zu den Eigenschaften und der Zusammensetzung des verwendeten Polyurethanschaums. Je nach der Zusammensetzung des Ausgangsgemisches ist es möglich, flexible bis starre Polyurethanschäume zu erzeugen. Im folgenden bezeichnet der Ausdruck "Polyurethanschäume" Schaumstoffe, die aus Polyisocyanaten, z.B. Isocyanuraten sowie aus Carbodiimiden und dgl. bestehen. Bis jetzt ist nahezu ungeklärt geblieben, welche Art von Material aus der genannten Gruppe von Materialien besonders geeignet ist, bei wärmeisolierenden Anordnungen für Behälter verwendet zu werden, die zum Aufnehmen von sich auf sehr tiefen Temperaturen befindenden Flüssigkeiten, z.B. von verflüssigtem Erdgas, bestimmt sind. Jedoch ist es offensichtlich, daß den Eigenschaften der verschiedenen Polyurethanschäume eine ausschlaggebende Bedeutung zukommt, denn bei Versuchen, die mit wärmeisolierenden Anordnungen für tiefe Temperaturen unter Verwendung von sich bezüglich ihrer Zusammensetzung unterscheidenden Schaummaterialien durchgeführt wurden, zeigte es sich, daß die Anzahl der bei den Schaummaterialien auftretenden Risse je nach der Zu-

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sammensetzung des Materials in weiten Grenzen variiert.

Man könnte zwar allgemein annehmen, daß die Widerstandsfähigkeit eines Polyurethanschaums gegen tiefe Temperaturen eine Funktion der Zugfestigkeit (TS), der Bruchdehnung (EB) bzw. des Produktes aus diesen beiden ¥erten (TS χ EB) ist, und daß hierbei auch die Temperatur eine Rolle spielt, doch zeigen die Ergebnisse der durchgeführten Versuche, daß diese Annahme in der Praxis nicht notwendigerweise gültig ist. Aufgrund der Ergebnisse zahlreicher Versuche wurde festgestellt, daß die Eigenschaften eines Schaummaterials bei tiefen Temperaturen durch Berechnen des nachstehenden Koeffizienten dargestellt werden können:

Sicherheitskoeffizient =

Zugfestigkeit (J.) eines Schaummaterials bei tiefer

Temperatur

Wärmespannung (Jj, die beim Abkühlen des Schaummaterials von der Umgebungstemperatur auf die tiefe Temperatur auftritt

Hierin bezeichnet das Symbol (J.) eine im rechten Winkel zur Aufschäumungsrichtung gemessene Festigkeit.

Der Grund dafür, daß die unter diesem rechten Winkel gemessene Festigkeit bei dem Sicherheitskoeffizienten berücksichtigt wird, besteht darin, daß die meisten Risse innerhalb einer Fläche aus einem Schaummaterial in dieser Richtung entstehen, so daß dem Verhältnis zwischen der Zugfestigkeit des Schaummaterials und der Wärmespannung, die im rechten Winkel zur Aufschäumungsrichtung, d_eh. parallel zu der Unterlage, auftritt, eine besondere Bedeutung zukommt. Dieses Verhältnis wird im folgenden als "Sicherheitskoeffizient¹¹ bezeichnet.

Um die Wärmespannung zu ermitteln, wird der Wert einer

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Schrumpffestigkeit gemessen, die sich ergibt, wenn eine Probe des zu untersuchenden Schaummaterials, deren beide Enden bei Raumtemperatur fest verankert worden sind, einer Atmosphäre ausgesetzt wird, die sich auf einer tiefen Temperatur befindet. Die Zugfestigkeit bei tiefer Temperatur wird dagegen mit Hilfe der üblichen Zerreißprobe ermittelt, zu deren Durchführung die gleiche Vorrichtung benutzt wird. Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt als Beispiel eine Vorrichtung zum Bestimmen des Sicherheitskoeffizienten gemäß der vorstehenden Definition. Gemäß Fig. 1 wird ein Probestück A mit einer Breite von 10 mm, einer Dicke von 10 mm und einer Länge von 100 mm in der Richtung Cl), das einer aufgespritzten Schicht aus einem starren Polyurethanschaum entnommen worden ist, in eine wärmeisolierende Kammer R eingebracht, und die beiden Enden des Probestücks werden mit Quergliedern B und C verbunden, so daß sie keine Bewegungen in Richtung der Längsachse des Probestücks ausführen können. Ferner gehören zu der Vorrichtung nach Fig. ein Lastdetektor bzw. eine Lastmeßzelle D sowie Einrichtungen E und E· zum Befestigen des Probestücks. Das Innere der Kammer R wird von der Umgebungstemperatur durch Einleiten einer entsprechenden Menge von flüssigem Stickstoff und flüssiger Luft schnell auf eine Temperatur von -192⁰C abgekühlt. Sobald dies geschehen ist, zeigt der Lastdetektor D an, daß das Probestück A einer Wärmespannung ausgesetzt ist. Diese Wärmespannung wird innerhalb von etwa 15 min nahezu konstant, nachdem in der Kammer R eine Temperatur von -192°C erreicht worden ist. Hierauf wird die Befestigungseinrichtung E einmal gelockert, um das Probestück A freizugeben, woraufhin die Befestigungseinrichtung wieder festgezogen wird. Nunmehr wird das Probestück belastet, zu welchem Zweck das untere Querglied C nach unten bewegt wird, um die Zugfestigkeit bei -192⁰C zu messen. Danach läßt sich der Sicherheitskoeffizient wie folgt berechnen:'

