Die Untersuchungen im Laderaummeteorologischen Messfeld zeigen u. a., dass es, ausgehend von einem trockenen Zustand der Decke und der Seitenwände des Containers, zu einer stufenweisen Erhöhung der Schweißwasserbedeckung kommt, die nach Ablauf mehrerer Tage ein Maximum erreicht. Das Zusammenwirken aller Faktoren führt zu folgender Deutung der Bildung von Schweißwasser im Container: Während der Aufheizung der Containerbegrenzungsflächen und damit auch der Innenluft und der Ladungsoberfläche sinkt die relative Luftfeuchte der Containerluft. Entsprechend der Desorptionseigenschaften und ihrer Temperatur geben die Containerböden und die Ladung Wasserdampf an die Umgebungsluft ab. Die absolute Feuchte der Innenluft steigt an. Durch die weitere Erwärmung der Containerluft sinkt die relative Luftfeuchte weiter. Bei Erwärmung bis zu einem Temperaturmaximum von 50 °C könnte die Restluftmenge im Container etwa 1.800 g Wasserdampf aufnehmen. Die tatsächliche Menge liegt jedoch niedriger, da Wasserdampfsättigung der Luft während des Erwärmungsvorgangs nicht erreicht wird. Der an die Luft abgegebene Wasserdampf wird von den Oberflächenschichten der Ladung geliefert, d. h., es kommt auch im Innern des Stapels zu einem Dampfdruckgefälle und damit zu einem Feuchtefluss von den inneren zu den äußeren Ladungspartien. Letzteres lässt sich leicht nachweisen. So müsste der Wassergehalt der Ware bei einer durchschnittlichen Schweißwasserbedeckung der Containerflächen um etwa 0,64 % gesunken sein. Tatsächlich wurde aber ein Absinken des Wassergehalts der Oberflächenpartien um mehrere Prozent festgestellt. Dieser Vorgang ist in Abb. 18 dargestellt.
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Abbildung 18: Temperatur und Wassergehalt in der Gutsoberfläche und Deckentemperatur des Containers an einem Strahlungstag; Svenson [54] |
Ist das Maximum der Containeraufheizung überschritten, so sinkt die Temperatur der Containerluft, und die relative Luftfeuchte steigt an. Wesentlich ist, dass die Ladung Wasserdampf stark verzögert aufnimmt (sog. Adsorptionsverzögerung). Gründe sind der Feuchtefluss in der Ladung selbst und der spätere Eintritt des Temperaturmaximums der Ladung.
Ein Teil des Wasserdampfes kondensiert an der abkühlenden Containerwandung, sobald diese die Taupunkttemperatur der Innenluft unterschreitet. Es kommt zur Schweißwasserbildung an der Decke und den senkrechten Wänden. Bei der nächsten Erwärmung wird ein Teil des von der Innenluft aufgenommenen Wasserdampfes durch das Schweißwasser der senkrechten Wände geliefert. Um ein Dampfdruckgleichgewicht zwischen Ladung und Luft herzustellen, braucht die Ladung weniger Wasserdampf abzugeben. Das an der Decke befindliche Schweißwasser kommt infolge der sich ausbildenden stabilen Luftschichtung nicht thermisch mit zirkulierender Luft in Berührung und kann nur durch Diffusion in tiefere, trockenere Luftmassen gelangen (s. Abb. 19, 21 und 22). Dieser Vorgang verläuft langsamer als die Aufnahme von verdunstendem Schweißwasser durch die an den senkrechten Begrenzungsflächen vorbeistreichende trockenere Luft. Unter der Decke des Containers trocknet das Schweißwasser trotz starker Überhitzung des Daches nicht ab. Dieses Wasser wird durch weitere Desorption von der Ladung her ersetzt. Damit erhöht sich die Menge des Schweißwassers an den Containergrenzflächen stufenweise von Tag zu Tag, bis ein Maximum erreicht ist. Abhilfe ließe sich nur durch eine Zerstörung der stabilen Luftschichten im Container durch aktive Ventilation erreichen, für die aber die vorhandenen Lüftungsöffnungen nicht ausreichen.
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1. Phase: reine Schichtbildung (vertikale Abkühlung) |
| 2. Phase: Austausch innerhalb benachbarter Schichten setzt ein (horizontale Abkühlung) |
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| Abbildung 19: Schweißwasserbildung bei Strahlungswetter unter der Decke des Containers; U. Scharnow |
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Aus Abb. 19 ergibt sich eindeutig, dass am Containerdach das meiste Schweißwasser auftritt. Diese Tatsache hat besondere Bedeutung, da an den Wänden vorhandenes Schweißwasser ohne größeren Schaden ablaufen kann, während am Dach befindliches Schweißwasser direkt auf die eingelagerte Ladung tropft und somit die größere Gefahr bildet.
Eine weitere Schlussfolgerung ist die Zunahme der Bildung von Schweißwasser mit verbesserten Strahlungsbedingungen. Die Gefährdung der im Container eingelagerten Waren ist unter strahlungsarmen Bedingungen weitaus geringer als unter ausgeprägt guten Strahlungsbedingungen.
Im geschlossenen Standardcontainer sind für den sicheren Transport folgende Schadenverhütungsmaßnahmen empfohlen:
- Wassergehalt der Ware, der Verpackung und des Containerbodens im Container niedrig halten, da hierdurch die Intensität der Schweißwasserbildung gedämpft wird!
- Schutz der Ware gegen herabtropfendes Wasser!
- Stauplatz so wählen, dass die Container keiner Strahlung ausgesetzt sind!
- Ventilationsöffnungen offen lassen oder belüftete Container wählen, damit warme Luft mit hohem Wasserdampfgehalt abgeführt wird!
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| Abbildung 20: Schematische Darstellung der Tagesgänge der das Lagerklima bestimmenden Luft-, Taupunkt- und Grenzflächentemperaturen und die dadurch bedingte Bildung von Containerschweiß; U. Scharnow [43] |
Die Abb. 20 zeigt eine schematische Darstellung der Tagesgänge der das Lagerklima bestimmenden Luft-, Taupunkt- und Grenzflächentemperaturen und die dadurch bedingte Bildung von Containerschweiß, sodass zusammenfassend gesagt werden kann:
Die nachhaltigste Schweißwasserbildung im Container tritt bei Strahlungswetter auf, wenn der Container am Tage direkt der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist und nachts der Ausstrahlung unterliegt. Die intensive Erwärmung der Luft führt zur Senkung der relativen Luftfeuchte im Container, wodurch die Ladung zur Wasserdampfabgabe angeregt wird. Der Taupunkt der Luft im Container steigt an. Nach Sonnenuntergang kommt es zur Abkühlung. Unterschreitet die Temperatur des Containers den Taupunkt der Luft im Container, kommt es zur Kondensation der Containerdecke und an den Wänden. Am nächsten Tag trocknet das an den Wänden kondensierte Wasser zwar wieder ab, nicht aber das unter der Containerdecke, das infolge der stabilen Schichtung erhalten bleibt und von Tag zu Tag zunimmt, bis es heruntertropft (s. Abb. 21 und 22).
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| Abbildung 21 (oben) und 22: Containerschweißbildung bei Strahlungswetter; Svenson [54] |