Herstellung von Chemikalien-Lagertanks

Nicht das Volumen, sondern die chemische Verträglichkeit bestimmt tatsächlich Werkstoff und Auskleidung eines Chemikalien-Lagertanks.

Ein Chemikalien-Lagertank sieht von außen wie jeder andere Tank aus (eine gewalzte Schale, ein Boden, eine Reihe von Stutzen), aber der Konstruktionsprozess dahinter beginnt mit einer anderen Frage als bei einem allgemeinen Flüssigkeitstank. Statt vom Volumen auszugehen und sich nach außen vorzuarbeiten, ist die erste und einschränkendste Entscheidung, ob ein Kandidatenwerkstoff jahrelangen Kontakt mit der spezifischen Chemikalie bei der gelagerten Konzentration und Temperatur tatsächlich übersteht. Alles Weitere in der Spezifikation ergibt sich aus dieser Antwort.

Verträglichkeit bestimmt die Werkstoffwahl

Korrosion in einem Chemikalientank ist selten eine einfache Bestehen/Durchfallen-Frage; sie ist eine Rate, ausgedrückt als Korrosionszuschlag zur berechneten Mindestwanddicke, damit die Schale auch am Ende der vorgesehenen Nutzungsdauer noch den Vorschriften entspricht und nicht nur am Tag der Fertigung. Für Chemikalien, die aggressiv, aber noch innerhalb des Arbeitsbereichs von Edelstahl sind (viele Säuren bei moderater Konzentration, die meisten Laugen, die meisten Lösemittel), wird 316L oder eine höhere Legierung mit einem auf die spezifische Aufgabe abgestimmten Korrosionszuschlag spezifiziert. Liegt die Chemikalie außerhalb selbst dieser Legierungen, verschiebt sich die Wahl zu einem ausgekleideten Behälter: eine Schale aus Kohlenstoff- oder Edelstahl mit einer Gummi-, PTFE- oder anderen Polymerauskleidung, die die eigentliche chemische Beständigkeitsarbeit leistet, während der Stahl nur strukturelle Festigkeit und Druckhaltung bereitstellt. Auskleidung ist bei sehr aggressiven Aufgaben in der Regel günstiger als eine massive Sonderlegierung, bringt aber eigene Einschränkungen mit sich: die Integrität der Auskleidung hängt vom Inspektionszugang ab, und eine beschädigte Auskleidung legt das darunterliegende Substrat frei, weshalb ausgekleidete Behälter typischerweise ein festgelegtes Inspektionsintervall benötigen, das ein Behälter aus massiver Legierung nicht braucht.

Beispiele für aggressive Anwendungen

Die Chemikalien, die am häufigsten eine Auskleidung oder eine hochlegierte Spezifikation erfordern, sind konzentrierte oder heiße Säuren wie Schwefel- oder Salzsäure, starke Laugen wie Natronlauge bei erhöhter Temperatur und Lösemittel, die Elastomerdichtungen und -packungen angreifen, selbst wenn sie das Schalenmaterial selbst nicht angreifen. In jedem dieser Fälle arbeitet der Tanklieferant ausgehend von Konzentration, Temperatur und bekannten Verunreinigungen der Chemikalie (insbesondere Chloride sind ein häufiger Auslöser für Spannungsrisskorrosion bei Edelstählen, die sonst ausreichend wären) statt von einer generischen Werkstofftabelle, da zwei Tanks, die nominell „dieselbe” Chemikalie bei unterschiedlichen Konzentrationen oder Temperaturen lagern, völlig unterschiedliche Werkstoffe erfordern können.

Rückhaltung und Leckagekontrolle

Da ein Versagen eines Chemikalientanks ein Sicherheits- und Umweltereignis und keine betriebliche Unannehmlichkeit ist, wird die Rückhaltung gemeinsam mit dem Tank selbst konstruiert, nicht nachträglich hinzugefügt. Ein Auffangbereich, der für das volle Tankvolumen zuzüglich eines Regenwasserzuschlags ausgelegt ist, ist für jeden Tank, der eine gefährliche Chemikalie lagert, Standardpraxis, und das Auffangmaterial selbst muss mit der Chemikalie verträglich sein, die es eines Tages aufnehmen könnte, nicht nur mit dem, was normalerweise darüber steht. Die Logik der sekundären Rückhaltung erstreckt sich auch auf die Anschlüsse des Tanks selbst: Bodenauslässe bei Tanks für gefährliche Chemikalien werden häufig vermieden zugunsten eines von oben eingeführten Tauchrohrs, speziell damit ein Stutzen- oder Ventilausfall nicht den gesamten Tankinhalt unbemerkt auf den Boden ablassen kann.

Prüfungen vor dem Versand

Bevor ein Chemikalien-Lagertank die Fertigungswerkstatt verlässt, wird er nach denselben Standards geprüft, die für jeden druckhaltenden Behälter gelten: eine hydrostatische oder, wo Wasserkontamination vermieden werden muss, eine pneumatische Druckprüfung, um zu bestätigen, dass die Schale ihrem Auslegungsdruck ohne Leckage oder bleibende Verformung standhält, sowie Farbeindringprüfung oder andere zerstörungsfreie Prüfverfahren an Schweißnähten, besonders an jeder Schweißnaht, die der gelagerten Chemikalie ausgesetzt ist, um oberflächenbezogene Fehler zu erkennen, die eine Druckprüfung allein nicht aufdecken würde.

Makfen entwirft und fertigt Chemikalien-Lagertanks in massiver Edelstahl- und ausgekleideter Kohlenstoffstahlkonstruktion, abgestimmt auf Chemie, Temperatur und Rückhalteanforderungen jeder Anwendung, mit Materialzertifikaten und Prüfprotokollen für jeden Behälter.