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Sicherheitskoeffizient =

Zugfestigkeit (X) bei -192⁰C (kg/cm²) Wärme spannung Ci.), die beim Abkühlen von der Umgebungstemperatur auf -192 C aufgetreten ist (kg/cm²)

Der Grund dafür, daß eine Temperatur von -192°C zur Ermittlung des Sicherheitskoeffizienten gewählt wurde, besteht darin, daß sich diese Temperatur relativ leicht mit Hilfe von verflüssigtem Stickstoff erreichen läßt, dessen Temperatur -196°C beträgt, und daß diese tiefe Temperatur in einem Bereich liegt, in den auch die -162°C betragende Temperatur von verflüssigtem Erdgas und der meisten sehr kalten Flüssigkeiten fällt. Wenn der Wert des Sicherheitskoeffizienten kleiner ist als 1, treten bei den meisten bekannten Schaumstoffen mit geringer Widerstandsfähigkeit gegen tiefe Temperaturen schon dann Risse auf, wenn sie gemäß dem beschriebenen Verfahren auch nur auf -192⁰C abgekühlt werden.

Es wurden wiederholt Versuche bei tiefer Temperatur sowohl unter statischen Bedingungen als auch in Verbindung mit Stoßbeanspruchungen durchgeführt, um eine Beziehung zwischen dem Sicherheitskoeffizienten und der Widerstandsfähigkeit gegen tiefe Temperaturen zu ermitteln, wie es weiter unten anhand von Beispielen beschrieben ist; hierbei zeigte es sich, daß der Wert des Sicherheitskoeffizienten mindestens 1,5 betragen und vorzugsweise bei 2,0 liegen muß. Auf der Außenseite der aufgespritzten Schaumschicht bildet sich eine äußere Haut, die eine größere Dichte besitzt als der Kern der Schaumschicht. Diese äußere Haut hat eine Dichte, die um das 2- bis 10-fache höher ist als die Dichte des inneren Kerns, und die Dicke der Haut, die 0,3 mm nicht überschreitet, beträgt gewöhnlich etwa 0,1 mm, während der innere Kern eine Dicke zwischen 10 und 25 mm aufweist. Allerdings variiert diese Dicke in Abhängigkeit von den Aufschäumungsbedingungen. Ferner ist die äußere Haut natürlich härter als

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der innere Kern, und ihre Dehnbarkeit ist geringer als diejenige des inneren Kerns. Daher ist es erforderlich, die Eigenschaften eines Schaummaterials zu berücksichtigen, das sich aus einem inneren Kern und einer äußeren Haut zusammensetzt, denn in der Praxis werden auf die Unterlage nacheinander mehrere Schichten aufgespritzt. Entsprechendes gilt für die vorstehend beschriebene Messung des Sicherheitskoeffizienten. In Fig. 1 bezeichnet die wellenförmige Linie bei dem Probestück A die äußere Haut. Bei einer auf der Innenseite eines Behälters zu verwendenden wärmeisolierenden Anordnung muß das eigentliche Schaummaterial eine ausreichende Druckfestigkeit haben, die in den meisten Fällen 3 bis 5 kg/cm beträgt, und das spezifische Gewicht muß etwa bei 40 kg/nr oder darüber liegen. Zwar ist es im allgemeinen nicht schwierig, einen Polyurethanschaum als solchen herzustellen, doch treten hierbei in den meisten Fällen hohe Wärmespannungen auf. Daher ist es schwierig, einen Sicherheitskoeffizienten in der gewünschten Höhe zu erreichen.

Gemäß der Erfindung soll der aufzubringende starre Schaum bei Raumtemperatur im rechten Winkel zur Aufschäumrichtung eine Bruchdehnung von mindestens 8% und vorzugsweise von über 10% aufweisen, während im Vergleich hierzu die Bruchdehnung bei Schaumstoffen bekannter Art zwischen 3% und 7% liegt. Soll ein Schaum mit den gewünschten Eigenschaften erzeugt werden, muß man insbesondere dafür sorgen, daß das Gemisch der verwendeten Bestandteile die richtige Zusammensetzung hat. Im allgemeinen wird ein starrer Polyurethanschaum aus einem mehrwertigen Mehrfunktionsalkohol mit einem OH-Wert (mg KOH/g) von 300 bis 800 und einer funktioneilen Gruppe von mindestens 3,5 sowie einem aromatischen Polyisocyanat erzeugt, wobei erforderlichenfalls zusätzlich ein Schaumstabilisator, ein Katalysator, ein Aufschäumungsmittel, z.B. halogenisierte Kohlenwasserstoffe oder Wasser, ein feuerhemmendes Mittel, ein Weichmacher usw. verwendet werden, und wobei nach dem Teilvorpolymerisationsverfahren oder einem

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Einschußverfahren gearbeitet wird. Der zum Einsatz bei tiefen Temperaturen bestimmte Schaum nach der Erfindung kann vorzugsweise aus einem mehrwertigen Alkohol bzw. einem Polyol mit einem niedrigen OH-Wert von höchstens 450 und einer Funktionszahl von etwa 4 sowie einem polymeren Isocyanat hergestellt werden.

Die nachstehende Tabelle zeigt die physikalischen Eigenschaften eines für tiefe Temperaturen geeigneten Schaumstoffs mit einem hohen Sicherheitskoeffizienten im Vergleich zu den für Schaumstoffe bekannter Art geltenden Werten.

Schaumstoff

bekannter

Art

Erf indungs gemäße r Schaum für tiefe Temp e ratüren

Dichte, kg/m³

Druckfestigkeit (||) bei Raumtemperatur, kg/cm^

Bruchdehnung (X) bei Raumtemperatur, %

Zugfestigkeit (J_) bei -192°C, kg/cm2 (X)

Wärmespannung bei Abkühlung von Raumtemperatur auf -192°C (X), kg/cm² (Y)

Sicherheitskoeffizient (X)/(Y)

40	bis	80	40	,5	bis	80	,5
3	bis	10	2	,0	bis	8	,5
3	bis	7	8	,5	bis	20
4,	5 bis	15	3	bis	13
VJl	bis	15	1	bis	8
maximal 1,0		1	bis	3

Hierin bezeichnet (X)

eine im rechten Winkel zur Aufschäumungsrichtung wirkende Beanspruchung und

(|i) eine parallel zur Aufschäumungsrichtung wirkende Beanspruchung.

Gemäß der Erfindung läßt sich eine wärmeisolierende Anordnung mit hoher Widerstandsfähigkeit bei tiefen Temperaturen auf vorteilhafte Weise dadurch herstellen, daß man eine ein-

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fache Konstruktion vorsieht, bei der mindestens die innerste Schaumschicht mit einer Verstärkung versehen ist. Es ist jedoch auch möglich, einen Schaumstoff mit einem ziemlich hohen Sicherheitskoeffizienten herzustellen, indem man den Wärmedehnungskoeffizienten des Schaumstoffs herabsetzt, und zwar z.B. dadurch, daß man in den Schaumstoff Glasfasern einbettet oder daß man dem aufzuschäumenden flüssigen Material vor seiner Verarbeitung ein pulverförmiges Material in Gestalt kurzer Fasern beimischt, denn die Wärmespannung steht in Beziehung zum Produkt aus dem Elastizitätsmodul und dem Wärmedehnungskoeffizienten, doch erweist sich die Anwendung dieses Verfahrens in der Praxis als zu kompliziert.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die aus dem Schaumstoff hergestellte Fläche auf ihrer freiliegenden Innenseite mit einem netzförmigen Material bzw. einem Geflecht oder dgl. verstärkt wird. Ein solches Geflecht oder Gewebe kann aus Naturfasern, z.B. Leinen, Kunstfasern wie Kunstseide, Nylon, Polyester o.dgl. oder aus anorganischen Fasern wie Glas, Asbest o.dgl. hergestellt sein.

Bei der Auswahl eines geeigneten Netzmaterials müssen die nachstehend angeführten Punkte berücksichtigt werden. Zunächst ist es erforderlich,/das Netzmaterial selbst eine ausreichende Festigkeit besitzt, um bei der tiefen Temperatur Zug- und Stoßbeanspruchungen usw. standzuhalten. Von noch größerer Bedeutung ist die Tatsache, daß das Netzmaterial in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen eine geringe Dehnung aufweist, daß es in möglichst hohem Maße isotrop ist, und daß es sich leicht handhaben und anbringen läßt_o Als typisches Beispiel für ein Material, das diesen Anforderungen entspricht, sei ein Gewebe oder Geflecht aus Glasfasern genannt. Da die herzustellende wärmeisolierende Anordnung einer Abkühlung unterliegt, wobei die Bewegbarkeit in der Breitenrichtung eingeschränkt ist, muß das Verstärkungsmaterial ferner einen hohen Sicherheitskoeffizienten entsprechend

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der vorstehenden Definition sowie eine hohe Festigkeit aufweisen, wie es auch bei dem Schaumstoff erforderlich ist. Ferner muß das Netzmaterial vorzugsweise flexibel sein, und es soll eine ausreichende Rauhigkeit besitzen, da die aus dem aufgespritzten Schaumstoff gebildete Schicht nicht in allen Fällen eine glatte Oberfläche hat. Daher ist ein hartes Geflecht oder Gewebe, das sich aus einzelnen Drähten zusammensetzt, wie es bei gewöhnlichem Drahtgewebe der Fall ist, für die erfindungsgemäßen Zwecke nicht geeignet. Schließlich muß es sich natürlich auch um ein leicht zu beschaffendes Material handeln.

Ist die Maschenweite des Netzmaterials zu groß, wird nur eine ungenügende Verstärkungswirkung erzielt; ist die Maschenweite dagegen zu gering, läßt sich das Netzmaterial der rauhen Oberfläche der Schaumstoffschicht nur schwer anpassen«, Gemäß der Erfindung wird daher die Verwendung eines Glasfasergewebes bevorzugt, bei dem die Maschenweite 2 bis 8 mm beträgt. Beispielsweise läßt sich ein handelsübliches Glasfasergewebe verwenden, das unter der Bezeichnung "WG-250" von der japanischen Firma Nitto Boseki Co. auf den Markt gebracht wird, das eine Maschenweite von etwa 3 nun aufweist, bei dem etwa 7 Fäden je Zoll vorhanden sind, das in gewöhnlicher Leinenbindung mit sich rechtwinklig kreuzenden Fäden ausgebildet ist, und bei dem sich jeder Garnstrang aus einigen hundert endlosen, miteinander verdrillten Fäden zusammensetzt und einen scheinbaren Durchmesser von etwa 0,35 mm hat.

Zum Verbinden des Verstärkungsnetzes mit der äußeren Haut des aufgespritzten Schaumstoffs wird ein Klebstoff vom Lösungsmittel- oder Emulsionstyp verwendet, der aus der Gruppe gewählt wird, zu der verschiedene Kautschukarten gehören, z.B. Chloropren, SBR^ Hypalon gehören, sowie verschiedene Kunststoffe, z.B. Polyurethan, Epoxydharze, Polyester, Harnstoff, Phenol usw..

*Styrol-Butadien-Kautschuk

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Da die auf der Innenseite eines Behälters verwendete ■wärmeisolierende Anordnung in direkter Berührung mit dem Behälterinhalt, z.B. verflüssigtem Erdgas oder verflüssigtem Propan, steht, wenn es sich um eine direkte Wärmeisolierung handelt, oder da die Möglichkeit besteht, daß eine solche Berührung auftritt, wie es z.B. bei einer wärmeisolierenden Anordnung mit eiiier sekundären Sperre der Fall ist, muß man einen Klebstoff verwenden, der durch den Behälterinhalt weder verändert noch geschädigt wird. Daher wird als Klebstoff vorzugsweise ein Klebstoff vom Lösungsmitteltyp verwendet, z.B. Chloroprenkauts chuk.

Um das Verstärkungsmaterial mit dem Schaumstoff zu verbinden, wird der Klebstoff in Form eines dünnen Überzugs auf die Oberfläche des Schaumstoffs aufgetragen, das Verstärkungsgewebe wird mit dem Schaumstoff verklebt, sobald der Klebstoff halbtrocken ist, und der so hergestellte geschichtete Verband wird zeitweilig auf mechanischem Wege, z.B. mit Hilfe von Heftklammern, zusammengehalten.

Ist die wärmeisolierende Anordnung nach der Erfindung als direkt zur Wirkung kommende Wärmeisolierung ausgebildet, bewirkt sie außerdem eine Abdichtung gegen das Entweichen von Flüssigkeit, und diese Abdichtungswirkung wird durch die Schaumstoffschicht selbst hervorgerufen.

Wie erwähnt, wird das Gewebe nur zu dem Zweck verwendet, die äußere Haut der Schaumstoffschicht zu verstärken und hierdurch ein Aufreißen der Schaumstoffschicht zu verhindern. Hierzu ist zu bemerken, daß der verwendete Klebstoff von solcher Art sein muß, daß der Klebstoff-Film in Verbindung mit dem Gewebe keine flüssigkeitsdichte Membran gegenüber der Flüssigkeit in dem Behälter bildet. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, besteht die Gefahr, daß das Flüssiggas in Spalte zwischen der Schaumstoffschicht und einer solchen Membran durch irgendwelche Öffnungen eindringt, worauf-

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hin das Flüssiggas bei zunehmender Temperatur rasch verdampft. Infolgedessen besteht hierbei die Gefahr, daß die mit der Verstärkung versehene Schicht in großem Ausmaß zerstört wird, und daß sich ein Gegendruck aufbaut. Im Hinblick hierauf muß der gemäß der Erfindung verwendete Klebstoff von solcher Art sein, daß er bei der tiefen Temperatur keinen zähen Film bildet, damit etwa verdampftes Flüssiggas leicht entweichen kann. In der Praxis ist es nicht besonders schwierig, einen Klebstoff zu wählen, der dieser Forderung entspricht, denn nur wenige Klebstoffe bilden einen zähen Film, wenn sie einer tiefen Temperatur ausgesetzt werden, die z.B. bei verflüssigtem Erdgas -162°C beträgt. Ferner wurde festgestellt, daß sich bei zahlreichen Klebstoffen die Widerstandsfähigkeit gegenüber tiefen Temperaturen bemerkbar erhöht, wenn sie in Verbindung mit einem Glasfasermaterial verwendet werden. Unter Verwendung von verflüssigtem Stickstoff wurden Versuche bei tiefen Temperaturen z.B. bei Chloropren- und Urethanklebstoffen durchgeführt. Hierbei zeigte es sich, daß sich eine einwandfreie Verbindung zwischen der Schaumstoffschicht und der durch das Glasfasergewebe und den Chloropren- oder Urethanklebstoff gebildeten Verstärkung erzielen läßt, daß jedoch gleichzeitig zahlreiche kleine Risse in den zwischen den Fasersträngen des Gewebes liegenden Teilen des nur aus dem Klebstoff bestehenden Films zu beobachten sind. Hieraus ist ersichtlich, daß die Verstärkung im Sinne der vorstehenden Ausführungen keine zusammenhängende Membran bildet, sondern nur zu einer Verstärkung der Schaumstoffschicht führt.

Vor dem Anbringen der Verstärkung brauchen nur die besonders rauhen Teile der Oberfläche der Schaumstoffschicht durch Schleifen eingeebnet zu werden.

Die erfindungsgemäße innenliegende wärmeisolierende Anordnung läßt sich vorzugsweise z.B. bei mit selbsttragenden prismatischen Behältern versehenen Schiffen zum Transportie-

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ren von verflüssigtem Erdgas verwenden, die z.B. nach dem Conch-System konstruiert sind, und bei denen als wärmeisolierende Schichten Tafeln aus Balsaholz verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Beispiels für eine Vorrichtung zum Ermitteln des erfindungsgemäß definierten Sicherheitskoeffizienten eines Schaumstoffs;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Ausführungsform einer wärmeisolierenden Anordnung;

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt, der den Aufbau der Innenfläche der Anordnung nach Fig. 2 erkennen, läßt;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer wärmeisolierenden Anordnung;

Fig. 5 einen Teilschnitt einer Ausführungsform, bei der eine wärmeisolierende Anordnung in Verbindung mit einer sekundären Sperre verwendet wird;

Fig. 6 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform, bei der eine wärmeisolierende Anordnung in Berührung mit einem Behälter der Membranbauart steht;

Fig. 7 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform, bei der eine wärmeisolierende Anordnung als direkt zur Wirkung kommende Wärmeisolation verwendet wird; und

Fig. 8 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform, bei der es sich um eine Weiterbildung der Ausführungsform nach Fig. 5 handelt.

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In Fig. 2 und 3 ist eine äußere Behälterwand 1 dargestellt, die z.B. aus Metall oder Beton besteht und zu einem Schiffskörper gehört oder den äußeren Mantel eines ober- oder unterirdischen Behälters bildet, bei dem es sich um eine doppelwandige Konstruktion handelt. Die in Fig. 2 bzw. 3 nach unten weisende Außenseite dieser Wand steht in Berührung mit Luft, Seewasser oder Erdreich, das sich auf der Umgebungstemperatur befindet. Die Innenseite der Außenwand 1 wird zweckmäßig mit einer Grundierung versehen, bevor die Stoffe zum Erzeugen eines Polyurethanschaums aufgespritzt werden, um eine gute Verbindung zwischen dem Schaumstoff und der Wand zu gewährleisten. Als Grundierungsmaterial wird z.B. vorzugsweise ein Chloroprenkautsch.uk verwendet. In Fig. 2 und 3 sind mehrere Schichten 2, 4, 5» 6 und 7 zu erkennen, die als isolierende Schichten aus einem starren Polyurethanschaum ausgebildet sind, einen Sicherheitskoeffizienten von mindestens 1,5 aufweisen und nacheinander auf die Wand 1 aufgespritzt wurden. Im vorliegenden Fall beträgt die durchschnittliche Dicke jeder dieser Schaumstoffschichten 20 mm, so daß die fünf Schichten eine Gesamtdicke von 100 mm haben. Aufgrund gesammelter Erfahrungen wird es vorgezogen, jeweils Schaumstoff schichten mit einer Dicke im Bereich von 10 bis 25 mm zu erzeugen, und die erforderliche Gesamtdicke der Isolierschicht läßt sich dadurch erzielen, daß man eine größere oder kleinere Anzahl von einzelnen dünneren Schichten aufbringt. Auf der Außenseite jeder Schicht aus Polyurethanschaum ist gemäß Fig. 2 und 3 eine relativ harte äußere Haut vorhanden, wie es bezüglich der Schaumstoffschicht 2 bei 3 angedeutet ist. In Fig. 2 und 3 sind Stränge 10 eines Verstärkungsgewebes zu erkennen, das eine Maschenweite von 2 bis 8 mm hat, und das in Fig. 3 der Deutlichkeit halber in einem übertriebenen Maßstab dargestellt ist; dieses Gewebe ist mit der äußeren Haut 8 der dem Inneren des Behälters am nächsten benachbarten Schicht 7 mit Hilfe eines Klebstoffs 9 verbunden. Die wärmeisolierende Anordnung nach Fig. 2 und 3 umschließt einen Raum 11, in dem einesehr tiefe Temperatur herrscht.

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Dieser Raum 11 kann auf unterschiedliche Weise abgegrenzt sein, z.B. gemäß Fig. 5 durch einen selbsttragenden, zur Verwendung bei tiefen Temperaturen geeigneten Behälter, der von dem Raum 11 durch einen Abstand getrennt ist, oder durch einen Membranbehälter, der gemäß Fig. 6 in Berührung mit der wärmeisolierenden Anordnung steht, oder der Raum 11 kann gemäß Fig. 7 selbst den Behälter zum Aufnehmen von Flüssigkeiten bilden, die sich auf einer sehr tiefen Temperatur befinden.

Bei der in Fig. 4 dargestellten wärmeisolierenden Anordnung handelt es sich um eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 2, Gemäß Fig. 4 sind die beiden dem Inneren des Behälters am nächsten benachbarten Schaumstoffschichten 6 und 7 im Bereich ihrer äußeren Haut 8¹ bzw. 8 durch eine Gewebeschicht 10· bzw. 10 verstärkt.

In Fig. 5 ist die Verwendung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen wärmeisolierenden Anordnung bei einem selbsttragenden Behälter 21 für sich auf einer sehr tiefen Temperatur befindende Flüssigkeiten dargestellt, wobei der selbsttragende Behälter 21 zwischen sich und der wärmeisolierenden Anordnung einen Raum 23 abgrenzt.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Membranbehälter 22, der in Berührung mit der wärmeisolierenden Anordnung steht.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die wärmeisolierende Anordnung als direkt zur Wirkung kommende Wärmeisolation verwendet wird, so daß die dem Inneren des Behälters zugewandte Oberfläche der Anordnung in unmittelbarer Berührung mit der sehr kalten Füllung des Behälters steht.

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Fig. 8 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsform nach Fig. 5 in Gestalt einer nach dem Conch-System ausgebildeten innenliegenden wärmeisolierenden Anordnung für ein Schiff zum Transportieren von verflüssigtem Erdgas, wobei die wärmeisolierende Schicht zusätzlich mit Tafeln oder Flächen 24 aus Balsaholz versehen ist. Hierbei ist der zugehörige selbsttragende Behälter 21 durch einen freien Raum 23 von der wärmeisolierenden Anordnung getrennt.

Es ist zu bemerken, daß es sich bei den vorstehend beschriebenen Anordnungen lediglich um Beispiele für die Anwendung des Grundgedankens der Erfindung handelt, und daß im Rahmen der Erfindung die verschiedensten Abänderungen und Weiterbildungen möglich sind. Beispielsweise kann man die Innenfläche einer Schicht aus einem Yerstärkungsmaterial zusätzlich mit einer dünnen Schicht aus einem starren Polyurethanschaum überziehen, um der Innenfläche ein sauberes Aussehen zu verleihen, oder man kann einen Überzug aus einem Material aufbringen, das bezüglich der Wärmeisolierung keine Rolle spielt, um eine glatte Oberfläche zu erzeugen; diese Maßnahme wird vorzugsweise in Fällen angewendet, in denen ein Membranbehälter isoliert werden soll·

Gemäß Fig. 4 ist es möglich, eine Schicht aus dem Verstärkungsmaterial nicht nur auf der dem Inneren des Behälters am nächsten benachbarten Schaumstoffschicht anzuordnen, sondern auch vom Inneren des Behälters aus nach außen fortschreitend auch die zweite und/oder dritte Schicht mit einer Verstärkung zu versehen, wodurch die Betriebssicherheit bei tiefen Temperaturen in einem gewissen Ausmaß verbessert wird. Gemäß der Erfindung wird jedoch ein Polyurethanschaum verwendet, der einen Sicherheitskoeffizienten gemäß der weiter oben gegebenen Definition aufweist, so daß man auf die Verwendung zusätzlicher Schichten aus dem Verstärkungsmaterial verzichten kann. Außerdem wird aus Gründen der Wirtschaftlichkeit die Verwendung einer möglichst einfachen Konstruktion bevorzugt.

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Die Erfindung wird durch das nachstehend beschriebene Beispiel näher veranschaulicht.

Es wurden zahlreiche tellerähnliche Behälter hergestellt; zu diesem Zweck wurden zur Bildung eines Rahmens jeweils vier Sperrholzstücke mit einer Dicke von 10 mm und einer Höhe von 100 mm entlang den vier Rändern einer Stahlplatte angeordnet, die bei einer Dicke von 5 mm eine Fläche von 1200 χ 1200 mm einnahm; in jedem dieser Behälter wurde entsprechend der nachstehenden Tabelle mit Hilfe des Spritzverfahrens ein starrer Polyurethanschaum mit einer Stärke von 15 mm je Schicht erzeugt, und hierbei wurden fünf Schichten aufeinander angeordnet, so daß sich eine Gesamtdicke von 75 mm ergab. Mit der Oberseite des Schaumstoffs wurde ein handelsübliches Glasfasergewebe des genannten Typs WG 250 verbunden, und die Ränder der Verstärkungsschicht wurden an dem Rahmen befestigt. In dieser Weise wurden 90 Probestücke hergestellt, und zwar je 10 Stücke von 9 verschiedenen Arten, und diese Probestücke wurden zu Vergleichszwecken untersucht.

Zur Durchführung von Abkühlungsversuchen wurden gemäß der nachstehenden Tabelle die Probekörper (a) bis (e) bis zu einer Standhöhe von 25 mm direkt mit verflüssigtem Stickstoff mit einer Temperatur von -196⁰C gefüllt, während die Probenkörper (a¹) bis (d¹) mit Trockeneis gefüllt wurden, das sich auf einer Temperatur von etwa -70⁰C befand; die Probekörper wurden jeweils mindestens 2 Std. lang der Abkühlungswirkung ausgesetzt.

Um Schlagfestigkeitsprüfungen durchzuführen, ließ man eine Stahlstange, die an ihrem Ende einen Keil mit einer Breite von 7 mm aufwies und bei einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von etwa 1300 mm ein Gewicht von 600 g hatte, aus einer Höhe von 1 m auf die Oberfläche der wärmeisolierenden Schicht der Probe herabfallen, und zwar in Gegenwart des verflüssigten Stickstoffs bzw· unmittelbar nach dem Entfernen des

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Trockeneises. In den Fällen, in denen die Probe mit dem Glasfasergewebe verstärkt war, drang das keilförmige Ende der Stange durch das Gewebe hindurch, und es trat bis zu einer Tiefe von etwa 20 mm in die Isolierschicht ein.

In der folgenden Tabelle sind die gewonnenen Versuchsergebnisse zu Vergleichszwecken zusammengestellt.

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Bekannter Schaumstoff (Soflan R SP 38) 41, iärfindungsgemäßer Schaumstoff für tiefe Temperaturen (Soflan R SP 82)

Spezifisches,Gewicht (Kern), kg/nr

Sicherheitskoeff.

Druckfestigkeit, 'Raumtemperatur, kg/cm

Bruchdehnung, liauintemperatur, ψ> ι χ

TerStärkungsgewebe

Probe

Λ ra U ο

CC! P CO

Statische Prüfung

Schlagprobe mit Fallkeil

Probe Statische Prüfung

Schlagprobe mit fallkeil

50

maximal 1 ,0

4,5 3,8

nicht vorhanden

oberste Schicht 42 , Glas

(a)

viele Risse sofort nach Abkühlung

(al)

kein Riß

Riß über ganze

Cb)

2 bis 3 Risse nach 30 min

Riß über ganze Breite vom oberen Keilende

kein Riß

kurzer Riß

Breite vom obe- vom oberen ren Keilende [Keilende 50

2,5

3,8 3,0

15

jöerste Schicb/ü oberste Schicht

42, Glas

(ο)

10 Proben, β
ohne Risse, 3
mit 1-2 xHissen nach 30
min, 1 schwer
zu beurteilen

wie Probe (b)

(C)

kein Riß

ähnlich
(a·)

(d)

kein Riß

Glas & 10 mm Schaumstoff

(e)

10-mm-Riß nur in deckschicht

■um

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2541 36Λ

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Bemerkungen: *1 - starrer Polyurethanschaum, Erzeugnis

der japanischen Firma Nihon Soflan Co.

*2 - die Angaben gelten für die "oberste

Schicht" unter der Annahme, daß es sich hierbei um die dem Inneren des Behälters am nächsten benachbarte Schicht der wärmeisolierenden Anordnung handelt.

Es zeigte sich, daß bei den Proben (d) und (e) auf der Rückseite der Stahlplatte auch nach der Durchführung der Schlagfestigkeitsprobe kein kalter Fleck entstand, und daß die Abdichtung gegen das Entweichen von Flüssigkeit einwandfrei war, was durch eine Färbungsprüfung nach dem erneuten Erhöhen der Temperatur festgestellt wurde.

Ferner wurden bei tiefer Temperatur dynamische Prüfungen unter wiederholter Belastung an einem Modell mit einer Grundfläche von 3»5 x 3»5 m durchgeführt, das der Probe (d) entsprach. Die Anzahl der zyklischen Belastungen entsprach einer Lebensdauer eines Schiffs von 20 Jahren. Dieser Versuch bestätigte, daß die wärmeisolierende Anordnung selbst beim Auftreten von Vibrationen nicht beschädigt wird, und daß sie daher zur Verwendung in Schiffen zum Transportieren verflüssigter Gase geeignet ist.

Die vorstehenden Ergebnisse lassen erkennen, daß dann, wenn die wärmeisolierende Anordnung nur aus der Schaumstoffschicht besteht, deren Sicherheitskoeffizient den Wert 2 hat, wie es bei der Probe (c) der Fall ist, die Festigkeit in Gegenwart von verflüssigtem Stickstoff mit einer Temperatur von -196⁰C nicht ausreicht, daß die wärmeisolierende Anordnung jedoch dann, wenn sie entsprechend dem Beispiel (d) durch ein Gewebe zusätzlich verstärkt ist, bei der tiefen Temperatur nicht nur der statischen Beanspruchung, sondern auch der erheblichen Beanspruchung bei der Schlagfestigkeitsprobe standhält«, Im Gegensatz hierzu läßt sich die durch die Erfindung erzielbare Wirkung selbst dann nicht erreichen, wenn ein als solcher

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nicht geeigneter Schaumstoff mit einem nicht über 1,0 liegenden Sicherheitskoeffizienten mit dem gleichen Gewebe verstärkt ist, wie es bei dem Beispiel (b) der Fall war.

Zieht man zum Vergleich die für die Proben (b^!)> (c¹) und (d^!) geltenden Versuchsergebnisse heran, kann man die Schlußfolgerung ziehen, daß eine Kombination eines zur Verwendung bei tiefen Temperaturen geeigneten Schaumstoffs mit einem Verstärkungsgewebe selbst bei einer nur mäßig tiefen Temperatur wie bei derjenigen von Trockeneis benötigt wird, wenn die Anordnung der dynamischen Stoßfestigkeitsprobe standhalten soll.

Im allgemeinen entstehen bei niedriger Temperatur bei einem in einen Hohlraum eingespritzten Schaumstoff selbst dann leichter Risse, wenn der Schaumstoff aus den gleichen Materialien besteht wie der aufzuspritzende Schaumstoff nach der Erfindung, und außerdem läßt sich hierbei das Entstehen zahlreicher Nähte nicht vermeiden, so daß ein solches eingespritztes Schaummaterial völlig ungeeignet ist, eine einwandfreie Abdichtung gegen das Entweichen von Flüssigkeit zu bewirken, wie sie durch die Erfindung ermöglicht wird. Somit ist durch die Erfindung eine einfache, mit geringen Kosten herstellbare und sehr zuverlässige wärmeisolierende Anordnung dadurch geschaffen worden, daß auf zweckmäßige Weise mit Hilfe eines Aufschäumverfahrens ein starrer Polyurethanschaum erzeugt und mechanisch verstärkt wird, und daher ist die Anordnung nach der Erfindung besonders geeignet, als innere wärmeisolierende Anordnung bei Behältern verwendet zu werden, die zur Lagerung bzw. zum Transport von auf sehr niedrigen Temperaturen befindlichen verflüssigten Gasen bestimmt sind, z.B. für gewöhnliches Flüssiggas mit einer Temperatur von -42°C sowie für verflüssigtes Erdgas mit einer Temperatur von -162⁰C und dgl..

Ansprüche; 6098 U/Π/, 07

Claims

ANSPRÜCHE

1. Wärmeisolierende Anordnung für einen tiefen Temperaturen ausgesetzten Behälter, insbesondere in Form einer wärmeisolierenden Anordnung, die auf der Innenseite eines Behälters angeordnet ist, der dazu bestimmt ist, eine sich auf einer tiefen Temperatur befindende Flüssigkeit aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine Schicht (2, 4, 5, 6, 7) eines durch Aufspritzen an Ort und Stelle erzeugten starren Polyurethanschaums vorhanden ist, bei dem der nachstehend definierte Sicherheitskoeffizient mindestens 1,5 beträgt, und daß ein aus Fasern hergestelltes netzförmiges Material (10, 10*) vorhanden ist, das als Verstärkungsmaterial fest mit der dem Inneren des Behälters am nächsten benachbarten Fläche mindestens der am weitesten innen angeordneten Schicht verbunden ist, wobei der Sicherheitskoeffizient durch den folgenden Ausdruck gegeben ist:

Zugfestigkeit (Jü bei -192⁰C (kg/cm²) Wärmespannung (JL.), die beim Abkühlen_Q von der Umgebungstemperatur auf -192 C (kg/cm^) auftritt.

2_# Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Fasern bestehende netzförmige Material (10, 10*) ein Gewebe aus Glasfasersträngen mit einer Maschenweite von 2 bis 8 mm ist»

3ο Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Schicht (2, 4, 5» 6, 7) aus dem starren Polyurethanschaum auf einer Seite eine Haut (8, 8¹) aufweist und eine homogene innere Schaumschicht besitzt«,

4ο Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut (8) der dem Inneren des Behälters am nächsten benachbarten Schicht (7) aus dem Polyurethanschaum geschliffen ist.

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5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Polyurethanschaum bestimmte physikalische Eigenschaften besitzt, und zwar eine Dichte bzw. ein spezifisches Gewicht von 40 bis 80 kg/m , eine Druckfestigkeit (ti) bei Raumtemperatur von 2 bis 8 kg/cm , eine Bruchdehnung (L) bei Raumtemperatur von 8 bis 20%, eine Zugfestigkeit (L) bei -192 C- von 3,5 bis 13 kg/cm und eine Wärmespannung (X) beim Abkühlen von Raumtemperatur auf -192 C von 1,0 bis 8,5 kg/cm mit der Maßgabe, daß die beiden zuletzt genannten Eigenschaften einen Sicherheitskoeffizienten von 1,5 bis 3»5 ergeben, wobei die Symbole (L) und (II) die Festigkeit im rechten Winkel zur Aufschäumungsrichtung bzw. parallel zur Aufschäumungsrichtung bezeichnen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Polyurethanschaum aus einem Polyol bzw. einem mehrwertigen Alkohol mit einem OH-Wert von maximal 450 und einer funktioneilen Gruppe von 3 bis 5 sowie aus einem aromatischen polymeren Polyisocyanat hergestellt ist.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schichten (2, 4, 5, 6, 7) aus dem Polyurethanschaum vorhanden sind, und daß nur die dem Inneren des Behälters zugewandte Seite der am weitesten innen liegenden Schicht (7) aus dem Polyurethanschaum mit dem aus Fasern bestehenden netzförmigen Material (10) verstärkt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Flächen der dem Inneren des Behälters am nächsten benachbarten Schichten (6, 7) aus dem Polyurethanschaum mit dem aus Fasern bestehenden netzförmigen Material (10', 10) verstärkt sind.

9„ Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine auf direktem Wege zur Wirkung kommende wärme-

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isolierende Anordnung für einen Bellälter (1) handelt, die in direkter Berührung mit der von dem Behälter aufgenommenen, eine tiefe Temperatur aufweisenden Flüssigkeit steht (Fig. 7).

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Inneren des Behälters zugewandte Innenfläche der Anordnung in Berührung mit einem Behälter (22) zum Aufnehmen einer auf einer tiefen Temperatur befindlichen Flüssigkeit steht (Fig_o 6)ο

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine sekundäre Sperre eines selbsttragenden Behälters (21) bildet (Fig. 5).

12_O Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Sperre eine innenliegende wärmeisolierende Anordnung für ein Schiff zum Transportieren von verflüssigtem Erdgas der Bauart mit selbsttragenden prismatischen Behältern (21) ist, und daß die Anordnung mit Bauteilen (24) aus Balsaholz kombiniert ist (Fig_o 8).

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